Орендований склад або стара виробнича будівля заввишки лише 4–6 м цілком може прийняти автоматизоване зберігання; не прийме вона лише типовий проєкт висотного автоматизованого складу (AS/RS), перенесений без змін. Для контейнерів зазвичай вибирають між багаторівневим шатлом для контейнерів і роботами для контейнерів; для палет варто розглянути чотиристоронній шатл; для електронних компонентів і деталей із великою кількістю SKU можливий варіант — вертикальний карусельний або вертикальний ліфтовий модуль. У минулих проєктах нашої команди палетний автоматизований склад із кранами-штабелерами рідко виграє, коли ефективна корисна висота менша за 6 м, а палети стандартної висоти. Насамперед обстежте корисну висоту, підлогу, сітку колон, спринклери і плиту перекриття, а станції комплектації розраховуйте разом з обладнанням.
Коротка відповідь
- У будівлі 4–6 м починайте з того, що ви зберігаєте: контейнери, палети чи дрібні деталі. Вантажна одиниця диктує систему.
- Ефективна корисна висота відраховується від чистої підлоги до найнижчого з елементів — балок, спринклерних трубопроводів, спринклерних зрошувачів, світильників і повітроводів — за вирахуванням зазору, потрібного спринклерам, і часто вона значно менша за висоту, вказану в договорі оренди.
- В орендованій будівлі ще до підписання договору на обладнання погодьте з орендодавцем, чи можна буде вивезти обладнання, що робити з отворами під анкери і як будівлю повертатимуть у первинний стан після закінчення оренди.
Виміряйте корисну висоту, перш ніж обговорювати концепції
Приїжджаючи на об’єкт із низькою будівлею, ми насамперед вимірюємо корисну висоту. Висоту в договорі оренди зазвичай указують до низу балок або до гребеня покрівлі. Корисну висоту для зберігання відраховують до найнижчої перешкоди — нижнього пояса ферми, спринклерного трубопроводу чи зрошувача, світильника, повітроводу або кабельного лотка, — а під спринклерними зрошувачами ще треба залишити зазор, якого вимагає спринклерний стандарт. Будівлі, орендовані як 6-метрові, у яких насправді лишається близько 5 м, — не рідкість, тож вимірювати треба кожен проліт.
Щодо протипожежного захисту: турецький Regulation on the Fire Protection of Buildings вимагає проєктувати автоматичні спринклерні системи за TS EN 12845. Спринклери обов’язкові в кількох випадках; один із них — будівля загальною площею понад 1000 м², де виробляють або зберігають легкозаймисті й горючі речовини. Там, де цей регламент стосується сейсмічного кріплення спринклерних трубопроводів у сейсмічних зонах, він досі вживає старе формулювання про сейсмічні зони, тоді як чинний TBDY 2018 бере сейсмічні параметри для кожного майданчика окремо з карти небезпеки AFAD. Тому детальне проєктування виконують за параметрами майданчика, TS EN 12845 і з розглядом компетентним органом. Чи потрібні внутрішньостелажні спринклери, визначає кваліфікований проєктувальник протипожежного захисту за чинною редакцією TS EN 12845, виходячи з товарів, пакування, способу і висоти зберігання, а місцевий орган пожежного нагляду розглядає і приймає проєкт. Якщо будівля орендована, на зміни в спринклерній системі отримайте згоду орендодавця.
Підлогу і сітку колон ми розглядаємо разом. Зосереджені навантаження від стійок стелажів мають відповідати товщині плити, армуванню і швам; у старій будівлі без виконавчої документації почніть із неруйнівного контролю, а чи потрібен відбір кернів, нехай вирішує інженер-конструктор. Роботи для контейнерів визначають своє положення по-різному залежно від моделі, але кожна модель має вимоги до підлоги, а в шатловій системі допуски на рейки підсилюють будь-яку нерівність підлоги. EN 15620 — стандарт, на який часто посилаються щодо допусків стелажів, — охоплює фронтальні палетні стелажі, які обслуговують навантажувачі або крани-штабелери, набивні стелажі та консольні стелажі. Спеціальне обладнання, як-от системи miniload і сателітні системи, лежить поза його сферою, а допуски самої підлоги стандарт прямо виключає. Тож рівність підлоги і допуски на рейки має задати конкретними значеннями постачальник обладнання, і їх слід записати в договір. Якщо сітка колон не збігається з модулем обладнання, ви втрачаєте комірки зберігання.
Якщо склад розташовано на верхньому поверсі, перевіряти треба й перекриття. Верхні поверхи багатоповерхових будівель іноді мають розрахункове навантаження близько 500 кг/м² (приблизно 5 кН/м²). У минулих проєктах нашої команди склад контейнерів із низькими стелажами і легкими контейнерами давав середнє навантаження приблизно 0,5 т/м² з урахуванням проходів, із вищими зосередженими навантаженнями під стійками; за більшої кількості ярусів або важчих контейнерів його треба розраховувати на повне навантаження. Палетні склади зазвичай навантажують підлогу набагато сильніше, тож перед перенесенням нагору потрібна перевірка конструкцій, і її результатом часто стає підсилення або перенесення на перший поверх. Турецькі сейсмічні норми для будівель TBDY 2018 (чинні з 1 січня 2019 року) не мають окремого положення про стелажі, хоча їхній розділ 6 регулює сейсмічне проєктування неконструктивних елементів, закріплених на будівлі, та їхніх кріплень — у межах сфери дії і винятків. EN 16681 охоплює лише регульовані палетні стелажі. Тож як перевіряти на сейсмічні навантаження стелажі для контейнерів і стелажі системи чотиристоронніх шатлів, треба вирішувати з місцевим проєктувальником-конструктором.
Чи можна розмістити автоматизований склад у будівлі заввишки 5 м?
Автоматизоване зберігання — так. Палетний автоматизований склад із кранами-штабелерами на такій висоті зазвичай невигідний. Крану потрібні нижня рейка, верхня рейка і верхня конструкція, а з палетами стандартної висоти корисна висота 5 м дає лише два-три яруси, тож постійні витрати на одне палетомісце виходять високими. Остаточне порівняння однаково роблять за вартістю життєвого циклу. Типовий приклад: триповерхова будівля з висотою поверхів від 4,5 до 5,8 м і вантажними одиницями по 800 кг. За таких низьких поверхів ми зазвичай не радили б іти шляхом автоматизованого складу з кранами-штабелерами.
Для низьких будівель ми зазвичай порівнюємо такі системи:
| Система | Вантажна одиниця | Підходить | Не підходить | Складність перенесення в орендованій будівлі |
|---|---|---|---|---|
| Багаторівневий шатл для контейнерів | Стандартні контейнери, наприклад 600×400 | Невеликі склади контейнерів із частими операціями зберігання і видачі; стандартна висота стелажів 4–24 м, нижче 4 м — спеціальна конфігурація | Контейнери різних розмірів, часті зміни планування | Середня: рейки на кожному ярусі плюс підйомники; після повторного монтажу потрібне пусконалагодження |
| Робот для контейнерів (ACR) | Контейнери, короби | Висота відбору залежить від моделі; нерівномірні замовлення, поступове додавання роботів | Погана підлога, яку неможливо поліпшити | Нижча: звичайні полицеві стелажі, роботів можна забрати |
| Чотиристоронній шатл | Палети | Багато палет на SKU, поетапне додавання шатлів | Одна-дві палети на SKU зі швидким доступом до будь-якої з них | Середня: рейки й підйомники треба монтувати заново |
| Палетний автоматизований склад із кранами-штабелерами | Палети | Ефективна корисна висота помітно понад 6 м | Ефективна корисна висота менше 6 м | Висока: нижні рейки й анкерування зазвичай доводиться робити заново |
| Вертикальний карусельний / вертикальний ліфтовий модуль | Дрібні деталі, інструмент, електронні компоненти | Багато SKU, дрібні позиції, поштучна комплектація | Великі обсяги надходження і видачі цілими коробами чи палетами | Нижча: установку зазвичай можна розібрати і перевезти за згодою виробника |
| AMR плюс стандартні стелажі | Контейнери, короби, палети залежно від типу машини | Насамперед економія на транспортуванні; розміщення і видача вручну або навантажувачем | Головна проблема — щільність зберігання | Низька: стелажі лишаються, машини можна забрати |
Багаторівневий шатл для контейнерів зазвичай працює з одним шатлом на ярус у кожному проході, а крок ярусів для контейнерів — лише кілька сотень міліметрів, тож за тієї самої корисної висоти вміщується набагато більше ярусів, ніж у палетному зберіганні. Він підходить для невеликих складів контейнерів із низькою стелею і частими переміщеннями. Стандартна висота його стелажів — 4–24 м; нижче 4 м потрібна спеціальна конфігурація. Типовий приклад: склад контейнерів у чистому приміщенні з корисною висотою 3,5 м має вмістити понад 1400 контейнерів і обробляти 700 операцій зберігання і видачі за годину. За таких умов багаторівневий шатл із 6 проходами і стелажами на 5 ярусів дає близько 1500 комірок. Компроміс так само очевидний: рейки на кожному ярусі, пропускна здатність проходу обмежена підйомником, а планування згодом важко змінити.
Роботи для контейнерів їздять по підлозі, самі піднімаються, щоб забрати контейнер, і працюють зі звичайними полицевими стелажами. Висота, на яку вони дістають, залежить від моделі; стандартні моделі вкладаються у 8 м, мінус зазор для спринклерів. Додаткові роботи підвищують пропускну здатність, але робочі станції, місця заряджання і затори встановлюють межі, і скільки роботів має сенс, слід підтвердити моделюванням. Вони підходять для орендованих будівель і проєктів, де перспективи бізнесу ще невизначені, за умови, що підлога відповідає вимогам моделі.
Порівнюючи чотиристоронній шатл для палетного зберігання, ми дивимося на висоту завантаженої палети, протипожежний зазор, кількість палет на SKU, пропускну здатність і потрібну вибірковість доступу. У низькій будівлі його додаткова щільність виникає переважно за рахунок меншої кількості проходів, а скільки додаткових палетомісць це дає, треба визначити на кресленні поперечного розрізу.
Для електронних компонентів і деталей із великою кількістю SKU вертикальні карусельні та вертикальні ліфтові модулі — сильна альтернатива автоматизованому складу. Коли позиції дрібні, а SKU багато, крану-штабелеру miniload важко конкурувати з каруселлю за ціною. Мінімальна висота встановлення, отвір доступу і зазор для обслуговування різні в кожної моделі обох типів, тож за низької стелі перевіряйте конкретну модель. Якщо місткості зберігання досить, а проблема переважно в транспортуванні, наявні стелажі можна залишити на місці й додати лише AMR для контейнерів. Розміщення і видача лишаються ручними або виконуються навантажувачем, а AMR покривають лише ділянку між стелажною зоною і робочими станціями.
Обладнання встигає, а станції комплектації гальмують склад
На складі контейнерів із ручною поштучною комплектацією вузьким місцем усього складу часто стають станції комплектації. Продуктивність обладнання розраховують за шатлами і підйомниками, і її можна зробити дуже високою, але кожен контейнер, що виходить, однаково потребує людини, яка відбере, перелічить і відсканує.
Типовий приклад: склад контейнерів на другому поверсі з корисною висотою 4,5 м у першій черзі стартує з 3 багаторівневими шатлами і 3 станціями комплектації. Планується зростання до 9 шатлів, що з боку обладнання дає близько 940 контейнерів за годину. Якщо станцій комплектації стане лише 6, то за норми 60 контейнерів на людину за годину склад загалом оброблятиме 360 контейнерів/год. На цьому етапі вихід — більше станцій або інший спосіб комплектації; купівля додаткових шатлів нічого не дає.
Цифра 60 контейнерів на людину за годину взята з минулих проєктів нашої команди і стосується комплектації виробничих матеріалів, коли кожен контейнер треба перелічити і відсканувати, розпакувати або промаркувати. Якщо в електронній комерції на рядок замовлення припадає одна одиниця, а контейнери надходять безперервно, станція комплектації «товар до людини» може обробляти кілька сотень рядків замовлення за годину. Продуктивність комплектації найкраще вимірювати на власному профілі замовлень клієнта.
Продуктивність ми розраховуємо лише на пікову годину; середньодобові значення вводять в оману. Зазвичай ми закладаємо проєктну продуктивність не менше 1,2 від потреби (деякі клієнти вимагають 2) і коефіцієнт використання обладнання не вище 85%. Надходження, відвантаження, поповнення і повернення порожніх контейнерів розраховують окремо, а потім перевіряють, чи не накладаються вони на одну годину. Раніше за кількість шатлів межі часто досягає підйомник або перевантажувачі, відведення і злиття на конвеєрі.
Орендовані будівлі: поетапність і закінчення оренди
В орендованій будівлі розглядайте строк оренди і строк окупності разом. Якщо оренда коротша за окупність, ми схиляємося до обладнання, яке можна розібрати і змонтувати знову: роботів для контейнерів, AMR і вертикальних систем зберігання. Рейкові системи теж можна перенести, але після переїзду вони потребують геодезичних вимірів і повторного пусконалагодження. Порівнюйте варіанти за вартістю життєвого циклу з урахуванням перенесення і повернення приміщення у первинний стан.
В орендованих будівлях найбільше суперечок викликають анкерні болти. Туреччина сейсмічно активна, і стелажі зазвичай анкерують до підлоги. Тип анкера і можливе місцеве підсилення визначають сейсмічний розрахунок і заявлені характеристики анкера, умови його ETA та інструкція виробника з монтажу, але в будь-якому разі отвори доведеться свердлити. Перш ніж підписувати договір на обладнання, письмово погодьте з орендодавцем, чи дозволено свердління, як отвори закладають після закінчення оренди, до якого стану відновлюють підлогу і хто за це платить. Зміни в спринклерній системі та будь-яке збільшення електричної потужності теж потребують згоди орендодавця.
У низьких будівлях поетапність зазвичай дається легше. Роботи для контейнерів і чотиристоронні шатли можна запустити з частиною парку і додавати машини пізніше, хоча понад певний розмір парку першими межі досягають підйомники, заряджання і затори. Розташування підйомників і інтерфейси конвеєрів на вході слід визначити один раз, бо після побудови системи їх важко змінити. WMS / WCS проєктують на кінцевий масштаб. Що додати в другій черзі — машини, стелажі чи робочі станції, — вирішують тоді, коли перша черга дасть реальні експлуатаційні дані.
Часті запитання
Наша будівля заввишки лише 4 м. Чи можна все одно автоматизувати зберігання? Для контейнерів — так: можна оцінювати багаторівневі шатли, роботів для контейнерів і вертикальні карусельні склади, хоча багаторівневому шатлу нижче 4 м потрібна спеціальна конфігурація. Палетний автоматизований склад із кранами-штабелерами на такій висоті обґрунтувати дуже важко.
Склад орендований. Чи зможемо ми забрати обладнання із собою після закінчення оренди? Роботів для контейнерів, AMR, вертикальні карусельні та вертикальні ліфтові модулі зазвичай можна розібрати і змонтувати деінде за умови згоди виробника, відповідності нової будівлі і повторного пусконалагодження. Багаторівневі шатли і чотиристоронні шатли теж можна перенести, але рейки й підйомники треба змонтувати заново і повторно налагодити; для автоматизованого складу з кранами-штабелерами нижні рейки й анкерування зазвичай доводиться робити заново.
Для палет у будівлі близько 6 м: як вибрати між чотиристороннім шатлом і краном-штабелером? Обидва варіанти варто порівнювати. На такій висоті нижня і верхня рейки та верхня конструкція крана — постійні витрати, високі в перерахунку на палетомісце, якщо палети стандартної висоти. Рішення однаково випливає з кількості палетомісць, розрахованої на кресленні поперечного розрізу, а далі — з кількості палет на SKU, пропускної здатності пікової години, вибірковості доступу і вартості життєвого циклу.
Наведені приклади з практики — типові випадки. Дані з досвіду взято з минулих проєктів членів нашої команди, і це лише приблизний орієнтир; кожен проєкт розраховують на його власних даних.
Джерела
- Туреччина, Regulation on the Fire Protection of Buildings (Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik), стаття 96, автоматичні спринклерні системи: https://www.mevzuat.gov.tr/MevzuatMetin/21.5.200712937.pdf
- Турецькі сейсмічні норми для будівель TBDY 2018, Офіційний вісник Туреччини, 18 березня 2018 р., № 30364: https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
- AFAD, Карта сейсмічної небезпеки Туреччини (TDTH): https://tdth.afad.gov.tr/
- EN 15620:2021, Steel static storage systems: Tolerances, deformations and clearances (сфера застосування): https://evs.ee/en/evs-en-15620-2021
- EN 16681, Steel static storage systems: Adjustable pallet racking systems: Principles for seismic design (сфера застосування): https://knowledge.bsigroup.com/products/steel-static-storage-systems-adjustable-pallet-racking-systems-principles-for-seismic-design
Технічна команда EMMANUEL. Надішліть нам планування будівлі, виміряні корисні висоти і дані про операції зберігання та видачі в пікову годину через форму зворотного зв’язку — і ми разом з вами на даних вашого проєкту розберемося, яка система зберігання, продуктивність і поетапність підходять для цієї будівлі.