Эскизно-технологическое проектирование склада

А. Максимовский, исполнительный директор компании Inter Bar Code Ltd.

Последние несколько лет в России наблюдается активный процесс развития складского хозяйства, на что есть много причин, анализу которых можно было бы посвятить не одну статью. Более важным для нас является другое: в результате этого процесса в стране ежегодно реконструируется и строится все большее количество складов.

Рис. 1

С точки зрения строителя современный склад – сооружение простое. Обычно он представляет собой однообъемное здание ангарного типа высотой 6...18 м с сеткой колонн внутри. В нем возможно устройство до нескольких этажей мезонинов, расположенных на части площадей, и административно-бытовых помещений для персонала – так называемого АБК. Ни рабочее проектирование такого здания, ни его строительство не являются сложными процессами. Все сказанное можно отнести и к реконструируемым под склады промышленным зданиям.

Примерно так же на этот процесс смотрят и будущие владельцы склада (далее будем называть их заказчиками). К сожалению, внешняя простота процесса создания склада обманчива. Проблемы начинаются уже на этапе составления бизнес-плана. Этот документ требует расчета капитальных и эксплуатационных затрат, определения размеров доходной части бюджета склада, составления плана инвестиций, оценки периода окупаемости. В свою очередь для расчета даже затратных статей бюджета необходимо знать размеры и стоимость здания склада, количество оборудования по типам и цены на это оборудование, количество персонала, сменность работы склада, потребности в ресурсах (электроэнергия, вода и т. п.) и др. На первоначальном этапе, каковым является создание бизнес-плана, этих данных попросту нет и взять их неоткуда, кроме как с потолка или «из опыта», что, впрочем, равнозначно. Однако кажется весьма проблематичным использование столь «достоверных» данных, учитывая необходимые объемы инвестиций в современный склад, достигающие порой сотен миллионов долларов.

Следующая проблема возникает у заказчика в момент обоснования инвестиций, прилагаемого к ходатайству о намерениях построить склад и которое направляют главе района нахождения участка под склад. В этих обоснованиях должны быть приведены почти все сведения, перечисленные выше.

Заказчик, получив постановление главы района вместе с оформленными разрешительными документами, обращается в архитектурно-проектную организацию либо в строительную компанию, имеющую такое подразделение в своем составе, с заявкой на выполнение проекта склада и рабочей документации по нему, обязан предоставить так называемое «Задание на проектирование». В этом документе должны быть описаны типы и характеристики товарных групп, технология обработки грузопотоков, требования к обслуживанию транспортных потоков. К заданию на проектирование необходимо предоставить планировку склада, перечень складской и подъемно-погрузочной техники, штатное расписание персонала, требования по ресурсам, расположение специальной компьютерной техники и многое другое. Из вышесказанного следует, что в самом начале пути создания склада необходимо провести проектную проработку, которую чаще называют эскизно-технологическим проектом с экономическим обоснованием инвестиций. Эскизно-технологическое проектирование склада – сложный процесс, на него влияют следующие факторы:

• вид бизнеса его владельцев (для собственных нужд, для оказания логистических услуг и др.);

Рис. 2

• типы товаров;

• интенсивность потоков товаров, обрабатываемых на складе;

• виды используемого транспорта;

• размеры и форма участка под строительство (или реконструкцию);

• инфраструктура участка (наличие энергии, воды, канализации и т. п.);

• местоположение участка относительно транспортных магистралей;

• архитектурные ограничения;

•наличие на участке так называемых ограничивающих факторов, таких как высоковольтные магистрали, трубопроводы с водой или газом, спецсвязь и др.

Эти, как, впрочем, и другие, менее значимые факторы, не приведенные в перечне, имеют различную степень влияния на создаваемый склад. Кроме того, различные факторы «проявляются» на разных этапах процесса проектирования, согласования и строительства склада. Пренебрежение их учетом может привести к весьма печальным последствиям – от недостаточно эффективной работы склада до наложения запрета органами местной власти на его строительство и эксплуатацию.

Более чем 8-летний опыт в области проектирования внутренней логистики складов позволил компании Inter Bar Code Ltd. разработать специальную методологию проектирования, приведенную на схеме (рис. 1) и описанную ниже.

Первым шагом является проведение первоначальной консультации с заказчиком, позволяющей понять его требования к будущему складу, которые формулируются при подготовке концепции склада. Эта концепция может иметь не так уж и много вариантов:

Рис 3.

• повышение эффективности работающего склада без значительных капитальных вложений;

• реконструкция приобретенного под склад здания;

• строительство нового здания склада на имеющемся участке под свой бизнес;

• создание склада под оказание логистических услуг сторонним компаниям;

• комбинация этих вариантов.

Во время консультации анализируют возможности достижения целей, поставленных заказчиком, при наличии имеющихся у него ресурсов, и материальных, и финансовых. В общем виде проводят оценку существующих и планируемых товарных потоков. Анализируют все факторы, влияющие на процесс создания склада. Консультант на основании имеющегося у него опыта и накопленной на предыдущих проектах статистики должен предложить оптимальный набор возможных решений. Завершается консультация кратким отчетом с перечислением и обоснованием этого набора решений. Опыт показывает, что далеко не всегда заказчик может точно сформулировать свои требования. В результате уже на данном этапе часто выявляется необходимость изменить подход к концепции склада.

Далее заказчик может либо принять решение о более глубокой предварительной проработке концепции, либо приступить к процессу создания эскизно-технологического проекта. В первом случае нужна разработка детальных рекомендаций по концепции проекта, целью которой являются обследование (на основании анкетирования) и детальная формулировка проблем, стоящих перед заказчиком.

На этой стадии разрабатывают возможные варианты решения этих проблем; выявляют наличие у заказчика требуемых для расчетов данных; оценивают необходимую размерность склада; составляют краткое описание рекомендуемой технологии и основные требования к типу необходимой системы управления складом; готовят коммерческие предложения по конкретному набору работ, которые целесообразно провести для заказчика на контрактной основе.

Рис. 4

При заключении договора на создание эскизно-технологического проекта и экономического обоснования эффективности работы склада первым этапом проводимых работ является анализ потоков имеющихся товаров и их планирование на будущее. На этот процесс существенно влияет концепция бизнеса заказчика. Так, если речь идет о вновь создаваемом бизнесе, мы должны «создать» потоки, которые будут обрабатываться на складе. Однако чаще всего отсутствуют их параметры не только по размерностям, но и по содержанию в них различных типов товаров. В этой ситуации невозможно приступать к проектированию и необходимо вместе с заказчиком «сгенерировать» эти потоки.

При наличии у заказчика «истории» потоков товаров, проходивших через его собственную или же арендованную складскую систему, прежде всего необходимо проанализировать их структуру. Очень часто приходится не только тщательно изучить потоки, проходившие через уже имеющийся склад, но и учесть возможное изменение стратегии доставки товаров. Например, если изначально бo’льшую часть товаров доставляли в торговую сеть напрямую от поставщиков, то с открытием будущего склада эти пропорции могут измениться. Поэтому придется собрать и обработать гораздо больший объем информации.

Далее необходимо провести анализ товарных групп и собрать данные о товарах. Анализ товарных групп исполнитель и заказчик проводят совместно, а завершается он созданием укрупненного ассортиментного справочника, в котором товарные группы объединяются в «виртуальные» подгруппы по принципу схожести размеров, условий хранения и обработки товаров. Это позволит уточнить характеристики отдельных зон склада.

Рис. 5

Для планирования транспортных потоков необходимо иметь данные о видах, количестве и времени появления на складе автомашин (единиц железнодорожного подвижного состава). Учитывая, что обычно такая статистика не ведется, эту работу требуется провести оперативно. В базу данных вводят всю необходимую информацию о поставщиках и покупателях, данные о геометрических и весовых характеристиках товаров, структуру ассортиментных групп и построчно все накладные на поступление и отгрузку товаров за анализируемый период. Анализ потоков показывает поведение товарных запасов по каждой из ассортиментных групп и по складу в целом, обеспеченность спроса товарами в днях запаса и т. п.

На основании предоставленного заказчику анализа потоков товаров и характеристик спроса в разрезе ассортиментных групп и каждого товара в отдельности рабочая группа, созданная заказчиком в соответствии с договором, обязана заполнить прогнозные таблицы по изменению бизнеса на ближайшие годы в разрезе ассортиментных групп. Особо надо отметить важность прогноза по изменению потока товаров. Его необходимо делать минимум на 5 лет, но в условиях крайне непредсказуемого бизнеса в России обеспечить достоверность такого планирования весьма непросто. Кроме того, свой бизнес заказчик обычно прогнозирует в денежной форме, а для проектирования склада требуются натуральные показатели и необходимо провести процесс преобразования (рис. 2). Все это приводит к необходимости уделить особое внимание этой проблеме.

На основании анализа поведения запасов для каждого (!) наименования товаров и прогнозов развития бизнеса на перспективу рассчитывают количество единиц товаров, которое необходимо иметь на складе. Важными характеристиками товаров являются нормативы их запасов в так называемых днях оборота и гарантия покрытия спроса. Нормативы запасов зависят от сроков доставки товаров и экономически обоснованных размеров партий при заказе и должны задаваться на уровне планирования внешней логистики предприятия. Гораздо более сложным является расчет необходимого количества товаров для покрытия заданного уровня удовлетворения спроса на них. Чем больше неравномерность спроса на товар, тем больший объем этого товара необходимо держать на складе по мере роста параметра, называемого «гарантия покрытия спроса». Учет только этой характеристики при расчете потребных объемов хранения товаров может привести к росту размерности склада в несколько раз!

Рис. 6. Динамика квартальных эксплуатационных затрат

Следующим шагом является проектирование мест для хранения и отбора товаров. По результатам анализа геометрических и весовых характеристик товаров по каждой ассортиментной группе подбирают необходимые конструкции мест хранения, отбора и комплектования товаров. Выявляют наиболее статистически вероятные размеры упаковки товаров и задают лимитные параметры паллет при размещении на хранение товаров и при комплектовании заказов. Это позволяет спроектировать конструкцию мест хранения товаров. Надо отметить, что на складе помимо стандартных мест под полные паллеты необходимо иметь достаточно большое число мест меньшего размера. Это связано с тем, что необходимые запасы по значительному количеству товаров требуют для хранения меньшие объемы, чем целое паллето-место. Такое требование легко осуществить за счет использования дополнительных поперечных балок в стандартных стеллажах и так называемых дивайдеров, позволяющих создать меньшие отсеки в стеллаже, как это, например, показано на рис. 3.

Вышеописанная процедура расчета, проведенного для каждого наименования товара во всех ассортиментных группах, позволяет получить нужное число заданных типоразмеров мест хранения товаров для зон склада и ассортиментных групп. Это число мест является определяющим при выборе возможной технологии обработки грузопотоков на складе и самой конструкции склада.

Современный уровень развития складской техники и соответствующие ему технологические принципы обработки товаропотоков позволяют создать для одних и тех же характеристик товарного потока несколько различных вариантов склада – так называемых гипотез конструкции склада. Эти гипотезы могут существенно отличаться друг от друга как конкретной конструкцией здания и набором техники, так и размерами капитальных и эксплуатационных затрат.

Рис. 7. Сравнительная динамика окупаемости гипотез

В процессе проектирования каждой гипотезы необходимо:

• разработать модель движения товаров по складу с разметкой зон и перечнем потоков товаров между зонами;

• с учетом определенного нужного числа мест хранения по зонам провести разработку предварительной планировки зон с заданием высотности хранения;

• разработать комплексную планировку и объемное решение здания склада;

• с учетом планировок и лимитных характеристик паллет произвести расчет нагрузок на полы по зонам склада;

• исходя из планировки и принятой гипотезы технологии обработки товаропотоков выбрать типы и модели подъемно-погрузочной и специальной техники, а также типы ворот, уравнителей и т. п.;

• разработать соответствующие спецификации по всем перечисленным направлениям;

• провести привязку здания к существующему пятну застройки с учетом плана местности и схемы имеющихся подземных коммуникаций участка (принимается во внимание имеющаяся на нем инфраструктура);

• сформировать окончательное объемно-планировочное решение;

• провести оценку бюджета проекта по оборудованию склада. При этом стоимость здания принимается по средней для региона стоимости 1 м2 площади. Все типы специализированного оборудования оцениваются по средним рыночным показателям. Стоимости ресурсов учитывают регион строительства и принимаются одинаковыми для всех гипотез в целях возможности последующего их сравнения.

Разработка нескольких гипотез для склада позволяет заказчику провести выбор между ними, основываясь на полном наборе показателей каждой гипотезы. После принятия окончательного варианта проекта (гипотезы) проводят уточнение технологических процессов на складе. Выполняют расчеты необходимого количества операторов и нужной техники для обработки заданного товаропотока с применением методов баланса потребных и имеющихся мощностей. В случае желания заказчика получить оптимальное число операторов и единиц техники и, кроме того, проверить устойчивость технологического процесса на складе к сезонным и разовым колебаниям грузопотока, необходимо выполнить имитационное моделирование процессов. Это достаточно сложная и дорогая работа, но только методы имитационного моделирования дают возможность гарантировать работоспособность технологии склада и выполнение заданных параметров обслуживания товаропотока в принятой конструкции склада и с выбранным числом единиц техники и операторов.

При этом будет обеспечена оптимальная загрузка как техники и людей, так и зон склада. Образец результата моделирования такой загрузки во времени показан на рис. 4. Кроме того, имитационная модель станет использоваться и после сдачи склада в эксплуатацию. С ее помощью целесообразно «обкатать» также любое изменение технологии перед его реальным внедрением. Для этого достаточно просто ее немного доработать. К этому этапу проектирования получено полное объемно-планировочное решение, как это видно на изображенном на рис. 5 разрезе здания.

Далее детализируют все типы используемого оборудования, составляют их спецификацию. При этом исполнитель выбирает поставщиков, наиболее положительно зарекомендовавших себя на рынке логистических услуг. На этапе детализации выбранной «гипотезы» необходимо получить конкретные предложения от выбранных и конкурирующих между собой поставщиков по ценам на оборудование, условиям его поставки и дальнейшей технической поддержки. В дальнейшем заказчик может поручить исполнителю провести тендерную кампанию или же сделать это самостоятельно.

К этому моменту желательно выбрать проектную и строительную организации, которые будут в дальнейшем реализовывать проект. Для них должно быть подготовлено техническое задание для выполнения этапов получения исходно-разрешительной документации на склад, разработки архитектурно-планировочного задания и сбора технических условий (ТУ) от различных государственных ведомств для реализации проекта. Выбранная строительная компания должна предоставить уточненные данные по смете и графику строительства и, что может оказаться еще более важным, сделать оценку выполнения различных технических условий с учетом конкретики региона, расположения участка под склад и потребности в ресурсах. Этот момент предельно важен! В отдельных случаях стоимость выполнения технических условий может существенно повысить общую стоимость проекта. Даже если на этом этапе такая информация недоступна, об этой проблеме ни в коем случае нельзя забывать и стоимость выполнения ТУ необходимо учесть при уточнении сметы затрат на следующем за технологическим проектом этапе реализации всего проекта.

Подготовка такой информации дает возможность перейти к разработке окончательного варианта бюджета склада. Он должен содержать в себе полный перечень статей расходов на капитальные вложения, статьи эксплуатационных затрат и расчет денежных потоков минимум на 4...5 лет, начиная с момента первоначальных инвестиций (рис. 6).

В завершение блока экономических расчетов по проекту необходимо рассчитать период достижения так называемой «точки безубыточности», или, как называют этот параметр чаще, период окупаемости проекта. Оценка этого параметра делалась ранее для каждой гипотезы, но на данном этапе расчеты необходимо повторить из-за изменившихся (уточненных) цен на оборудование и строительные работы.

Из графиков на рис. 7 хорошо видно, что для гипотезы конструкции склада Н2, которая на 6% дешевле гипотезы Н1 по капитальным вложениям, эксплуатационные затраты оказались выше на 60% (!). Таким образом, выбрав более «дешевую» гипотезу, заказчик не только смог бы окупить ее на год позже, но и потерял бы за это время значительную денежную сумму.

На основании всех уточнений и с учетом технологии управления складом, т. е. выбранной системы АСУ, определяют перечень специальных устройств оборудования информационных технологий, к которым относятся различные принтеры штриховых кодов, сканеры, мобильные компьютерные терминалы, радиочастотное (сетевое) оборудование передачи данных. На этом этапе необходимо разработать схему их размещения по складу и схему проводки информационных сетей. Желательно к этому моменту выбрать конкретного поставщика АСУ склада – это позволит повысить детализацию технического задания на эту систему и в дальнейшем сократит период ее внедрения.

На этом работы по составлению эскизного технологического проекта можно считать в целом завершенными. По крайней мере, выполненных этапов вполне достаточно и для принятия конкретного решения о строительстве склада, и для проведения всех согласовательных и проектных работ. Следующими шагами станут проектирование, изготовление рабочих чертежей на здание и собственно строительство склада.