Какие процессы на складе стоит роботизировать

Очередь из погрузчиков у ворот, постоянные рейсы между одними и теми же зонами, нехватка водителей во вторую смену – именно с таких проблем обычно начинается разговор об автоматизации склада. Покупать роботов на этом этапе рано. Сначала нужно понять, где склад теряет время и какие перевозки действительно можно передать автономной технике.

Сразу переводить такую проблему в вопрос о покупке оборудования – это ошибка. Сначала нужно понять, что именно происходит с грузом внутри склада и почему существующая схема перестала устраивать бизнес.

Роботы для склада полезны там, где операция достаточно повторяема, чтобы ее можно было описать правилами, измерить и сравнить до и после автоматизации. Если такой ясности нет, дорогая техника рискует встроиться в неудачный процесс, не устранив его причины.

Роботизация имеет смысл не там, где человеку тяжело или скучно, а там, где конкретную операцию можно стабильно выполнять без постоянного решения исключений.

Количество погрузчиков на площадке ничего не говорит о потенциале автоматизации. Одна машина может почти всю смену перевозить палеты по одинаковому маршруту. Другая разгружать автомобили, помогать комплектовщикам, работать в нескольких зонах и получать разовые задания. Формально это два погрузчика, но для автоматизации их работа устроена совершенно по-разному.

Полезнее разложить внутреннюю логистику на отдельные циклы. Например:

• приемка — зона хранения;

• хранение — комплектация;

• производство — склад готовой продукции;

• комплектация — упаковка;

• возврат пустой тары;

• перемещение между удаленными корпусами или участками.

По каждому циклу нужны несколько простых показателей – число рейсов за смену, продолжительность операции, время ожидания, доля порожних перемещений, загрузка по часам и количество случаев, когда сотруднику приходится менять обычный сценарий.

Уже на этом этапе часть идей по роботизации может отпасть. Это нормальный результат. Если операция выполняется редко или почти каждый раз требует решения человека, автономная техника не обязательно улучшит ее экономику.

Складской робот – не универсальная машина, которой можно поручить любую внутреннюю перевозку. Если задача состоит в регулярном перемещении тележек, тары или комплектующих между удаленными точками, подходит робот-тягач. Особенно интересны процессы, где несколько грузов можно объединить в один транспортный состав и сократить число отдельных рейсов.

Когда требуется самостоятельно подъехать к палете, захватить ее вилами, перевезти и разместить в следующей зоне, характер работы меняется. Здесь применяется робот-штабелер.

Работа внутри стеллажной зоны предъявляет другие требования к маневрированию и позиционированию. Для таких процессов, включая высотное размещение палет, используется робот-ричтрак.

Эти машины не обязательно конкурируют между собой. На крупном объекте они могут обслуживать разные части одного пути товара. Груз поступает на склад, перемещается в буфер, отправляется в хранение, затем возвращается в комплектацию и едет к отгрузке. Нет причины выполнять все этапы одним типом техники, если сами операции различаются.

Допустим, на складе работают восемь водителей погрузчиков. Из этого нельзя сделать вывод, что автоматизация потребует восемь роботов.

Часть рабочего времени может приходиться на операции, которые хорошо формализуются, а часть – на нестандартную работу. Правильнее сначала определить, сколько часов техники фактически уходит на выбранный поток. Затем посчитать требуемое число циклов и их распределение по смене.

В результате может оказаться, что автономной системе предстоит выполнять лишь часть работы существующего парка. Или наоборот – один интенсивный маршрут потребует нескольких машин, хотя вручную его обслуживает небольшое число сотрудников за счет постоянных переработок и пиковых нагрузок.

Расчет количества роботов должен идти от пропускной способности процесса, а не от штатного расписания.

Перед закупкой техники полезно проверить, почему груз вообще движется по выбранному маршруту.

На складе сохраняются процессы, появившиеся из-за старой планировки, прежнего ассортимента или давно изменившейся технологии. Палета может проходить промежуточную зону без реальной необходимости. Быстро оборачиваемый товар иногда хранится далеко от комплектации. Пустая тара возвращается отдельным транспортом, хотя обратный поток можно совместить с доставкой. Если автоматизировать такой маршрут, ненужная операция просто станет выполняться без водителя.

Иногда более выгодное решение – изменить адресное хранение, перенести участок, сократить промежуточные перемещения или объединить рейсы.

У проекта роботизации есть полезная предварительная проверка. Сначала исключить лишние операции, затем сократить расстояния и только после этого считать автоматизацию оставшегося потока.

Многие проблемы ручного склада незаметны именно потому, что сотрудники постоянно их компенсируют. Водитель объезжает палету в проходе. По рации узнает, что место выгрузки занято. Сам выбирает временную ячейку. Меняет очередность задач, если предыдущий участок не подготовил груз. Склад продолжает работать, но значительная часть его устойчивости держится на множестве небольших решений людей.

Для автономной системы эти ситуации нужно описывать заранее.

Где разрешено оставлять груз? Когда операция считается готовой к выполнению? Что делать, если маршрут перекрыт? Кто получает сообщение об исключении? Можно ли использовать альтернативную точку разгрузки?

Подготовка к роботизации поэтому часто обнаруживает процессы, которые раньше существовали только в головах сотрудников. Это полезный эффект еще до покупки техники. Руководитель начинает видеть не только количество перемещенных палет, но и причины сбоев, ожиданий и ручных вмешательств.

На действующем складе автономная техника обычно не существует отдельно от людей и обычных машин. По тем же проездам могут двигаться комплектовщики, ручные тележки и погрузчики. Где-то маршруты пересекаются, где-то две машины претендуют на один узкий участок.

Поэтому одного построенного маршрута недостаточно. Нужны правила движения для всей зоны. Следует заранее определить места пересечений, участки с ограниченной видимостью, зоны ожидания, приоритеты и правила доступа к узким коридорам.

Сенсоры и системы обнаружения препятствий помогают технике работать в такой среде, но не заменяют организацию потока. Если перед воротами уже существует постоянная очередь, автономная машина не устранит физическое ограничение.

Возможность двигаться без прокладки направляющей инфраструктуры упрощает изменение маршрутов. При перестановке оборудования или переносе рабочей зоны не требуется заново создавать физическую трассу по всему складу.

Для эксплуатации это удобно, но здесь легко переоценить программную гибкость. Колонну нельзя перенести настройкой маршрута. Узкий проход не станет шире. Поворот с палетой требует определенного пространства. Автоматические ворота, стеллажи и встречный транспорт продолжают влиять на пропускную способность. Поэтому перед внедрением обследуют не только траекторию машины, но и полный рабочий маневр с грузом.

Один автономный робот может работать по сравнительно простой схеме. Несколько машин начинают делить общие ресурсы. Они пользуются одними проездами, подъезжают к одним зонам, ждут освобождения ворот и требуют зарядки.

С этого момента производительность определяется не только характеристиками отдельных машин. Значение имеет то, как распределяются задания и насколько согласованно работает парк.

Представим, что один узкий коридор способен пропустить определенное число палет за час. Пока техники мало, ограничение почти незаметно. После добавления новых роботов именно перед этим коридором начинает расти очередь.

Следующая покупка уже не дает прежнего прироста. Поэтому перед расширением парка нужно найти текущее ограничение системы. Иногда это количество машин, а иногда — ворота, конвейер, зона комплектации или организация самого маршрута.

Роботу недостаточно знать, как добраться из одной точки в другую. Кто-то должен определить, какой груз нужно переместить и куда. При интеграции транспортное задание может поступать из WMS или ERP в систему управления роботами. После выполнения операции ее статус возвращается обратно.

Для склада это важно не из-за самого факта программной интеграции. Ценность появляется, когда между решением о перемещении груза и началом физической операции становится меньше ручных действий.

Без такой связи диспетчер по-прежнему может создавать каждую задачу самостоятельно. Робот будет двигаться автономно, но управление потоком останется ручным.

Еще до запуска стоит описать обработку исключений. Например, что происходит, если целевая точка занята или операция не может быть завершена. Именно такие ситуации определяют, насколько система способна работать самостоятельно в обычную смену.

Максимальная скорость робота сама по себе почти бесполезна для финансовой модели. Для склада важнее число законченных циклов за смену. Полный цикл включает получение задания, движение к грузу, захват или сцепку, транспортировку, размещение, ожидание и возможный порожний пробег.

Если соседний участок не подготовил товар, робот ждет. Если ворота заняты, робот ждет. Если зона выгрузки переполнена, увеличение скорости движения не решает проблему.

До внедрения полезно зафиксировать:

• число завершенных циклов;

• время полного цикла;

• ожидания;

• порожние перемещения;

• загрузку техники по часам;

• человеко-часы на выбранный процесс;

• число нестандартных ситуаций;

• количество вмешательств сотрудников;

• пропускную способность соседних зон.

После пилота измеряют те же показатели. Только такое сравнение показывает, действительно ли автоматизация изменила процесс.

Цена робота — лишь часть затрат. В существующей схеме есть персонал, эксплуатация техники, обслуживание, энергия или топливо, дополнительные смены, аренда оборудования и другие расходы выбранного процесса.

Автоматизированная схема включает оборудование, внедрение, интеграцию, программное обеспечение, зарядную инфраструктуру, возможную подготовку площадки и сервис. Сравнивать их следует на одинаковом горизонте и при сопоставимом объеме работы.

Отдельная ошибка возникает при оценке труда. Если робот освободил сотруднику четыре часа смены, а тот продолжил работать на другом участке, предприятие не сократило расход на его зарплату. Оно получило дополнительный рабочий ресурс.

Для финансового директора полезно разделить результаты на четыре группы:

• Снижение расходов — часть затрат действительно исчезает.

• Высвобождение рабочего времени — сотрудники остаются в компании, но могут выполнять другие операции.

• Отказ от дополнительного найма — рост грузопотока не требует такого же роста штата.

• Увеличение пропускной способности — объект способен обработать больше груза при существующей или умеренно измененной инфраструктуре.

Эти эффекты имеют разную природу. Если сложить их без разбора, расчет окупаемости будет выглядеть лучше реальной экономики проекта.

Финансовая модель требует отдельной проверки, если в ней:

• вся зарплата освобождаемого сотрудника сразу превращается в экономию;

• используется паспортная производительность вместо измеренного полного цикла;

• предполагается одинаковая загрузка во все часы смены;

• не учитываются интеграция, сервис или подготовка участка;

• каждый следующий робот дает такой же прирост, как предыдущий;

• рост производительности считается выгодой без проверки, нужен ли бизнесу дополнительный объем.

После исправления этих допущений срок окупаемости может стать длиннее.

Это не повод отказываться от проекта. Надежная финансовая модель ценнее красивой, потому что позволяет понять, какие именно условия должны выполняться для достижения запланированного результата.

Есть процессы, для которых ручная техника остается рациональным выбором. Так бывает при редких перевозках, нестабильных маршрутах, большом числе исключений или значительных простоях между заданиями.

Автоматизация также не обязана быть ответом на рост бизнеса. Если существующий парк без перегрузки справляется с прогнозируемым объемом, дополнительные инвестиции могут не иметь достаточного основания. Правильный анализ допускает и такой результат.

Решение не роботизировать участок после расчета — не отказ от технологии. Это отказ от вложений, которые пока не дают необходимой отдачи.

Первый проект удобнее ограничить одной хорошо измеримой операцией. Подходит поток с достаточным числом циклов, понятными точками начала и завершения и небольшим количеством исключений.

До запуска фиксируют ручную производительность и затраты. После запуска собирают те же данные для автономной схемы. Результат пилота не обязан быть бинарным. Если показатели подтверждены, проект можно масштабировать.

Если техника работает, но производительность ограничена планировкой, информационной системой или соседним участком, сначала исправляют обнаруженную проблему и повторяют измерения. Если фактическая нагрузка или экономика оказались слабее ожиданий, от масштабирования отказываются. Пилот полезен именно тем, что позволяет получить этот ответ до крупной закупки.

Количество автономных машин само по себе не говорит о качестве проекта. Руководителю полезнее видеть, как изменились стоимость цикла, время ожидания, загрузка техники, пропускная способность и потребность в ручных операциях.

На одном складе главный результат даст робот-тягач, который заберет повторяющиеся перевозки между удаленными зонами. На другом больше эффекта принесет автоматизация палетных операций. На третьем инвестиционный расчет будет связан со стеллажной зоной и использованием высоты.

Общего рецепта здесь нет. Есть более надежный порядок действий — описать поток, убрать ненужные операции, измерить оставшиеся, найти ограничение, выбрать подходящий тип техники и проверить расчет на пилоте.

При таком подходе роботизация становится не закупкой технологичного оборудования, а способом изменить конкретные показатели складской логистики.