Почему высота стала основным фактором эффективности
Если еще 5-10 лет назад высоту здания ограничивали возможности штабелеров и погрузчиков, то сегодня проектирование все чаще ориентируется на роботизированные системы хранения — краны-штабелеры и 3D-шаттлы, которые снимают классические ограничения по высоте. В таких проектах высота выступает ключом к операционной эффективности склада и увеличению скорости возврата инвестиций.
Раньше задачи стояли проще: склады проектировали стандартной высотой 12 метров с применением привычных технологий — широкопроходной и узкопроходной, набивных стеллажей и стандартной техники: штабелеров, ричтраков, паллетоперевозчиков. После этого сравнивали варианты между собой по продуктивности и стоимости. Сегодня, из-за дефицита линейного персонала, тренд сместился в сторону роботизированных проектов, где ключевым становится расчет и выбор оптимальной высотности. Это связано с тем, что рынок в целом уже определился с пулом технологий для роботизации (3D шаттлы, краны-штабелеры, напольная роботизация)
Экономика высоты: цена и объем
Тренд связан с тем, что с ростом высоты здания увеличивается стоимость строительства, но вместе с этим появляется дополнительный полезный объем. Например, стандартный склад высотой 12 метров обходится в среднем в 110 000 руб./м². Повышение высоты до 18 метров добавляет около 30% к стоимости, а до 24 метров — еще 30%. В итоге за плюс 60% к цене мы получаем потенциально удвоенный объем хранения. Это особенно важно, когда пятно застройки ограничено и текущая экономическая ситуация требует эффективного использования каждого квадратного метра и кубометра склада.
Не менее важный фактор при выборе высоты склада — это применяемая технология хранения. Для AS/RS с 3D-шаттлами оптимальной считается высота не выше 22–24 метров. При превышении этого уровня стеллажи требуют более массивных колонн и дополнительных связей для обеспечения стабильности и снижения вибрационных нагрузок от работы шаттлов. В высоких складах также нужны дорогостоящие механизмы компенсации колебаний. В результате дополнительные затраты на строительство AS/RS 3D выше 22–24 метров могут не окупиться за счет прироста вместимости и заметно увеличить срок возврата инвестиций.
Для таких случаев необходима глубокая аналитика и расчет альтернативных решений, например, AS/RS с кранами-штабелерами. Такие комплексы можно строить высотой до 40-45 метров (в России есть несколько таких складов, в том числе созданных первоначально для IKEA, ЭККО и др.). В мире есть склады с высотой 55 метров. Ограничениями становятся не столько возможности строителей по высотности, а другие факторы: снижение общей производительности системы хранения, более жесткие строительные нормы и требования пожарной безопасности.
В последние годы при выборе роботизированных решений для складов все чаще отдают предпочтение 3D-шаттлам, которые признаны более гибким и надежным вариантом. Однако краны-штабелеры сохраняют свои преимущества в ряде случаев, о которых мы расскажем отдельно в другой статье.
Гринфилд и браунфилд требуют разных подходов
Все сказанное выше в большей степени относится к гринфилд-проектам. В браунфилд-проектах роботизации ограничений значительно больше, поэтому здесь приходится тщательно просчитывать каждый сантиметр высоты, длины и ширины, чтобы вписать роботизированные системы хранения в уже существующее здание. Именно поэтому набирает силу еще один тренд — строительство складов высотой 14-15 и даже 18 метров.
Сейчас как минимум четыре крупных китайских производителя выпускают узкопроходники с высотой подъема 16-17 м (+1-1,5 м высоты самой паллеты). Такой формат склада позволяет проще размещать роботизированные системы хранения или использовать фронтальные стеллажи с возможностью их последующей замены на роботизацию, что обеспечивает гибкость.
Но вот что важно: увеличивая высоту и вместимость склада в зоне хранения, нужно помнить, что каждая дополнительная паллета в зоне хранения добавляет операций на комплектации в зоне «поляны» и сборки при формировании заказов. Это означает, что по вместимости можно оптимизировать в первую очередь именно зону хранения. Участки комплектации изначально рассчитаны на скорость и производительность, но не на плотное хранение. При этом операционным зонам не требуется большая высота — достаточно 4-6 метров, а не 12 или тем более 24. Поэтому в распределении площади при высотном хранении часто складывается баланс: 30-40% площади занимают «башни» для хранения, а 60-70% — операционные зоны.
Дополнительные ярусы и экономика проекта
Если посмотреть детальнее, увеличение высоты позволяет добавить дополнительные ярусы хранения или организовать «поляну» под AS/RS, что заметно улучшает экономику проекта.
Для примера возьмем склад площадью 10 000 м². В нем есть небольшая зона доков, а остальная площадь отведена под хранение.
- При высоте 12 м, фронтальных стеллажах и стандартных паллетах высотой 1,8 м вместится около 14 800 ячеек хранения.
- При высоте 15 м вместимость вырастет до 17 800 ячеек.
- Если использовать AS/RS 3D, то при 12 м будет 18 300 ячеек, при 15 м — 22 800, а при 18 м — уже 27 500 ячеек.
| Широкопроходная технология | AS/RS 3D, глубина канала 6 ячеек | |||||
| Склад 10 000 м² | Полезная высота | кол-во ячеек | яч/м² | кол-во ячеек | яч/м² | Рост цены, % (ср.рыноч) |
| 12 м | 10 м | 14 800 | 1,48 | 18 300 | 1,83 | 100% |
| 15 м | 13 м | 17 800 | 1,78 | 22 800 | 2,28 | 115% |
| 18 м | 15 м | — | 27 500 | 2,75 | 130% | |
| 21 м | 19 м | — | 32 000 | 3,20 | 145% | |
| 24 м | 22 м | — | 36 600 | 3,66 | 160% | |
Почему «плотные технологии хранения» не всегда эффективны
Почему при использовании «плотной технологии хранения» мы не получаем значимого прироста плотности при одинаковой высоте склада?
- Для AS/RS 3D требуются отдельные зоны загрузки и выгрузки, а также места для подстановки и снятия пластиковой тары.
- Один ярус хранения теряется из-за увеличенной высоты каждого уровня — нужно место под тару и проезд шаттла.
- Выделяются дополнительные площади под «поляну» и зоны отбора, так как классический отбор из нижнего яруса в AS/RS 3D затруднен или невозможен.
В результате при неудачно выбранной высоте склада внедрение роботизации может дать лишь небольшой прирост коэффициента плотности хранения, а в некоторых случаях даже его снижение.
Пример роботизированного складского комплекса с двумя уровнями высоты основного блока
Кроме зоны хранения на складе есть и другие, не менее важные зоны. Возникает вопрос: должны ли они быть такой же высоты, как зона хранения, или высота может отличаться? Несмотря на желание иметь аккуратный склад кубической формы, такая форма не всегда рациональна.
Мезонины: возможности и ограничения
Зоны разгрузки, комплектации и отгрузки обычно строят не выше шести метров. На такой высоте можно разместить мезонины для комплектации или дополнительного хранения, но их применение требует аккуратности. Если мезонины составляют более 40% площади, здание перейдет в категорию многоэтажных, а это требует совсем других норм пожарной безопасности и условий ввода в эксплуатацию. Кроме того, большое количество опор под мезонином мешает роботизации перемещений материалов на первом ярусе.
У складов выше 12 метров, еще и с перепадами высот, есть значимый недостаток: нестандартное строительство ведет к удорожанию проекта, стройки и увеличению сроков. Один из самых критичных недостатков — низкая ликвидность: в случае изменения стратегии, такие объекты сложнее продать или сдать в аренду.
Когда нестандартность оправдана
В то же время, для получения максимальных бенефитов от роботизации часто требуется проектировать по-новому и нестандартно, выходя за рамки привычных решений. Например, высотные AS/RS склады можно строить как самонесущие, что позволяет снизить CAPEX, но это ограничивает нас в гибкости при необходимости перестройки оборудования: например, расширить зону комплектации будет уже невозможно. В ряде случаев можно потратить меньше на пол: нагрузка на него будет распределенной, и кроме компактных роботов-уборщиков, никто там ездить не будет.
Все эти нюансы необходимо учитывать уже на этапе проектирования и экономической оценки проекта, чтобы выбрать решение, наиболее соответствующее вашим потребностям.
Итоги
Все больше компаний,строящих склады под собственный бизнес (ритейл, производство), выбирают высоту склада от 18 до 24 м, при этом есть и проекты с 38-40 метрами.
Высота склада напрямую определяет ключевые показатели:
- плотность хранения
- стоимость строительства
- CAPEX роботизации
- стоимость владения и
- скорость возврата инвестиций
Важно учитывать и ликвидность: чем нестандартнее архитектурное решение, тем сложнее будет склад перепродать или сдать в аренду. Поэтому в проекты с нестандартной высотностью имеет смысл входить, только если объект создается «под себя» с горизонтом эксплуатации не менее 10 лет.
Решение о конкретной высоте на каждом участке нужно принимать исходя из стратегических целей бизнеса и особенностей внедряемых технологий. Причем это решение нужно принимать на самом раннем этапе проектирования — это сложный выбор, и надо помнить, что высоту склада в дальнейшем изменить будет уже невозможно.
Материал написан в соавторстве с Евгением Вазиковым, главным технологом КСЛ.
