Налаштування WMS на складі вузькопрохідної технології

Про статтю

Впровадження системи управління складом - завдання складне, але цікаве. Найбільш поширена помилка кінцевого користувача зазвичай полягає в тому, що він упевнений у всесильності програмного продукту, а початківця впровадженця - в його впевненості в «кращих практиках» і «галузевих рішеннях». Склади більше схожі не з точки зору галузевої спрямованості, а з точки зору технології зберігання і переробки вантажів, а «кращі практики» вимагають доповнення реальним досвідом. У цій статті я постараюся охопити основні відмінності між двома найбільш часто використовуваними технологіями зберігання, а також нюанси, які необхідно врахувати для проведення дійсно якісного впровадження. Куди вже краще знати це заздалегідь, ніж зіткнутися під час go-live, коли кожна хвилина простою буде коштувати неймовірно дорого.

Широкопрохідна і вузькопрохідна технологія: введення

Найпоширеніше складське обладнання, яке використовується при організації системи зберігання - це фронтальні стелажі для піддонів. Виглядають вони наступним чином:

Установка їх проводиться - для стійкості - здвоєними рядами. А стійкість абсолютно точно потрібна, оскільки вага однієї палети з площею піддону 1200x800 мм може становити 1000 кг (на ілюстрації вище, до речі, відображено зберігання 2-х паліт в одній секції, що більш характерно для піддонів площею 1200x1000 мм, або 1200x1200 мм, а їх вага може бути ще більшою). Для того, щоб розміщувати або вилучати палети в такому стелажі, до ряду потрібно організувати доступ для підйомно-транспортної обробки: навантажувач, штабелер, тощо. Тип обладнання підбирається залежно від необхідної вантажопідйомності і висоти обробки вантажів (навантажувач, наприклад, працює приблизно до висоти 3-го ярусу, а на складі їх може бути і 7), а також - що теж дуже важливо - залежно від радіусу розвороту: адже між рядів необхідно залишати проходи (їх часто називають алеями), де обладнання буде працювати, і чим більш вузькими будуть проходи, тим більше стелажних конструкцій ми зможемо встановити, і тим більш ефективно буде використовуватися наявний обсяг приміщення.

Однак, і тут є свої нюанси: чим ширший прохід, тим більше ми можемо одночасно розмістити в ньому співробітників і/або одиниць техніки при виконанні необхідних операцій. Відповідно, у вузьких проходах ми такої можливості позбавлені: там може розміститися тільки одна одиниця обладнання, яка заїжджає в нього або по механічних напрямних («рейках»), або з використанням індукційного супроводу («індукція»). Через дуже істотну різницю в способах виконання різних операцій, з'явилися поняття «широкопрохідна технологія» і «вузькопрохідна технологія». Власне, тут ми стикаємося з одним з основних завдань складської логістики: пошук оптимального балансу між ефективним використанням обсягу і продуктивністю вантажопереробки.

З точки зору автоматизації складу за допомогою централізованої системи управління операціями (WMS - Warehouse Management System), алгоритми управління, на підставі яких видаються завдання кінцевим виконавцям, теж мають кардинальні відмінності, основне з яких - це «паралельне» і «послідовне» відпрацювання завдань. Як і згадувалося, широкий прохід дозволяє виконувати завдання в паралельному режимі кільком виконавцям, а вузький прохід вимагає наявності в проході тільки одного виконавця, у зв'язку з чим потрібно керувати чергою виконання завдань, і забезпечувати коректний розподіл по виконуючому ресурсу. Основний акцент - як і випливає з назви статті, - я зроблю саме на специфіку вузькопрохідної технології, думка про яку сильно різниться: одні фахівці стверджують, що вона абсолютно неефективна, інші - що з її допомогою можна зробити справжні дива. Як би там не було, збільшити ємність складу з її допомогою можна досить значно - є живі приклади, коли 1200 палетомест перетворювалися на 1800. Однак, вузькі проходи накладають неймовірну кількість обмежень: якщо немає досвіду налаштування або розробки системи автоматизації саме під такі склади, то є шанс, що «злетіти» не вийде.

Чому «наскрізний» склад не завжди хороший, і навіщо розміщувати продукцію «поперечним» способом

Один з наших перших проектів (а їх за 11 років реалізовано вже більше 100) був реалізований якраз на класичному вузькопрохідному складі. Керівництво поставило директору з логістики завдання збільшити потужність складу, і він зробив акцент на установку нових стелажів і придбання спеціалізованої техніки. З точки зору обсягу зберігання, завдання він вирішив, а от за кількістю операцій отримав несподівано поганий результат. Аналіз ситуації показав, що штабелери здійснюють велику кількість «маятникових» переміщень, для скорочення яких потрібно розробити і впровадити ефективну стратегію розміщення вантажів.

Проблему було вирішено закрити за рахунок впровадження WMS. На той момент часу вже була впроваджена самописна система адресного зберігання і навіть «паперова» технологія розподілу завдань, так що автоматизація на рівні «натиснули на кнопку і зробили диво» абсолютно виключалася. Крім того, була присутня проблема визначення нормативної продуктивності: деякі співробітники виконували за одну зміну стільки ж завдань, скільки їхні колеги за півтори-дві зміни. Явно була необхідність централізованої диспетчеризації завдань для забезпечення рівномірного навантаження і відсутності можливості у оператора і виконавця сформувати найбільш «виграшний» перелік завдань для «обраних».

Перший крок, який був зроблений - це впровадження стратегії «поперечного складування». Не неавтоматизованому складі, де співробітникам доводиться самостійно шукати необхідні товари, вони намагаються розміщувати товари однієї групи, або одного найменування, максимально близько один до одного, як правило - поздовжньо в одному проході. Якщо ж партія вантажів, які нам треба розмістити, складається з декількох паліт одного найменування, то набагато більший ефект можна отримати, розміщуючи їх не в одному проході, а «поперек» проходів, тобто першу палету поставити в 1-й прохід, другу - у 2-й, і так далі. Таким чином, якщо у нас відвантаження проводиться палітами, і в замовленні можна зустріти не 1, а 2 або 3 палети, то їх буде вилучати вже не одна одиниця обладнання, а відразу кілька, так як задіяні кілька проходів. Це ускладнює проведення фрагментарної інвентаризації та пошуку товарів у «ручному» режимі, але за наявності системи управління ці недоліки усуваються.

Другий крок - зміна стратегії розміщення в часі. Вихід з виробництва (він же - вхід на склад) знаходився з однієї частини складу, а доки для відвантаження продукції (вихід зі складу) - з іншої. Саме такий склад зазвичай називають «наскрізним», тому що продукція ніби проходить крізь нього. З одного боку, така структура як би відповідає певним міфічним «принципам побудови ідеального складу», а з іншого боку і на ділі - сильно ускладнює будь-яку оптимізацію. Наприклад, якби ми вирішили використовувати оптимізацію розміщення вантажів за частотою звернень, то найбільш популярні вантажі довелося б везти найдовшим шляхом до осередків, розташованих ближче до доків. У зв'язку з такою дилемою, вирішили спробувати розміщувати вантажі в найбільш інтенсивні для виробництва годинники - ближче до точки виходу з виробництва (щоб не перезаповнити буферні площі між виробництвом і складськими стелажами), а в найменш інтенсивні - відправляти вантажі в найдальші осередки. На рівні оперативного виробничого плану, найпопулярніші позиції випускалися якраз під час найбільшого «розвантаження» складу. Результат - приріст продуктивності на 20%.

Третій крок - пріоритезація завдань від поточного місця розташування штабелера і облік положення віл. Тобто, поки штабелер не виконає всі завдання в поточному проході, він не виїжджає в інший прохід. Такий підхід вимагає уважності при відправці замовлень в роботу, але - з іншого боку - скорочує одну з найбільш ресурсозатратних операцій з переміщення в іншу алею або розвороту віл. Результат - вдалося підвищити продуктивність ще майже на 10%.

Останній крок щодо оптимізації складських процесів полягав у модернізації діючої схеми заохочень для співробітників, але тут - після довгих суперечок - було вирішено залишити наявний варіант, коли співробітник отримував деяку суму за кожну операцію. Оскільки співробітник не міг вибрати, які операції йому виконувати (на відміну від чинної раніше паперової технології), розподіл винагороди став більш справедливим. Проект був визнаний успішним і продовжився в рамках вирішення наступних завдань.

Двоетапне розміщення, бетчинг і чергування завдань

Вже в дещо віддаленому майбутньому, зовсім на іншому проекті, ми застосували ще один підхід, який дозволив би вирішити чимало проблем на вищеобізначеному складі. Йдеться про двоетапну розстановку вантажів у вузькопрохідних стелажах. В окремому буфері набирається деяка кількість паліт, які необхідно розмістити на стелажах. Вони групуються по алеях (не обов'язково фізично, головне - на рівні виконання завдань), і піші співробітники з гідравлічними візками отримують завдання по закочуванню паліт в алеї, починаючи від самого віддаленого місця, куди система управління здійснила розміщення вантажу, до самого близького. Кожна палета ставиться прямо в проході, під тим осередком, куди «націлилася» WMS. Робота штабелера полягає лише в тому, щоб в'їхати в ряд, під'їхати до кожної палети і підняти її на необхідне місце.

Якщо штабелер має обмеження на поворот віл у проході, такий підхід працювати не буде. Але якщо подібне обмеження відсутнє, то за рахунок такого підходу, виключається постійне переміщення до початку ряду, і експлуатація важкої техніки стає куди більш раціональною. Такий підхід відповідає концепції «бетчингу», коли перед тим, як почати виконання завдань, ми чекаємо їх накопичення. Таким чином, разом з усіма перевагами цього підходу, ми отримаємо і недоліки (необхідність чіткого поділу пакетів операцій у часі, наприклад).

Деякі WMS мають функціонал «чергування завдань», коли техніка може виконувати завдання різного типу в паралельному режимі, залежно від поточної картини пріоритетів і місця розташування. Давайте для простоти прикладу спочатку розглянемо, як в ідеалі повинна працювати подібна технологія на складі, де використовується широкопрохідна технологія, і штабелер може виїхати на док. Тоді, співробітник на штабелері за завданням під'їжджає до палеті, що стоїть на доці, бере її на вила і розміщує на стелажі. Відразу після цього, він отримує завдання взяти недалеко розташовану іншу палету, і спустити її на перший ярус (виконати поповнення), і - так як йому знову треба їхати на док для того, щоб розміщувати наступну палету, він отримує ще одне завдання на вивезення чергової недалеко розташованої палети на сусідній док, після чого бере на розміщення наступний вантаж. Давайте тепер подумаємо, як це застосувати по відношенню до вузьких проходів. Почнемо з того, що виїхати на док штабелер не зможе. Теоретично - так, але на практиці він витратить багато часу на стабілізацію в проході, та й далеко не завжди висота стелі над доком дозволяє висотному вузькопрохідному штабелеру туди виїхати. Також зазначимо, що якщо ми вирішили розміщувати вантажі в два етапи, як було розглянуто вище, то при розміщенні ніякого чергування завдань ми явно реалізувати не зможемо. Тим не менш, уявімо, що розміщення ми робимо через транзитні осередки в торцевій частині стелажу. Це означає, що для розміщення палети в цільовому місці, її спочатку розміщують в комірці, до якої штабелер без необхідності повторної стабілізації в ряду має доступ. Штабелер виїжджає, бере потрібну палету, і потім ставить її в цільове місце. Якщо при русі в зворотний бік йому потрібно виконати завдання на вивезення будь-якої палети, то треба розуміти, що буферна комірка, куди він її поставить, повинна бути порожня. Таким чином, у подібній технології повинні бути окремі (фізично розділені) буферні комірки як для вхідного потоку в задану алею, так для вихідного. Як мінімум, їх може бути дві (одна - на вхід, друга - на вихід), але кожна може мати ємність, що відповідає фізичним можливостям використання наявної площі. Не втримаюся від переконливого прохання не займатися самодіяльністю, і не реалізовувати вхід і вихід через одні й ті самі осередки: один і той же буфер на вхід і вихід повинен мати подвійну ємність, і збільшує ймовірність допущення помилки, так що чудес не буває.

"Висотний підбір? Та що там автоматизувати? Будь-яка комірка і для зберігання, і для відбору! "

Окремої розмови заслуговує набір за допомогою так званих High-Level Order Pickers (HLOP). Для вузьких проходів, це обладнання дуже схоже на стандартні вузькопрохідні штабелери, але за рахунок деяких особливостей дозволяє працювати не тільки з палітами, а й виконувати операції набору. Перед співробітником на певній висоті розташовується піддон, який - за фактом збільшення його висоти при наборі, - може бути опущений нижче, даючи можливість виробляти вантажоперевалку без необхідності нахилятися або тягнутися вгору.

На перший погляд, склад з таким обладнанням працює за принципом «весь склад - зона набору». Що б не здавалося, це абсолютно не так. По-перше, тільки на дуже і дуже низькоінтенсивному складі співробітники на вузькопрохідних висотних комісіонерах будуть спокійно роз'їжджати з ряду в ряд, чекаючи, поки їх колеги закінчать виконання своїх завдань. Згадаймо, що чимало часу витрачається на стабілізацію в ряду. По-друге, є ряд вантажів, які на верхніх ярусах вкрай важко набирати: наприклад, 25-кілограмові мішки. Яка б не була ергономіка, а такі позиції краще розміщувати в широких проходах на перших ярусах. По-третє, з'являється ще одна проблема - фрагментація замовлень. Оскільки за кожною одиницею техніки закріплюється своя область відповідальності, одне замовлення може потрапити кільком виконавцям. Таким чином, після набору доведеться виконати ще й консолідацію отриманих частин. Як варіант, можна використовувати так званий «набір з передачею», коли після набору одним співробітником, піддон передається іншому співробітнику для продовження операції. Якщо ж це неможливо, то потрібно передбачити досить ємну ділянку, де буде проводитися додаткова вантажоперевалка: фрагменти одного і того ж замовлення, зібрані різними виконавцями, будуть об'єднуватися в один пакет, і розміщуватися на одному товароносії.

При розміщенні вантажів, потрібно забезпечити гранично рівномірне навантаження на склад, щоб жодна з одиниць техніки при вищеописаній технології не стала «пляшковим горлечком». І - оскільки така технологія дуже близька до послідовної конвеєрної збірки, - професійні WMS мають спеціальні стратегії відправки замовлень в роботу, що дозволяють в рамках поточного пакету (наприклад, рейсу) розраховувати оптимальне наступне замовлення для відпрацювання, виходячи з вже розрахованого навантаження на кожного виконавця. Якщо ж на складі встановлено простий продукт, який не має подібного функціоналу, то при високій інтенсивності операцій диспетчер просто може не справлятися зі своїм функціоналом, що призведе до істотного зниження продуктивності.

Насамкінець

Окремо хочу відзначити такий факт: середньостатистичний менеджер, який працює на підприємстві, що не займається впровадженням програмних продуктів, бере участь приблизно в 3-4 проектах за всю свою кар'єру. Ті, хто професійно займається тільки такими проектами, за свою кар'єру може взяти участь більш, ніж у сотні. Цілком зрозуміло, у кого буде більше шансів на успішну реалізацію, але при цьому дуже часто доводиться бачити, як внутрішні співробітники підприємства намагаються реалізувати власні системи, ґрунтуючись лише на особистому досвіді. Вирішили заощадити на продукті і впровадженні - не економте на постановці завдання, і замовте хоча б професійний консалтинг.