Современные информационные технологии

Я  рассмотрел основные виды механического оборудования, применяемого в грузопереработке. В большинстве систем используются те или иные комбинации этих механизмов. Например, вилочные погрузчики служат для перемещения грузов по вертикали, а тягачи с полуприцепами и самоходные погрузчики поддонов - для перемещения по горизонтали.

Полуавтоматизированные системы

Полуавтоматизированные склады в дополнение к механическому подъемно транспортному оборудованию оснащены еще и автоматическими устройствами. Типичными примерами последних являются внутрискладские системы автоматического управления транспортными средствами, компьютеризованные сортировочные линии, роботы и различные виды наклонных стеллажей.

Системы автоматического управления транспортными средствами. Средства передвижения с автоматическим управлением выполняют ту же функцию, что и механическое подъемно транспортное оборудование (тягачи с полуприцепами или погрузчики поддонов), но с одним важным отличием: им не требуется водитель. Система автоматического управления сама выбирает маршрут и место остановки. В типичных системах автоматического управления используются оптические или магнитные устройства регулирования маршрутов. Оптические устройства построены на эффекте отражения светового сигнала: маршрут прокладывают в виде светоотражающей полосы на поверхности пола, по которой и движется транспортное средство вслед за световым лучом. Магнитные устройства ориентируются на находящуюся под напряжением проволоку, также вмонтированную в пол склада. Главное преимущество - не нужен водитель. В новейших системах автоматического управления выбор маршрута осуществляется с помощью компьютерных и видеотехнологий, а потому здесь не требуются направляющие устройства - провода или светоотражающие полосы. Современные системы проще, миниатюрнее и обладают большей гибкостью, чем их предшественники начала 1980 х годов. В первой половине 1990 х годов популярность ранних систем автоматического управления транспортным оборудованием снизилась (объем заказов на эти системы упал на 40%).

Автоматическая сортировка. Обычно системы автоматической сортировки устанавливают на конвейерных линиях. Упаковки, подобранные на складе в соответствии с заказом и помещенные на конвейер, нужно рассортировать по партиям для отправки с той или иной отгрузочной площадки. Для того чтобы системы автоматической сортировки могли работать, каждая промышленная упаковка должна нести определенную маркировку. Устройства оптического сканирования считывают код и автоматически направляют упаковку в нужное место отгрузки. Большинство считывающих устройств поддается перепрограммированию, так что может работать с разными типами маркировки. Достоинства устройств автоматической сортировки в том, что они (1) экономят живой труд и (2) работают быстрее и точнее. На то, чтобы направить упаковку в нужное место, высокоскоростная система сортировки тратит менее одной секунды. При этом упаковки направляются в требуемое место назначения и могут быть оформлены в единую грузовую единицу для отправки.

Роботы. Робот - это "человекоподобная" машина, работающая на микропроцессорах и запрограммированная на выполнение определенной операции или серии операций. Привлекательность роботов в том, что они способны действовать как "разумные механизмы". Роботы приобрели широкую популярность в начале 1980 х годов, когда их принялись внедрять на автосборочных заводах для замены живого труда. Однако складское хозяйство, сильнее, чем производство, подчиненное индивидуальным запросам отдельных потребителей, отличается меньшей регламентированностью, а потому применение роботов здесь имеет свою специфику. На складах роботов используют в первую очередь для разукрупнения или, наоборот, формирования грузовых единиц. В ходе разукрупнения робот должен уметь распознать упаковки и, выбрав нужные, поместить их на ленту конвейера в надлежащем порядке. При комплектовании грузовых единиц последовательность операций обратная. Еще одна перспективная область применения роботов на складах - работа в опасных или неблагоприятных для человека условиях (шум, холод и пр.). Многообещающие возможности открывает использование роботов на механизированных складах в отдельных операциях, требующих быстроты, надежности и точности исполнения. Благодаря элементам "искусственного интеллекта" роботы во многих случаях представляют собой более удачную альтернативу ручному труду.

Наклонные стеллажи. Наклонные стеллажные конструкции, по которым упаковки сами продвигаются в нужном направлении, широко используются на складах для экономии ручного труда. Обычно такая конструкция включает в себя гравитационный роликовый конвейер, и ее задняя часть, с которой стеллаж загружают, приподнята по сравнению с передней. Когда из передней (более низкой) части стеллажа выбирают упаковку, все, что на нем находится, под действием силы тяжести сползает вниз. Наклонные стеллажи - наиболее наглядный пример использования силы тяжести в грузопереработке. Такие стеллажи устраняют нужду в вилочных погрузчиках для перемещения грузовых упаковок. Загрузка конструкции с тыльной стороны дает важное преимущество - "автоматическое" движение грузов к месту выборки. К тому же это позволяет реализовать в управлении запасами принцип ФИФО* ("первым прибыл - первым выбыл"). Наклонные стеллажи находят весьма разнообразное применение, в том числе для размещения свежевыпеченного хлеба на поддонах перед отгрузкой потребителям. Такими же роликовыми подающими устройствами, как правило, оснащают автоматизированные рабочие места в системах, работающих по методу "точно в срок".

Автоматизированные системы

О полностью автоматизированных складах говорили несколько десятилетий, но вполне безрезультатно. Первым шагом в области автоматизации стала подборка заказов на уровне грузовой единицы (с использованием промышленной упаковки). В 1980 е годы были созданы автоматизированные высокостеллажные складские комплексы.

Возможности автоматизации. Привлекательность автоматизации в том, что она освобождает склады от прямых трудозатрат, замещая труд капиталом, воплощенным в оборудовании. К тому же автоматизированные системы работают быстрее и надежнее. Впрочем, и у них есть свои недостатки: дороговизна и сложность внедрения. Почти все существующие ныне автоматизированные системы были разработаны и сконструированы для выполнения конкретных задач конкретного склада. Шесть перечисленных выше основных требований к механизированным системам грузопереработки неприменимы к автоматизированным системам. Например, в автоматизированной системе оборудование для хранения запасов является неотъемлемой частью технической базы грузопереработки и на него приходится до 50% всех инвестиций. Отношение полезной нагрузки оборудования к его весу не имеет существенного значения для автоматизированных систем. Компьютеры сейчас везде играют важную роль, но в автоматизированных системах грузопереработки они составляют сердцевину всего. Компьютеры управляют не только процессом комплектования отправок, но и взаимодействием складов с другими элементами логистической системы. Автоматизированные склады отличаются особой системой контроля за состоянием запасов. Быстрому развитию автоматизированных складов прежде препятствовала дороговизна вычислительной техники. Сейчас этот барьер устранен.

Системы подборки заказов. Первым объектом автоматизации в складском деле стала подборка упаковок продукции для комплектования заказа. Главная цель заключалась в уменьшении трудозатрат на этой операции и повышении производительности путем создания технического комплекса, сочетающего механические устройства с автоматическими процессами. Исходная конструкция представляла собой ряд поставленных друг на друга наклонных стеллажей. Упаковки загружались с более высокой тыльной стороны стеллажа и под влиянием силы тяжести скользили вниз по вмонтированному сюда гравитационному конвейеру, пока не упирались в запирающую дверцу. Между стеллажами вдоль нижней их части располагались приводные конвейерные линии в несколько рядов - каждый на уровне запирающей дверцы, предназначенные для перемещения упаковок на отгрузочную площадку. Получив заказ, управляющая информационная система выдавала команду на открытие запирающих дверец, и упаковки начинали поступать на движущиеся конвейеры, которые перемещали продукцию в зону отправки. Зачастую продукцию загружали в стеллажи в той самой последовательности, которая была удобна для дальнейшей выгрузки и отправки заказчику. Сегодня эти первые попытки автоматизировать грузопереработку выглядят крайне беспомощными и неэффективными. Сохранялась значительная потребность в ручном труде на этапах загрузки и разгрузки конвейеров, а сама автоматика была очень дорогой. Подобные системы использовались только для работы с дорогостоящими товарами или в помещениях с вредными условиями, например в морозильных камерах. Со временем системы автоматической подборки заказов претерпели заметные усовершенствования. Удалось полностью автоматизировать перемещение грузовых единиц (промышленных упаковок) от места поступления товаров на склад до их загрузки в грузовики для отправки. Подобные системы включают в себя интегрированную сеть гравитационных роликовых конвейеров и конвейеров с силовым приводом. Системой управляет компьютер, одновременно решающий задачи обработки поступающих заказов и контроля за состоянием запасов. Поступающая на склад продукция автоматически перемещается в зону хранения и загружается на наклонные стеллажи, а одновременно с этим обновляются данные о наличных запасах. По получении заказа система готовит график загрузки и вывода на линию подвижного состава в соответствии с объемом и другими характеристиками грузовой отправки. К нужному моменту весь товар отобран в той последовательности, в какой его следует загружать на транспортное средство, и автоматически подан конвейерами в зону погрузки/отправки. В большинстве случаев рука человека в первый раз прикасается к упаковкам только при загрузке трейлера. Благодаря эффективной координации входящих/исходящих грузопотоков, а также надежному контролю сегодня такого рода системы значительно прибавили в производительности и широко применяются в складском хозяйстве.

Автоматизированные транспортно-складские комплексы. Концепция автоматизированной комплексной грузопереработки на основе высокостеллажного хранения грузовых единиц привлекла широкое внимание сравнительно недавно. В таких комплексах автоматизированы все процессы - от приемки грузов до их отправки. Комплекс образуют четыре главных элемента: стеллажи, оборудование для загрузки запасов на хранение и выборки для комплектования заказов, системы приемки/отправки грузов (системы входящих/исходящих потоков) и системы управления. В названии таких комплексов определение высокостеллажные возникло в связи с физическими характеристиками используемых здесь стальных стеллажных конструкций, которые могут достигать высоты 120 футов (37 м). Для сравнения - в механизированных складах высота стеллажей не превышает, как правило, 20 футов (6 м). Это объясняет экономическую привлекательность складов высокостеллажного хранения. Типовой высокостеллажный склад состоит из рядов стеллажей для хранения длиной от 120 до более 800 футов, разделенных технологическими проходами. В этих проходах по специальным направляющим двигаются автоматически управляемые стеллажные погрузчики, осуществляющие закладывание грузов на хранение и подбор грузов для отправки. Скорость перемещения этих машин по горизонтали составляет 300-400 футов в минуту, а по вертикали - 100 и более футов в минуту. Машина должна быстро найти нужную стеллажную ячейку, а затем поместить туда груз или забрать его оттуда. Последние операции выполняются с помощью выдвижной платформы, которая входит внутрь стеллажа и выходит оттуда со скоростью до 100 футов в минуту. Поскольку такая платформа выдвигается только на несколько футов, она должна обладать способностью быстро ускоряться и резко тормозить. В некоторых конструкциях стеллажный погрузчик с помощью тягача перемещается из одного прохода в другой. Тягач может быть закреплен за определенным погрузчиком или свободным. В первом случае он всегда стоит в конце прохода, в котором работает погрузчик. Свободный тягач обслуживает несколько проходов, по которым он движется в соответствии с графиком, обеспечивающим максимальную загрузку оборудования. Выбор между закрепленным и свободным тягачом определяется экономическим расчетом и числом проходов на складе. Помимо операций в основной зоне высокостеллажного хранения нужно еще, во первых, принять грузы, поступающие на склад, и подать грузы в зону отправки, а во вторых, правильно разместить грузы в периферийных зонах возле стеллажей перед загрузкой их в ячейки или после выгрузки их оттуда. За эти перемещения отвечают системы входящих/исходящих потоков. Наибольшие потенциальные проблемы грузопереработки кроются именно в периферийных операционных зонах вблизи от стеллажей. Обычная практика заключается в том, что возле каждой пары стеллажей, объединенных проходом, размещают участок загрузки-выгрузки, способный обеспечить достаточный приток и отток грузов для полного использования эксплуатационных возможностей стеллажных погрузчиков. Для достижения максимальной эффективности этих операций нужно, чтобы у каждого прохода имелись отдельные участки "перевалки" входящих и исходящих грузопотоков. Система управления на высокостеллажном складе подобна уже описанной выше автоматизированной системе подборки заказов. Единственной особенностью систем управления на высокостеллажных складах является то, что они одновременно должны обеспечивать и максимальную загрузку оборудования, и высокую скорость операций. Повышение быстродействия и удешевление микропроцессоров способствовали появлению компьютеров, специализированных на управлении автоматизированными высокостеллажными складскими комплексами.

     Этапы складского технологического процесса

Операции грузопереработки реализуются в рамках складского технологического процесса. Этот процесс разделен на четыре основные этапа: поступление товаров; приемка товаров по количеству и качеству; складирование и хранение товаров; отпуск товаров со склада. Рассмотрим эти этапы более подробно.

Поступление товаров

Состав логистических операций, выполняемых при получении товаров, может сильно варьироваться в зависимости от рода поступающего груза, вида транспорта и условий поставки. В следующей таблице приводится порядок получения товаров от перевозчика при использовании автомобильного и железнодорожного транспорта.

Таблица

Порядок получения товаров от перевозчика