ИАТК

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Белорусский государственный университет

информатики и радиоэлектроники»

Контрольная работа

по дисциплине «Интегрированные автоматизированные технологические комплексы»

Вариант № 15

Выполнил:

Студентка 5-го курса заочного отделения группы

Ромашкина А.П.

Гр. 990241

Минск, БГУИР 2024

Автоматические складские системы

Многие компании ищут оптимальные способы повышения эффективности работы и расширения деятельности, удовлетворения потребностей в необходимой гибкости, быстроте реакции и адаптируемости бизнеса к динамично изменяющимся рыночным условиям [1].

На сегодняшний день у компаний возникает больше, чем когда-либо, вопросов в сфере управления складами. Тенденции, появляющиеся в торговле, а также сложные модели организации снабжения оказывают большое на дистрибьюторы и производителей в вопросах увеличения объемов производства, снижения затрат и сокращения циклов управления запасами [1].

Многие торговые предприятия меняют модель ведения деятельности, при этом давление, возникающее по причине того, что клиенты ожидают доставку «на следующий день» или даже «в тот же день», растет все больше. Компании вынуждены искать новые способы решения задач в более эффективном ключе [1].

Работа склада складывается из последовательного выполнения операций по приему, хранению, учету и отгрузке товаров. Ручной ввод и сбор данных занимает продолжительное время. Информация, полученная таким способом, зачастую бывает недостоверной, что влечет за собой увеличение времени обработки товара и, в конечном счете, удорожанию его стоимости. Выполнение каждой такой операции может быть автоматизировано. Автоматизация склада требует тщательно продуманного подхода и оценки необходимых изменений.

У людей может быть разное представление об автоматизации складов – от роботов, перемещающихся по складу, до сканирования штрих-кодов. Автоматизация работы склада включает в себя внедрение широкого спектра технологий, направленных на повышение производительности отдельных складских процессов или всего складского комплекса в целом. Тем не менее, по своей сути автоматизация, так или иначе, связана с выявлением и внедрением технологий автоматизирующих выполнение повторяющихся задач, ориентированных на процессы, выполнение которых требует длительных временных затрат или является предметом частых ошибок [1].

Эффективное размещение и хранение товара – это малозаметный, но исключительно важный фактор развития бизнеса. От качества работы на этом этапе будет зависеть сохранность и скорость передвижения продукции, что впоследствии мало-помалу выливается в многочисленные эффекты, влияющие на все последующие торговые операции. Любая продукция имеет ценность только в заданном месте и в заданное время, поэтому хорошая работа склада – это снижение издержек на хранение, быстрый доступ ко всем ресурсам и высокая культура отношения к товару как таковому. И конечно, эта эффективность будет на современном этапе упираться не только в чисто человеческий фактор, но и в наличие и широкий функционал современного оборудования, помогающего в подобной работе [4].

На сегодняшний день на рынке представлены складские системы трех типов (рисунок 1).

Рисунок 1 – Виды складских систем

Механизированный склад — представитель самого низкого уровня автоматизации, характеризующийся разгрузкой и погрузкой при помощи крана-штабелера, грузовой тележки и оператора. Низкая цена определена низкой производительностью.

Автоматизированный склад — следующий уровень автоматизации склада, определяемый переносом функций погрузки и выгрузки продукции, складирования, выдачи товара под управление компьютера при сохранении за оператором функции контроля.

Третьим уровнем развития складских систем является автоматический склад, функционирующий без вмешательства человека на всех этапах складской логистики обработки товарного потока [5].

Автоматизацию складов можно разделить на две основные категории: автоматизация ручных процессов и автоматизация работы склада.

Автоматизация ручных процессов оцифровывает ручные складские процессы, например, такие как инвентаризация, и интегрирует эти данные в вашу систему. Автоматизация складских процессов обычно выполняется на базе технологии штрихкодирования с использованием радио-терминалов сбора данных, осуществляющих ввод, идентификацию и учет данных, которые передаются в систему управления [1].

Автоматизация работы склада – способ организации деятельности с использованием механизированных и робототехнических систем. Это экономически более затратный метод, и он обеспечивает необходимую рентабельность инвестиций только в случае использования на крупных складских и дистрибьюторских комплексах [1].

Постоянная стабильная работа логистических систем и складских комплексов должна обеспечиваться на любых площадях. В случаях, когда невозможно расширить пространство для хранения товаров, используются инновационные складские системы автоматизированного типа. Они управляются при помощи компьютера, который подает команды на извлечение, перемещение и размещение товаров по ячейкам. Современные высокотехнологичные стеллажи позволяют сэкономить более 70% площади и ускорить процесс сбора заказов и приема грузов на хранение. Их использование дает возможность исключить ручной труд, а также проводить автоматический контроль запасов, расположения продукции на стеллажах [2].

Установка роботизированных комплексов позволяет максимально снизить участие человека во всех складских процессах, увеличив при этом скорость их выполнения. Для управления и постановки задач компьютеру обустраивается несколько операторских мест. Сотрудникам больше не нужно находиться в хранилище. Их взаимодействие ограничивается окном доступа и пультом управления. Выбирая наименование и нужное количество продукции, подъемный механизм захватывает и по короткому пути перемещает груз на дальнейшую упаковку и отправку [2].

Автоматизированные склады бывают двух типов:

• Карусельный. Стеллажи оснащаются элеваторным механизмом, который приводится в движение электродвигателем. Перемещение полок осуществляется вертикально и горизонтально. При этом практически не создается шум. Для различных целей модели могут дополняться функциями взвешивания, сканирования штрих-кода и дополнительного контроля.

• Лифтовые. Все товары находятся в лотках, установленных в вертикальные стеллажи. Поддоны устанавливаются друг на друга, и не ограничиваются по высоте.

В зависимости от функционального назначения складские системы автоматизированного типа могут предназначаться для хранения штучного товара, коробок, паллет на поддонах и т.д. Их общая высота может превышать десятки метров, а длина иногда достигает несколько сотен метров [2].

В основе автоматизированных складов лежат стеллажи одинаковых габаритных размеров, краны-манипуляторы и устройства для доставки и загрузки грузов. Каждый стеллаж разбит на определенное число ячеек. Их число в некоторых случаях достигает сотен тысяч. Все основные процессы выполняются кранами-штабелерами одномачтового и двух матового типа. Они оснащаются бортовыми контролерами, на которые передается информация об адресе ячейки. Кодовая пластина с головкой адресования закрепляется на стеллажах [2].

Автономные сборочные, разгрузочно-погрузочные работы помогают увеличить эффективность и скорость логистических процессов, снизив при этом затраты на оплату труда и степень влияния человеческого фактора. Они могут применяться на торговых точках, в архивах и крупных складских терминалах. Использование автоматических систем дает ряд выгод, а именно:

• Возможность использования максимальной площади складского помещения;

• Нет необходимости в проведении периодических инвентаризаций;

• Высокая безопасность сотрудников ввиду их отсутствия в зоне хранения;

• Высокая скорость и точность проведения всех процессов.

Выбор подходящей модели автоматизированной системы напрямую зависит от типа и размеров помещения, а также поставленных задач. Постоянный контроль над всеми операциями со стороны компьютера упрощает проведение складских работ и снижает к нулю вероятность недостач или потерь.

Сердцем такой системы является компьютер, в который на программном уровне заложена система гибких алгоритмов, заменяющих деятельность множества работников склада: менеджеров, грузчиков, водителей, а также и других представителей персонала. Реализуется это с помощью интеллектуальных автоматизированных схем управления. Центральный компьютер даёт команды управляемым подъёмно-транспортным машинам и установкам, которые доводят соответствующий товар до нужного места. Все ячейки одинаковые, поэтому для автоматической техники данная задача является достаточно типовой, хотя, конечно, в целом, система требует довольно тщательной настройки. Пути загрузки-выгрузки прописаны так, что у робота-исполнителя нет никакого шанса на ошибку, поскольку процесс выверен с точностью до миллиметров, и диапазон неточностей существенно ниже, чем тот, что мог бы стать причиной внештатной ситуации [4].

Автоматизированные складские системы (англ. Automated Storage and Retrieval Systems — AS/RS) предусматривают использование управляемых компьютером подъемно-транспортных устройств, которые закладывают изделия на склад и извлекают их оттуда по команде [4].

Автоматизированные склады состоят из стеллажей, кранов-штабелеров и систем доставки материалов для загрузки в склад и выгруженных товаров из склада (система "загрузки-выгрузки"). Стеллажи разбиты на ячейки. Высота стеллажей составляет от нескольких метров до нескольких десятков метров. Длина стеллажей составляет от нескольких метров до сотен метров. Емкость автоматизированных складов составляет от нескольких сотен ячеек до сотен тысяч ячеек. Краны-штабелеры бывают одномачтовые и двухмачтовые. Все краны-штабелеры имеют систему питания, систему адресования и систему информационной связи. Система питания кранов-штабелеров выполняется с помощью блиндотроллей или гибкого силового кабеля. Система адресования состоит из кодовых пластин и головки адресования. Кодовые пластины по горизонтали устанавливаются в нижней части стеллажей для удобства обслуживания. Кодовые пластины по вертикали устанавливаются на мачте крана-штабелера. Адресная головка устанавливается на перемещающемся по вертикали вдоль мачты крана-штабелера телескопическом столе. Для системы адресования кранов-штабелеров применяется двоичная система счисления, двоично-десятичная или код Грея. Для управления складом используются промышленные контроллеры или персональные компьютеры, которые устанавливаются в зале управления. На кране-штабелере устанавливается бортовой контроллер. Для передачи команд от промышленного контроллера в зале управления и связи с бортовым контроллером на кране-штабелере используется система информационной связи, которая может быть выполнена с помощью гибкого информационного кабеля или оптической системы связи

Автоматизированные складские системы не только исключают ручной труд, но и позволяют экономить складские площади, ускорять складские операции и улучшать контроль за материально-техническими запасами, поскольку ЭВМ следит за местонахождением каждого изделия на складе [4].

АСС, как правило, используется на складах, где значительные по размерам грузы перемещают в и из хранения с высокой интенсивностью, при этом плотность хранения важна из-за пространственных ограничений.

АСС бывают трёх типов:

• Одномачтовые;

• Двухмачтовые;

• Управляемые человеком.

АСС первых двух типов соединены с ведущими рельсами, расположенными на потолке, чтобы гарантировать точное вертикальное выравнивание. Челнок (англ. «Shuttle») — основная составная часть автоматизированной складской системы перемещается между неподвижными складскими полками и размещает или извлекает требуемый груз. Помимо передвижения на плоскости, «челнок» способен подниматься на заданную высоту для извлечения груза и передвигать грузы на несколько уровней в глубину полки хранения [4].

Рассмотрим основные направления автоматизации складских систем (рисунок 2).

Рисунок 2 – Классификация автоматизированных систем управления складированием [5]

Главным инструментом организации работы становится WMS (Warehouse System Management), имеющая широкий функционал. Программное решение должно обладать удобным интерфейсом, поддерживать мобильную печать, уметь взаимодействовать с маркировками, радиотерминальной техникой, управлять размещением товаров, определять срок годности продукции [3].

WMS или система управления складом – это программная платформа, которая берет на себя ведение вашей внутренней складской логистики и автоматизирует ее, принимает интеллектуальные решения в режиме реального времени для управления работой ваших сотрудников с максимальной эффективностью. WMS помогает вам контролировать и отслеживать передвижение товаров по вашему складу, предоставляя при этом, развитый функционал и высокую гибкость. Программное обеспечение WMS обеспечивает высокий уровень контроля и отслеживания по перемещению и хранению товаров на вашем складе [1].

Современные приложения формата WMS обладают многочисленными техническими и эксплуатационными достоинствами [3]:

• Позволяют рационально использовать площади хранилища.

• Предоставляют возможность отслеживать любые факты перемещения товарно-материальных ценностей и их качественные характеристики.

• Делают документооборот более эффективным и простым для повседневного обращения.

• Создают новые инструменты для управления персоналом, помогают компании выполнять функции распределительного центра и пр.

Штрихкоды и RFID-метки — главные составляющие оптимизации деятельности складских учреждений. Это две разные технологии, которыми оснащены портативные терминалы сбора данных, принтеры этикеток и сканеры. Важную роль играют также сетевые устройства — они обеспечивают плотное покрытие Wi-Fi на всей территории хранилища. Сигнал должен проходить через любые препятствия (в виде, например, заполненных стеллажей) и обеспечивать сотрудникам доступ к интернету [3].

При выборе WMS нужно обращать внимание на целый перечень факторов: стоимость, архитектуру, наличие функций учета и управления, интеграционные возможности, персональные доработки и пр. Как только подходящий продукт подобран, следует выполнить следующие действия:

• Составить нормативно-справочную информацию.

• Установить программу и выбрать базовые опции.

• Нормализовать работы функционала по ТЗ.

• Создать каналы обмена данными с товароучетной системой.

• Проверить качество соединения устройств между собой.

• Обучить сотрудников.

• Организовать тесты и проверки комплекса [3].

Наиболее простым методом перехода от ручного труда к автоматическому служит внедрение технологий штрихкодирования и беспроводной передачи данных, поддерживаемых мобильными компьютерами (терминалами сбора данных).

Автоматизация работы склада путем использования штрихкодирования и оснащения работников мобильными терминалами – стандартная практика, применяемая для повышения эффективности работы и сокращения ошибок при приеме, инвентаризации, отборе, комплектации, отгрузки товаров [1].

Терминалы сбора данных – основной инструмент, выполняющий автоматический сбор данных во время выполнения складских операций. Правильное использование технологии штрихкодирования значительно увеличивает скорость и точность ввода и сбора данных.

Существует три основных типа решений WMS: автономное решение (локальное и часто устаревшее), облачное решение и приложения, встроенные в ERP или платформы управления цепочкой поставок (локальные или облачные). У каждого типа WMS свои преимущества и недостатки. Какой из них оптимальный — зависит от особенностей компании [6]:

Автономное решение WMS. Такие системы обычно развертываются на площадках компании с использованием ее собственного оборудования. Они предлагают больше возможностей пользовательской настройки (хотя это может быть дорого); кроме того, они позволяют компании более жестко контролировать свои данные и программное обеспечение. Хотя стоимость приобретения подобной системы существенно выше, чем в других вариантах, после покупки она переходит в собственность компании. При этом обновление, обслуживание и связанные с ними затраты ложатся на плечи организации. Немаловажно, что со временем такая система WMS устаревает, поэтому внедрять новые технологии и интегрировать ее с другими платформами будет все труднее.

Облачное решение WMS. Облачные WMS можно развернуть быстрее и с меньшими предварительными затратами. Такие системы поставляются по модели «программное обеспечение как услуга» (SaaS) и обеспечивают большую гибкость для поддержки сезонных и других рыночных изменений, также их проще масштабировать по мере роста компаний. Благодаря регулярным обновлениям управление складами в облаке ускоряет освоение инноваций. Поддержка и обновление системы перестают быть проблемой компании. Кроме того, поставщики SaaS вкладывают много средств и ресурсов в обеспечение безопасности и предлагают возможности аварийного восстановления. Также облачные системы управления складами можно легко интегрировать с другими решениями [6].

Интегрированная система ERP и WMS на базе SCM. Некоторые системы управления складами разработаны как модули или приложения, интегрированные с платформами ERP и цепочки поставок. Преимущество таких решений заключается в том, что их проще интегрировать с другими системами в перекрывающихся областях: учет, отчетность, бизнес-аналитика и пр. Они формируют целостное представление бизнеса и логистики, обеспечивая полную прозрачность и высокую степень скоординированности складских и логистических процессов. В конечном итоге эти инструменты можно использовать для оптимизации операций и быстрого и гибкого выполнения заказов [6].

Автоматизация склада является необходимой мерой для многих современных компаний. Автоматизация складов может уменьшить как затраты на товарооборот в целом, так и на расходные материалы и финансовую сторону. Если компания хочет улучшить обслуживание клиента, то одним из первых шагов к этому, будет автоматизация склада. Автоматизация складов в значительной степени облегчает составление отчетности, позволяет сократить время определения наличия\отсутствия товара, нахождения нужного товара. Система контроля необходима для отслеживания процесса перемещения товара, погрузочно-разгрузочных операций. Складская автоматизация и система контроля дают возможность обеспечить стабильную, непрерывную работу с товаром. Автоматизация складов позволяет снизить риск потери товара, что регулярно встречается на обычных складах.

При складировании товаров различного назначения комплексная автоматизация складов становится наиболее актуальной. Комплексная автоматизация складов предполагает внедрение и поиск самых последних решений в области оптимизации работы склада, глубокую проработку возникающих проблем [4].

Автоматизированные склады широко используются в оптовой и розничной торговле, на таможенных терминалах, в различных отраслях промышленности: от автомобилестроения до фармацевтики и т.п. Автоматизированные склады – это эффективное решение задач хранения и организации ограничения доступа к документам и грузам. Автоматизированный склад позволяет оптимально использовать пространство, удобен в эксплуатации, гарантирует надежное хранение грузов. Автоматизированный склад существенно упрощает весь процесс транспортировки товара: можно при поступлении товара на склад отслеживать количество и сроки годности товаров, присваивать ему категории, рассортировывать по заданным параметрам, наклеивать на коробки этикетки и многое другое. Поэтому автоматизированный склад – залог надежной и успешной работы предприятия. Применяя автоматизированные высотные склады, можно использовать не только площади, но еще и весь объем складских помещений. Автоматизированные складские системы помогут наладить и упростить работу предприятия. Автоматизированные системы складирования позволяют получать в реальном масштабе времени все необходимые документы о состоянии и движении материальных ресурсов, а также обеспечивают надежную и высокопроизводительную работу всех механизмов. Автоматизированные складские системы способны успешно работать на контейнерных и таможенных терминалах, складских комплексах, супермаркетах, грузовых терминалах аэропортов — везде, где требуется надежность и высокая точность, гибкость и эффективное управление процессами приемки, хранения, размещения и отгрузки товаров [4].

Список используемой литературы

1. Автоматизация склада [Электронный ресурс]. – Электронный ресурс: https://www.ant-tech.ru/fields/avtomatizatsiya-sklada/

2. Автоматизированные складские системы [Электронный ресурс]. – Электронный ресурс: https://skyg.ru/blog/avtomatizirovannye-skladskie-sistemy-chto-eto-takoe/

3. Автоматизация склада и производства [Электронный ресурс]. – Электронный ресурс: https://www.cleverence.ru/articles/auto-busines/avtomatizatsiya-sklada-kak-avtomatizirovat-raboty-protsessy-operatsii-uchyet-na-predpriyatii/

4. Автоматизированный склад [Электронный ресурс]. – Электронный ресурс: https://www.yaneuch.ru/cat_98/avtomatizirovannyj-sklad/355813.2541954.page1.html

5. Автоматизированные складские системы [Электронный ресурс]. – Электронный ресурс: https://cyberleninka.ru/article/n/avtomatizirovannye-skladskie-sistemy-tendentsii-i-perspektivy/viewer

6. Что такое WMS? [Электронный ресурс]. – Электронный ресурс: https://www.sap.com/central-asia-caucasus/products/scm/extended-warehouse-management/what-is-a-wms.html