Автоматизация склада 101: От организации и маркировки до передового ПО и лучших практик

Автоматизация склада широко провозглашается как один из самых эффективных способов повысить ROI за счет снижения потребности в труде, повышения точности и улучшения эффективности. «Существует один неоспоримый факт», — по Supply Chain Management Review. «Автоматизация склада — одна из последних областей, где долгосрочные затраты могут быть существенно снижены». Но некоторые воспринимают автоматизацию как ПО, другие — как внедрение автоматизированных систем хранения и комплектации (AS/RS). В реальности полная автоматизация склада подразумевает автоматизацию множества аспектов операций: от автоматического сбора данных до программных систем, хранения и комплектации и др.
Тем не менее, по отчету Monteage Technologies 2014 года, 90% складов во всем мире сегодня либо полностью ручные, либо внедрили только низкий уровень автоматизации. И хотя средний логистический дивизион может смотреть на период 4–5 лет до реализации ROI от инноваций в автоматизации, окупаемость того стоит ждать для тех, кто делает умные стратегические инвестиции в автоматизацию.
Мы подготовили это исчерпывающее руководство, чтобы обозначить многочисленные аспекты автоматизации склада, которые вы должны знать — и лучшие практики для успешного внедрения каждого аспекта.
В этом руководстве мы рассмотрим:

• Основы автоматизации склада
• Организация склада для оптимизации
• Заложение фундамента автоматизации склада с штрихкодными этикетками
• Программные и аппаратные решения автоматизации склада
• Автоматические направляемые тележки (AGV)
• Автоматизированные системы хранения и комплектации (AS/RS)
• Лучшие практики автоматизации склада
• Дополнительное чтиво по автоматизации склада

Основы автоматизации склада
В основе автоматизации лежит выявление повторяющихся задач, которые процессно-ориентированы, трудоемки или подвержены ошибкам, и поиск способов их автоматизировать. И как любой в индустрии складирования знает, склады полны повторяющихся, процессно-ориентированных и подверженных ошибкам задач: от ошибок ручной документации до ошибок комплектации и размещения, отгрузки и приемки и многого другого. Поэтому многие аспекты складских операций можно автоматизировать, включая:

• Автоматизация комплектации — процесс комплектации — яркий пример повторяющегося и трудоемкого процесса. Модульные стеллажные системы в сочетании со складской робототехникой делают возможной автоматизацию комплектации, которая раньше полностью зависела от людей. И где есть люди, вероятность человеческой ошибки очень реальна.
• Автоматизация штрихкодных этикеток и сканирования — склады сильно зависят от документации для отслеживания движений товаров, локаций хранения (для ускорения комплектации и размещения) и управления запасами. Склады экономят драматические объемы человеко-часов, автоматизируя эти процессы документации с штрихкодными этикетками, ярлыками стеллажей, складскими знаками и оборудованием для их чтения. Штрихкодные этикетки в сочетании с правильным ПО и технологией сканирования практически устраняют ошибки и драматически ускоряют процессы документации.
• Автоматизированные транспортные средства — вилочные погрузчики и الروхли — традиционное оборудование для перемещения товаров, но даже этот аспект становится автоматизированным благодаря самоуправляемым погрузчикам и паллетным тележкам, известным как автоматические направляемые тележки (AGV). Ключевое отличие: эти автоматические тележки не требуют операторов; они следуют цифровым путям по объекту для погрузки/разгрузки паллет, коробок и контейнеров. AGV можно внедрить на существующем складе без полной перестройки планировки и системы, и это не инвестиция «всё или ничего» — операции могут добавлять AGV по мере необходимости, постепенно заменяя ручную технику на автоматическую. Плюс, их можно лизировать или покупать, так что склады могут попробовать перед покупкой.
• Автоматизация инвентаризации — в отчете 2014 года «From Cost Center to Growth Center: Warehousing 2018» Motorola отмечает, что 41% складских объектов все еще полагались на перо-бумажные методы для циклических подсчетов. Это приводит к ошибкам ввода и транскрипции, неконсистентной обработке запасов и в некоторых случаях — сбоям в общих операциях. При этом автоматизация процессов управления запасами — одна из самых простых и рентабельных стратегий, которые склады могут внедрить для начала реализации выгод автоматизации.
• Автоматизация бэк-офиса — автоматизация инвентаризации часто идет рука об руку с автоматизацией бэк-офисных процессов. По отчету Motorola, почти треть (32%) складов не имеет доступа к данным в реальном времени в WMS, что ведет к неточным подсчетам запасов — что может вызывать сбои цепочки поставок от легких до катастрофических — и другим неточностям. В современной быстрой индустрии складирования доступ к точным данным в реальном времени критичен.

Опора на устаревшие ручные процессы не только ведет к ошибкам и задержкам, но практически гарантированно негативно влияет на чистую прибыль. Нехватка (out-of-stock) может привести к недовольству партнеров и клиентов, ущербу репутации бренда, а излишки запасов, долго простаивающие на стеллажах, продолжают пожирать прибыль затратами на хранение и операции. И когда простой происходит из-за потери продуктивности или серьезных ошибок, склады либо сдерживают рост, либо активно снижают прибыль.
Под давлением спроса на меньше сбоев, повышенную продуктивность и улучшенную видимость, Motorola в 2014 году предсказала, что к 2018 году всего 12% складов будут все еще полагаться на ручные циклические подсчеты, и 65% складов будут иметь доступ к WMS в реальном времени с мобильных устройств.
Организация склада для оптимизации
Здоровая автоматизация склада начинается с оптимизации склада через стратегическую организацию и другие меры. Конечно, полезно знать, какие возможности автоматизации вы планируете внедрить перед перестройкой планировки, но некоторые варианты автоматизации, обсуждаемые ниже, предлагают гибкость для легкой интеграции в существующие здания без необходимости полной перестройки объекта.
В общем, склады должны использовать вертикальное пространство и конфигурировать планировку для поддержки оптимального трафика. Проект оптимизации планировки — многшаговый процесс, требующий тщательного анализа и планирования. Оптимизированная планировка должна поддерживать четыре основные функции склада:

• Хранение продукции
• Входящие операции (приемка, возвраты)
• Исходящие операции (комплектация, стейджинг)
• Процессы добавления ценности (перемаркировка, наклейка ценников, специальные процессы и т.д.)

UPS Compass рекомендует оценить четыре области для определения оптимальной планировки:

• Ширина проездов — традиционные подходы предлагают 11 футов для погрузчиков, современные wire-guided тележки позволяют сократить до 5 футов, освобождая дополнительное пространство для хранения.
• Скорость продукта (Product velocity) — вместо группировки похожих товаров, группируйте по скорости: быстрые товары ближе к отгрузочным дорожкам.
• Время в пути (Travel time) — больше пространства не обязательно означает лучшее хранение. Иногда расширение площади только удваивает или утраивает время в пути.
• Пыль и «соты» (Dust and honeycombs) — выявляйте медленные и стагнирующие товары, собирающие пыль. Также ищите неиспользуемое пространство между, за или рядом с продуктами.

Вам придется сильно опираться на данные для определения лучшей планировки. Также нужно подбирать размеры средств хранения, чтобы избежать необходимости пополнять быстрые товары в хранилище более одного раза в день — иначе возникнут задержки отгрузки. По Supply Chain Link, большинство складов работают максимально эффективно при загрузке около 85%, учитывайте это при планировании.
Заложение фундамента автоматизации склада с штрихкодными этикетками
Хотя есть несколько базовых аспектов полной автоматизации склада, штрихкодные этикетки — обеспечивающие средство трекинга товаров и активов запасов — обычно закладывают фундамент автоматизации. Без способности отслеживать предметы по мере их прохождения через компанию, генерация данных для автоматизированных процессов невозможна.
Cerasis указывает, что технологии автоматического сбора данных достигли точки, где стоимость внедрения больше не превышает потенциальных выгод от устранения человеческих ошибок. С технологией для автоматического сбора данных теперь в доступном диапазоне для многих складов, внедрение автоматического сбора данных ставит эти и другие выгоды в достижимость:

• Отслеживание потока запасов через транзакционные движения — каждая транзакция вносит возможность потерять отслеживание единицы запаса или внести вклад в ошибки комплектации или заказов. Отслеживание движения запасов на каждой транзакции — включая каждое движение от прибытия товара на объект, размещения в слот, комплектации, упаковки и окончательной упаковки и отгрузки — драматически снижает вероятность потери запасов и других ошибок.
• Лучшее планирование времени прибытия на доки — автоматический сбор данных дает оператору склада обилие информации для лучшей подготовки и планирования. Включая обеспечение того, что весь инвентарь для отгрузки прибывает на док одновременно с назначенным грузовиком, устраняя потерю пространства от инвентаря, сидящего на доках часами или даже днями до нужного времени.
• Более эффективные процедуры комплектации — большая видимость потока товаров по объекту позволяет планировать и прогнозировать для еще не пришедших заказов. Рабочих можно перераспределять в зоны с ожидаемым спросом из зон низкого приоритета для оптимизации использования персонала и избежания ненужных задержек из-за нехватки кадров. Иными словами, способность планировать вперед означает гарантию, что каждый заказ покидает склад в назначенное время без задержки.
• Оптимизация потока трафика — складские знаки можно использовать для дорожных подсказок и информации для ускорения потока товаров через объект с оптимизацией трафика: избегание заторов в проездах, помощь рабочим быстро находить нужные зоны, стеллажи и полки для размещения и комплектации. Ретро-рефлективные знаки и этикетки, например, подходят для дальних складских применений, позволяя дальним сканерам легко идентифицировать правильные локации.
• Автоматизация пополнения — когда товары автоматически отслеживаются штрихкодными этикетками и данные синхронизируются в реальном времени с WMS, ситуации out-of-stock могут быть полностью устранены установкой триггеров пополнения, запускающих автоматический повторный заказ запасов в момент достижения заранее заданного низкого порога.

Программные и аппаратные решения автоматизации склада
Говоря о WMS, аппаратное и программное обеспечение идут рука об руку с решением для складских этикеток и навигации. Штрихкодные этикетки дают надежный метод хранения ценных данных, но сканирующие устройства необходимы для декодирования символики штрихкодов и передачи данных в WMS. WMS, в свою очередь, агрегирует данные о запасах, поставщиках, деталях, заказах, производителях и всех необходимых деталях о позиции в централизованной базе данных.
Совместимость — ключевое соображение при выборе штрихкодных этикеток, оборудования и ПО для поддержки автоматизации склада. Сканеры штрихкодов бывают разными с разными возможностями:

• 1D сканеры штрихкодов
• 1D и 2D сканеры штрихкодов
• Линейные сканеры штрихкодов
• Имиджевые сканеры штрихкодов
• Беспроводные и бесконтактные модели
• Омни-дирекциональные сканеры штрихкодов

Выбор правильной сканирующей системы зависит от ряда факторов, включая, но не ограничиваясь:

• Символика штрихкодной этикетки
• Требования к долговечности
• Совместимость ОС и ПО
• Скорость и дистанция сканирования
• Потребность в беспроводном или проводном подключении

Также существует десятки решений WMS, разнящихся функциями и функциональностью по нескольким факторам. Некоторые таргетированы на конкретные отрасли, например, со специализированными отчетами для помощи в регуляторном соответствии, другие лучше подходят для поддержки определенных функций автоматизации склада. Ключевые соображения:

• Интеграция с штрихкодовыми технологиями
• Простота использования
• Обновления запасов в реальном времени
• Масштабируемость и гибкость
• Сквозное управление транзакциями
• Интеграция бэк-офиса
• Мощные отчетные возможности
• Совместимые мобильные приложения

При внедрении решения для складских этикеток вместе с аппаратными и программными компонентами для завершения фундамента, вы захотите убедиться, что эти элементы полностью совместимы и будут бесшовно работать вместе, позволяя вашему складу функционировать как отлаженный механизм.
Автоматические направляемые тележки (AGV)
Автоматические направляемые тележки — более новая инновация по сравнению со складскими этикетками и WMS. AGV дают прямую экономию на затратах на труд и также улучшают эффективность и надежность процессов хранения и комплектации. Это по сути роботы, опирающиеся на маркеры на полу, провода или лазерное зрение для навигации по зданию и способные выполнять функции:

• Хранение паллет, стеллажей и других контейнеров
• Хранение паллет в складских стеллажах
• Хранение паллет в напольных глубоких стопках (deepstacks)
• Вертикальное хранение рулонов
• Горизонтальное хранение рулонов в крэйдлах
• Контроль полного процесса приемки сырья (от прицепа к производственным линиям)
• Автоматическая разгрузка прицепов
• Транспортировка сырья на промежуточное хранение

Существует растущее количество вариантов AGV для складов с разными возможностями. Например, автоматизированные тележки, которые могут двигать продукты на сборочной линии или транспортировать товары со склада на производственные заводы. Поскольку эти тележки направляются магнитной лентой, установка начального потока или перенастройка маршрута при необходимости проста. Транспондерные теги используются для сигнализации, когда тележка должна остановиться или выполнить действие: увеличить/уменьшить скорость, поднять/опустить.
Некоторые компании предлагают диапазон от стандартных базовых конфигураций до полностью кастомных AGV для высокоспециализированных требований. В середине спектра — AGV двойного назначения, которые могут работать как вручную, так и как полнофункциональные AGV. Для некоторых складов dual-use варианты — умные инвестиции, облегчающие переход от ручных к автоматизированным процессам. Для тех, кто уже в процессе автоматизации или имеет специализированные применения, растущая доступность кастомных AGV — ценный вариант.
Автоматизированные системы хранения и комплектации (AS/RS)
AGV, конечно, играют роль в AS/RS, но не единственный вариант автоматизации для этих функций. AS/RS существуют с 1950-х, впервые внедренные в Европе, Японии и США. AS/RS состоят из нескольких ключевых компонентов:

• Машины хранения и комплектации
• Стеллажные конструкции
• Конвейеры (например, AGV)
• Системы управления складом (WCS)

Устройства подъема и опускания паллет — среди самых распространенных устройств AS/RS. Эти фиксированные проездные машины хранения и комплектации перемещают паллеты в и из локаций хранения, их можно конфигурировать под профили плотности SKU, различные типы нагрузок и скорости доставки. Есть также устройства обработки коробок и нагрузок — уменьшенная версия паллетных подъемников для меньших контейнеров. Новейшие варианты с использованием челночных машин и роботов известны как goods-to-person системы.
Использование AS/RS дает множество преимуществ, включая:

• Снижение использования пространства и труда
• Гибкость работы как автономной структуры внутри существующих зданий или как стеллаж-опорных структур (часто для холодовых/морозильных хранилищ)
• Последовательная и безопасная обработка продукта
• Последовательность в соблюдении правил размещения на хранение
• Поддержка трекинга и идентификации продукта в реальном времени
• Комплектация и консолидация заказов, облегченные автоматическим пополнением
• Возможность создания высококонтролируемых сред хранения, полностью исключающих доступ людей
• Способность сохранять свежесть продуктов и митигировать отзывы
• Обеспечение регуляторного соответствия
• Защита потребителей

Помимо этих выгод, склады, внедряющие AS/RS, реализуют долгосрочную экономию за счет повышенной эффективности, способности 따라 за растущим спросом, снижения рисков, повышения пропускной способности и общей точности запасов. По Westfalia, средний срок службы AS/RS — 25–30 лет, а период окупаемости — обычно 3–5 лет.
Лучшие практики автоматизации склада
Автоматизация склада, особенно когда он раньше работал полностью вручную — серьезное предприятие, но оно окупается дивидендами, когда автоматизация оценивается, анализируется и планируется с учетом всех доступных данных. По Path Guide, склады работают наиболее успешно, когда адресованы семь ключевых фундаментов:

1. Управление складом — команды управления направляют ежедневную производительность, коучают команды, планируют непрерывное улучшение.
2. Система управления складом (WMS) — WMS — локус контроля, позволяющий командам управления направлять операцию.
3. Лучшие практики складирования — процессы и системы, проверенные в конкретной вертикали или специальности склада, а также процессы и протоколы, успешные для конкретной компании.
4. Обучение — любые изменения встречают сопротивление, и при внедрении автоматизации это может вызывать тревогу у рабочих, боящихся, что их ценность вытеснится автоматами и роботами. Правильное обучение и управление изменениями помогут сгладить процесс и обеспечить эффективные операции.
5. Мотивация сотрудников — сотрудники, чувствующие поддержку компании, мотивированы выполнять на высшем уровне, повышая общую продуктивность и эффективность.
6. Физический объект — адресация базовой основы складской операции критична для успеха. Это значит обеспечение адекватной дока и емкости хранения, стейджинг-зон и пр., а также признание потребности в физических улучшениях и действие по ним для устранения болевых точек.
7. Технология автоматизации — в конечном счете, выбор правильной технологии автоматизации обеспечивает успешный исход. Управление должно периодически оценивать потенциальные проекты автоматизации и выявлять области для улучшения и инноваций, рекомендуя внедрение автоматизации, которая, вероятно, даст ROI в приемлемый срок окупаемости.

Дополнительное чтиво по автоматизации склада
Для большей информации о лучших практиках склада, новейших инновациях автоматизации и том, как современные склады автоматизируют процессы для улучшения операций и повышения прибыли, посетите:

• 15 Warehouse Best Practices You Need to Know
• Warehouse Operations Best Practices: 55 Awesome Tips and Tactics to Improve Warehouse Management, Organization and Operations
• Warehouse Automation: The Next Generation
• Automation in the Warehouse: Asset or Obstacle?
• Robots In The Warehouse: It’s Not Just Amazon
• The Top 10 Automated Warehouses
• The Case for Warehouse Automation
• Considering The Costs Of Warehouse Automation
• Warehouse Automation: Why Warehouse Workers Need Not Fear Automation or Robotics
• 5 Advanced Warehouse Automation Technologies Changing the Game

Продукты и решения для трекинга от Camcode:

• Складские ярлыки локаций стеллажей
• Надписи для пола склада
• Штрихкодные этикетки
• Складские ярлыки локаций
• UID-теги
• Инвентарные контрольные теги
• Складская навигация проездов
• Металлические теги оборудования
• Складские знаки
• Кастомные фольгированные этикетки