Согласно данным исследования «Будущее складских технологий — 2024» (Warehousing Vision 2024), проведенного компанией Zebra Technologies, автоматизация и решения по увеличению производительности труда станут ключевыми направлениями в логистике. К 2024 году руководители в сфере логистики ожидают достижения уровня использования робототехники для управления входящими запасами до 24%, для упаковки исходящих грузов — до 22%, для приемки грузов — до 20%.
Использование робототехники — это один из ключевых элементов построения так называемого умного склада. Данный термин в последние годы звучит все чаще, при этом у многих людей до сих пор остается масса вопросов: что такое «умный склад» в принципе, на каком этапе автоматизации склад уже можно считать «умным», какие технологии и решения автоматизации и роботизации складов существуют на сегодняшний день. А самое главное — какие есть примеры успешно работающих «умных складов», которые бы оправдали весьма солидные денежные и временные затраты на свою модернизацию. Сегодня мы во всем этом разберемся.
Любое развивающееся предприятие, использующее в своей работе складские площади, рано или поздно сталкивается с необходимостью оптимизации складских процессов. Традиционным путем, по которому в такой ситуации шли и до сих пор идут руководители многих компаний, является расширение штата сотрудников, увеличение площади складских помещений, обязательный переход на круглосуточный режим работы. Однако все эти меры дают лишь временный положительный эффект и при этом неизбежно приводят к увеличению издержек.
В последнее десятилетие компаниями все более активно начал применяться альтернативный путь повышения эффективности работы склада — его полная или частичная автоматизация в соответствии с потребностями конкретного предприятия. Появляются все более современные технологии, позволяющие максимально автоматизировать складские операции и в комплексе сделать само складское помещение «умным».
«Умный склад» сегодня — это комплекс технологий, который позволяет ритейлерам и логистическим операторам оптимально и максимально эффективно для себя решать задачи складской логистики. В этом наборе процессы — объекты автоматизации — неразрывно связаны с инструментами автоматизации.
«Умный склад» — это сложный комплекс технологий. Однако, как и все сложное, начался он с весьма простого изобретения в 1973 году американцем итальянского происхождения Марио Кардульо технологии RFID (Radio Frequency IDentification) — радиочастотной автоматической идентификации, при помощи которой считываются данные с транспондеров (RFID-меток).
В этом же году американец Чарльз Уолтон зарегистрировал свое изобретение — пассивный транспондер, используемый для отпирания дверей без ключа. Принцип его работы был довольно прост: внутрь карты-ключа помещалась метка, которая передавала сигнал считывающему устройству, расположенному в двери. Если идентификационный номер подходил, дверь открывалась. Таким образом, любой предмет, на котором находилась RFID-метка, мог пройти идентификацию без непосредственного контакта — для этого нужно только внешнее считывающее устройство.
Можно с уверенностью сказать, что на базе именно этих двух изобретений и технологии RFID как таковой основывается концепция современного «умного склада». При этом, разумеется, сама технология все это время не стояла на месте и активно развивалась. Сегодня при помощи RFID-меток можно передавать не только минимум необходимой информации, но и любой объем дополнительной. Применительно к «умным складам» это могут быть данные о производителе и производстве, цвете, массе, условиях хранения, сроках годности товаров и многом другом.
Помимо RFID, одна из ключевых ролей в построении современного «умного склада» отводится WMS (Warehouse Management System) — специальным информационным системам, автоматизирующим процессы управления работой склада. Если RFID-метки и считывающие устройства — это обязательные физические элементы, так или иначе использующиеся при автоматизации работы любого склада, то WMS можно назвать «мозговым центром», без которого склад просто невозможно сделать по-настоящему «умным».
К основным функциям WMS относятся:
Современные WMS-системы не только автоматизируют складские процессы, но и оказывают огромную помощь непосредственно работникам склада, предоставляя четкие инструкции и регламенты работы по каждой задаче, тем самым позволяя избегать до 99% ошибок, обычно возникающих по причине «человеческого фактора». Полевому персоналу склада (грузчикам, комплектовщикам, водителям) ставятся конкретные задачи, которые необходимо выполнить, с четкой последовательностью действий — нет необходимости что-либо «додумывать».
До сих пор не существует общепризнанной четкой грани, позволяющей определить, когда склад в процессе автоматизации превращается в «умный». Ведь, как уже было сказано, «умный склад» — это целый комплекс технологий, которые внедряются с целью автоматизации и оптимизации складских процессов. Такие технологии могут быть самыми разными.
Даже склад, где внедрен только автоматизированный складской учет и документооборот, справедливо можно называть в какой-то степени «умным». При этом очевидно, что склад, на котором используются автоматизированные конвейерные системы для сборки и комплектации отправлений, применяются автономные роботы и технологии машинного обучения, по факту является гораздо более «умным».
Ведущий бизнес-аналитик компании VENTRA Industrial, более 18 лет оказывающей услуги в области аутсорсинга продаж, IT-сервисов, складской логистики и производственных функций, Георгий Иващенко предложил следующую классификацию «умных складов» в зависимости от степени автоматизации процессов и сложности используемых технологий:
Согласно данной классификации, склад можно полноценно считать «умным», когда на нем задействуются «умные» бизнес-процессы, которые контролируются и регулируются продвинутой WMS-системой. Все процессы до данного этапа можно считать простой автоматизацией склада.
Построение любого «умного склада» можно разделить на 2 глобальных этапа: информатизацию и роботизацию. Они тесно взаимосвязаны и обязательно должны следовать друг за другом.
Первый этап — информатизация. В рамках него осуществляется внедрение и настройка WMS — того самого «мозгового центра», который ведет отслеживание, учет и осуществляет контроль за всеми процессами складской деятельности.
WMS-систем существует достаточно большое количество, их рынок продолжает бурно развиваться и расти. Некоторые предприятия при наличии в штате технически грамотных специалистов создают «самописные» системы. Однако с каждым годом увеличивается спрос на профессиональные комплексные WMS-системы, которые создаются и развиваются профильными компаниями, даже несмотря на их дороговизну относительно «самописных» решений. Они окупаются за счет официальной технической поддержки со стороны разработчиков и стандартизированных подходов к решению многих задач, что позволяет при необходимости достаточно быстро расширять и дополнять систему с учетом постепенно появляющихся у любого развивающегося предприятия новых требований.
Конкуренция на современном рынке WMS-систем среди компаний-разработчиков высока. Даже если рассматривать только относительно небольшой рынок России и стран СНГ. Так, согласно данным портала CRMindex на начало 2022 года, в рейтинге WMS присутствует сразу 25 систем — выбор для руководства любого предприятия, задумавшегося об автоматизации склада, внушительный. Лидирующие топ-3 позиции занимают: «Yolka.WMS» от компании «ЙОЛКА», «LEAD WMS» от компании LogistiX и «1С:WMS Логистика. Управление складом» от компании «СИТЕК», являющейся официальным партнером фирмы «1С».
Стоит отметить, что на сегодняшний день большинство крупных профессионально эксплуатируемых складов в США и Европе уже прошли или завершают этап информатизации. WMS сегодня — это не какое-то «чудо техники», а вполне известный всем и стабильно работающий инструмент автоматизации склада. Именно поэтому у многих он уже не ассоциируется с термином «умный склад». Говоря про построение «умного склада» сейчас, люди чаще представляют себе сразу второй этап данного процесса — роботизацию склада.
В настоящее время существует два концептуальных подхода к роботизации склада. Первый вариант создания роботизированного склада — использование достаточно больших машин и автоматических линий, специально разработанных для решения задач хранения, маркировки и т.п. именно тех товаров, с которыми работает конкретный логистический оператор. Причем собираются такие системы, как правило, индивидуально под условия эксплуатации в конкретном складском помещении.
Примерами подобных систем могут служить решения компании CMC Machinery:
Альтернативный вариант построения роботизированного склада — использование флота малых унифицированных роботов. В качестве примеров можно привести решения компаний Geek+ и Casun.
Транспортировочные и сортировочные роботы Geek+ позволяют реализовать концепцию «товар к человеку» (Goods-to-Person, GTP), доставляя к оператору необходимые товары. Они же осуществляют сортировку, формируют динамически изменяемое хранилище на одном или многих уровнях.
Роботы Casun можно отнести к классу логистических роботов, главной функцией которых является перемещение грузов на значительные расстояния. Существуют как универсальные транспортировочные роботы с относительно небольшой грузоподъемностью (до 500 кг), так и более специализированные вилочные погрузчики с лазерной навигацией, паллетоукладчики с грузоподъемностью до нескольких тонн и т.д.
Каждая из концепций имеет свои преимущества. Подход с использованием роботизированных систем CMC Machinery обеспечивает максимальную эффективность в условиях четко поставленной задачи. Использование роботов Geek+ и Casun обеспечивает гибкость и быстроту развертывания.
Важно понимать, что приведенные выше примеры складских роботов — это буквально «капля в море». В мире существуют уже сотни компаний, каждая из которых разрабатывает и предлагает своим клиентам самых разных роботов для выполнения тех или иных задач в условиях склада. При этом ежегодно появляются десятки новых специализированных компаний и стартапов.
В подавляющем большинстве случаев даже полностью автоматизированный и роботизированный «умный склад» не означает «безлюдный склад». Реализация на практике полностью безлюдного решения на текущем этапе развития технологий не только слишком сложна и дорогостояща, но и не оптимальна по эффективности. На сегодняшний день такие склады, где человек практически не нужен, запускаются только в виде единичных пилотных проектов с целью тестирования и «обкатки» передовых технологий.
Современный «умный склад», реально работающий на практике, — это место, где люди и роботы тесно взаимодействуют, выполняя задачи, с которыми они могут справиться наиболее эффективно. На каких-то этапах роботы уже могут полностью заменить человека, но в большинстве случаев максимум, на что они способны, — это облегчить и ускорить работу человека. Для этого осуществляется внедрение так называемых полуавтоматических технологий и подходов к работе, которые тоже являются полноценными элементами современного «умного склада».
Самый простой и очевидный пример такой технологии — мобильные терминалы сбора данных (ТСД). Они используются работниками склада для оперативного сбора, обработки и отправки информации о товарах. Сбор данных осуществляется путем считывания штрихкодов на этикетке товара, затем информация автоматически отправляется по беспроводной связи в WMS.
Существуют также другие более продвинутые технологии и подходы, обеспечивающие удобство и максимальную скорость поиска и подбора необходимых единиц товара. Например:
С помощью этих и других подобных решений достигается реальное повышение скорости и эффективности работы склада. Например, американская компания Codeshelf смогла существенно повысить у себя скорость сборки и упаковки заказов. Их WMS-система организует формирование заказов в соответствии с расположением товара на складе. Сборщики заказов, приходя на работу, авторизуются в системе путем сканирования специальным считывателем своих бейджей, после чего отправляются собирать заказы. По мере приближения к тому месту, где лежит нужный им товар, над полкой загорается светодиодная лампочка. Менеджеры же при этом могут анализировать показатели эффективности каждого сборщика, штрафовать их и выписывать премии.
Когда говорят об успешно реализованных и работающих сегодня «умных складах», в качестве примера в первую очередь почти всегда приводится компания Amazon. Ее «умные склады», использующие самые передовые технологии и роботов, практически единогласно признаются профильными специалистами «эталоном». А сама история компании — это яркий пример того, как правильная организация хранения и доставки товаров может превратить небольшой книжный онлайн-магазин в многопрофильное предприятие мирового масштаба стоимостью в миллиарды долларов.
Модернизация Amazon началась с покупки в 2012 компании Kiva Systems (позже преобразована Amazon Robotics). Kiva Systems считается прародителем современного рынка мобильных робототехнических систем, данная компания первой разработала уникальную систему складской логистики. Логика работы такой системы проста: все грузы хранятся на складе в стандартизированных модулях, транспортировкой необходимого товара в реальном времени с учетом поступившего заказа занимается ближайший свободный робот, который, в свою очередь, перемещается по складу по нанесенной на пол разметке. Такая организация складской логистики позволяет в разы сократить число сотрудников склада, полностью исключает нужду в конвейерах и погрузчиках.
Описанная выше схема работы используется на «умных складах» Amazon до сих пор, при этом в ней задействовано уже в общей сложности более 100 тысяч роботов. Кроме того, на складах компании реализована автоматическая система слежения, которая оценивает скорость работы персонала. Неэффективным сотрудникам выдаются предупреждения, а худших система увольняет.
Сама компания не стоит на месте и на сегодняшний день является «пионером» в области освоения передовых технологий в сфере складской логистики. Так, например, в 2018 году компания Amazon запатентовала и к настоящему времени уже начала использовать на практике особых роботов-кладовщиков, похожих на медуз. Они представляют собой беспилотники с виброподушками и автономными модулями управления. «Медуза» перемещает товары по складу, помнит точки сбора товаров и места назначения, а также умеет анализировать свободные места на складе.
Достойный «ответ» американскому гиганту Amazon дает китайский гигант интернет-торговли — Alibaba Group. В городе Хучжоу у компании расположен один из крупнейших «умных складов», в рамках автоматизации которого она пошла гораздо дальше простого внедрения WMS-системы.
На данном складе используется флот мобильных роботов Quicktron, которые полностью заменили людей в задачах, связанных с перемещением товаров. Эти роботы способны поднимать грузы весом до 500 кг, умеют разворачиваться на месте, двигаются от стеллажа к стеллажу по оптимальным маршрутам, эффективно объезжают любые препятствия и никогда не сталкиваются друг с другом благодаря специальным сенсорам. Взаимодействие между роботами организовано через бесшовную сеть Wi-Fi, работающую на всей территории склада. При низком заряде аккумулятора каждый робот автоматически отправляется на свою зарядную станцию — человек им нужен только для общего контроля работы и периодического технического обслуживания.
Как утверждают представители Alibaba Group, общая эффективность работы склада в городе Хучжоу после превращения его в «умный» и полной роботизации увеличилась в 3 раза. Это позволило свести к минимуму логистические издержки в конечной стоимости товаров и сделать их еще более конкурентоспособными.
Еще один яркий пример организации «умных складов» с глубокой роботизацией принадлежит крупнейшей сети оптово-розничной торговли Walmart. При этом компания пошла по оригинальному пути: вместо строительства крупных роботизированных складов она в последние годы организует непосредственно при своих магазинах относительно небольшие «умные склады», в которых люди и роботы активно взаимодействуют.
Так, например, в ряде магазинов компания отказалась от сотрудников — людей, которые ходят по складу и собирают нужные товары для каждого конкретного заказа. Вместо этого используются специальные роботы-сборщики — они автоматически получают задание при поступлении заказа, отбирают нужные товары и доставляют их сборщику — человеку, который проверяет правильность сборки заказа и осуществляет его упаковку.
В некоторых магазинах тестируется полностью автоматическая система сборки и выдачи заказов без участия человека. Заказ собирается и упаковывается роботом, после чего передается в специальный пункт выдачи. Заказчику или курьеру затем достаточно просто подъехать к данному пункту, ввести код заказа и получить его.
Для отбора и доставки товаров с полок на складе компания использует автономных роботов Alphabot. Они представляют собой роботизированные тележки, которые передвигаются вертикально и горизонтально по специально выстроенным стеллажам. Утверждается, что такие роботы способны осуществлять отбор до 800 товаров в час, что примерно в 10 раз превышает среднестатистическую производительность человека.
Все приведенные выше примеры относятся к крупнейшим мировым компаниям, и это не просто так. Построение «умного склада» с глубокой роботизацией — дело весьма затратное, потому что соответствующие технологии, и особенно специализированные складские роботы, стоят дорого. Позволить себе создание такого склада может только действительно крупная компания, способная инвестировать солидные денежные средства в развитие логистики с перспективами на годы вперед.
Россия пока отстает от стран Запада в деле освоения и внедрения высокотехнологичных складских роботов. В нашей стране проекты построения «умных складов» с глубокой роботизацией процессов пока что реализуются только единичными крупными игроками. Например, компания Faberlic в 2021 году завершила пилотный проект по созданию на своем центральном складе в России участка, где транспортировкой паллет с товарами от точки приемки до мест хранения занимаются мобильные автономные роботы Ronavi российского производства. При этом человек в процессе тоже участвует: водители автопогрузчиков забирают паллеты из грузовых автомобилей и помещают их на роботов.
Компания X5 Group (ранее X5 Retail Group), управляющая сетями розничных продуктовых магазинов «Пятерочка», «Перекресток» и «Карусель», с 2019 года в ряде своих распределительных центров использует сортировочных роботов Geek+ S20. При этом система также работает с участием человека: на станциях загрузки операторы-люди «набрасывают» отдельные товары на платформы роботов, которые затем транспортируют их и сбрасывают в специальные накопители (шуты) по направлениям отгрузки.
Российское подразделение компании Decathlon завершило в 2021 году проект по организации на своем подмосковном складе зоны автоматизированной сборки интернет-заказов, которая занимает 10% от общей площади склада. Для автоматизации используется флот из 83 автономных мобильных роботов Geek+. На складе реализована концепция «товар к человеку» (Goods-to-Person, GTP): роботы подвозят стеллажи с необходимыми для комплектации конкретного заказа товарами к сборщику, то есть человеку не нужно самостоятельно перемещаться между стеллажами в поисках нужных товаров. Такой подход существенно ускоряет весь процесс. Отмечается, что сразу после запуска проекта в эксплуатацию средняя скорость комплектации заказов на складе компании увеличилась в 2,5-3 раза, а после дальнейшей модернизации и оптимизации ожидается, что скорость работы увеличится еще больше — в 7-8 раз.
Но это лишь единичные примеры. Полноценное массовое использование роботов на своих складах большинству не самых крупных российских компаний пока что просто не по карману, а некоторые до сих пор относятся к данной технологии с опаской. Однако, как уже было сказано, использование сложных автономных роботов и систем — важный, но не обязательный элемент построения «умного склада». Существенно ускорить и модернизировать работу склада, сделав его «умным», можно за относительно небольшие деньги, ограничившись этапом информатизации, то есть за счет внедрения и настройки WMS-системы. Именно такой подход в последние годы пользуется в России повышенным спросом.
Компания «СИТЕК», являющаяся официальным разработчиком системы «1С:WMS Логистика. Управление складом», ежегодно завершает десятки проектов по автоматизации складов для своих клиентов и знает об этом не понаслышке. Российские компании в массе своей пока что не заинтересованы в роботизации своих складов. Организация «умного склада» для них на сегодняшний день заключается во внедрении WMS, автоматизации процессов и использовании перечисленных ранее так называемых «полуавтоматических технологий»: применении ТСД и оборудования для реализации подходов pick-by-light, pick-by-voice, pick-by-vision. В помощь человеку, но не для его замены.
Например, в 2021 году специалисты «СИТЕК» завершили проект автоматизации склада Альметьевского трубного завода, входящего в состав Объединенной металлургической компании и относящегося к трубным заводам «Большой восьмерки» — ключевым российским производителям труб нефтегазового назначения. Эффективность работы склада до автоматизации в современных условиях самим руководством компании оценивалась как весьма низкая. Работе склада мешало отсутствие единой системы автоматизации складского хозяйства, не было возможности получать оперативные данные о движениях и остатках продукции, для поиска и отбора нужных товаров работникам склада приходилось постоянно держать в голове или записях информацию о местах их расположения.
Внедрение WMS позволило решить все эти проблемы, а также оптимизировать складские процессы. Реализация полноценного адресного хранения в 2-3 раза повысила эффективность и скорость работы склада, позволила избавить сотрудников от «ручного» поиска товаров и свела к минимуму случаи возникновения ошибок по причине «человеческого фактора». После автоматизации на ставшем «умным» складе предприятия всегда имеется оперативная информация о движениях и остатках продукции, есть возможность вести индивидуальный и пакетный учет труб с оценкой качества.
В рамках данного кейса важную роль сыграла отличная масштабируемость самой системы «1С:WMS Логистика. Управление складом», возможность ее расширения за счет создания дополнительного функционала, заточенного под нужды конкретного предприятия. В частности, для Альметьевского трубного завода разработчиками в рамках WMS была создана отдельная подсистема маркировки продукции составными штрихкодами, реализован централизованный механизм проведения плановых инвентаризаций и возможность работы с несколькими складами в одной базе.
Другой яркий пример из практики «СИТЕК» — автоматизация склада группы компаний «X-Com», занимающейся производством компьютерного и серверного оборудования в России с 1994 года и владеющей одноименным интернет-магазином, который входит в топ-5 крупнейших российских компьютерных магазинов. В рамках проекта было осуществлено полное информационное обновления склада, включающее переход с системы «1C:Управление торговлей», в которой складской учет велся раньше, на «1С:WMS Логистика. Управление складом».
Специалисты «СИТЕК» автоматизировали на складе предприятия 25 рабочих мест и ввели в эксплуатацию 40 мобильных терминалов сбора данных. Были разработаны принципиально новые правила маркировки товаров и грузов с использованием штрихкодов, автоматизированы операции приемки, размещения, отбора, отгрузки товаров и инвентаризации.
Руководство складского комплекса «X-Com» получило современный удобный инструмент автоматизации оперативного учета движения материальных ценностей, а полевой персонал склада позитивно воспринял отказ от бумажных накладных, который позволил не только повысить общую скорость работы, но и практически свести к нулю ошибки в работе по причине «человеческого фактора».
Статистика, собранная после запуска в работу обновленного «умного склада» группы компаний «X-Com», красноречива: средняя скорость сборки и комплектации заказов увеличилась в 3 раза, а объем «бумажной» работы сократился на 98%.
Также стоит упомянуть реализованный специалистами «СИТЕК» проект автоматизации склада ликероводочного завода «Саранский» (ЛВЗ «Саранский»), который стал победителем конкурса «1С:Проект года — 2019». После того как на заводе сменилась команда отдела продаж, начался интенсивный рост объемов сбыта, который при «старом» способе складского и производственного учета выявил множество проблем в компании. Оказалось, что процессы регионального завода не соответствовали требованиям работы на федеральном уровне.
Коммерческий директор завода Кирилл Доленка описал проблему так: «Наш завод привык работать в другом формате: не торопясь, ведя учет на бумаге, не имея оперативных данных о движении товара и остатках продукции. Но с федеральными сетями так работать нельзя, любая ошибка — недопоставил, опоздал, некорректно оформил документы — ведет к штрафным санкциям и прямым убыткам».
Для исправления ситуации руководство ЛВЗ «Саранский» приняло решение построить полноценный логистический центр и внедрить систему, которая позволила бы эффективно управлять запасами готовой продукции предприятия на всех его складских площадях. В качестве последней была выбрана «1С:WMS Логистика. Управление складом», а реализация проекта поручена ее разработчику — компании «СИТЕК».
Внедрение WMS-системы на складе предприятия обеспечило:
Результаты проекта автоматизации склада ЛВЗ «Саранский» в цифрах не менее красноречивы: средняя скорость обработки заказов увеличилась на 65%, оборачиваемость складских запасов выросла на 45%, стоки (запасы нереализованной за определенное время продукции) сократились на 5%. Кроме того, автоматизация многих процессов позволила провести оптимизацию штата сотрудников и сократить порядка 10% рабочих мест.
В компании «СИТЕК» уверены, что минимум в ближайшие 2-3 года основная масса предприятий в России будет заниматься автоматизацией и созданием «умных складов» именно за счет внедрения WMS-систем и «полуавтоматических технологий» без глубокой роботизации. То есть завершать этап информатизации.
Как уже было сказано, в США и Европе практически все крупные склады этап информатизации уже завершили, поэтому в западных странах сейчас нарастает «бум роботизации». Россия же как страна, пока еще отстающая в этой области, сейчас как раз проходит данный этап. Крупные и средние российские компании в массе своей задумались об автоматизации складских процессов, поскольку выгода от этого стала очевидной: есть уже множество примеров, когда грамотная автоматизация склада даже без использования роботов позволила в разы повысить эффективность его работы.
При этом «волна роботизации» обязательно докатится и до России через несколько лет. К этому времени основная масса российских складов автоматизируется, будет подготовлена соответствующая инфраструктура. При этом складские роботы за несколько лет станут более доступными в плане цены, соответствующая тенденция уже четко обозначилась — любая технология дешевеет по мере своего развития. То есть уже довольно скоро задуматься о частичной или даже полной роботизации своих складов смогут не только самые крупные и богатые, но и средние компании.