Автоматизация склада класса А и В+: в чем разница при внедрении оборудования и WMS

Что означает класс склада А и В+

Класс складской недвижимости — это совокупность характеристик объекта, связанных с конструкцией здания, инженерными системами, эксплуатационными параметрами, транспортной доступностью и организацией складской работы.

В практической классификации склады класса А обычно проектируются специально под современные логистические процессы. Для них характерны большие полезные высоты, ровные промышленные полы, развитая доковая инфраструктура, современные инженерные системы, пожарная безопасность и возможность эффективно использовать вертикальный объем здания.

Для объектов класса В+ характерны более гибкие исходные условия. Это могут быть как современные здания с некоторыми отличиями от объектов класса А, так и реконструированные объекты, которые адаптировали под складскую эксплуатацию.

Важно учитывать, что конкретные критерии классификации могут различаться в зависимости от используемой методики и рынка. Поэтому при проектировании автоматизации нельзя делать выводы только на основании обозначения «А» или «В+».

Для технологического проекта гораздо важнее конкретные параметры объекта:

• высота несущих конструкций
• сетка колонн
• полезная площадь
• нагрузка на пол
• ровность пола
• количество и расположение доков
• ширина и высота проемов
• конфигурация помещений
• расположение инженерных систем
• мощность электроснабжения
• возможность размещения оборудования
• параметры пожарной безопасности
• температурный режим
• доступность коммуникаций

возможность проведения строительных и монтажных работ.

Именно эти характеристики определяют, насколько удобно размещать оборудование и насколько глубоко можно автоматизировать склад.

Почему класс склада не определяет уровень автоматизации

Распространенная ошибка — считать класс А синонимом автоматизированного склада.Однако это не так, давайте разбираться подробнее.

Склад класса А может работать практически полностью в ручном режиме. Например, компания может использовать стеллажное хранение, погрузчики и ТСД, а WMS применять только для управления складскими операциями.

Одновременно склад В+ может быть оборудован сложной автоматизированной системой, если его конструктивные и инженерные характеристики позволяют разместить необходимое оборудование.

Поэтому правильный вопрос при выборе объекта звучит не как: «Подходит ли класс А или В+ для автоматизации?» Гораздо точнее спросить: «Соответствует ли конкретный объект требованиям выбранной технологии автоматизации?»

Это особенно важно для арендаторов логистических комплексов. При выборе склада необходимо оценивать не только арендную ставку и класс объекта, но и стоимость последующей адаптации помещения под технологический процесс.

Если для установки автоматизированного оборудования потребуется серьезная реконструкция, усиление пола, перенос инженерных систем или изменение пожарных решений, экономическая модель проекта может существенно измениться.

ГОСТ Р 59282-2020 рассматривает систему управления складом как систему управления процессами и ресурсами склада и отдельно выделяет интеграцию WMS с автоматизированным и роботизированным оборудованием, включая конвейеры и автоматизированное стеллажное оборудование. Это хорошо показывает принципиальную границу: программная система и физическая инфраструктура должны проектироваться совместно, а не независимо друг от друга.

Какие параметры здания влияют на автоматизацию

Перед проектированием необходимо рассматривать склад не просто как помещение определенной площади, а как технологический объект.

Высота здания

Высота определяет возможности вертикального хранения. На складе с большой высотой можно увеличить емкость за счет дополнительных уровней стеллажей. Это особенно важно для паллетного хранения и автоматизированных систем AS/RS.

Но большая высота сама по себе не гарантирует эффективность. Необходимо сопоставить ее с высотой стеллажей, габаритами грузовой единицы, грузоподъемностью оборудования, высотой подъема, требованиями к пожарным системам, расстоянием до инженерных коммуникаций и допустимыми отклонениями конструкции.

Если автоматизированный штабелер должен работать на определенной высоте, геометрия здания должна соответствовать требованиям конкретного оборудования.

Пол

Пол — один из критически важных параметров. Для автоматизированного склада имеют значение допустимая нагрузка, ровность, уклон, качество покрытия, состояние швов, локальные перепады высоты и способность воспринимать динамические нагрузки.

Особенно чувствительны к характеристикам пола мобильные роботы, автоматизированные транспортные системы и высокоточные складские машины. Для AMR, AGV и FMR состояние пола влияет на безопасность движения, стабильность навигации и фактическую производительность.

Сетка колонн

Колонны непосредственно влияют на планировку технологических зон. Их расположение определяет, какие проходы можно организовать, где разместить стеллажи, как проложить транспортные маршруты и где смогут двигаться мобильные роботы.

Кроме того, колонны влияют на зоны накопления и буферизации. На бумаге площадь склада может выглядеть достаточной, но после нанесения колонн, инженерных зон и безопасных проходов доступная технологическая площадь существенно уменьшается.

Доковые зоны

Количество и расположение ворот определяют пропускную способность приемки и отгрузки. При автоматизации необходимо заранее связать доковую инфраструктуру с движением транспорта, зонами ожидания, буферами приемки и отгрузки, конвейерными линиями, автоматическими системами загрузки и разгрузки, маршрутами роботов, а также местами установки сканеров и оборудования идентификации.

Если доковая инфраструктура не соответствует будущему грузопотоку, автоматизация внутренних операций не решит проблему на входе или выходе склада.

Электроснабжение и инженерная инфраструктура

Автоматизированный склад требует стабильного электроснабжения и подходящей инфраструктуры. Потребителями электроэнергии становятся конвейеры, сортировщики, зарядные станции, автоматизированные стеллажные краны, роботы, серверное оборудование, системы связи, сканирующее оборудование, системы безопасности и инженерные системы.

Для роботизированного склада отдельно необходимо рассматривать расположение зарядных станций и возможность организации зарядной инфраструктуры без создания препятствий для основного потока.

Автоматизация склада класса А

Склад класса А чаще предоставляет более предсказуемую среду для проектирования автоматизации.

Если объект строится с учетом будущего технологического процесса, оборудование можно закладывать еще на стадии проектирования здания. В этом случае заранее согласуются требуемая высота, нагрузка на пол, расположение колонн, технологические проемы, инженерные коммуникации, электроснабжение, зоны оборудования, места установки зарядных станций, маршруты автоматизированной техники, буферные зоны, системы пожарной безопасности, серверная и сетевая инфраструктура.

Какие технологии можно использовать

В зависимости от профиля склада могут применяться WMS, WCS, автоматизированные стеллажные системы AS/RS, конвейеры, сортировщики, автоматические паллетные системы, шаттлы, штабелеры, AMR, AGV, FMR, автоматизированные рабочие места, системы pick-to-light и put-to-light, автоматическая идентификация, машинное зрение, роботизированные комплексы комплектации, а также автоматизированная загрузка и разгрузка.

Однако даже для нового склада класса А не требуется использовать весь набор технологий. Правильная автоматизация начинается с анализа грузопотока, характеристик товара и требований к производительности.

Автоматизация склада класса В+

Склад класса В+ требует более внимательного анализа существующей инфраструктуры. Особенно это актуально, если объект реконструирован из здания, первоначально не предназначенного для конкретной автоматизированной технологии.

В таком случае необходимо определить, какие параметры можно изменить, а какие являются фиксированными. Например, изменить программную логику WMS относительно просто. Перенести несущую колонну или существенно увеличить нагрузку на фундамент — уже капитальная задача.

Поэтому на складе В+ автоматизация часто строится по принципу адаптации технологии к существующей инфраструктуре. Это не означает, что проект будет менее эффективным. Напротив, правильно подобранная технология может позволить автоматизировать значительную часть операций без полной реконструкции здания.

Что чаще всего приходится учитывать

Для склада В+ особое значение имеют:

• существующая планировка
• ограничения по высоте
• состояние пола
• ширина проходов
• существующие стеллажи
• конфигурация доков
• расположение инженерных коммуникаций
• доступная электрическая мощность
• ограничения по строительным работам

возможность работы оборудования в действующем складе.

Поэтому автоматизация В+ часто требует более глубокого обследования объекта до выбора оборудования.

Разница в выборе складского оборудования

Оборудование нельзя выбирать только по производительности из каталога.

Для каждого типа техники необходимо проверить соответствие объекта.

Конвейеры

Конвейерная система требует заранее определенных маршрутов движения грузовых единиц.

Нужно учитывать:

• ширину
• высоту
• грузоподъемность
• радиусы поворота
• точки передачи
• буферные зоны
• места установки приводов
• зоны обслуживания

доступ персонала.

На новом объекте маршрут можно заложить еще на этапе проектирования.

На действующем складе В+ маршрут придется интегрировать в существующую инфраструктуру.

AS/RS

Автоматизированные системы хранения и извлечения предъявляют высокие требования к геометрии объекта.

Критичны:

• высота
• ровность пола
• допустимые отклонения
• нагрузка
• стеллажная конструкция
• проходы
• пожарная система

температурный режим.

Поэтому AS/RS целесообразно рассматривать еще до окончательного выбора помещения.

AMR, AGV и FMR

Мобильные роботы позволяют автоматизировать транспортировку без полного переоборудования здания.

Но и для них необходимо проверить:

• ширину маршрутов
• радиусы поворотов
• препятствия
• перепады пола
• зоны совместного движения людей и техники
• места пересечения потоков
• зарядку
• пожарные проходы

точки передачи груза.

Для склада В+ мобильная роботизация может быть особенно интересна там, где невозможно экономически оправдать масштабную реконструкцию.

Шаттлы

Шаттловые системы требуют специальной стеллажной инфраструктуры и точного проектирования каналов хранения.

Они могут быть эффективны при высокой плотности хранения и большом количестве однотипных операций, но должны рассматриваться вместе с характеристиками SKU, грузопотока и требуемой производительности.

WMS на складе класса А

WMS — это не просто программа для учета остатков. Система управления складом отвечает за организацию складских процессов, ресурсов, мест хранения и заданий.

В зависимости от проекта WMS может управлять приемкой, размещением, перемещениями, пополнением, комплектацией, упаковкой, отгрузкой, инвентаризацией, адресным хранением, партиями, сериями, сроками годности, статусами товара, резервированием, ресурсами склада и производительностью операций.

На автоматизированном складе требования к WMS становятся выше. Система должна не только создавать задания для сотрудников, но и взаимодействовать с автоматизированным оборудованием.

В зависимости от проекта WMS может управлять:

• приемкой
• размещением
• перемещениями
• пополнением
• комплектацией
• упаковкой
• отгрузкой
• инвентаризацией
• адресным хранением
• партиями
• сериями
• сроками годности
• статусами товара
• резервированием
• ресурсами склада

производительностью операций.

На автоматизированном складе требования к WMS становятся выше.

Система должна не только создавать задания для сотрудников, но и взаимодействовать с автоматизированным оборудованием.

Например, WMS может сформировать задание на перемещение паллеты. Далее это задание передается в нижестоящий контур управления оборудованием, который организует физическое перемещение. Поэтому WMS необходимо проектировать вместе с автоматизацией.

WMS на складе класса В+

Для склада В+ особенно важна гибкость WMS, поскольку существующая инфраструктура может меняться. Сегодня на объекте используются погрузчики и ТСД, завтра добавляются AMR, затем конвейерный участок, а позже появляется автоматизированная зона хранения.

WMS должна позволять расширять функциональность без полной перестройки информационной системы.

Критичными становятся:

• гибкая топология
• адресное хранение
• зонирование
• настройка складских стратегий
• управление заданиями
• интеграции
• работа с разными типами оборудования

возможность поэтапного внедрения.

Для реконструируемого объекта это особенно важно, поскольку автоматизация может проходить несколькими очередями. Если архитектура WMS изначально не рассчитана на развитие, каждый следующий этап будет требовать непропорционально больших затрат.

Интеграция WMS с автоматизированным оборудованием

Главная ошибка — считать, что достаточно установить WMS и подключить к ней оборудование напрямую.

На автоматизированном складе существует несколько уровней управления.

Упрощенно архитектуру можно представить следующим образом:

ERP → WMS → WCS/MFCS → PLC и оборудование.

ERP отвечает за корпоративный контур: заказы, закупки, продажи, нормативно-справочную информацию и другие бизнес-процессы.

WMS отвечает за складскую логику: что необходимо сделать, с каким товаром, в какой зоне и в какой последовательности.

WCS или система управления материальными потоками координирует автоматизированное оборудование и последовательность физических операций.

PLC и контроллеры непосредственно управляют конкретными механизмами.

Такая архитектура позволяет разделить ответственность между уровнями и не превращать WMS в контроллер оборудования.

ГОСТ Р 59282-2020 также выделяет взаимодействие СУС с ERP на верхнем уровне и с подсистемами более низкого уровня, включая MFCS и PLC, которые непосредственно управляют автоматическим и роботизированным оборудованием.

WMS, WCS и управление роботизированным складом

Чем выше уровень автоматизации, тем важнее правильно определить границы систем.

WMS

Управляет складской логикой:

• запасами
• местами хранения
• заказами
• заданиями
• стратегиями размещения
• комплектацией
• пополнением

инвентаризацией.

WCS

Управляет потоками автоматизированного оборудования.

Например:

• конвейерами
• сортировщиками
• автоматизированными системами хранения
• роботизированными комплексами

транспортными линиями.

WCS определяет последовательность исполнения операций на уровне оборудования.

RMS или Fleet Management

Если склад использует мобильных роботов, отдельный контур управления парком отвечает за:

• распределение заданий между роботами
• выбор подходящего робота
• маршрутизацию
• управление приоритетами
• предотвращение конфликтов
• управление зарядкой
• перераспределение задач

взаимодействие нескольких типов мобильной техники.

Поэтому на крупном роботизированном складе недостаточно просто интегрировать WMS с каждым роботом отдельно.

Как отличается проектирование автоматизации склада класса A и B

Разница между складом А и В+ особенно хорошо проявляется на этапе проектирования.

Склад класса А

Если объект строится с нуля, проектирование может идти одновременно по нескольким направлениям:

• анализ бизнес-модели
• расчет грузопотока
• определение технологии хранения
• подбор оборудования
• проектирование топологии
• расчет инженерных нагрузок
• проектирование IT-инфраструктуры
• разработка WMS
• проектирование WCS и других нижестоящих систем
• интеграционное тестирование

запуск.

При таком подходе оборудование не адаптируется к готовому зданию. Здание и технологическая система проектируются как единый комплекс. Это позволяет заранее согласовать строительные решения с требованиями оборудования и избежать дорогостоящих переделок после ввода объекта в эксплуатацию.

Склад класса В+

Здесь последовательность часто другая.

Сначала необходимо обследовать существующий объект и определить ограничения.

Затем:

• описать текущие процессы
• измерить фактические грузопотоки
• определить проблемные операции
• зафиксировать ограничения здания
• определить доступные зоны для автоматизации
• подобрать технологии
• проверить возможность монтажа
• спроектировать WMS и интеграции
• определить этапы внедрения
• провести пилотирование

масштабировать решение.

То есть на В+ технологическое решение чаще приходится адаптировать под существующую среду. При этом важно не просто найти место для оборудования, а сохранить логичную технологическую схему и возможность дальнейшего развития.

Что нужно проверить перед внедрением

До покупки оборудования необходимо провести техническое обследование.

1. Геометрия

Необходимо получить точные данные о:

• длине и ширине здания
• высоте
• колоннах
• проемах
• проходах
• уровнях пола

доках.

2. Пол

Проверяются:

• нагрузка
• ровность
• состояние покрытия
• швы
• перепады

динамические характеристики.

3. Электроэнергия

Необходимо определить:

• установленную мощность
• доступный резерв
• точки подключения
• возможность установки дополнительного оборудования

требования к резервированию.

4. Сеть

Для WMS и роботизированного склада необходимо обеспечить устойчивую сетевую инфраструктуру.

Проверяются:

• покрытие Wi-Fi
• каналы связи
• серверная инфраструктура
• резервирование
• сетевые сегменты

точки доступа.

5. Пожарная безопасность

Нужно проверить, как выбранное оборудование влияет на:

• проходы
• спринклеры
• зоны хранения
• эвакуацию

доступ пожарных систем.

6. Фактический грузопоток

Необходимо измерить:

• количество паллет
• количество коробов
• количество заказов
• пики нагрузки
• количество SKU
• оборачиваемость
• время приемки
• время комплектации

время отгрузки.

Без этих данных невозможно корректно определить производительность оборудования.

Автоматизация нового склада класса А

Для нового объекта главный принцип — сначала технологическая модель, затем окончательная конфигурация здания.

Если компания планирует автоматизированный распределительный центр, необходимо учитывать технологию еще до начала строительства.

Например, если предполагается автоматизированное паллетное хранение, следует заранее определить:

• высоту хранения
• тип стеллажей
• грузовую единицу
• количество уровней
• производительность
• маршруты
• буферы
• зоны приемки

зоны отгрузки.

Если планируется мобильная роботизация, необходимо предусмотреть:

• ширину маршрутов
• зарядные станции
• точки передачи
• зоны совместного движения

сетевую инфраструктуру.

Такой подход позволяет избежать ситуации, когда дорогостоящее оборудование приходится адаптировать к уже построенному зданию.

Автоматизация действующего склада В+

На действующем складе ключевая задача — не только повысить производительность, но и сохранить работоспособность объекта во время внедрения.

Поэтому автоматизацию целесообразно разбивать на этапы. Например, сначала можно внедрить WMS и адресное хранение, затем автоматизировать транспортировку отдельных потоков, после этого добавить роботизированную технику или автоматизированные зоны.

Преимущество такого подхода заключается в возможности проверять экономику каждого этапа и постепенно снижать операционные риски. Кроме того, сотрудники успевают адаптироваться к новым процессам, а компания получает фактические данные о производительности решения до масштабирования.

Но поэтапность требует правильной архитектуры. Новые решения должны быть совместимы с существующей системой и не создавать технологический тупик. Поэтому еще на первом этапе необходимо понимать, как WMS, оборудование и интеграции будут развиваться в дальнейшем.

Экономика автоматизации: CAPEX, OPEX и TCO

Выбор технологии нельзя основывать только на первоначальной цене оборудования.

Необходимо учитывать совокупную стоимость владения — TCO. В нее входят не только оборудование, но и проектирование, монтаж, пусконаладочные работы, WMS, WCS, интеграции, инфраструктура, обучение, техническое обслуживание, запасные части, модернизация, расширение системы, затраты на персонал, расходы на электроэнергию и стоимость простоев.

Для склада класса А существенная часть затрат может быть заложена еще на стадии строительства. Если технологические требования учтены заранее, можно избежать последующей реконструкции и снизить стоимость внедрения.

Для В+ необходимо дополнительно учитывать стоимость адаптации существующего объекта. Если для оборудования требуется усиление пола, изменение электроснабжения или перенос инженерных систем, эти расходы необходимо включать в экономическую модель до принятия решения.

Поэтому сравнивать нужно не «стоимость робота» и не «стоимость WMS», а экономику всей технологии на горизонте эксплуатации. В расчет должны входить производительность, сокращение ручного труда, снижение количества ошибок, стоимость обслуживания, доступность оборудования и возможность масштабирования.

Типовые ошибки при автоматизации складов А и В+

Ошибка 1. Выбор оборудования до анализа процессов

Производительность оборудования сама по себе ничего не говорит об эффективности проекта. Сначала необходимо понять, какую операцию оно должно выполнять, какой грузопоток обслуживать и с какими системами взаимодействовать.

Ошибка 2. Оценка только площади

Площадь склада не показывает его реальную пригодность для автоматизации. Гораздо важнее высота, колонны, проходы, пол, доки, инженерия и технологическая схема.

Ошибка 3. Считать класс А гарантией готовности

Даже современный склад может потребовать дополнительной инфраструктуры для конкретного оборудования. Класс объекта создает благоприятные исходные условия, но не заменяет техническое обследование.

Ошибка 4. Считать В+ неподходящим для роботизации

При грамотном проектировании мобильные роботы, конвейеры и отдельные автоматизированные зоны могут эффективно работать на реконструированных объектах.

Ошибка 5. Рассматривать WMS как отдельный IT-проект

На автоматизированном складе WMS должна проектироваться одновременно с оборудованием и интеграционной архитектурой.

Ошибка 6. Не учитывать пиковую нагрузку

Средний грузопоток не показывает, справится ли система в период максимальной нагрузки. Производительность необходимо рассчитывать с учетом сезонности, акций, праздничных периодов и других пиков.

Ошибка 7. Не закладывать масштабирование

Если бизнес планирует рост, оборудование и WMS должны иметь возможность расширения. Иначе через несколько лет придется заменять уже внедренную систему.

Ошибка 8. Не считать TCO

Дешевая технология на этапе покупки может оказаться дорогой в эксплуатации. В расчет необходимо включать обслуживание, простои, энергопотребление, обучение и стоимость модернизации.

Сравнение автоматизации склада класса А и В+

При этом эта таблица показывает типовые особенности, а не универсальные правила. Конкретная пригодность объекта определяется результатами обследования и технологического проектирования.

Вывод

Автоматизация склада класса А и В+ отличается прежде всего исходными условиями, в которых проектируется и внедряется технология.

Для нового склада класса А есть возможность заранее связать архитектуру здания, инженерную инфраструктуру, складское оборудование, WMS и системы управления автоматизацией. Это создает условия для комплексного проектирования автоматизированного распределительного центра.

Склад В+ чаще требует адаптации технологии к уже существующей инфраструктуре. Поэтому здесь особенно важны техническое обследование, поэтапное внедрение, гибкая WMS и выбор оборудования, которое не требует масштабной реконструкции объекта.

Но в обоих случаях принцип остается одинаковым: автоматизацию необходимо начинать не с выбора оборудования, а с анализа складского процесса и требований бизнеса.

Сначала определяется грузопоток, технология хранения, требования к производительности и ограничения объекта. Затем выбираются оборудование и архитектура IT-систем. После этого рассчитываются инвестиции, эксплуатационные расходы и TCO.

Именно такой подход позволяет ответить на главный вопрос проекта: не просто «какое оборудование установить?», а «какая конфигурация склада, WMS и автоматизированного оборудования обеспечит требуемую производительность при приемлемой совокупной стоимости владения?»