Склады, изучающие методы комплектации заказов, обычно стремятся к повышению скорости, снижению затрат и уменьшению количества ошибок. В этой статье рассматриваются основные модели комплектации заказов, от маршрутов перемещения груза от человека к работнику до плотных систем доставки грузов к работнику, при которых контейнеры и лотки доставляются оператору.
Вы увидите, как дискретный, пакетный, зональный и волновой режимы комплектации заказов влияют на планировку, расстояние перемещения и потребности в рабочей силе. В разделе руководства рассматриваются реальные темпы комплектации заказов человеком, утомляемость, эргономика, а также случаи, когда простая конструкция с тележкой и полками все еще имеет смысл.
В разделе «Механизированные и автоматизированные системы» сравниваются конвейеры, стеллажи с гравитационным потоком, системы комплектации заказов с использованием световой индикации, автоматизированные системы поиска и хранения (AS/RS), челночные системы, автоматизированные транспортные средства (AGV) и робототехника с использованием инженерных показателей, таких как количество комплектаций в час, частота ошибок, время безотказной работы и использование пространства. В заключительном обзоре показано, как выбрать стратегию комплектации заказов, соответствующую моделям спроса, ограничениям здания и планам будущей автоматизации, используя системы от таких поставщиков, как Atomoving.
Основные модели и технологические схемы комплектации заказов
Понимание того, как склады комплектуют заказы, начинается с базовых моделей и потоков комплектации. Эти модели определяют, кто перемещается, что перемещается и как информация влияет на каждую комплектацию. Правильный выбор влияет на пройденное расстояние, скорость комплектации и точность. Он также устанавливает потолок для будущей автоматизации и рентабельности инвестиций.
Концепции «человек-товар» и «товар-человек»
Ручная комплектация заказов позволяет поддерживать постоянный уровень запасов и направлять сотрудников к соответствующим местам. Операторы ходят или ездят по проходам, сканируют места хранения и комплектуют товары в контейнеры или на поддоны. Типичная производительность ручной комплектации в этой модели составляет около 100–200 операций в час, при этом процент ошибок близок к 1–3%. Время, затрачиваемое на ходьбу и поиск, является основной частью цикла, поэтому усталость и качество размещения товаров сильно влияют на производительность.
Система «товар к человеку» меняет логику. Системы хранения, челночные транспортеры, конвейеры или роботы доставляют товары к стационарным рабочим местам. Автоматизированные системы в этой модели достигли производительности 400–800+ операций по комплектации заказов в час, при этом процент ошибок часто составляет менее 0.5%. Они практически сводят к нулю количество перемещений и поддерживают круглосуточную работу, что подходит для электронной коммерции с большими объемами заказов и жесткими требованиями к уровню обслуживания.
С инженерной точки зрения, метод «человек-товар» имеет меньшие капитальные затраты и более высокие переменные затраты на рабочую силу. Метод «товар-человек» имеет более высокие капитальные затраты, но меньшие затраты на рабочую силу и более эффективное использование пространства. При анализе того, как склады комплектуют заказы в больших масштабах, метод «товар-человек» обычно обеспечивает более высокую производительность, точность и эффективность использования пространства, особенно в сочетании с мощной системой управления складом (WMS) или системой управления складом (WCS).
Режимы дискретного, пакетного, зонального и волнового комплектования.
Режим комплектации определяет, как группируются заказы и как работа перемещается по зданию. Дискретная комплектация назначает одному комплектовщику один заказ за раз. Это простой и гибкий метод, но он предполагает большие расстояния перемещения и низкую эффективность консолидации. Он подходит для операций с небольшим объемом или высокой изменчивостью.
Пакетная комплектация объединяет несколько заказов в один маршрут. Комплектовщик сначала собирает часто встречающиеся артикулы, а затем на следующем этапе сортирует товары для окончательного комплектования. Этот режим сокращает перемещения и повышает скорость комплектации, особенно когда многие заказы содержат популярные артикулы. Он широко распространен в системах «от человека к товару» с использованием мобильных сканирующих устройств.
Зонная комплектация делит склад на зоны. Каждый комплектовщик или система обрабатывает только свою зону. Заказы либо передаются из зоны в зону, либо объединяются позже. Это снижает заторы и поддерживает специализацию по семействам товаров или температурным классам. Волновая комплектация выпускает группы заказов одновременно в зависимости от сроков доставки перевозчиков, маршрутов или графиков работы погрузочно-разгрузочных работ. Волновая комплектация помогает согласовать комплектацию с возможностями отгрузки и графиками работы персонала.
При проектировании систем комплектации заказов на складах инженеры часто комбинируют эти методы. Например, пакетная комплектация внутри зон с поэтапной обработкой по времени. Оптимальное сочетание зависит от количества артикулов, профиля заказа и временного окна обслуживания.
Типичные схемы компоновки и потоки материалов.
Планировка преобразует выбранную модель в реальный поток материалов. Классическая планировка «человек-товар» использует длинные проходы со стационарными стеллажами или палетными полками. Сборщики следуют по U-образным или змеевидным маршрутам, которые начинаются и заканчиваются рядом с упаковкой или консолидацией. Ключевым показателем здесь является пройденное расстояние на одну позицию.
Планировка складов по принципу «товар к человеку» выглядит иначе. Она основана на разделении зон хранения и комплектации. В складских блоках могут использоваться челночные системы, автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS) или плотные стеллажи, обслуживаемые роботами. Конвейеры или беспилотные транспортные средства доставляют контейнеры или лотки к эргономичным рабочим местам. Каждая станция обеспечивает высокую и стабильную скорость комплектации с минимальным количеством перемещений.
К распространённым схемам потока относятся:
- U-образный поток: Приём и отгрузка осуществляются на одной стороне склада, при этом товар перемещается по U-образной траектории.
- Сквозной поток: Приём товара осуществляется с одной стороны, отгрузка — с противоположной, что обеспечивает прямолинейное движение.
- Петлевые конвейеры: Непрерывные петли, подающие грузы в несколько точек комплектации и упаковки.
Инженеры моделируют эти потоки, чтобы сократить количество пересечений, застойных зон и узких мест. Они также учитывают будущую автоматизацию, чтобы проходы, расстояние между стеллажами и антресоли могли в дальнейшем использоваться для конвейеров, челночных систем или роботизированных систем. Хорошо спроектированные потоки сокращают время выполнения заказов и позволяют масштабировать процесс комплектации заказов на складах по мере роста объемов.
Ручной комплектование заказов: возможности, ограничения и сценарии использования.
Ручной комплектование заказов по-прежнему определял методы работы на складах во многих регионах. Инженерам необходимо было понимать, что хорошо получается у людей, а где проявляются ограничения, связанные с усталостью, безопасностью и планировкой. В этом разделе основное внимание уделялось реалистичным темпам комплектования, характеру ошибок и эргономическим ограничениям, прежде чем сравнивать ручной труд с механизированными и автоматизированными вариантами. Это помогло проектировщикам выбрать оптимальный вариант, когда процесс «человек-товар» остается наиболее подходящим.
Скорость комплектации заказов человеком, точность и влияние усталости
В стандартных складских помещениях ручная комплектация заказов обычно достигала 100–200 позиций в час. Фактическая производительность зависела от расстояния перемещения, плотности размещения товаров и конструкции зоны комплектации. Автоматизированные системы часто достигали 400–800 и более комплектаций в час, поэтому инженеры рассматривали ручную комплектацию как базовый, а не максимальный уровень. При планировании процесса комплектации заказов на складах этот разрыв стал причиной многих обоснований необходимости автоматизации.
Показатели ошибок при ручной комплектации обычно составляли от 1 до 3%. Роботы и системы комплектации с использованием световой индикации часто оставались ниже 0.5% и в некоторых исследованиях достигали точности в 99.9%. Каждая ошибка при комплектации увеличивала затраты на обработку, обратную логистику и негативно влияла на клиента. Для высокорентабельных или регулируемых товаров инженерные группы часто обосновывали модернизацию технологий исключительно точностью.
Усталость негативно сказывалась на производительности ручного труда в течение смены. Ходьба, наклоны и движения руками снижали скорость и стабильность выполнения заказов после нескольких часов работы. Поэтому дизайнеры:
- Укороченные пешеходные дорожки с улучшенным планированием и маршрутизацией.
- Ограничение количества подъемов тяжелых грузов в час для защиты работников.
- Использовали простые визуальные подсказки в местах проведения поисков, чтобы сократить время поиска.
При моделировании суточной пропускной способности инженеры избегали использования пиковых показателей комплектации заказов. Они использовали консервативные средние значения, учитывающие перерывы, заторы и замедление работы в конце смены.
Эргономика, безопасность и соответствие нормативным требованиям
Ручной комплектование заказов подвергало работников повторяющимся нагрузкам, риску подъема тяжестей и опасностям столкновений. Способ комплектования заказов на складах сильно влиял на уровень травматизма и страховые расходы. Поэтому инженеры рассматривали эргономику как фактор проектирования, а не как второстепенный аспект.
Хорошо налаженные ручные системы позволяли размещать большинство грузов на высоте от середины бедра до плеча. Они избегали размещения тяжелых предметов на уровне пола или выше уровня головы. Там, где перемещение тяжелых ящиков было неизбежным, бригады использовали механическую помощь, осуществляли командные подъемы или уменьшали вес ящиков. Широкие проходы и одностороннее движение уменьшали контакт между людьми и движущимся оборудованием.
С точки зрения соответствия нормативным требованиям, планировка должна была отвечать правилам безопасности, аналогичным тем, что применяются в OSHA, а также местным нормам. Ключевые элементы включали:
- Обозначены пешеходные полосы и переходы.
- Достаточное освещение в местах отбора и зонах подготовки материалов.
- Стандарты уборки, обеспечивающие чистоту проходов и отсутствие мусора.
Инженеры также учитывали максимальные усилия толкания и тяги для тележек. Они предусмотрели колеса с низким сопротивлением качению и гладкие полы, чтобы удерживать усилия в пределах допустимых эргономических норм. Программы обучения охватывали безопасный подъем грузов, правильное использование средств индивидуальной защиты и сообщение о происшествиях, близких к аварии. Данные из журналов инцидентов затем использовались для внесения изменений в планировку и технологические процессы.
Когда ручная комплектация заказов по-прежнему имеет технический смысл
Несмотря на значительный прогресс в автоматизации, ручная комплектация заказов по-прежнему подходила для определенных инженерных специальностей. Она оставалась привлекательной там, где объемы заказов были небольшими, пиковые нагрузки незначительными, а ассортимент товаров часто менялся. На таких площадках гибкость человеческого фактора перевешивала скорость работы машин.
Ручные методы также хорошо подходили для очень деликатных, нестандартных или дорогостоящих товаров. В узкоспециализированных случаях, особенно при выполнении разовых или индивидуальных заказов, человеческие руки и здравый смысл по-прежнему превосходили использование захватных устройств. Когда на складах комплектовались заказы, требующие визуальной проверки качества или комплектации с частыми изменениями, ручные станции упрощали переналадку.
С точки зрения капиталовложений, ручной отбор товаров имел смысл, когда окупаемость автоматизации превышала плановые показатели. Небольшие и новые предприятия часто сначала выбирали надежные стеллажи, понятные процессы и простые тележки. Затем, когда данные показывали стабильный спрос, они добавляли механизированные или автоматизированные подсистемы.
Инженеры, проектирующие гибридные производственные площадки, часто оставляли ручные зоны для исключений и медленно оборачиваемых товаров. Автоматизированные системы обрабатывали быстро оборачиваемые товары и выполняли повторяющиеся задачи, в то время как люди решали проблемы с поврежденными этикетками, неполными коробками или особыми правилами упаковки. Такое сочетание снижало проектные риски и позволяло постепенно масштабировать производство по мере развития потребностей бизнеса.
Механизированные и автоматизированные технологии комплектации заказов
Механизированные и автоматизированные решения сегодня определяют способы комплектации заказов на складах в больших масштабах. Они сокращают расстояния перемещения, стабилизируют темпы комплектации и обеспечивают круглосуточную работу. В этом разделе объясняется, как основные технологии меняют материальные потоки, потребность в рабочей силе и точность на современных складах.
Конвейеры, стеллажи с гравитационным потоком и системы комплектации заказов с использованием световой индикации.
Конвейеры создают фиксированные, высокопроизводительные маршруты для коробок и контейнеров. Они сокращают время перемещения и стандартизируют процесс комплектации заказов на складах. Механизированные конвейеры обеспечивают стабильные потоки между приемкой, хранением, комплектацией и упаковкой. Это подходит для больших объемов товаров и повторяющихся маршрутов.
Гравитационные стеллажи используют наклонные роликовые или колесные направляющие. Операторы загружают товары сзади и отбирают их спереди. Принцип «первым поступил — первым выдан» улучшает оборачиваемость товаров и сокращает время поиска. Исследования показали, что скорость разгрузки в пять раз выше, чем на статических стеллажах. Это напрямую сокращает время цикла отбора и расстояние, которое необходимо пройти.
Системы Pick-by-light направляют операторов с помощью световых модулей на каждом участке. Свет показывает ячейку и количество, поэтому время поиска практически сводится к нулю. Сообщается о повышении производительности примерно на 50% и точности около 99.99%. Эти системы идеально подходят для зон с быстрым движением, где скорость реакции важнее скорости перемещения.
На практике склады комбинируют эти инструменты. Распространенная схема использует стеллажи с гравитационным потоком в зонах комплектации заказов, конвейеры для транспортировки контейнеров и систему комплектации по световой индикации для плотных, быстро перемещающихся товаров. Такое сочетание позволяет снизить капитальные затраты до уровня ниже полной автоматизации, одновременно преобразуя процесс комплектации заказов на складах в пиковые периоды.
Автоматизированные системы поиска и хранения, челночные системы, автоматизированные транспортные средства и робототехника.
Автоматизированные системы хранения и поиска (АС/РС) используют краны или челноки на высотных стеллажах. Они работают по модели «товар к человеку». Система доставляет контейнеры или поддоны к эргономичным станциям комплектации. Это сводит к минимуму необходимость хождения пешком и повышает эффективность использования пространства за счет высокого и плотного хранения.
В системах челночного перемещения на каждом уровне добавляются горизонтальные челноки. Они подают грузы в лифты, которые доставляют контейнеры к рабочим местам. Одно из испытаний в Украине показало производительность 80 лотков в час при весе 35 кг каждый. Ручной процесс на том же предприятии достиг примерно 20 лотков в час при весе 20 кг. Это демонстрирует резкое увеличение производительности и сложности обработки грузов.
Автоматизированные транспортные средства (AGV) и автономные мобильные роботы (AMR) перемещают поддоны, стеллажи или контейнеры между зонами. Они сокращают неэффективные транспортные операции и делают потоки более предсказуемыми. Кроме того, они позволяют предприятиям перестраивать маршруты с помощью программного обеспечения, а не фиксированных конвейеров. Это полезно, когда профили заказов часто меняются.
Роботизированные ячейки для комплектации заказов теперь обрабатывают широкий ассортимент товаров. Типичная производительность автоматизированных систем достигала примерно 400–800 комплектаций в час, по сравнению со 100–200 для ручных комплектовщиков. Роботы использовали машинное зрение, датчики силы и машинное обучение для захвата товаров разного типа. Они работали без перерывов, что изменило подход к комплектации заказов на складах во время длительных пиковых смен.
Критерии производительности: скорость, точность, время безотказной работы.
Показатели скорости демонстрируют разницу между ручной и автоматизированной комплектацией заказов. Скорость ручной комплектации обычно составляет около 100–200 операций в час на одного оператора. Автоматизированные системы комплектации заказов часто достигают 400–800 и более операций в час. В норвежском примере с производством одежды было показано, что автоматизация выполняет пять заказов примерно за 3 минуты, тогда как ручная комплектация занимает более 8 минут. Это более чем вдвое превышает скорость.
Показатели точности определяют затраты и влияние на клиентов. Частота ошибок при ручной обработке часто составляет от 1 до 3%. Автоматизированные системы, включая системы комплектации по световой индикации и роботизированные ячейки, показали частоту ошибок ниже 0.5%. Некоторые решения с использованием световой индикации и тесно интегрированные автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS) достигли точности обработки заказов, близкой к 99.9%. Меньшее количество ошибок означает меньшее количество возвратов, меньшую необходимость доработки и лучшие результаты проверки.
Время безотказной работы определяет, насколько эффективно склады обрабатывают заказы в течение всего дня, а не только по часам. Роботы и автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS) могут работать круглосуточно при условии планового технического обслуживания. Некоторым системам требовались лишь ежегодные профилактические проверки. Это обеспечивает стабильную производительность во время сезонных пиков без привлечения временного персонала. Однако время безотказной работы зависит от правильного проектирования, стратегии по обеспечению запасными частями и квалификации технических специалистов.
Инженерам следует оценивать производительность по каждому заказу и по каждой производственной линии. Полезными показателями являются количество комплектовок на час работы персонала, количество заказов на час работы станции и количество лотков в час. Сравнение этих значений до и после автоматизации показывает реальный прогресс. Это также помогает в построении моделей рентабельности инвестиций, учитывающих затраты на рабочую силу, занимаемую площадь и ошибки.
Данные, интеграция WMS/WCS и цифровые двойники.
Интеграция данных и программного обеспечения сегодня определяет процесс комплектации заказов на складах не меньше, чем интеграция оборудования. Система управления складом (WMS) управляет запасами, волнами заказов и приоритетами. Система управления складом (WCS) или система выполнения заказов (WES) координирует работу конвейеров, автоматизированных систем поиска и хранения (AS/RS), автоматизированных транспортных средств (AGV) и робототехники в режиме реального времени. Вместе они распределяют задачи, балансируют нагрузку и предотвращают заторы.
Исследования показали, что внедрение WMS сократило количество ошибок при обработке заказов примерно на 30% благодаря улучшенной прозрачности и правилам. Логика WCS оптимизировала маршрутизацию и последовательность. Она выбирала оптимальный путь для каждого контейнера или поддона по конвейерам и челночным системам. Это уменьшило заторы и время простоя на станциях комплектации. Интеграция на основе API помогла связать современную автоматизацию со старыми платформами ERP.
Цифровые двойники добавили еще один уровень. Цифровой двойник — это виртуальная модель склада, включающая стеллажи, оборудование и потоки. Инженеры использовали его для тестирования новых планировок, правил размещения товаров и логики пакетной обработки до внесения физических изменений. Они могли моделировать, как склады комплектуют заказы в пиковые периоды спроса или после добавления роботов или дополнительных смен. Это снизило риски проекта и сократило время ввода в эксплуатацию.
Аналитические данные, полученные с помощью этих систем, отслеживали скорость комплектации заказов, точность, время простоя и время выполнения заказа. Команды использовали панели мониторинга для выявления зон с низкой производительностью или недоиспользуемых ресурсов. Со временем это способствовало непрерывному совершенствованию. Это также предоставило финансовым отделам точные данные для оценки рентабельности инвестиций в автоматизацию, включая экономию на оплате труда, увеличение занимаемой площади и изменения уровня обслуживания.
Краткое содержание: Выбор правильной стратегии комплектации заказов
Выбор способа комплектации заказов на складе — это проектное решение, а не просто выбор технологии. Правильная стратегия соответствует профилям заказов, условиям труда, ограничениям по площади и целевым показателям обслуживания. Данные о скорости комплектации, уровне ошибок и использовании пространства теперь предоставляют инженерам четкие ориентиры при сравнении ручных, механизированных и автоматизированных вариантов.
С технической точки зрения, решение принимается на основе трех вопросов. Во-первых, какая производительность комплектации требуется в пиковые периоды? Ручная комплектация обычно обеспечивает около 100–200 позиций в час с погрешностью 1–3%, в то время как автоматизированные системы могут достигать 400–800 и более комплектаций в час с уровнем погрешности ниже 0.5%. Во-вторых, какой уровень ходьбы, подъема тяжестей и времени перемещения является приемлемым? Системы «товар к человеку» и гравитационные потоки позволяют сократить интервалы перемещения в несколько раз по сравнению с маршрутами «товар к человеку». В-третьих, как быстро должны окупиться инвестиции, исходя из экономии трудозатрат, экономии места и увеличения пропускной способности?
На практике в настоящее время гибридные конструкции доминируют в процессе комплектации заказов на складах. Товары с большим объемом и стабильным ассортиментом часто перемещаются в автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS), челночные системы или роботизированные ячейки. Товары с переменным объемом, небольшим объемом или хрупкие товары остаются в зонах с ручным или легким механизированным управлением, где используется система комплектации с помощью световых индикаторов или интеллектуальных тележек. Современная система управления складом (WMS) или система управления складом (WCS) координирует эти зоны, используя аналитику и иногда цифровые двойники для настройки размещения, группировки и маршрутизации товаров с течением времени.
В перспективе автоматизация возьмет на себя большую часть повторяющихся операций по захвату и перемещению, в то время как люди сосредоточатся на обработке исключений, проверке качества и контроле системы. Инженеры должны планировать компоновку, структуры данных и процессы таким образом, чтобы можно было поэтапно переходить от ручного к механизированному и автоматизированному режимам, не нарушая работу сервиса. Такой поэтапный подход позволит сохранить возможности по мере развития технологий, снижения затрат и изменения профилей заказов.
,
Часто задаваемые вопросы
Какие методы используются для комплектации заказов на складе?
На складах используются различные методы для эффективной комплектации заказов. Распространенные стратегии включают в себя организацию товаров по типу, размеру или спросу для ускорения процесса. Товары с высоким спросом часто хранятся ближе к зонам упаковки, чтобы сократить время транспортировки. Также максимально используется вертикальное пространство для улучшения хранения и организации. Более подробную информацию об оптимизации комплектации заказов на складе см. в разделе... Советы по работе на складе от Kardex.
Как улучшить процесс комплектации заказов на складе?
Улучшение процесса комплектации заказов на складе включает в себя анализ профилей заказов и сокращение времени перемещения. Эффективные процессы, такие как размещение товаров на стеллажах и создание зон повышенного спроса, могут помочь. Внедрение стратегии ABC SKU обеспечивает более быстрый доступ к часто комплектуемым товарам. Регулярный анализ и корректировка планировки склада также повышают производительность. Узнайте больше об улучшении эффективности комплектации заказов на сайте [ссылка]. Блог о погрузочно-разгрузочных работах.
Что означает LPH (литры в час) на складе?
Показатель количества отсортированных позиций в час (LPH) измеряет, сколько отдельных товарных позиций или артикулов отбирается за час. Каждая позиция представляет собой товары в отгрузке, которые могут быть идентичными товарами или различными несвязанными между собой. Мониторинг LPH помогает оценить производительность склада. Для получения дополнительной информации о ключевых показателях эффективности склада (KPI) ознакомьтесь с информацией на сайте. Руководство по ключевым показателям эффективности от Element Logic.
