CC BY
22
УДК 658.7
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-10-64-69
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ КРУПНЫХ ЛОГИСТИЧЕСКИХ ОРГАНИЗАЦИЙ И ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В ИНТЕРЕСАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВОЙСК ТЕХНИКОЙ
СВЯЗИ
А.В. Косырев, А.А. Крачков
В статье рассмотрены технологии модернизации складских помещений путем автоматизации и роботизации складов и сокращения на этой основе издержек логистических процессов в соответствии с опытом крупных логистических компаний. Этот вопрос приобретает все большую актуальность в виду доступности технологий автоматизации и роботизации. В настоящее время крупнейшие логистические компании мира вышли на такой уровень продаж, при котором хранение товарных запасов и обслуживание заказов приобретает колоссальный оборот, что повышает требования к скорости и слаженности выполнения операций в единицу времени, а так же снижения влияния человеческого фактора на технологический процесс. В результате решения данных задач происходит замещение человека, роботизированными системами, а как следствие уменьшается количество допускаемых ошибок в ходе выполнения технологических операций, увеличивается количество выполненных операций в единицу времени, достигается экономия ресурсных мощностей и финансовых средств. Конечным желаемым результатом является полностью роботизированный склад под управлением искусственного интеллекта без участия человека. Таким образом, внедряя рассмотренные технологии модернизации складских помещений в интересах обеспечения войск техникой связи, возможно, получить значительные прирост по скорости и эффективности выполнения технологических операций в единицу времени с минимальными финансовыми затратами.
Ключевые слова: складская логистика, модернизация склада, роботизация.
На современном этапе развития взглядов на мероприятия снабжения войск применение новых технологий для реализации принципов и подходов, используемых при решении задач обеспечения, стало важнейшим направлением работы военно-научных кадров. Особое внимание при этом уделяется повышению эффективности обеспечения группировок войск в различных условиях. [1].
В настоящее время производится и внедряется линейка специальных временных сооружений для различных целей - размещения полевых пунктов управления, подразделений воспитательной работы, служб тылового (в первую очередь медицинского) обеспечения, осуществления технического обслуживания и ремонта техники, организации мест хранения техники и военного имущества. Для этой цели предлагается создание автономного пневмокаркасного модуля (АПМ) в виде мобильной легковозводи-мой конструкции широкого назначения, имеющей возможность длительной автономной эксплуатации. [2].
По всему миру крупные компании вкладывают значительную часть своих доходов, в модернизацию и оптимизацию складского фонда.
Интегрирование организационных и технических решений этих компаний, в систему снабжения войск, позволит получить значительный прирост эффективности.
Основными интенсивно развивающимися направлениями в складской логистике, является роботизация и автоматизация технологических процессов с использованием искусственного интеллекта. Внедрения данных технологических решений позволит более рационально организовать деятельность логистических компаний, что позволит сократить время выполнения технологических операций. Данные усовершенствования приведут к количественному сокращению персонала задействованного на выполнение технологических операций, а это позволит сократить количество совершаемых ошибок в ходе их выполнения.
Повышенный интерес к роботизации связан с ситуацией на рынке труда, который обусловлен высокой текучестью кадров и конкурентоспособной оплатой труда в других отраслях, а также уменьшением издержек связанных с болезнью и травматизмом работающего персонала. В ближайшей перспективе появятся склады, не требующие освещения и кондиционирования воздуха так необходимые человеку, управление которыми будет осуществляется роботами в круглосуточном режиме.
В настоящее время, главной задачей модернизации складской логистики является уменьшение количества людей в ходе выполнения технологических операций и их замена на программно-аппаратные средства. Конечным и идеальным вариантом является полностью роботизированный склад.
Ниже будут рассмотрены основные инновационные технологии, внедряемые в складскую логистику за последнее десятилетие. Так, например, крупнейшая логистическая компания DB Schenker в 2019 году начала апробирование и внедрение инновационных технологий в своих складских комплексах.
Инвестиции на разработку и внедрение автономных мобильных роботов Gideon Brothers на основе искусственного интеллекта и 3D-зрения (AMR) по данным компании составили 31 млн долларов. Мобильные роботы уже внедрены и успешно решают задачи на складе DB Schenker в Лейпциге.
64
Они заменили людей в выполнении простых операций, таких как транспортировка, сбор и отправка продуктов по территории склада. При этом был, достигнут следующий положительный эффект: сокращение количества персонала участвующего в выполнении операций, увеличение скорости выполнения операций, сокращение ошибок связанных с человеческим фактором, оптимизация площади складского помещения за счет увеличения плотности размещения стеллажей, что позволило значительно сократить финансовые издержки компании.
AMR - автономный мобильный робот (Autonomous Mobile Robot) ориентируется с помощью датчиков, помогающих ему строить карту окружающего пространства — используя LiDAR (оптический радар) и SLAM (одновременную локализацию и картографирование), он определяет кратчайший маршрут и может корректировать его в случае возникновения препятствий. [3].
Автономные мобильные роботы Gideon Brothers позволяют перемещать грузы весом до 800 кг. Благодаря полетным стеллажам в сочетании с роботами доставщиками значительно увеличилось плотность размещения товара, тем самым увеличился полезный объем склада. Благодаря системе видео распознавания данные роботы перемещаются по складу не совершая столкновений с любыми как неподвижными, так и движущимися объектами. Система быстрой смены аккумулятора позволяет снизить до минимального уровня время простоя робота при замене аккумулятора.
Принцип функционирования роботизированного перемещения товаров по складу, организован следующим образом: оператор по сформированному заказу отмечает необходимый товар для комплектации, при этом данный товар распознаётся системой, где и на каком полетном стеллаже хранится, робот доставщик определяет стеллаж, по базе данных склада направляется к стеллажу, и перемещает его к месту комплектования заказа. Внедрение данной технологии значительно снизило время на поиск и доставку товаров к месту сборки.
В России эта тема достаточно актуальна, с каждым годом ей занимаются все более активно. Одна из таких разработок — это тележка Ronavi H1500 российской компании Ronavi Robotics.
Применение технологий штрихкодирование и радиочастотная идентификация (RFID) позволяет решить вопрос идентификации мест хранения, паллетов товаров, а так же их учет и перемещение. Считывание информации со штрих кода происходит при непосредственном контакте сканера и наклейки со штрих кодом промаркированного предмета. В свою очередь дешевизна и простота данного способа маркировки является положительным качеством, но применение данного метода ограничено физической возможностью прямого доступа. При этом отсутствует возможность записи и перезаписи информации на этикетке. У RFID меток такой проблемы нет, а напротив данная технология позволяет считывать информацию, как в закрытых коробках, так и удаленных на значительном расстоянии предметах, исключая необходимость прямого доступа. При этом позволяя производить не только считывание информации, но и ее запись, а так же корректировку. Данная технология более дорогостоящая по сравнению со штрих кодированием. Сканеры штрих кодов и RFID ридеры имеют различную форму и размеры, и выполнены как в виде мобильного ручного оборудования, так и стационарного. Интересным решением является сканера штрих кодов и RFID ридер выполненный в виде очков. Pick-by-Vision (технология дополненной реальности) позволяет распознавать штрих коды и RFID метки путем считывания информация по товару, а ее отображение происходит на миниатюрном дисплее встроенному в оправу очков. Так же на него выводится различная информация, о месте расположения предмета на полке и дальнейшем его размещении в формируемом полете. Это позволяет персоналу иметь свободные руки. Применение данной технологии обеспечивает рост производительности от 10 до 40%, а так же сокращению и предотвращению ошибок.
Применение RFID технологий позволило создать так называемые «умные» полки. [4].
Умная полка (smart shelves) в сочетании с RFID меткой установленной на предмет, расположенный на этой полке и считывающими устройствами, размещенными по периметру стеллажа, по средствам радиоканала позволяет проводить мониторинг наличия и удаления этого предмета с полки. Тем самым позволяет получать данные о наличии и количестве предметов в режиме реального времени. В настоящее время, данные технологии применяются в отношении дорогостоящих товаров, основным определяющим фактором является стоимость RFID метки, а следовательно и целесообразность ее размещения на предмете соизмеримо с его ценностью. Основным преимуществом данной технологии является, автоматическое формирования запроса на пополнение товара в случае снижения его количества до заранее определенного уровня, а так же мониторинг наличия в режиме реального времени. С учетом развития данной технологии и внедрении ее в повседневную жизнедеятельность, на рынке появляется все большее компаний, предлагающих оборудование данной области, в результате чего происходит ее удешевление, а следовательно, повышается ее доступность.
Применение голосовых систем с роботизированными голосовыми помощниками Pick by voice (голосовая технология комплектации товара) активно применяет крупными компаниями, их сотрудники обеспечиваются гарнитурой, что становится основным атрибутом персонала. Технология Pick by Voice широко применяется по всему миру. Данная система установлена на складах компаний METRO, АШАН, Unilever и т.д. В России данная технология широко применяется компанией Магнит.
Pick by voice, это голосовая технология комплектации товара с элементом Hand Free, то есть свободные руки. [5].
При этом взаимодействие сотрудника с системой управления складом (WMS) осуществляется по WiFi в виде голосового оповещения через систему распознавания речи, что обеспечивает свободное перемещение по территории склада. WMS - от английского «Warehouse Management System».
Система управления складом - система управления, обеспечивающая комплексное решение задач автоматизации управления складскими процессами. [6].
Система распознавания речи позволяет получать распоряжения по средствам голоса, что позволяет наиболее быстро и качественно выполнять поиск и размещение товара. Система имеет обратную связь по средствам голоса, а адаптивная система позволяет подстраиваться под акцент и дефекты речи человека.
Как это работает: Все задания разбиты на элементарные. В качестве идентификации объекта используется метод произнесения контрольных чисел. В основном используются двухзначные. При реализации отбора сотрудник слышит команду подойти к стеллажу №9, говорит контрольное число, указанное на стеллаже, слышит, сколько единиц нужно взять, произносит подтверждение отбора и слышит следующий адрес стеллажа или ячейки.
Сотрудник при трудоустройстве читает текст, в котором встречаются различные сочетания букв и система запоминает особенности речи именно этого человека. При этом решаются две задачи, аутентификация сотрудника по голосу, в результате чего сотрудник не сможет работать под чужой учетной записью, а во-вторых система распознает и запоминает особенности речи и не требует повторных команд или подтверждений.
Применение этой системы позволяет снизить время на поиск товара на складе, оператор выполняет команды робота помощника, подсказывающего маршрут движения, а отсутствие необходимости сверки маршрута движения по планшету, высвобождает руки оператора и снижает возможность его столкновения со стоящими или движущимися предметами. Нет необходимости носить радио терминал, и при этом отбор товара производится обеими руками и этому ничего не мешает, что увеличивает скорость выполнения операции и снижает утомляемость сотрудника.
Применение сотрудниками склада экзоскелетов пассивного типа позволяет увеличить физические возможности человека.
Экзоскелет - это устройство, предназначенное для восполнения утраченных функций, увеличения силы мышц человека и расширения амплитуды движений за счёт внешнего каркаса и приводящих частей, а также для передачи нагрузки при переносе груза через внешний каркас в опорную площадку стопы экзоскелета. [7].
Прародителем экзоскелета является эластипед. Российский изобретатель Николай Янг сконструировал и запатентовал устройство для облегчения ходьбы и бега в 1889 год получивший название эластипед. В дальнейшем на основе которого были изобретены еще несколько механизмов, которые были запатентованы в 1890 году.
Эластипед представлял собой систему пружин, закрепляемых на теле человека, которые должны были усиливать движения ног при ходьбе или прыжках. [8].
В современных экзоскелетах пассивного типа применяются аналогичные технические решения того времени.
Экзоскелеты пассивного типа не содержат вычислительные блоки, аккумуляторы и приводы, для работы с ним не требуется дополнительное оборудование. В основном, в складской логистике, они применяются персоналом при разгрузке и перемещении грузов, но диапазон применения достаточно широк. Любой тип работы, где человеку необходимо находится в неудобной позе, под нагрузкой или выполнять монотонную однотипную работу способен облегчить решение данных задач экзоскелет пассивного типа.
Данные экзоскелеты имеют минимальные габариты и вес, при этом, не стесняя движения работника. В свою очередь стоит понимать, что применение данного устройства не придаст невероятной силы, но поможет избежать серьезных травм, повысит работоспособность и снизить усталость в конце рабочего дня.
Разработкой и продажей экзоскелетов занимаются различные компании по всему миру, в том числе и Российские компании.
Эзоскелеты пассивного типа подразделяются по следующим типам: экзоскелеты верхних конечностей, экзоскелеты для спины, экзоскелеты для коленных суставов и мышцы бедра. Данные эк-зоскелеты можно применять как отдельно, так и в комбинациях, вплоть до полного костюма.
Экзоскелет верхних конечностей содержит внешний каркас для рук, состоящий из элемента плеча, модулей плеча и предплечья. При его использовании снижается нагрузка на плечевой пояс при поднятии рук в верх, снижает вероятность получения травм при статическом удержании весов в вертикальном положении.
Экзоскелет для спины содержит пояс и каркас. При его использовании снижается нагрузка на позвоночник в целом и нижнюю часть спины, помогает работникам избежать производственных травм при выполнении однотипных и часто повторяющихся операций, связанных с подъёмом тяжестей на складе при комплектации товара, погрузочно-разгрузочных работах, а так же длительном нахождении в неудобной позе.
Экзоскелет для коленных суставов и мышцы бедра содержит пояс и двух модулей для левой и правой ноги. При его использовании снижается нагрузка на коленные суставы и прямую мышцу бедра, помогает работникам избежать производственных травм при выполнении однотипных и часто повторяющихся операций, снижение нагрузки происходит в момент приседания, позволяя сгибать ноги в коленях до полного приседа, а также может поддерживать тело превращаясь в своеобразный стул под заранее заданным углом.
В основном данные экзоскелеты имеют минимальные габариты и вес, не стесняют движения при его ношении и использовании. Они достаточно практичны, они имеют возможность подгонки и регулирования под конкретного человека, тем самым повышая эргономичность и удобство.
Благодаря простоте конструкции и широте диапазона применения пассивного типа становятся неотъемлемой частью оборудования успешно применяемого в складской логистике. Отличительной особенностью экзоскелетов пассивного типа является отсутствие аккумуляторов и сервоприводов, что обеспечивают постоянную автономность и низкую стоимость. Благодаря им осуществляется поддержка руки и спину или фиксация тела человека во время тяжелой физической нагрузки. При их использовании можно не только сохранить здоровье обслуживающего персонала, снизив риск получения травм, но и значительно повысить производительность труда.
Мировые лидеры успешно внедряют данное технологическое оборудования на своем производстве. Одной из таких компаний является компания Ford, которая в 2020-м году успешно провела оснащение работников сборочной линии своего концерна экзоскелетами.
Производство экзоскелетов налажено во многих странах мира, в том числе и в России. Российские экзоскелеты по техническим характеристикам не уступают зарубежным аналогам, но их стоимость значительно ниже, что является весомым преимуществом в выборе данного продукта.
В последние годы наиболее инновационной и перспективной технологией в развитии складской логистики является имитационное оптимизационное моделирование, на основе которого создается цифровой двойник склада.
Цифровой двойник - это имитационная модель склада, которая максимально детально и точно учитывает физику процессов протекающих на складе. Применение данных программных средств позволяет создать модель существующего склада и отработать на его основе элементы модернизации или реструктуризация, при этом, не внося физических изменений в его конструкцию или работу. В свою очередь, на стадии проектирования, позволит создать конфигурационную модель склада, в соответствии с заданными техническими параметрами и апробировать его функционирование в виде 3D модели, что позволит максимально эффективно решать поставленные задачи и исключить ошибки, а как следствие значительно экономить финансовые и временные ресурсы.
Лидером данной области в Российской Федерации является компания LogistiX, а их продуктом, программный комплекс для создания имитационных моделей склада - LEAD SIM.
LEAD SIM - российское решение для построения имитационных моделей в складской логистике. Применяется с целью оптимизации работы склада и верификации технологических решений для новых объектов. Экономический эффект от использования цифровых двойников исчисляется десятками миллионов рублей. [9].
Что дает имитационное моделирование: оценку финансовых и технологических рисков при внедрении новых технологий, визуализацию идей, нагрузочное тестирование, оптимизацию операций на складе.
Внедрение данных технологий не затрагивает фундаментальное изменение или перестройку складов, а всего лишь модернизацию уже имеющихся складских помещений, что позволяет значительно снизить финансовые затраты, а так же позволяет значительно увеличить скорость сортировки и отправки товаров.
Внедрение высокоразвитых средств автоматизации, робототехники и передовых программных продуктов может оказать на логистические операции влияние, сравнимое с эффектом от внедрения колеса много тысяч лет назад. [10].
Таким образом, использование передового опыта крупных логистических компаний мира в интересах обеспечения войск техникой связи позволит значительно сократить финансовые издержки, связанные с внедрением данных технологий, а так же значительно повысить эффективность обеспечения.
Список литературы
1. Крачков А.А., Семенов С.С. Методика синтеза структуры системы снабжения техникой связи и автоматизированных систем управления // Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2022. № 1-2(163-164). С. 50-57. EDN CZEPVN.
2. Предложение по применению модульных сооружений в комплексе мероприятий снабжения войск / С.С. Семенов, А.А. Крачков, А.А. Бурлаков [и др.] // Проблемы технического обеспечения войск в современных условиях: Труды VI межвузовской научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 02 мая 2021 года. Санкт-Петербург: Военная академия связи имени маршала советского союза С.М. Буденного министерства обороны российской федерации, 2021. С. 188-193. EDN TKHTUX.
3. Обзор роботов AGV и AMR // Блог [Электронный ресурс] URL: https://top3dshop.ru/blog/agv-amr-robots-review.html (дата обращения: 15.10. 22).
4. RFID-технологии на службе вашего бизнеса / М. Бхуптани, Ш. Морадпур «Альпина Ди-джитал», 2011. С. 24.
5. Гродзицкий Е. Описание технологии pick by voice из первых рук. Преимущества и недостатки [Электронный ресурс] URL: https://abc-logic.ru/opisanie-tehnologii-pick-by-voice-iz-pervyh-ruk-preimushhestva-i-nedostatki (дата обращения: 17.10. 22).
6. Терешкина Т.Р., Назарова А.Н. логистика складирования: учебное пособие / ВШТЭ СПбГУПТД, СПб., 2017. С. 50.
7. Экзоскелет // Википедия [Электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Экзоскелет (дата обращения: 15.10. 22).
8. Тихомиров В., Шергина Н. Изобрести эластипед // Наука. Журнал «Огонек». 2013. № 5.
С. 38.
9. Цифровой двойник склада LEAD SIM - имитационное моделирование. [Электронный ресурс] URL: https://leadwms.ru/digital-twin (дата обращения: 17.10. 22).
10. Управление современным складом / Гвинн Ричардс; [перевод с английского научного редактора М. Власова]. 2-е издание. М.: Эксмо, 2020. С. 13.
Косырев Александр Вячеславович, военнослужащий, sashka13rup@mail.ru, Россия, Озерный, войсковая часть 14245,
Крачков Андрей Александрович, старший преподаватель, sckorpion 73@yyandex. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С. М. Буденного
THE PRINCIPLES OF BUILDING LARGE LOGISTICS ORGANIZATIONS AND THE POSSIBILITY OF THEIR USE IN THE INTERESTS OF PROVIDING TROOPS WITH COMMUNICATIONS EQUIPMENT.
A.V. Kosyrev, A.A. Krachkov
The article discusses the technologies of modernization of warehouses by automating and robotizing warehouses and reducing the costs of logistics processes on this basis in accordance with the experience of large logistics companies. This issue is becoming increasingly relevant in view of the availability of automation and robotics technologies. Currently, the largest logistics companies in the world have reached a level of sales at which the storage of inventory and order servicing acquires a huge turnover, which increases the requirements for the speed and coherence of operations per unit of time, as well as reducing the influence of the human factor on the technological process. s a result of solving these tasks, a person is replaced by robotic systems, and as a result, the number of mistakes made during the execution of technological operations decreases, the number of operations performed per unit of time increases, savings in resource capacities and financial resources are achieved. The final desired result is a fully robotic warehouse controlled by artificial intelligence without human intervention. Thus, by introducing the considered technologies of modernization of warehouses in the interests of providing troops with communications equipment, it is possible to obtain a significant increase in the speed and efficiency of technological operations per unit of time with minimal financial costs.
Key words: warehouse logistics, warehouse modernization, robotization.
Kosyrev Alexander Vyacheslavovich, position, sashka13rup@mail.ru, Russia, Ozerny, Military unit
14245,
Krachkov Andrey Alexandrovich, senior lecturer, sckorpion73@yandex.ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny
