Глава четвертаяАвтоматизированный склад
Но вернемся к логистике и 2010 г. К началу XXI в. подавляющее большинство крупных складов во всем мире было организовано по схожему принципу: обширное пространство размером в несколько стадионов, расчерченное однообразными рядами стеллажей, где хранились палеты с продукцией многих тысяч наименований. Товары привозили на склад, как правило, целыми палетами, иногда – слоями в смешанных палетах. Их ставили на стеллажи второго уровня и выше. Увозили же со склада эти товары в соответствии с заказами, поступающими от потребителей – супермаркетов, хозяйственных или других магазинов. Все это зачастую загружали в уходящие фуры тоже в палетах, но уже собранных сотрудниками из множества различных товаров.
Упаковки со стеллажей выше уровня пола были, как правило, недоступны для сборщиков. Чтобы собрать находящиеся там товары для заказов, палету с одного из верхних ярусов сначала спускали, слой коробок из нее скидывали на пол (самый нижний ярус), а остаток палеты возвращали на место телескопическим вилочным погрузчиком. Сборщики заказов подъезжали на стандартных погрузчиках, останавливались, поднимали нужные упаковки с пола и укладывали на свои палеты. За смену сборщику приходилось нагибаться за упаковками, иногда весьма тяжелыми, почти тысячу раз. В процессе ручной укладки палет сборщики переставляли коробки с места на место, нередко по нескольку раз, или поправляли их для большей устойчивости. Укладывание одной коробки на палету, с учетом дополнительных операций, в среднем занимало более полминуты.
Естественно, сборщики совершали немало ошибок. Иногда брали не тот товар, который указан в заказе, иногда – неправильное число коробок (скажем, пять вместо заказанных шести), иногда пропускали нужный товар. Порой товара просто не оказывалось на нижнем уровне, так как слой упаковок из соответствующей палеты не успевали выгрузить с места ее хранения.
Чтобы контролировать количество ошибок в сборке заказов, некоторый процент собранных палет подвергали детальному досмотру. Инспектор разрезал стягивающую пленку и скрупулезно проверял соответствие коробок в палете списку заказа. Это был весьма трудоемкий процесс, добавляющий в среднем несколько центов к стоимости каждой коробки, отгруженной покупателям. Несмотря на все старания складских управленцев, в среднем от двух до четырех процентов заказа составляли ошибки.
Основными изменениями, произошедшими в этом процессе за несколько последних десятилетий, был переход от распечатанных списков заказов к голосовому управлению – сборщику через радиосвязь и наушники указывали, какой товар нужно подбирать следующим и в каком количестве, – а также все большее распространение вездесущих вилочных погрузчиков и начало их превращения в мобильных роботов. Погрузчики сновали во всех направлениях, наполняя аллеи складов гудками, как пикапы и «тук-туки» – улицы азиатского города. Склады походили один на другой. Основные различия состояли в качестве освещения (там, где на нем экономили, ряды стеллажей напоминали совсем уж унылые подворотни) и вентиляции, а также в количестве картонного мусора и разбитых упаковок, валяющихся на полу.
Компания «КейсПик» (CasePick Systems, в будущем – «Симботик») планировала радикально изменить ситуацию. Идея основателей состояла в том, чтобы коробки со стеллажей собирали мобильные роботы и довозили их до места, где другие роботы укладывали бы их в палеты. Подобные автоматизированные склады уже существовали в мире, но их было мало: фактически экспериментальные, они не делали погоды на рынке логистики. Автоматизация стоила очень дорого для складского хозяйства – отрасли с низкой маржой, – но при этом оставалась ненадежной и требовала практически постоянной вовлеченности человека. Проекты по автоматизации складов почти всегда завершались с серьезной задержкой – при удачных обстоятельствах на шесть месяцев, а чаще на год или даже два-три.
Варианты существующей автоматизации включали в себя краны-штабелеры, двигающиеся по рельсам между стеллажами по прямой. Они подхватывали мощными вилками целую палету определенного товара на одном из ярусов хранения и доставляли ее к переднему краю стеллажей. Рабочие вручную брали коробки с однородных палет и укладывали их на смешанную (палету заказа): ее в итоге оборачивали пленкой и отправляли в магазины. Кран же возвращал однородную палету на место хранения.
Помимо этого, в конце нулевых начали развиваться роботизированные системы, способные вместо рабочих укладывать коробки на палеты заказов. Эта часть процесса была самой сложной и требовала постоянного присутствия человека – чтобы поправлять перекошенные коробки или поднимать упавшие на пол, убирать рассыпавшееся или разлившееся содержимое упаковок, которые постоянно роняли роботы. А также корректировать и настраивать захватные механизмы (грипперы) самих роботов.
В начале века вместо кранов-штабелеров появились мобильные роботы-тележки – шаттлы, – курсирующие взад-вперед вдоль аллеи одного яруса стеллажа. Они перевозили не палеты, а отдельные коробки. Краны обслуживали все ярусы одной аллеи (прохода между двумя соседними стеллажами). Шаттлов же требовалось во много раз больше, чем кранов, – столько, сколько вертикальных ярусов у стеллажей на данном складе, а это, как правило, несколько десятков. Их преимуществом была способность работать независимо друг от друга. Если кран выходил из строя – что случалось не так уж редко, – на некоторое время становились недоступны все палеты или коробки на обслуживаемых им стеллажах. Компенсировать потерю можно было лишь в том случае, если упаковки или целые палеты одного товара распределены по нескольким аллеям, в противном случае данный товар не могли вовремя доставить потребителю. Это увеличивало необходимую площадь склада и уменьшало вероятность точно исполнить заказ.
Шаттлы позволяли сделать процесс значительнее гибче. Если один из них выходил из строя, недоступной становилась не вся аллея снизу доверху, а только один из ее ярусов. Но эта гибкость обходилась недешево, так как вместо единственного крана теперь требовалась пара дюжин роботов-тележек, а также лифт для вертикального перемещения коробок. Шаттлы тоже выходили из строя, и, чтобы добраться до них, работнику приходилось залезать на один из ярусов, зачастую – в верхней части склада. Все шаттлы зависели от электричества. В некоторых системах ток подавался вдоль всей длины рельсов, как в метро, и тогда самим шаттлам не нужны были аккумуляторы, запасающие энергию для автономного движения. В других вариантах системы подзарядка осуществлялась на краю стеллажей, где шаттлы зависали на некоторое время, вместо того чтобы выполнять полезную работу. В любом случае все это требовало дополнительных и очень немалых расходов.
Недостатком шаттлов было еще и то, что они могли перемещать коробки только по горизонтали и только по прямой. Каждой группе шаттлов, находящихся один над другим, требовался лифт – чтобы подхватывать коробки на краю стеллажей хранения, спускать их и ставить на конвейер, доставляющий их к месту палетизации, а оно могло отстоять от стеллажа с необходимой коробкой на сотни метров. Если товар был достаточно редким, на стеллажах склада могло храниться всего лишь считаное число его упаковок, и, как правило, было почти невозможно предсказать, в какую из нескольких точек палетизации пойдет та или иная коробка.
Большая автоматическая система сортировки подразумевала наличие множества конвейеров, сходящихся и снова расходящихся. Она занимала очень много места, отнятого у стеллажей хранения, и требовала постоянного внимания. Роллерные конвейеры – казалось бы, простые механизмы. Но километры конвейеров с десятками слияний и разветвлений нуждались в сотнях или в тысячах электромоторов, датчиков, а также в системе управления, которая позволяла бы организовать движение всех упаковок. Даже обычные электромоторы периодически выходили из строя. Системы конвейеров имели множество узких мест (single points of failure), при поломке останавливавших значительную часть процесса. Вставший конвейер нельзя было объехать сбоку, так, чтобы коробки продолжали двигаться к месту назначения, – он требовал немедленной починки. В результате один линейный метр конвейера стоил несколько тысяч долларов. При этом даже небольшой автоматизированный склад требовал много сотен метров конвейеров. На большом складе счет шел на километры и миллионы долларов только за сами конвейеры.
Рик, владелец «Си-энд-Эс», терпеть не мог конвейеры и краны. В них постоянно что-нибудь ломалось, и каждая поломка выводила из строя целую линию или аллею склада. На одном из первых общих собраний компании «КейсПик» Рик сказал, поморщившись: «Я наблюдаю краны-штабелеры уже лет двадцать, и единственное, что в них улучшилось за это время, – это качество покраски». Это было, конечно, не на 100 % справедливо, но, судя по всему, к началу 2010-х технологии кранов-штабелеров изживали себя. Новые автоматизированные системы склонялись в сторону шаттлов и других мобильных устройств, менее зависящих от таких стационарных элементов, как конвейеры.
То, что предлагал сделать небольшой стартап «КейсПик», шло значительно дальше. «КейсПик» экспериментировал с ботами, мобильными роботами-тележками, перевозящими коробки внутри хранилища на складе. В отличие от шаттлов, более простых тележек, способных двигаться туда-сюда по рельсам одной складской аллеи, боты могли покидать ее, поворачивать и перемещаться перпендикулярно аллее. Они могли перевозить коробку в любую точку в пределах одного яруса, затем переезжать в другую аллею за очередной коробкой. Первоначальная версия автоматической системы «Кейс-Пика» предполагала даже, что боты будут перемещаться между ярусами: подбирать коробки со входных конвейеров и доставлять их до стеллажей хранения и, наоборот, завозить коробки со стеллажей вниз на конвейеры, ведущие к ячейке палетизации. По структуре это должно было походить на парковочный гараж, со спиральным механизмом подъема-спуска для перемещения ботов между этажами.