Автоматизированная система хранения и поиска

Автоматизированная система хранения и поиска (АСХП, англ. Automated Storage and Retrieval System, AS/RS) — это комплекс оборудования и программного обеспечения, предназначенный для автоматизированного приёма, размещения, хранения и выдачи единиц хранения (грузов, деталей, документов) на складе или в архиве. АСХП обеспечивает высокую плотность хранения, сокращение времени обработки заказов и минимизацию участия человека в перемещении грузов внутри системы.

История

Первые прототипы автоматизированных систем хранения появились в середине XX века в промышленно развитых странах, в первую очередь в США и Западной Европе. В 1950-х годах на заводах по производству автомобилей и авиационной техники начали внедрять механизированные краны-штабелёры для обслуживания высоких стеллажей. Однако настоящий прорыв произошёл в 1960–1970-х годах с развитием вычислительной техники и программируемых логических контроллеров. Первая полноценная AS/RS была запущена в 1962 году в США на складе компании «Demag» (позже вошла в состав «Siemens»).

В СССР разработки в области автоматизации складских процессов начались в 1960-х годах. Первые отечественные АСХП были созданы для нужд оборонной промышленности и машиностроения. Крупные проекты реализовывались на заводах «Уралмаш», «АвтоВАЗ» и предприятиях Министерства среднего машиностроения. В 1970–1980-х годах в СССР действовало несколько десятков автоматизированных складов, однако их широкое распространение сдерживалось высокой стоимостью оборудования и дефицитом электронных компонентов.

С 1990-х годов, с приходом на российский рынок западных производителей (например, «Kardex», «SSI Schäfer», «Dematic»), АСХП стали внедряться в логистические центры, торговые сети и фармацевтические компании. В 2000–2010-х годах в России были построены крупные автоматизированные склады для интернет-магазинов (например, «Wildberries» и «Ozon»), а также для распределительных центров продовольственных сетей.

Классификация

Автоматизированные системы хранения и поиска классифицируются по нескольким признакам.

По типу перемещения грузов

Статические системы — груз перемещается только внутри стеллажа с помощью крана-штабелёра или роботизированной тележки. Стеллажи неподвижны.
Динамические системы — стеллажи или поддоны могут перемещаться (например, карусельные или лифтовые системы). Груз доставляется к оператору без перемещения крана.

По конструкции стеллажей

Стеллажные АСХП — классические высокие стеллажи (до 40 метров), обслуживаемые кранами-штабелёрами. Используются для поддонов, коробок, паллет.
Карусельные системы — вращающиеся вертикальные или горизонтальные карусели, в которых ячейки с грузами перемещаются по кругу. Применяются для мелких деталей, документов, инструментов.
Лифтовые системы (вертикальные подъёмники) — колонны с полками, которые поднимаются и опускаются к рабочему окну оператора. Используются для хранения мелких предметов и архивов.
Мобильные стеллажи — стеллажи, установленные на рельсы, которые могут сдвигаться, освобождая проход. Управляются автоматически.

По степени автоматизации

Полностью автоматизированные — все операции (приём, размещение, поиск, выдача) выполняются без участия человека. Оператор только контролирует процесс.
Полуавтоматические — часть операций выполняется вручную (например, загрузка/выгрузка на конвейер), а перемещение внутри системы — автоматически.

По типу хранимых грузов

Паллетные — для стандартных поддонов (европаллеты, финпаллеты).
Мелкоячеистые — для коробок, пластиковых контейнеров, деталей.
Архивные — для документов, книг, дисков.
Специализированные — для фармацевтики, химикатов, взрывоопасных веществ (с климат-контролем и защитой).

Устройство и основные компоненты

Типовая АСХП состоит из следующих элементов:

Стеллажная система — металлические конструкции с ячейками для хранения. Может быть одно- или многоуровневой.
Кран-штабелёр (или роботизированная тележка) — механизм, перемещающийся по рельсам между стеллажами и осуществляющий захват/укладку грузов. Бывает одностоечным, двухстоечным, с поворотной вилкой.
Система управления — промышленный контроллер (PLC) или сервер с программным обеспечением (WMS — Warehouse Management System). Отвечает за координацию движения, учёт, поиск и оптимизацию маршрутов.
Конвейеры и транспортёры — для подачи грузов к зоне приёма/выдачи.
Рабочая станция оператора — пульт управления, сканеры штрих-кодов, RFID-считыватели, терминалы.
Система безопасности — датчики, блокировки, аварийные остановы, защитные ограждения.

Принцип работы

Работа АСХП происходит в несколько этапов:

Приёмка — груз поступает на конвейер или в зону приёма. Оператор или автоматический сканер считывает идентификатор (штрих-код, RFID-метку).
Размещение — система управления определяет свободную ячейку, оптимальную по размеру, весу и частоте обращения. Кран-штабелёр захватывает груз и перемещает его в назначенную ячейку.
Хранение — груз находится в ячейке до момента запроса. Система ведёт учёт всех единиц хранения.
Поиск и выдача — по запросу (от оператора, ERP-системы или заказа) система управления находит ячейку, кран-штабелёр извлекает груз и доставляет его к зоне выдачи. Время поиска обычно составляет от нескольких секунд до 2–3 минут.
Инвентаризация — система может автоматически проверять наличие грузов, используя сканеры или весы.

Применение

АСХП широко используются в различных отраслях:

Логистика и складское хозяйство — распределительные центры, склады интернет-магазинов, оптовые базы. Позволяют обрабатывать до нескольких тысяч заказов в час.
Промышленность — хранение заготовок, инструментов, комплектующих на заводах (автомобилестроение, авиастроение, электроника).
Фармацевтика — склады лекарственных средств, требующие строгого учёта и соблюдения температурного режима.
Архивное дело — хранение документов, книг, музейных экспонатов. Обеспечивает сохранность и быстрый доступ.
Торговля — автоматизированные склады в магазинах (например, для хранения товаров в зоне «фриз»).
Медицина — хранение медикаментов, расходных материалов, образцов в лабораториях.

Преимущества и недостатки

Преимущества

Высокая плотность хранения (экономия площади до 80% по сравнению с ручными складами).
Сокращение времени обработки заказов (в 3–5 раз быстрее ручного труда).
Минимизация ошибок (точность учёта до 99,9%).
Снижение травматизма (отсутствие ручного перемещения тяжёлых грузов).
Возможность работы в условиях низких температур, в темноте, в агрессивных средах.
Интеграция с ERP-системами (1С, SAP, Oracle).

Недостатки

Высокая стоимость внедрения (от нескольких миллионов рублей для малых систем до сотен миллионов для крупных).
Сложность модернизации и ремонта (требуются квалифицированные специалисты).
Зависимость от электропитания и программного обеспечения (сбои могут остановить всю работу).
Ограничения по типу грузов (не подходят для негабаритных, хрупких или нестандартных предметов без специальной адаптации).
Длительный срок окупаемости (обычно 3–7 лет).

Примеры в России

В России действуют десятки крупных автоматизированных складов. Например, распределительный центр «X5 Retail Group» в Подмосковье (посёлок «Дмитровский») оснащён паллетной АСХП высотой 30 метров, обслуживающей более 50 000 паллетомест. Склад «Wildberries» в Электростали (Московская область) использует комбинированные системы: мелкоячеистые стеллажи для коробок и паллетные — для крупных партий. В фармацевтической отрасли известен склад компании «Фармстандарт» в Уфе, где поддерживается строгий температурный режим (от –20 до +25 °C) и автоматическая система поиска лекарств.

Интересные факты

Самая высокая АСХП в мире (высота 45 метров) установлена на складе компании «Amazon» в США. Она обслуживается кранами-штабелёрами, работающими на скорости до 6 м/с.
Первая в СССР полностью автоматизированная система хранения была запущена в 1975 году на заводе «КамАЗ» в Набережных Челнах. Она обеспечивала хранение и выдачу деталей для сборки грузовиков.
Современные АСХП могут работать в полностью автономном режиме до 24 часов без вмешательства человека, используя резервные источники питания.
В некоторых системах используются роботы-«муравьи» (например, от компании «GreyOrange»), которые самостоятельно перемещают стеллажи к оператору, что позволяет отказаться от стационарных кранов.

Источники

ГОСТ Р 51303-2013 «Торговля. Термины и определения».
«Автоматизированные складские системы: проектирование и эксплуатация» — учебное пособие, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018.
«Складская логистика» — под ред. В.И. Сергеева, 2020.
Материалы конференции «Склад будущего» (Москва, 2022).
Отчёты компаний «Kardex», «SSI Schäfer», «Dematic» по проектам в России.
Статья «Автоматизация складов: история и перспективы» — журнал «Логистика и управление цепями поставок», №4, 2021.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →