Особенности, преимущества и недостатки узкопроходных технологий

Особенности, преимущества и недостатки узкопроходных технологий

Пензев В.Н. – доцент кафедры Управления цепями поставок, НИУ ВШЭ; главный технолог, Проектная мастерская, Спецстрой РФ; генеральный директор, ООО «Эквинокс Рус»

Не смотря на широкое применение узкопроходных технологий в логистике складирования, информации о данной технологии хранения довольно мало. В основном все сводится к сравнению широкопроходных и узкопроходных технологий (рис. 1), а также предоставлению данных о возможности увеличения количества паллето-мест на 20-30% по сравнению с «классическими» технологиями (рис. 2).

Рис. 1 Сравнение узкопроходных и широкопроходных технологий

Рис. 2 Возможность увеличения количества паллето-мест за счет уменьшения ширины прохода

По мимо этого, можно встретить информацию о том, что применение узкопроходных технологий требует монтажа механических или индукционных направляющих. 3.2-3.4 м. - 20% 2.5-2.7 м. - 45% 1.5-1.7 м Вот наверное и вся информация, но как Вы уже успели заметить по рис. 1 и рис. 2, что в обзор материалов попадает только один вид применяемого транспорта – узкопроходный штабеллер, в данном случае не будем делить его на разновидности, а именно с поднимающейся кабиной оператора или без.

При этом опрашивая оппонентов, в 90% случаев, на вопрос: «Что в Вашем понимании представляют узкопроходные технологии?», Вам ответят: «Технологии с применением узкопроходного штабеллера». Еще 5 % добавят: «Технологии с применением вилочного погрузчика с поворотной рамой» и оставшаяся половина скажет: «Технологии с применением погрузчика с боковой загрузкой». С большой долей вероятности последними 10 % являются оппоненты, которые в своей практике уже применяли вышеуказанные виды грузоподъемной техники.

И только «узкие» специалисты добавят, что при применении узкопроходных технологий по мимо направляющих требуется организация зон передачи паллет в зону узкопроходных технологий и обратно.

Исходя из поднимаемых выше вопросов, построим предлагаемый к рассмотрению материал и попытаемся понять особенности построения данных технологий, преимущества и недостатки, которые ей присущи в следующем порядке:

I. Виды узкопроходных технологий;

II. Организация зон передачи;

III. Организация направляющих;

IV. Сравнение узкопроходной технологии с широкопроходной на основе моделирования в AUTOCAD;

V. Размещение паллет на стеллажах.

И первоначально введем определение, что мы можем понимать под узкопроходной технологией.

Узкопроходной технологией называется технология размещения паллет на стеллажное хранение с расстоянием Ast менее 2.0 м. между ними (расстояние Ast – ширина рабочего проезда для применяемой грузоподъемной).

Возможно кому-то данное определение придется не по душе и он постарается привязать ширину прохода к размерам поддона – его право, можно конечно говорить о ширине прохода не превышающем 1,5 длины большей стороны поддона.

I. Виды узкопроходных технологий.

Ранее было упоминание о трех видах узкопроходной технологии с применением:

- узопроходного штабеллера;

- вилочного погрузчика с поворотной рамой;

- погрузчика с боковой загрузкой.

К сожалению это не все, необходимо учесть, как бы это не было парадоксально:

- технологию «набивных» стеллажей, с использованием, либо вилочного погрузчика с противовесом, либо автоматического шатла в качестве транспорта для перемещения паллет внутри «системы»;

- технологию с использованием автоматизированного кран-штабеллера.

Рассмотрим более подробно каждый вид узпроходной технологии в отдельности.

А) Технология с использованием узкопроходного штабеллера.

Зачастую в литературе, на сайтах компаний производителей и поставщиков данной техники, можно встретить понятие узкопроходного (высотного) штабеллера с трехсторонней обработкой грузов и присущую им возможность 3-х сторонней обработки грузов (рис. 3).

Рис. 3 Возможность обработки груза узкопроходным штабеллером с трех сторон

Возможность обработки грузов с 3-х сторон обусловлена конструктивными особенностями каретки, на которую крепится исполнительный механизм с вилами (рис. 4).

На практике способность узкопроходного штабеллера обрабатывать груз фронтально (прямолинейно) не используется. Конструктивно данная техника может изготовляться в двух вариантах:

- со стационарной кабиной оператора (не поднимающейся);

- с поднимающейся кабиной оператора.

Рис. 4 Поворот каретки с вилами (с паллетой) на 180 градусов.

Первый из вариантов предназначен только для обработки (размещение на хранение и снятие) паллет (рис. 5). Обычно данный штабеллер используется (в случае отбора коробок) в паре с комиссионерами (рис. 6)

Второй вариант, более универсален, т.е. позволяет обрабатывать не только паллеты, но и единичные грузы (коробки) в паллете (на поддоне) с разных уровней хранения (рис. 7).

Наверное уже из этого можно сделать вывод, что узкопроходный штабеллер предназначен только для обработки паллет размером 1200*800 мм. или 1200*1000 мм.

Размещение паллет может производиться как короткой, так и длинной стороной (рис. 8).

Из рисунка 8 видна разница различных решений. В случае размещения паллеты короткой стороной – стеллаж имеет ширину порядка 1100 мм, длина балки может варьироваться 2700-2900 мм., а расстояние А – расстояние между смежными рядами не менее 200 мм.

Рис. 5 Узкопроходный штабеллер со стационарной кабиной оператора

Рис. 6 Комиссионер для отбора коробок Размещая паллеты длинной стороной, достаточной шириной стеллажа будет 900 мм. Расстояние А – не превышает 100 мм, потому как паллеты не свешиваются за пределы стеллажа.

Длина балки, в случае размещения трех паллет в пределах одной секции – 4000- 4100 мм., поэтому обычно в таком варианте – размещают две паллеты, делая балку короче и как вы сами понимаете – увеличивая количество рам. Элементом оптимизации, в данном случае, является стоимость всей стеллажной системы, т.е. идет оптимизация между стоимостью балок (стоимость может изменяться исходя из геометрических размеров балки в зависимости от массы паллеты и их количества), стоимости рам и монтажа.

 

Рис. 7 Узкопроходный штабеллер с поднимающейся кабиной оператора

Помимо этого, при использовании данного варианта необходимо использовать поперечные траверсы, на которые собственно ставятся паллеты и от которых нагрузка передается на балки стеллажа.

Не смотря на определенные сложности и значительную стоимость стеллажной системы при размещении паллет длинной стороной по сравнению со стеллажной системой с размещением паллет короткой стороной – данный вариант имеет ощутимое преимущество в скорости отбора единичных грузов с различных ярусов, так как имеет более широкий фронт отбора и меньшую глубину, т.е. увеличивается скорость размещения и отбора коробок, и что не маловажно безопасность водителя штабеллера при производстве данных работ.

Ориентиром для выбора того или иного варианта размещения паллет могут служить данные показанные в табл. 1. Как уже подчеркивалось, применение узкопроходного штабеллера с поднимающейся кабиной оператора делает данную технологию универсальной, при этом повышается полезный объем хранения, но она не лишена явного недостатка, а именно ограничена по весу размещаемых или отбираемых единичных грузов.

Согласно «ПОТ РМ-007-98. Межотраслевые правила по охране труда при погрузочно- разгрузочных работах и размещении грузов: 1.24. Перемещение грузов массой более 20 кг в технологическом процессе должно производиться с помощью встроенных подъемно-транспортных устройств или средств механизации…».

Рис. 8 Различные варианты размещения паллет на стеллажах

Таблица 1

Варианты применения узкопроходного штабеллера и размещения паллет

Т.е. нормативные документы ограничивают массу перемещаемого (размещаемого или отбираемого из паллеты) единичного груза, причем при работе на полу (жестком основании). На практике, размещение или отбор из паллет на высоте более четырех-пяти метров при среднем весе единичного груза более 5-8 кг затруднителен. Это связано следующими причинами:

1. Отсутствие жесткой опоры под ногами, а также постоянное нахождение единичного груза при отборе в подвешенном состоянии (на руках) оператора (водителя штабеллера), в связи с чем оператор быстро устает;

2. Раскачивание мачты узкопроходного штабеллера из-за зазоров в механических соединениях. Чем выше поднята мачта (чем выше находится оператор), тем амплитуда раскачивания больше;

3. Неровность пола, которая также приводит к неустойчивому положению кабины оператора в верхнем положении и еще больше увеличивает амплитуду раскачивания.

Вероятно, кто-то скажет, что два последних пункта в большей степени зависят от ровности пола – пол должен как того диктует инструкция по эксплуатации узкопроходного штабеллера, изготовлен с параметрами FF и FL не менее 50%.

В этом случае необходимо рассмотреть вообще случаи возникновения раскачивания:

- Во-первых, раскачивание мачты штабеллера происходит в начальный момент движения каретки с вилами при размещении или отборе паллет. Т.е. чем плавнее будет начальное движение, так же как и его окончание, тем меньше будет амплитуда раскачивания;

- Во-вторых, во время движения каретки с вилами. Соединения каретки с мачтой образуют зубчатую пару, а как известно в любом соединении имеются зазоры, которая и провоцирует дополнительное раскачивание;

- В-третьих, при отборе единичных грузов, водитель перемещается в пределах кабины, что и приводит к раскачиванию мачты. Одновременно с этим, давайте рассмотрим необходимые параметры пола. (рис. 9).

Рис. 9 Способы проектирования и измерения ровности пола.

Как видно из рис. 9, требования российских нормативных документов по ровности пола ни сколько не уступают зарубежным аналогам, разница лишь в инструментарии и методике измерения.

Таким образом, как было показано выше, раскачивание мачты узкопроходного штабеллера в совокупности с превышением среднего веса в 5-8 кг. отбираемых единичных грузов, существенно снижают производительность труда – скорость размещения и отбора единичных грузов падает и поэтому необходимо проводить расчет экономической составляющей. При большей скорости отбора, требуется больше:

- инвестиций в приобретение большего числа узкопроходных штабеллеров;

- операционных расходов на оплату труда операторам (водителя штабеллеров);

- операционных расходов на обслуживание узкопроходных штабеллеров.

Безусловно и то, что на производительность, а соответственно на инвестиционные и операционные расходы, по мимо среднего веса единичного груза влияют геометрические параметры узкопроходной зоны и состояние паллет:

- средний вес отбираемых коробок:

- длина стеллажа (количество секций и паллет в секции);

- количество ярусов;

- количество проходов;

- количество штабеллеров в стеллажной системе;

- состояние паллеты при отборе единичных грузов:

      - отбор из паллеты;

      - отбор из контейнера созданного в приемном отделе;

      - отбор после проведения процедуры «уплотнение», производимой в рамках управления складов с помощью WMS системы;

- высота (номер) яруса для отбора единичного груза. Из рис. 10 видно следующее:

- При уменьшении веса короба увеличивается производительность отбора;

- Скорость отбора увеличивается с уменьшением яруса отбора;

- Скорость отбора из паллет выше чем из контейнеров.

Под контейнером (термин из определений WMS – системы) необходимо понимать микспаллету – паллету состоящую из неоднородных по наименованию и сериям единичных грузов.

Связано это со следующим: - паллета содержит однородный по наименованию и серийности единичные грузы и поэтому оператор (водитель штабеллера) не ищет необходимый к отбору единичный груз, а берет любой; - контейнер, созданный в приемном отделе имеет некоторую упорядоченность, однородные единичные грузы (по наименованиям и серийности) обычно лежат в одном определенном месте паллеты, поэтому поиск необходимого груза затруднен, но время отбора не является критичным.

При этом и формирование «первичного» контейнера обычно происходит не до максимума по объему (количеству наименований в контейнере, количеству единичных грузов) и весу; - контейнер сформированный по процедуре WMS системы - «Уплотнение» имеет некоторую особенность. Обычно процедура «Уплотнение» запускается когда фактический объем склада не превышает 30% от планируемого. Суть данной процедуры заключается в том, что единичные грузы из неполных паллет и контейнеров, перекладываются в другие паллеты и контейнеры, при соблюдения принципа совместимости единичных грузов. Т.е мы можем получить полную паллету или контейнер с максимальными параметрами, как было подчеркнуто выше по объему (количеству единичных грузов) и весу.

Таким образом:

- с одной стороны освобождаются ячейки под размещение новых паллет и контейнеров;

- с другой стороны, скорость отбора на первоначальном этапе уменьшается, в связи с тем, что в паллете отсутствует какая-либо упорядоченность единичных грузов и оператору (водителю штабеллера) требуется продолжительное время на поиск. Необходимо заметить, что при нахождении единичного груза в паллете – штрих-код наклеивается только на один из единичных грузов, либо просто на поддон, обозначая идентификационный номер всей паллеты, в контейнере же штрих-код наклеивается на все единичные грузы и поэтому необходимо найти не только необходимое наименование и серию груза, но еще и необходимый штрих-код (идентификационный номер). В прочем данная ситуация присуща не только узкопроходным технологиям, но и широкопроходным. Как подчеркивалось выше, скорость размещения и отбора паллет, так же как и единичных грузов из паллет и контейнеров имеет многокритериальную оценку, т.е зависит от: длины прохода, количества ярусов, количества узкопроходных штабеллеров на проход.

Рис. 10 Производительность отбор грузов исходя из яруса и веса единичного груза:

1 – Отбор единичных грузов из паллеты;

2 – Отбор единичных грузов из контейнера, созданного в приемном отделе;

3 – Отбор единичных грузов из контейнера после его формирования по процедуре WMS – системы – «Уплотнение».

Рис. 11. Производительность при отборе или размещения паллет исходя из ярусности и длины стеллажей, а также количества штабеллеров на 1-н проход.

По рис. 12 видно, имея в каждом проходе по штабеллеру (что является оптимальным) не всегда можно достичь большей производительности. Стеллажная система, не значительно меньшая по длине и не обеспеченная на 100 % штабеллерами дает более высокую производительность. Не значительное уменьшение объема хранения приводит к значительному увеличению производительности, а соответственно к меньшим инвестиционным и операционным затратам.

https://www.lobanov-logist.ru/library/352/61992/

https://ekspertov.ru/