Проектирование склада: пример расчетов

Андрей Иванов, Компания Концепт Лоджик

Разберем конкретный пример проектирования склада. Исходные данные таковы.

Режим работы склада: с 8.00 до 17.00, кроме субботы и воскресенья.

Стандарт поставки:
среднесуточный объем товаропотока Vвход/выход = = 120 м3;
коэффициент неравномерности входящего товаропотока kнеравн. вход = 1,4;
интервал работ по разгрузке и приемке товара Твход = = 4,5 ч (с 12.30 до 17.00);
количество паллет в кузове автомобиля (вход) Nпалл. а/т = 22 шт.;
время разгрузки автомобиля с учетом технологических простоев и вспомогательного времени tразгр = 0,75 ч.

Товар поступает на склад в фурах паллетированный, пакетированный. Паллеты однородные. Товар принимается после полной разгрузки автомобилей. Время приемки товара соответствует времени разгрузки транспорта.

Стандарт хранения:

количество наименований, хранящихся на складе, nартикулов ≤ 100 ед.;
среднее время нахождения товара на складе Тобор = 15 рабочих дней (3 недели);
коэффициент неравномерности хранения товара kнеравн. хран = 1,4;
площадь, занимаемая паллетой, Sпалл = 1,2 × 0,8 = 0,96 м2;
высота товара на паллете Нпалл = 1,2 м.

Отсутствует выраженная тенденция к увеличению/уменьшению складских остатков.
Специальные требования к хранению, обработке, товарному соседству отсутствуют. Параметры паллеты хранения соответствуют параметрам паллеты приемки.

Стандарт отбора: отбор заказов осуществляется целыми коробами.

Стандарт отгрузки:

количество заказов в кузове автомобиля (выход) Nзак. а/т = 10 шт.;
коэффициент неравномерности исходящего товаропотока kнеравн. выход = 1,8;
площадь, занимаемая паллетой с заказом, Sзак = 1,2 × 0,8 = 0,96 м2;
высота заказа на паллете Нзак = 0,6 м;
интервал работ по отгрузке заказов Твыход = 3,5 ч (с 8.30 до 12.00);
время загрузки автомобиля с учетом технологических простоев и вспомогательного времени tотгр = 0,75 ч.

Заказы отгружаются после полной проверки экспедитором их соответствия составу маршрута. Время проверки маршрутов соответствует времени загрузки автотранспорта. Товар отгружается со склада в машины «Газель» россыпью.
Для данного примера рассмотрим вариант механизированной технологии обработки товаропотоков. Методики расчетов представлены в указанной ранее статье, поэтому, прежде чем продолжать чтение, желательно еще раз ознакомиться с ней.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОН

Определим основные зоны (участки) выполнения операций:
зона разгрузки и приемки;
зона хранения и отбора;
зона контроля и комплектации;
зона транспортной экспедиции;
зона отгрузки.

Воспользуемся классификацией зон, представленной в предыдущем номере журнала, и определим их общий характер. В нашем случае зонами обработки товаропотока будут являться: зона разгрузки и приемки, зона контроля и комплектации, зона отгрузки. Зонами размещения (хранения) и обработки будут являться зона хранения и отборки и зона транспортной экспедиции. Зоны со специальными условиями хранения и обработки товаропотоков не требуются. Как видно из исходных данных, работы по разгрузке/приемке товара и работы по отгрузке заказов производятся в разное время. Следовательно, для экономии ресурса и площадей склада целесообразно устройство совмещенной зоны приемки/отгрузки. Определим потребности в мощностях (емкостях, площадях) для представленных операционных зон склада.

ЗОНА ПРИЕМКИ/ОТГРУЗКИ

Для расчета требуемой емкости зоны приемки/отгрузки, а также требуемого ресурса нам надо определить состав первого поста приемки/отгрузки и вычислить нужное количество постов. Так как погрузочно-разгрузочный фронт совмещенный, расчет показателей проводится отдельно для входящего и исходящего товаропотоков с последующим сравнением полученных данных и принятием наибольших значений.

Определим требуемое количество постов приемки и отгрузки. Для этого рассчитаем количество машин, приходящих в сутки под разгрузку с учетом неравномерности поставок. Суточное количество автотранспорта, приходящего под разгрузку, определяем по формуле:

Nа/т вход = (Vвход/выход × kнеравн. вход)/(Нпалл × Sпалл × Nпалл. а/т);

Nа/т вход = (120 × 1,4)/(1,2 × 0,96 ×× 22 ) = 6,6 ≈ 7 ед.

Определяем требуемое количество постов для обработки входящего товаропотока:

Nворот вход = (Nа/т вход × tразгр)/Твход;

Nворот вход = (7 × 0,75)/4,5 = 1,2 ≈ 2 ед.

Теперь определим требуемое количество постов отгрузки (ворот). Суточное количество автотранспорта, приходящего под загрузку:

Nа/т выход = (Vвход/выход × kнеравн. выход)/(Нзак × Sзак × Nзак. а/т);

Nа/т выход = (120 × 1,8)/(0,6 × 0,96 × 10) = 37,5 ≈ 38 ед.

Требуемое количество ворот для обработки исходящего товаропотока:

Nворот выход = (Nа/т выход × tотгр)/Твыход;

Nворот выход = (38 × 0,75)/3,5 = 8,14 ≈ 9 ед.

Следовательно, всего нам потребуется 9 ворот: 7 комплектов докового оборудования (секционные ворота, докшелтер, доклевеллер) для обслуживания малотоннажных машин и 2 комплекта докового оборудования (секционные ворота, докшелтер, доклевеллер) для обслуживания как малотоннажного, так и крупнотоннажного транспорта. Теперь определим требуемые площади и емкости зоны приемки/отгрузки. Как было отмечено в исходных данных, приемка партии товара осуществляется после полной разгрузки транспорта и время приемки партии товара соответствует времени разгрузки автомобилей. Поэтому для обеспечения непрерывности процесса в зоне целесообразно во время приемки партии товара производить разгрузку следующей партии. Для обеспечения выполнения работ по данной технологии емкость одного поста приемки должна позволять размещать единовременно товарный объем, равный двукратному объему товара в кузове автотранспорта.

Таким образом, требуемая емкость и площадь поста приемки составит:

Nпалл. прием = 2 × Nпалл. а/т = 2 × 22 = 44 паллеты;

Vприем = Nпалл. прием × Нпалл × Sпалл = 44 × 1,2 × 0,96 = 50,7 м3;

Sприем = (Nпа лл. прием × Sпа лл)/kисп. пл. прием = (44 × 0,96)/0,32 = 132 м2.

kисп. пл. прием – коэффициент использования площади зоны приемки. Для предварительного расчета принимаем kисп. пл. прием = 0,32. Умножив полученные значения на требуемое количество постов для разгрузки и приемки товара, получим требуемые характеристики зоны для обработки входящего товаропотока:

Nпалл. прием общ = Nпалл. прием × Nворот вход =44 × 2 = 88 паллето-мест;

Vприем общ = Vприем × Nворот вход = 50,7 × 2 = 101,4 м3;

Sприем общ = Sприем общ × Nворот вход =132 × 2 = 264 м2.

Технология отгрузки схожа с технологией приемки. Скомплектованные заказы в составе маршрута размещаются перед воротами. Так как время передачи заказов экспедитору соответствует времени загрузки заказов в кузов автотранспорта, требуемая емкость и площадь сектора отгрузки через одни ворота составит:

Nзак. отгр = 2 × Nзак. а/т = 2 × 10 = 20 паллето-мест;

Vотгр = Nзак. отгр × Нзак × Sзак = 20 × 0,6 × 0,96 = 11,5 м3;

Sотгр = (Nзак. отгр × Sзак) / kисп. пл. отгр = ( 20 × 0,96 )/0,32 = 60 м2.

kисп. пл. отгр – коэффициент использования площади зоны отгрузки. Для предварительного расчета принимаем kисп. пл. отгр = 0,32.

Определим требуемые характеристики зоны для обработки исходящего товаропотока:

Nзак. отгр. общ = Nзак. отгр × Nворот выход = 20 × 9 = 180 паллето-мест;

Vотгр. общ = Vзак. отгр × Nворот выход = 11,5 × 9 = 104 м3;

Sотгр. общ = Sзак. отгр × Nворот выход = 60 × 9 = 540 м2.

Для зоны приемки/отгрузки принимаем наибольшие полученные показатели:

Nворот общ = 9 ед.;

Nпаллето-мест прием/отгр. общ = 180 паллето-мест;

Vприем/отгр. общ = 104 м3;

Sприем/отгр. общ = 540 м2.

При шаге колонн 6 м размещаем одни ворота в одном проеме. Схема зоны приемки/отгрузки представлена на рис. 1.

ЗОНА ХРАНЕНИЯ И ОТБОРА ТОВАРА

Определим основные параметры зоны хранения и отбора. Нам известно время нахождения товара на складе, объем суточного потока и коэффициент неравномерности объемов хранения. Рассчитаем требуемую емкость зоны хранения и отбора:

Vхран = Vвход/выход× kнеравн. хран× Тобор;

Vхран = 120 × 1,4× 15 = 2520 м3.

Теперь определим, какие технологические требования предъявляются в нашем случае к размещению товара для отборки. Коробочная отборка осуществляется вручную, следовательно, все артикулы должны быть представлены в зоне ручного доступа. Рассмотрим вариант с размещением товара на фронтальных паллетных стеллажах, при этом с паллет первого яруса будет производиться коробочный отбор. Средняя заполненность паллеты отборки составляет половину объема паллеты хранения.

Составим формулу определения требуемого количества паллето-мест для нашего случая:

Nпаллето-мест хран = ((Vхран – (nартикулов × Нпалл × Sпалл)/2)/(Нпалл × Sпалл)) + n артикулов;

Nпаллето-мест хран = ((2520 – (100 × 1,2 × 0,96)/2)/(1,2 × 0,96)) + 100 = 2238 паллето-мест.

Определим максимально возможное количество ярусов фронтальных стеллажей при размещении 100 артикулов на первом ярусе:

Nярусов хран. возможн = Nпаллето-мест хран/n артикулов =2238/100 = 22,4 яруса.

Конечно, такого количества ярусов для механизированной обработки товаропотоков нам не потребуется. Допустим, что расстояние от отметки уровня пола до низа балки перекрытия проектируемого складского здания составляет 10 м. Высота товара на паллете Нпалл = 1,2 м. Учитывая высоту поддона, высоту горизонтальной стеллажной балки, высоту технологического зазора над каждой паллетой с товаром и пространство под балкой перекрытия для прокладки коммуникаций, размещаем 6 ярусов стеллажей. Установка и снятие паллет с товаром будет осуществляться ричтраками с высотой подъема вил 8,6 м (см. рис. 2).

Определим в первом приближении требуемую площадь зоны хранения и отбора товара (см. рис. 3):

Sхран = (Nпаллето-мест хран × Sпалл)/(Nярусов хран × kисп. пл. хран);

Sхран = 2238 × 0,96/(6 × 0,33) = 1085 м2.

kисп. пл. хран – коэффициент использования площади зоны хранения и отбора. Для предварительного расчета принимаем kисп. пл. хран = 0,33.

ЗОНА КОНТРОЛЯ И КОМПЛЕКТАЦИИ

Для определения площади зоны контроля и комплектации заказов нам необходимо рассчитать требуемое количество постов комплектации. Каждый контролер-комплектовщик проверяет правильность отобранного заказа, маркирует коробки с товаром, распечатывает требуемые документы и вкладывает их в первый короб заказа, консолидирует короба одного заказа на поддоне для передачи в зону транспортной экспедиции. Допустим, что по данным существующего хронометража операций контроля и комплектации средняя производительность контролера-комплектовщика составляет 4,1 заказа в час. Таким образом, требуемое количество контролеров-комплектовщиков и соответственно постов комплектации мы сможем определить по формуле:

Nкомпл = Vвход/выход × kнеравн. выход/(Тработ × qкомпл × Нзак × Sзак);

Nкомпл = 120 × 1,8/(8 × 4,1 × 0,6 × 0,96) ≈ 12 чел. = 12 постов.

Средняя площадь поста контроля и комплектации составляет порядка 24,5 м2 (схема возможной компоновки поста комплектации представлена в статье Андрея Иванова «Второй этап проектирования склада», «Складские технологии» № 3, 2007. – Прим. редакции), при этом возле каждого поста располагаются по 4 паллеты с заказами: две до обработки и две после.

Общая площадь зоны контроля и комплектации составит (см. рис. 4):

Sхран = Nкомпл × Sпоста компл = 12 × 24,5 = 294 м2.

Емкость зоны контроля и комплектации составит:

Nпаллето-мест контр = Nкомпл × Nпаллето-мест пост контр = 12 × 4 = 48 паллето-мест.

ЗОНА ТРАНСПОРТНОЙ ЭКСПЕДИЦИИ

Отгрузка производится с 8.30 до 12.00, следовательно, все заказы должны быть скомплектованы и размещены в зоне транспортной экспедиции до окончания рабочего дня, предшествующего дню отгрузки, а сама зона должна позволять разместить весь суточный объем заказов с учетом неравномерности отгрузок.

Vэксп = Vвход/выход × kнеравн. выход;

Vэксп = 120 × 1,8 = 216 м3.

Nпаллето-мест эксп = Vэксп/(Нзак × Sзак) = 216/(0,6 × 0,96) = 375 паллето-мест.

Если мы расположим все заказы на полу в один ярус, нам потребуются следующие площади:

Sэкспедиции = Nпаллето-мест эксп × Sзак/kисп.

пл. эксп = 375 × 0,96/0,33 = 1125 м2.

В целях экономии складских площадей в зоне экспедиции целесообразно установить стеллажи. Количество их ярусов принимаем Nярусов эксп = 4 шт. При этом работы по размещению и отбору заказов в зоне транспортной экспедиции могут осуществляться электропогрузчиком с высотой подъема вил 3,5 м (см. рис. 5 на стр. 14).

Sэкспедиции = (Nпаллето-мест эксп × Sзак )/(kисп. пл. эксп × Nярусов эксп);

Sэкспедиции = 375 × 0,96/(0,33 × 4) = 273 м2.

kисп. пл. эксп – коэффициент использования площади зоны экспедиции. Для предварительного расчета принимаем kисп. пл. эксп = 0,33.

Мы рассчитали требуемые емкости и площади технологических зон склада (см. рис. 6 на стр. 15).




По результатам расчетов составим сводную таблицу требуемых логистических мощностей (см. таблицу 1). Следует отметить, что предварительный расчет общей площади здания проведен без учета центральных проездов между зонами. Общая площадь центральных проездов для предварительных расчетов принимается как 15–20% от суммы площадей операционных зон. При этом общая площадь склада составит порядка 2600 м2. Предварительный вариант компоновки зон представлен на рис. 7.


ДЕТАЛЬНАЯ ПРОРИСОВКА СКЛАДА

Далее перейдем к детальной прорисовке склада. На этом этапе уже учитывается расположение колонн, наличие вспомогательных помещений, технологические требования, предъявляемые используемым оборудованием и техникой. Поэтому в чистовом варианте площади зон и склада в целом могут подвергнуться некоторым изменениям (см. рис. 8). Фактические характеристики технологических зон указаны в таблице 2.

Необходимо отметить, что разработку компоновочных решений рекомендуется проводить на вариантной основе с последующим сравнением основных логистических/экономических показателей и выбором наиболее рационального варианта.

РАСЧЕТ ПОТРЕБНОСТЕЙ В РЕСУРСЕ

Для дальнейшего логистического проектирования нам потребуется ввести дополнительные данные и ограничения.

Разгрузка автотранспорта осуществляется при помощи погрузчиков из условия один погрузчик на одну разгружаемую машину.
Загрузка автотранспорта осуществляется вручную бригадой из двух грузчиков.

Показатели производительности ПТО (ричтраков, электроштабелеров) при выполнении внутрискладских операций:
размещение принятых паллет на стеллажах QПТО разм = 20 палл/ч;
перемещение товара с верхних ярусов на нижний (подпитка) QПТО перем = 26 палл/ч;
перемещение товара из зоны комплектации в зону экспедиции QПТО компл= 24 палл/ч;
перемещение товара из зоны экспедиции в зону отгрузки QПТО эксп = 24 палл/ч;
производительность отборщиков при выполнении коробочной отборки qотбор = 2,2 зак/ч.

Технологические операции с указанием типов задействованного ресурса приведены в таблице 3.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТЕЙ В РЕСУРСЕ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАБОТ ПО РАЗГРУЗКЕ И ПРИЕМКЕ ТОВАРА

По принятой технологии обработки входящего товаропотока одна машина разгружается одним погрузчиком, при этом время разгрузки машины соответствует времени приемки всей партии товара кладовщиком.

Nклад. вход = NПТО вход = Nворот вход;

Nворот вход = 2 ед.

Следовательно, на участке приемки нам потребуется два кладовщика, два электропогрузчика и два оператора ПТО.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТЕЙ В РЕСУРСЕ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАБОТ В ЗОНЕ ХРАНЕНИЯ И ОТБОРА

Требуемое количество ричтраков для размещения принятого товара определим по формуле:

NПТО разм = Vвход/выход × kнеравн. вход /(Твход × QПТО разм × Нпалл × Sпалл);

NПТО разм = 120 × 1,4/(4,5 × 20 × 1,2 × 0,96) = 1,6 ед.

По аналогичной формуле определим требуемое количество ричтраков для перемещения товара с верхних ярусов стеллажей в зону ручного доступа (операция «подпитки»):

NПТО перем = Vвход/выход × kнеравн выход /(Тработ × QПТО перем × Нпалл × Sпалл);

NПТО перем = 120 × 1,8/(8 × 26 × 1,2 ×0,96) = 0,9 ед.

Определим требуемое количество отборщиков:

Nотбор = Vвход/выход × kнеравн. выход /(Тработ × qотбор × Нзак × Sзак);

Nотбор = 120 × 1,8/(8 × 2,2 × 0,6 × 0,96) = 21,3 чел.

Отбор товара производится на поддоны, перемещаемые с помощью ручных гидравлических тележек.

Nтележек отбор = Nотбор = 21,3 ед.

Количество операторов ПТО (ричтраков) соответствует требуемому количеству ричтраков.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТЕЙ В РЕСУРСЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ В ЗОНЕ КОНТРОЛЯ И КОМПЛЕКТАЦИИ

Требуемое количество контролеров-комплектовщиков мы уже определили при расчете параметров зоны контроля и комплектации. Теперь установим, сколько нужно погрузчиков для перемещения заказов из зоны контроля и комплектации в зону транспортной экспедиции с последующим размещением заказов на фронтальных стеллажах:

NПТО компл = Vвход/выход × kнеравн. выход /(Тработ × QПТО компл × Нзак × Sзак);

NПТО компл = 120 × 1,8/(8 × 24 × 0,6 ×× 0,96) = 2,0 ед.

Количество операторов ПТО соответствует требуемому количеству электропогрузчиков.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТЕЙ В РЕСУРСЕ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СКОМПЛЕКТОВАННЫХ ЗАКАЗОВ

Как уже отмечалось, работы по перемещению скомплектованных заказов из зоны экспедиции в зону приемки/отгрузки выполняются с помощью погрузчиков. Необходимое количество погрузчиков зоны экспедиции во время отгрузки заказов определим по следующей формуле:

NПТО эксп = Vвход/выход × kнеравн. выход /(Твыход × QПТО эксп × Нзак × Sзак);

NПТО эксп = 120 × 1,8/(3,5 × 24 × 0,6 × 0,96) = 4,5 ед.

Количество операторов ПТО (электропогрузчиков) соответствует требуемому количеству электропогрузчиков.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТЕЙ В РЕСУРСЕ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ОТГРУЗКИ

По принятой технологии обработки исходящего товаропотока одна машина загружается бригадой из двух грузчиков. Приемопередача заказов в одну машину осуществляется одним кладовщиком.

Nбригад выход = Nворот выход;

Nворот выход = 9 ед.;

Nклад выход = 9 чел.;

Nгрузч = 18 чел.

При этом требуемое количество ручных гидравлических тележек принимается из расчета одна тележка на одну бригаду отгрузки:

Nтележек выход = Nбригад выход = 9 ед.

Составим сводные таблицы потребностей в ресурсе для основных интервалов проведения работ (см. таблицы 4 и 5). Как видно из представленных таблиц, суточная потребность в ресурсе на проектируемом складе не сбалансирована. Значительная ресурсоемкость операций, связанных с отгрузкой, вынуждает держать на складе ресурс, большая часть которого будет задействована только 3,5 ч в смену. Для более рационального использования ресурса в данной ситуации рекомендуется увеличить временной интервал отгрузки. Чтобы снизить влияние неравномерности исходящего товаропотока на количество ресурса, необходимо развитие системы оперативного планирования и перераспределения нагрузок на склад.

По данным, полученным в результате логистического проектирования, готовится задание для отдела кадров на поиск персонала, проводится тендер среди поставщиков оборудования, готовится ТЗ на архитектурно-строительное проектирование.

https://www.lobanov-logist.ru/library/352/61997/
https://ekspertov.ru/

дата: 25.10.2015 22:28:04 просмотров: 21741

рейтинг:

(Голосов: 7, Рейтинг: 4.29)