Varaston keräilyjärjestelmät: manuaalinen vs. automaattinen selitys

Bottom Line varaston keräilyjärjestelmät

Varasto Keräily on jakelukeskuksen työvoimavaltaisin toimenpide, jonka osuus varaston kokonaiskäyttökustannuksista on 55–65 %. Oikean keräilyjärjestelmän valinta – joko manuaalinen, puoliautomaattinen tai täysin automatisoitu – määrittää läpimenonopeuden, tilauksen tarkkuuden, riippuvuuden työvoimasta ja pitkän aikavälin skaalautuvuuden. Useimmissa keskisuurissa ja suurissa toiminnoissa, joissa käsitellään yli 500 tilausta päivässä, jonkinasteinen automaatio tuottaa mitattavissa olevan sijoitetun pääoman tuottoprosentin 2–4 vuodessa. Pienemmät toiminnot saavat usein paremman tuoton optimoiduista manuaalisista järjestelmistä, joita tukee pick-to-light- tai ääniohjaustekniikka.

Miten varaston keräilyjärjestelmät luokitellaan

Keräilyjärjestelmät jakautuvat kolmeen laajaan tasoon ihmisten osallistumisen ja teknologian integraation asteen perusteella:

Manuaaliset keräilyjärjestelmät

Työntekijät navigoivat varastokerroksessa käyttämällä paperinpoimintaluetteloita tai käsiskannereita ja paikantavat ja hakevat kohteita käsin. Tähän sisältyy erillinen keräily (yksi tilaus kerrallaan), eräkeräily (useita tilauksia samanaikaisesti), vyöhykekeräily (kiinteille alueille määrätyt työntekijät) ja aaltokeräily (tilausryhmien ajoitettu vapauttaminen). Manuaalisten järjestelmien alkukustannukset ovat alhaiset, mutta ne riippuvat suuresti henkilöstömäärästä – tyypillinen keräilijä kävelee 8-12 mailia vuorossa suuressa laitoksessa.

Puoliautomaattiset keräilyjärjestelmät

Nämä järjestelmät käyttävät teknologiaa ohjaamaan tai avustamaan ihmisten poimijia poistamatta heitä prosessista. Esimerkkejä ovat pick-to-light-järjestelmät, ääniohjattu keräily ja tavarat henkilölle (GTP) -kuljettimet, joissa varasto kuljetetaan paikallaan olevalle työntekijälle. Puoliautomaatio vähentää tyypillisesti poimintavirheitä 25–40 % ja parantaa suorituskykyä 20–35 % verrattuna paperipohjaisiin menetelmiin.

Täysin automatisoidut keräilyjärjestelmät

Nämä järjestelmät korvaavat ihmisen poimijat lähes kokonaan hakutehtävissä. Niihin kuuluvat autonomiset mobiilirobotit (AMR), automatisoidut säilytys- ja hakujärjestelmät (AS/RS), robottikappaleen poimintavarret ja sukkulapohjaiset järjestelmät. Amazonin Kiva-robottijärjestelmä , joka tunnetaan nyt nimellä Amazon Robotics, alensi keskimääräisiä kustannuksiaan käsiteltävää tuotetta kohden noin 20 % ja lattiapinta-alan tarvetta jopa 50 % käytössä olevissa tiloissa.

Selitetty automaattisten varastokeräysjärjestelmien tyypit

Automaattisen poiminnan liiketoimintamalli: todellisia numeroita

Automaatioinvestoinnit ovat merkittäviä, mutta toiminnalliset parannukset ovat hyvin dokumentoituja eri toimialoilla. Tässä ovat tärkeimmät suorituskyvyn vertailuarvot, jotka kuvaavat vaikutusta:

• Valitse hinnat: Manuaaliset poimijat tekevät keskimäärin 60–80 poiminta tunnissa. Ääniohjattu poiminta nostaa tämän 100–120 poimimiseen tunnissa. AMR-avusteisilla keräilyasemilla saavutetaan säännöllisesti 300–400 keräilyä tunnissa per asema.
• Virheiden määrä: Paperipohjaisen keräilyn virheprosentti on 1–3 %. Automatisoidut ja teknologia-avusteiset järjestelmät saavuttavat jatkuvasti alle 0,5 %:n virheprosentin, ja monet AS/RS-asennukset raportoivat alle 0,1 %:n.
• Työvoiman vähentäminen: Vuoden 2023 MHI:n vuosittaisessa teollisuusraportissa todettiin, että AMR:itä käyttävät varastot vähensivät keräilytyövoiman tarvetta keskimäärin 40–60 % 18 kuukauden kuluessa täydellisestä käyttöönotosta.
• Tilan käyttö: AS/RS-järjestelmät voivat lisätä varastointitiheyttä 40–85 % perinteisiin hyllyihin verrattuna käyttämällä pystysuoraa tilaa jopa 40 jalkaa tai enemmän.
• ROI-aikajana: Gartnerin mukaan keskikokoiset varastoautomaatioprojektit saavuttavat tyypillisesti nollatuloksen 2,5-4 vuotta , jolla on täysi ROI 7–10 vuoden omaisuuden elinkaaren aikana.

Oikean keräilyjärjestelmän valitseminen toimintaasi varten

Mikään yksittäinen järjestelmä ei ole optimaalinen jokaiselle varastolle. Oikea istuvuus riippuu tilausmäärästä, SKU:n monimutkaisuudesta, käytettävissä olevasta pääomasta ja kasvupolusta. Käytä seuraavaa kehystä rajataksesi vaihtoehtoja:

Tilausmäärä- ja suoritustehovaatimukset

Toiminnot, jotka käsittelevät alle 300 tilausta päivässä, saavat yleensä paremman tuoton optimoiduista manuaalisista prosesseista puhe- tai skannausohjauksella kuin pääomavaltaisella robotiikalla. Yli 1000 tilausta päivässä , tavarat henkilölle -järjestelmät ja AMR:t ovat erittäin perusteltuja. 5 000 tilausta päivässä, täydelliset AS/RS- tai monikerroksiset shuttle-järjestelmät ovat yleensä kustannusoptimaalinen ratkaisu.

SKU:n määrä ja tuotteen vaihtelu

Robottikappaleiden poimintavarret toimivat tällä hetkellä parhaiten rajoitetulla määrällä säännöllisesti muotoiltuja, yhtenäisiä SKU-kuvia. Toiminnot, joissa on kymmeniä tuhansia epäsäännöllisiä tai arvaamattomia SKU:ita – yleisiä tavaroissa tai vaatteissa – voivat huomata, että AMR-avusteinen ihmisen poiminta tarjoaa parempaa joustavuutta kuin täysin robottipoimintavarret, jotka kamppailevat epäsäännöllisten muotojen ja pakkausvaihteluiden kanssa.

Lämpötilasäädellyt ympäristöt

34–40 °F:n lämpötilassa toimivissa kylmävarastoissa tai alle 0 °F:n pakkasympäristöissä on erityisen vahva tuki automaatiolle. Kylmäketjutilojen työvoiman vaihtuvuus on 3–5 kertaa suurempi kuin ulkovarastoissa , mikä tekee automaatiosta sekä tuottavuuden että työvoiman säilyttämisstrategian. AS/RS ja sukkulajärjestelmät toimivat luotettavasti pakkasolosuhteissa, joissa ihmisen kestävyys on rajallinen.

Pääomabudjetti ja vaiheistusvaihtoehdot

Jokaista automaatioinvestointia ei tarvitse tehdä kerralla. Monet operaattorit aloittavat ääniohjatun poiminnan tai pick-to-light-toiminnon (pienemmät ennakkokustannukset) ja skaalautuvat AMR:ään tai AS/RS:ään volyymin kasvaessa. Jotkut AMR-toimittajat tarjoavat nyt robotics-as-a-service (RaaS) hinnoittelumallit – joissa robotit vuokrataan hankintakohtaisella hinnalla sen sijaan, että ne ostettaisiin – vähentävät etukäteisestettä merkittävästi. Esimerkiksi Locus Robotics ja 6 River Systems tarjoavat RaaS-hinnoittelun alkaen noin 0,10–0,25 dollaria per valinta.

Toteutuksen haasteita suunnitella

Automaattiset keräilyjärjestelmät tuottavat vahvaa tuottoa, mutta toteutukset kohtaavat rutiininomaisesti aliarvioituja haasteita:

• WMS-integraation monimutkaisuus: Automatisoidut järjestelmät vaativat tiiviin integroinnin varastonhallintajärjestelmääsi (WMS). Huonosti määritellyt tietostandardit SKU:n mitoille, painoille ja sijainneille ovat suurin syy viivästyneisiin käyttöiän – budjetoidaan 20–30 % projektin ajasta tietojen puhdistamiseen ja järjestelmäintegraatiotestaukseen.
• Muutosjohtaminen ja työvoiman siirtyminen: Henkilöstön uudelleenjärjestelyjen suunnittelu on välttämätöntä. Toimistot, jotka kommunikoivat läpinäkyvästi ja kouluttavat työntekijöitä uudelleen järjestelmän valvontaan, poikkeusten käsittelyyn ja ylläpitotehtäviin, raportoivat jatkuvasti sujuvammasta käyttöönotosta kuin ne, jotka käsittelevät automaatiota puhtaasti henkilöstön vähentämisenä.
• Huippukysynnän kapasiteetin suunnittelu: Automatisoiduilla järjestelmillä on määritellyt tehokatot. Varmista, että valitsemasi järjestelmä pystyy käsittelemään sesongin volyymiäsi – tyypillisesti 2–3 kertaa keskimääräistä päivittäistä tilaustasi verkkokaupan toiminnassa – ei vain keskimääräistä päivittäistä suorituskykyäsi.
• Huolto- ja seisokkien riski: Toisin kuin ihmistyöntekijät, yksi vikakohta tiiviisti integroidussa automatisoidussa järjestelmässä voi pysäyttää toiminnan. Suunnittele redundanssi ja manuaaliset varamenettelyt toimintasuunnitelmaasi ensimmäisestä päivästä lähtien.
• Laitoksen infrastruktuurivaatimukset: Monet automatisoidut järjestelmät vaativat lattian tasaisuuseritelmiä (yleensä FF35 tai korkeampi), kattokorkeuden vähimmäisvaatimuksia ja erityistä tehoinfrastruktuuria, joita vanhemmat tilat eivät välttämättä täytä ilman suuria päivityksiä.

Johtavat automaattisen varastokeräilyn toimittajat

Automaattisen keräilyteknologian markkinat ovat kypsyneet merkittävästi vuodesta 2015 lähtien, ja useat toimittajat kattavat eri hintapisteet ja käyttötapaukset:

• Symbotic ja Ocado Technology — laajamittaiset AS/RS- ja robottitäyttöalustat, jotka on suunniteltu päivittäistavara- ja vähittäismyyntiin korkeimmilla volyymitasoilla
• Locus Robotics ja 6 River Systems (Shopify) — AMR-alustat, jotka sopivat hyvin verkkokaupan toimituskeskuksiin, joissa on korkea SKU-määrä ja RaaS-hinnoitteluvaihtoehdot
• Autostore — verkkopohjainen robottivarastointi- ja hakujärjestelmä, joka on erityisen tehokas pienten esineiden suuritiheyksiseen varastointiin, joka on käytössä yli 1 000 laitoksessa maailmanlaajuisesti
• Dematic ja Vanderlande — päästä päähän kuljetin, AS/RS ja lajittelujärjestelmäintegraattorit suuriin jakelukeskushankkeisiin
• Zebra Technologies ja Honeywell Intelligated — ääniohjatut keräilylaitteistot ja keskikokoiset puoliautomaatiojärjestelmät toimintoihin, jotka eivät ole vielä valmiita täysiin robotiikkainvestointeihin

Kun arvioit toimittajia, aseta etusijalle ne, joilla on dokumentoitu käyttöönotto toimialallasi, läpinäkyvät SLA-takuut järjestelmän käytettävyydelle ja selkeät etenemissuunnitelmat ohjelmistopäivityksille ja laitteistotuelle 7–10 vuoden aikajänteellä.

Käytännön päätöksentekokehys: mistä aloittaa

Jos arvioit keräilyjärjestelmän päivitystä, suorita nämä vaiheet ennen kuin sitoudut teknologian suuntaan:

1. Perustele nykyinen toimintosi – dokumentoi todelliset tuntikohtaiset poiminnat, virheprosentit, työkustannukset tilauskohtaisesti ja matka-aika poiminta kohden luodaksesi selkeän vertailukohdan ROI-laskelmille
2. Suunnittele tilausmääräsi kasvu 3 ja 5 vuoden ajalle – automaation koon tulee vastata tulevaa tilaasi, ei vain tämän päivän määrää
3. Tunnista suurin kivunrajoite – jos tarkkuus on ensisijainen ongelma, valinta valoon tai ääni voi ratkaista sen huomattavasti halvemmalla kuin robotiikka; jos työvoiman saatavuus on keskeinen ongelma, AMR- tai AS/RS-hoito saattaa olla tarpeen
4. Suorita kokonaiskustannusarvio (TCO) 7 vuoden aikana, mukaan lukien pääoma-, ylläpito-, ohjelmistolisenssi- ja laitteiston muutoskustannukset – ei vain laitteiden ostohinta
5. Pilot ennen sitoutumista – monet AMR-toimittajat tarjoavat 90 päivän pilotteja yhdellä vyöhykkeellä tai käytävällä, mikä mahdollistaa todelliset suorituskykytiedot ennen täyttä pääomasitoutumista

Kallein virhe varastoautomaatiossa on ylisuunnittelu nykyiseen määrään tai alimitoitus tulevaa kasvua varten. Vaiheittainen lähestymistapa – alkaen puoliautomaatiosta ja rakentaminen kohti täydellistä robottipoimintaa volyymin oikeuttaessa – on johdonmukaisimmin yhdistetty onnistuneisiin pitkän aikavälin tuloksiin koko alalla.