การเลือกจำนวน Crane หรือ Shuttle ไม่ควรดูจากจำนวนพาเลทหรือตำแหน่งจัดเก็บเพียงอย่างเดียว แต่ต้องเริ่มจากจำนวนงานที่ระบบต้องรับมือในช่วงพีก หรือ Peak Throughput จากนั้นจึงคำนวณร่วมกับ Cycle Time, ชั่วโมงทำงานจริง, การเติบโตในอนาคต, เวลาหยุดซ่อมบำรุง และกำลังของอุปกรณ์ส่วนอื่น เช่น Lift, Conveyor และจุดรับ–จ่ายสินค้า
สูตรเบื้องต้นคือ นำปริมาณงานช่วงพีกบวกการเติบโตในอนาคต แล้วหารด้วยกำลังการทำงานที่ใช้งานได้จริงต่อเครื่อง หากผลออกมา 3.2 เครื่อง ต้องปัดขึ้นเป็น 4 เครื่อง แต่ก่อนสรุปต้องตรวจสอบต่อว่า Lift, Conveyor และสถานี Picking รองรับปริมาณงานเท่ากันหรือไม่ เพราะการเพิ่ม Shuttle อย่างเดียวอาจไม่ได้ทำให้ระบบเร็วขึ้น หากคอขวดอยู่ที่อุปกรณ์ส่วนอื่น
ทำไมจำนวน Crane และ Shuttle จึงไม่ควรเลือกจากขนาดคลังเพียงอย่างเดียว
หลายโครงการเริ่มต้นด้วยคำถามว่า
“คลังมี 10,000 พาเลท ต้องใช้ Crane กี่ตัว?”
ความจริงแล้วจำนวนตำแหน่งจัดเก็บบอกได้เพียงว่าเราต้องการ ความจุเท่าไร แต่ยังไม่ได้บอกว่าระบบต้องเคลื่อนย้ายสินค้าเร็วแค่ไหน
คลังที่มี 10,000 พาเลท แต่เบิกสินค้าเพียงวันละ 300 พาเลท อาจต้องการอุปกรณ์น้อยกว่าคลังขนาด 4,000 พาเลทที่ต้องรับและจ่ายสินค้า 500 พาเลทต่อชั่วโมงในช่วงพีก
ดังนั้น ตัวเลขที่ใช้เลือกจำนวน Crane หรือ Shuttle ต้องมีอย่างน้อย 2 ส่วน ได้แก่
- Storage Capacity จำนวนตำแหน่งที่ต้องจัดเก็บ
- Throughput Capacity จำนวนรายการที่ต้องรับเข้าและจ่ายออกในช่วงเวลาหนึ่ง
Stacker Crane ทำงานโดยเคลื่อนที่ตามแนวยาว แนวสูง และแนวลึกของชั้นวาง ส่วนระบบ Shuttle จะกระจายงานแนวนอนไปยังรถ Shuttle หลายตัว และมักทำงานร่วมกับ Lift สำหรับเปลี่ยนระดับ ระบบแต่ละรูปแบบจึงมีวิธีหาคอขวดต่างกัน
Over Spec และ Under Spec คืออะไร
Over Spec
Over Spec คือการเลือกจำนวนเครื่องหรือความสามารถของระบบสูงเกินกว่าความต้องการจริง เช่น ติดตั้ง Shuttle จำนวนมาก แต่ปริมาณงานจริงมีน้อย หรือมี Shuttle รอคิวหน้า Lift เกือบตลอดเวลา
ผลที่ตามมาคือ
- เงินลงทุนเริ่มต้นสูงเกินจำเป็น
- มีค่าอะไหล่และค่าบำรุงรักษามากขึ้น
- ใช้พลังงานและพื้นที่สำหรับอุปกรณ์เพิ่มขึ้น
- ระยะเวลาคืนทุนนาน
- ระบบซับซ้อนเกินกว่าการปฏิบัติงานจริง
Under Spec
Under Spec คือระบบมีกำลังต่ำกว่าปริมาณงานที่เกิดขึ้นจริง โดยมักพบในช่วงพีก เช่น ก่อนรถขนส่งออก ช่วงปิดรอบการผลิต หรือช่วงแคมเปญส่งเสริมการขาย
อาการที่พบบ่อย ได้แก่
- สินค้ารอเข้าคลังเป็นเวลานาน
- คำสั่งเบิกค้างสะสม
- Shuttle หรือ Crane ทำงานใกล้ 100% ต่อเนื่อง
- พนักงานที่สถานีปลายทางต้องรอสินค้า
- รถขนส่งออกจากคลังล่าช้า
- เมื่อเครื่องหนึ่งหยุด ระบบไม่เหลือกำลังรองรับ
เป้าหมายจึงไม่ใช่การเลือกเครื่องให้น้อยที่สุดหรือมากที่สุด แต่คือการเลือกให้มี กำลังเพียงพอในวันที่งานหนัก พร้อมมีพื้นที่สำหรับการเติบโตและเหตุขัดข้องที่สมเหตุสมผล
How-to เลือกจำนวน Crane/Shuttle แบบเป็นขั้นตอน
ขั้นตอนที่ 1 กำหนดหน่วยงานให้ชัดก่อนเริ่มคำนวณ
คำว่า “หนึ่งงาน” ของแต่ละโครงการอาจไม่เหมือนกัน จึงต้องกำหนดหน่วยให้ตรงกันก่อน เช่น
- 1 Pallet Movement
- 1 Tote Movement
- 1 Carton Movement
- 1 Storage Transaction
- 1 Retrieval Transaction
- 1 Order Line
- 1 Cycle
สิ่งที่ต้องระวังคือ Movement กับ Cycle ไม่ได้มีความหมายเดียวกันเสมอไป
ตัวอย่างเช่น Crane แบบ Combined Cycle อาจนำพาเลทหนึ่งชุดเข้าไปจัดเก็บ แล้วหยิบอีกพาเลทกลับออกมาในการเดินทางรอบเดียว เท่ากับเกิด 2 Load Movements ใน 1 Combined Cycle การนับผิดระหว่าง “รอบ” กับ “จำนวนโหลด” อาจทำให้ความต้องการคลาดเคลื่อนได้มาก
Combined Cycle ช่วยลดการเดินทางเปล่า และ Cycle Time เป็นข้อมูลพื้นฐานที่ใช้ประเมินกำลังเคลื่อนย้ายของ Stacker Crane
ขั้นตอนที่ 2 เก็บข้อมูล Inbound และ Outbound แยกตามช่วงเวลา
อย่าใช้เพียงยอดรวมรายวัน เพราะยอดรวมอาจซ่อนช่วงเวลาที่งานเข้ามาพร้อมกันจำนวนมาก
ควรเก็บข้อมูลอย่างน้อยเป็นรายชั่วโมง โดยแยกเป็น
| ข้อมูลที่ต้องเก็บ | ตัวอย่าง |
|---|---|
| สินค้ารับเข้าสูงสุดต่อชั่วโมง | 120 พาเลท/ชั่วโมง |
| สินค้าจ่ายออกสูงสุดต่อชั่วโมง | 180 พาเลท/ชั่วโมง |
| งานย้ายตำแหน่งภายใน | 20 พาเลท/ชั่วโมง |
| ระยะเวลาที่ช่วงพีกเกิดต่อเนื่อง | 2 ชั่วโมง |
| จำนวนวันพีกต่อเดือน | 6 วัน |
| ชั่วโมงทำงานจริงต่อกะ | 7.5 ชั่วโมง |
| จำนวน SKU ที่ใช้งาน | 2,500 SKU |
| สัดส่วนงานเร่งด่วน | 15% |
ต้องนำ Inbound กับ Outbound มารวมกันหรือไม่
ขึ้นอยู่กับว่าอุปกรณ์ตัวเดียวกันต้องทำทั้งสองงานหรือไม่
หาก Crane ตัวเดียวต้องรับผิดชอบทั้งการจัดเก็บและการเบิกออกในช่วงเวลาเดียวกัน ปริมาณงานรวมเบื้องต้นคือ
Total Peak Movements = Peak Inbound + Peak Outbound + Internal Movements
ตัวอย่าง
- รับเข้า 120 พาเลท/ชั่วโมง
- จ่ายออก 180 พาเลท/ชั่วโมง
- ย้ายภายใน 20 พาเลท/ชั่วโมง
ปริมาณงานช่วงพีกเท่ากับ
120 + 180 + 20 = 320 พาเลท/ชั่วโมง
แต่หาก Inbound และ Outbound เกิดคนละช่วงเวลา หรือใช้อุปกรณ์คนละชุด ต้องแยกวิเคราะห์ตามรูปแบบการทำงานจริง
ขั้นตอนที่ 3 ใช้ Peak Throughput ไม่ใช่ Average Throughput
สมมติคลังมีงาน 2,400 พาเลทต่อวัน และทำงาน 8 ชั่วโมง
ค่าเฉลี่ยจะเท่ากับ
2,400 ÷ 8 = 300 พาเลท/ชั่วโมง
แต่ในความเป็นจริง อาจมีงาน 600 พาเลทเกิดขึ้นภายในหนึ่งชั่วโมงก่อนรถขนส่งออก หากออกแบบระบบที่ 300 พาเลทต่อชั่วโมง ระบบจะเริ่มมีคิวสะสมทันที
ควรประเมินอย่างน้อย 3 กรณี
| สถานการณ์ | ใช้ประเมินอะไร |
| Average Day | ต้นทุนและการใช้พลังงานทั่วไป |
| Peak Day | กำลังที่ต้องรองรับในวันที่งานมาก |
| Peak Hour หรือ Peak 15 Minutes | ความสามารถในการระบายคิว |
| Failure Scenario | ความสามารถเมื่อเครื่องบางส่วนหยุด |
| Future Scenario | ความต้องการในอีก 3–5 ปี |
สำหรับธุรกิจที่ปริมาณงานผันผวนมาก ควรดูข้อมูลช่วงละ 15 หรือ 30 นาทีเพิ่มเติม เพราะค่าเฉลี่ยรายชั่วโมงอาจยังซ่อนช่วงพีกระยะสั้นไว้
ขั้นตอนที่ 4 เพิ่มปริมาณการเติบโตในอนาคต
ระบบ AS/RS มักมีอายุใช้งานหลายปี หากใช้เฉพาะยอดปัจจุบัน ระบบอาจเต็มเร็วกว่าที่วางแผนไว้
สูตรเบื้องต้นคือ
Future Peak Throughput = Current Peak Throughput × Growth Factor
ตัวอย่าง ปัจจุบันมีงานสูงสุด 320 พาเลทต่อชั่วโมง และคาดว่าจะเติบโต 20%
320 × 1.20 = 384 พาเลทต่อชั่วโมง
อย่างไรก็ตาม ไม่ควรเพิ่มเปอร์เซ็นต์สำรองแบบเหมารวมโดยไม่มีข้อมูล เพราะอาจกลายเป็น Over Spec ควรอ้างอิงจาก
- แผนยอดขาย
- กำลังการผลิตในอนาคต
- จำนวนสาขาหรือลูกค้าที่จะเพิ่มขึ้น
- การเพิ่ม SKU
- แผนเปิดช่องทางออนไลน์
- แผนรวมคลังหลายแห่งเข้าด้วยกัน
- ประวัติการเติบโตย้อนหลัง
ขั้นตอนที่ 5 กำหนด Target Utilization
ไม่ควรออกแบบให้ Crane, Shuttle หรือ Lift ต้องทำงานเต็ม 100% ตลอดช่วงพีก เพราะเมื่อมีงานเร่งด่วน ความล่าช้า หรือเครื่องบางตัวหยุด คิวจะเพิ่มขึ้นทันที
สูตรที่ใช้ประเมินเบื้องต้นคือ
Design Throughput = Future Peak Throughput ÷ Target Utilization
ตัวอย่าง
- Future Peak Throughput = 384 พาเลท/ชั่วโมง
- Target Utilization ที่ใช้เป็นสมมติฐาน = 80%
ดังนั้น
384 ÷ 0.80 = 480 พาเลท/ชั่วโมง
หมายความว่า ควรเลือกชุดอุปกรณ์ที่มีกำลังรวมประมาณ 480 พาเลทต่อชั่วโมง เพื่อให้รองรับความต้องการ 384 พาเลทต่อชั่วโมงโดยไม่ต้องทำงานเต็มกำลังตลอดเวลา
ค่า 80% ในตัวอย่างเป็นเพียงสมมติฐานเพื่อแสดงวิธีคำนวณ ไม่ใช่มาตรฐานที่ใช้ได้กับทุกโครงการ ค่าที่เหมาะสมต้องพิจารณาระยะเวลาพีก ความสำคัญของงาน ความสามารถในการกู้ระบบ และระดับบริการที่ธุรกิจต้องการ
ขั้นตอนที่ 6 หากำลังใช้งานจริงต่อ Crane หรือ Shuttle
อย่านำความเร็วสูงสุดบนเอกสารผลิตภัณฑ์มาใช้เป็นกำลังจริงโดยตรง เพราะกำลังการทำงานขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น
- ความยาวของ Aisle
- ความสูงของชั้นวาง
- ระยะเร่งและระยะเบรก
- ตำแหน่งสินค้าที่ถูกเรียกใช้บ่อย
- Single Cycle หรือ Combined Cycle
- รูปแบบ Single-deep หรือ Double-deep
- ระยะเวลาหยิบและวางโหลด
- จำนวนจุดรับ–จ่าย
- การจัดคิวจาก WCS
- น้ำหนักและขนาดของโหลด
- เวลารอ Conveyor หรือ Lift
ตัวอย่างข้อมูลจากระบบจริงแสดงให้เห็นว่ากำลังของ Crane แตกต่างกันได้มากตาม Layout และรูปแบบการทำงาน บางระบบระบุประมาณ 50 Combined Cycles ต่อชั่วโมง ขณะที่ผู้ผลิตบางรายระบุ Unit-load AS/RS ได้สูงถึงประมาณ 60 Loads เข้า–ออกต่อชั่วโมงต่อชุด ดังนั้นจึงไม่ควรใช้ค่ากลางเดียวกับทุกโครงการ
สูตรจาก Cycle Time
หากทราบเวลาเฉลี่ยต่อรอบ สามารถคำนวณได้ดังนี้
Cycles per Hour = 3,600 ÷ Average Cycle Time in Seconds
จากนั้นคูณจำนวน Load Movements ที่เกิดขึ้นต่อรอบ
Load Movements per Hour = Cycles per Hour × Loads per Cycle
ตัวอย่าง Crane มี Average Combined Cycle Time 75 วินาที และเคลื่อนย้ายได้ 2 พาเลทต่อ Combined Cycle
- Cycles per Hour = 3,600 ÷ 75 = 48 รอบ
- Load Movements = 48 × 2 = 96 พาเลทต่อชั่วโมง
ตัวเลข 96 พาเลทต่อชั่วโมงนี้ยังต้องถูกตรวจสอบร่วมกับ Availability, การกระจายตำแหน่งสินค้า และกำลังของอุปกรณ์ต้นทาง–ปลายทาง
ขั้นตอนที่ 7 คำนวณจำนวน Crane เบื้องต้น
สูตรคือ
จำนวน Crane = Design Throughput ÷ Effective Throughput per Crane
จากนั้นปัดเศษขึ้นเป็นจำนวนเต็ม
ตัวอย่างคำนวณ
- Design Throughput = 480 พาเลท/ชั่วโมง
- Effective Throughput ต่อ Crane จากผลคำนวณหรือ Simulation = 96 พาเลท/ชั่วโมง
ดังนั้น
480 ÷ 96 = 5 Crane
ในกรณีที่ใช้ Crane ประจำแต่ละ Aisle จำนวน Crane จะสัมพันธ์กับจำนวน Aisle ด้วย โดยระบบทั่วไปมักเลือกหนึ่ง Crane ต่อหนึ่ง Aisle เพื่อให้แต่ละเครื่องทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ แต่บางโครงการอาจใช้ Transfer Bridge หรือระบบเปลี่ยน Aisle เพื่อลดจำนวนเครื่อง ซึ่งต้องแลกกับเวลาการเคลื่อนย้ายและความพร้อมใช้งานที่ลดลง
สิ่งที่ต้องตรวจสอบเพิ่มเติม
แม้สูตรจะได้ 5 Crane แต่ต้องถามต่อว่า
- Layout มี 5 Aisle หรือไม่
- สินค้ากระจายเท่ากันทุก Aisle หรือไม่
- มี Aisle ใดรับผิดชอบสินค้าหมุนเร็วมากเป็นพิเศษหรือไม่
- หาก Crane หนึ่งตัวหยุด สินค้าใน Aisle นั้นยังเข้าถึงได้หรือไม่
- Conveyor หน้า Aisle รองรับรวม 480 พาเลทต่อชั่วโมงหรือไม่
- จุดตรวจสอบพาเลททำงานทันหรือไม่
การกระจาย SKU ไม่สมดุลอาจทำให้ Crane บางตัวทำงานเต็มกำลัง ขณะที่อีกตัวแทบไม่มีงาน แม้กำลังรวมของระบบจะเพียงพอก็ตาม
ขั้นตอนที่ 8 คำนวณจำนวน Shuttle ตามสถาปัตยกรรมของระบบ
วิธีเลือกจำนวน Shuttle ต้องดูก่อนว่าเป็นระบบแบบใด
1. Single-level Shuttle
ระบบประเภทนี้อาจกำหนดให้แต่ละระดับมี Shuttle ประจำระดับ เช่น โครงสร้างของ SSI Cuby ประกอบด้วย Rack, Lift อย่างน้อยหนึ่งตัว และ Shuttle หนึ่งตัวต่อระดับจัดเก็บ
ดังนั้น จำนวน Shuttle อาจถูกกำหนดจากจำนวนระดับโดยตรง แต่กำลังรวมยังขึ้นอยู่กับจำนวนและความสามารถของ Lift
2. Multi-level Shuttle
Shuttle สามารถเปลี่ยนระดับผ่าน Lift หรือ Shuttle Hoist ได้ จำนวน Shuttle จึงอาจน้อยกว่าจำนวนระดับ แต่ต้องเผื่อเวลาที่ Shuttle ใช้รอเปลี่ยนชั้น
3. Roaming Shuttle
Shuttle สามารถเคลื่อนที่ไปยังหลาย Aisle หรือหลายพื้นที่ได้ จำนวนรถจะคำนวณจากจำนวนภารกิจ เวลาเดินทาง การชาร์จแบตเตอรี่ และระดับความพร้อมใช้งาน
สูตรเบื้องต้นสำหรับ Shuttle Fleet
จำนวน Shuttle = Required Horizontal Movements ÷ Usable Movements per Shuttle
โดย
Usable Movements per Shuttle = Maximum Movements × Target Utilization
ตัวอย่าง
- ต้องการ 1,000 Tote Movements ต่อชั่วโมง
- Shuttle หนึ่งตัวทำได้จาก Simulation 120 Movements ต่อชั่วโมง
- กำหนด Target Utilization 80%
กำลังใช้งานที่วางแผนต่อ Shuttle คือ
120 × 0.80 = 96 Movements ต่อชั่วโมง
จำนวน Shuttle เท่ากับ
1,000 ÷ 96 = 10.42
จึงต้องปัดขึ้นเป็น 11 Shuttle
แต่ยังสรุปไม่ได้ทันที เพราะต้องตรวจสอบ Lift ต่อ
ขั้นตอนที่ 9 ตรวจสอบกำลังของ Lift
สมมติระบบมี Lift 2 ตัว และ Lift แต่ละตัวรองรับได้ 450 Tote Movements ต่อชั่วโมง
กำลังรวมของ Lift คือ
2 × 450 = 900 Movements ต่อชั่วโมง
แต่ความต้องการของระบบคือ 1,000 Movements ต่อชั่วโมง
ในกรณีนี้ ต่อให้เพิ่ม Shuttle จาก 11 ตัวเป็น 12 หรือ 15 ตัว ระบบก็ยังทำได้สูงสุดประมาณ 900 Movements ต่อชั่วโมง เพราะ Lift เป็นคอขวด
ทางเลือกที่ควรพิจารณาคือ
- เพิ่มจำนวน Lift
- ใช้ Lift ที่รับโหลดได้สองชุดต่อรอบ
- แยก Inbound Lift และ Outbound Lift
- เปลี่ยนตำแหน่งจุดรับ–จ่าย
- ลดระยะทางหรือจำนวนครั้งที่ต้องเปลี่ยนระดับ
- กระจายงานไปยัง Zone อื่น
- ปรับ Slotting ให้สินค้าหมุนเร็วอยู่ใกล้จุดจ่าย
ระบบ Shuttle ประสิทธิภาพสูงมักแยกการเคลื่อนที่แนวนอนออกจากการยกแนวตั้งเพื่อเพิ่ม Throughput แต่ Lift ยังต้องมีกำลังสอดคล้องกับ Shuttle และสถานีปลายทาง
ตารางตรวจสอบคอขวดของระบบ
| อุปกรณ์ | วิธีประเมิน | อาการเมื่อเป็นคอขวด |
| Crane | Cycle Time และงานต่อ Aisle | งานรอหน้า Aisle ต่อเนื่อง |
| Shuttle | งานต่อชั่วโมงและเวลารอ | Shuttle Utilization สูงตลอดเวลา |
| Lift | รอบยกต่อชั่วโมง | Shuttle ต่อคิวหน้า Lift |
| Conveyor | ระยะห่างโหลดและความเร็วสายพาน | โหลดสะสมบน Conveyor |
| Transfer Car | จำนวนเที่ยวและระยะเดินทาง | พาเลทรอข้าม Aisle |
| Picking Station | Tote ต่อชั่วโมงต่อสถานี | Tote มาถึงแต่พนักงานทำไม่ทัน |
| Pallet Check | เวลาตรวจต่อพาเลท | พาเลทรอก่อนเข้าระบบ |
| WCS/WMS | ความเร็วประมวลผลและจัดคิว | เครื่องว่างแต่ไม่มีคำสั่งงาน |
| Interface กับ Production | จังหวะการปล่อยสินค้า | สินค้าเข้ามาเป็นก้อนใหญ่ |
| Shipping Area | จำนวน Dock และเวลาขึ้นรถ | จ่ายจาก AS/RS ได้แต่ขึ้นรถไม่ทัน |
หลักสำคัญคือ
กำลังของระบบรวมจะไม่สูงกว่ากำลังของอุปกรณ์ที่ช้าที่สุดในเส้นทางนั้น
Crane กับ Shuttle เลือกต่างกันอย่างไร
| ประเด็น | Stacker Crane | Shuttle System |
| รูปแบบการทำงาน | เคลื่อนที่แนวยาวและแนวสูงใน Aisle | กระจายงานให้รถหลายตัว |
| การเพิ่มกำลัง | เพิ่ม Crane หรือเพิ่ม Aisle | เพิ่ม Shuttle, Lift หรือ Zone |
| ความสัมพันธ์กับ Layout | มักผูกกับ Aisle | ขึ้นอยู่กับระดับและสถาปัตยกรรม |
| จุดเสี่ยงคอขวด | Crane, Conveyor หน้า Aisle | Lift, Shuttle Queue, Conveyor |
| ความยืดหยุ่นในการขยาย | ต้องเตรียม Aisle และโครงสร้าง | หลายระบบเพิ่มรถภายหลังได้ |
| ผลเมื่อเครื่องหยุด | อาจกระทบสินค้าทั้ง Aisle | รถตัวอื่นอาจรับงานแทนได้ |
| เหมาะกับงาน | พาเลทหรือกล่องที่ต้องการความสูงและความหนาแน่น | งาน Tote/Carton ที่ต้องการ Throughput สูง |
| วิธีคำนวณหลัก | Cycle Time ต่อ Crane | Mission Time ต่อ Shuttle และ Lift Capacity |
อย่าลืม Availability และการหยุดซ่อมบำรุง
กำลังที่เครื่องทำได้เมื่อทุกอย่างสมบูรณ์ ไม่เท่ากับกำลังที่พร้อมใช้งานจริงตลอดปี
ควรนำเหตุการณ์เหล่านี้มาพิจารณา
- Planned Maintenance
- การเปลี่ยนอะไหล่
- การชาร์จหรือเปลี่ยนแบตเตอรี่ Shuttle
- Sensor หรือ Barcode อ่านไม่ผ่าน
- พาเลทเสียรูป
- สินค้าเกินขนาดหรือน้ำหนัก
- Network หรือ Server ขัดข้อง
- Conveyor Jam
- การหยุดเพื่อทำความสะอาด
- การหยุดระบบในคลังควบคุมอุณหภูมิ
สูตรสำหรับประเมินกำลังใช้งานเบื้องต้นคือ
Effective Capacity = Theoretical Capacity × Availability × Operational Efficiency
ตัวอย่าง
- Theoretical Capacity = 120 Movements/ชั่วโมง
- Availability = 98%
- Operational Efficiency = 90%
120 × 0.98 × 0.90 = 105.84 Movements/ชั่วโมง
จึงควรใช้ประมาณ 105 Movements ต่อชั่วโมงในการประเมินเบื้องต้น แทนที่จะใช้ตัวเลขสูงสุด 120 โดยตรง
ทั้ง Availability และ Operational Efficiency ต้องใช้ข้อมูลจากผู้ผลิต ประสบการณ์ของระบบใกล้เคียง และเงื่อนไขการปฏิบัติงานจริง ไม่ควรกำหนดขึ้นเองโดยไม่มีที่มา
ต้องเผื่อเครื่องสำรองแบบ N+1 หรือไม่
N+1 หมายถึง จำนวนอุปกรณ์ที่จำเป็นต่อการทำงานปกติจำนวน N ตัว และมีเพิ่มอีก 1 ตัวสำหรับรองรับเหตุขัดข้อง
ไม่ได้หมายความว่าทุกโครงการต้องซื้อเครื่องเพิ่มหนึ่งตัวเสมอไป แต่ควรพิจารณาจากผลกระทบเมื่อเครื่องหยุด
ควรพิจารณา N+1 เมื่อ
- คลังต้องทำงานต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง
- การหยุดระบบกระทบสายการผลิต
- สินค้าเป็นอาหาร ยา หรือสินค้าควบคุมอุณหภูมิ
- ไม่มีพื้นที่ Buffer ภายนอก AS/RS
- ระยะเวลาซ่อมหรือจัดหาอะไหล่นาน
- มี Service Level Agreement ที่เข้มงวด
- รถขนส่งต้องออกตามเวลาที่กำหนด
อาจไม่จำเป็นต้องใช้ N+1 เต็มรูปแบบเมื่อ
- สามารถเลื่อนงานบางส่วนไปช่วงอื่นได้
- มี Manual Bypass
- มี Buffer เพียงพอ
- Shuttle ตัวอื่นสามารถรับงานแทนกันได้
- ระบบแบ่งเป็นหลาย Zone ที่แยกจากกัน
- มีทีมบริการและอะไหล่พร้อมในพื้นที่
วิธีดูว่าระบบเริ่ม Under Spec
| ตัวชี้วัด | สัญญาณเตือน |
| Utilization | อยู่ใกล้กำลังสูงสุดต่อเนื่อง |
| Queue Length | จำนวนงานรอเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ |
| Order Lead Time | ใช้เวลาจ่ายสินค้านานขึ้น |
| Recovery Time | ระบายงานหลังช่วงพีกไม่ทัน |
| Lift Waiting Time | Shuttle รอหน้า Lift นาน |
| Machine Idle Time | เครื่องบางตัวว่าง แต่อีกตัวเต็มกำลัง |
| Missed Dispatch | รถออกช้าหรือส่งสินค้าไม่ครบ |
| Manual Intervention | ต้องนำรถยกหรือพนักงานมาช่วยบ่อยขึ้น |
จุดสำคัญคือดูว่า คิวลดลงหลังจบช่วงพีกหรือไม่
หากพีกสิ้นสุดแล้วคิวยังเพิ่มต่อ หรือไม่สามารถระบายคิวก่อนรอบพีกถัดไป แสดงว่ากำลังของระบบอาจไม่เพียงพอ
วิธีดูว่าระบบอาจ Over Spec
- Crane และ Shuttle มีเวลาว่างสูงตลอดทั้งวัน
- จำนวนเครื่องมาก แต่ถูกใช้งานพร้อมกันเพียงบางส่วน
- Lift และ Picking Station มีปริมาณงานต่ำกว่าที่ออกแบบมาก
- ปริมาณธุรกิจจริงต่ำกว่าสมมติฐานเป็นเวลาหลายปี
- มีการสำรองกำลังซ้ำหลายชั้นโดยไม่มีเหตุผล
- ใช้ Peak Factor, Growth Factor และ Safety Factor ซ้อนกันมากเกินไป
- ซื้อ Shuttle เต็มจำนวนตั้งแต่วันแรก ทั้งที่ระบบเพิ่มรถภายหลังได้
- ค่า Maintenance ต่อ Movement สูงกว่าที่คาดไว้
แนวทางลด Over Spec คือออกแบบระบบแบบ Modular เช่น เตรียม Rail, Power, Control และพื้นที่ Lift ไว้ก่อน แล้วเพิ่ม Shuttle หรือสถานีทำงานเมื่อปริมาณงานเติบโตถึงระดับที่กำหนด
ตัวอย่างคำนวณแบบครบกระบวนการ
บริษัทแห่งหนึ่งต้องการติดตั้ง AS/RS สำหรับพาเลท โดยมีข้อมูลดังนี้
| รายการ | ปริมาณ |
| Peak Inbound | 130 พาเลท/ชั่วโมง |
| Peak Outbound | 190 พาเลท/ชั่วโมง |
| Internal Movement | 20 พาเลท/ชั่วโมง |
| การเติบโตที่คาดการณ์ | 15% |
| Target Utilization | 80% |
| Effective Capacity ต่อ Crane | 100 พาเลท/ชั่วโมง |
1. คำนวณ Peak Throughput
130 + 190 + 20 = 340 พาเลท/ชั่วโมง
2. เพิ่มการเติบโต 15%
340 × 1.15 = 391 พาเลท/ชั่วโมง
3. ปรับด้วย Target Utilization 80%
391 ÷ 0.80 = 488.75 พาเลท/ชั่วโมง
ปัดเป็นเป้าหมายประมาณ 489 พาเลท/ชั่วโมง
4. คำนวณจำนวน Crane
489 ÷ 100 = 4.89
จึงต้องใช้เบื้องต้น 5 Crane
5. ตรวจสอบเงื่อนไขก่อนสรุป
- มี 5 Aisle ที่สามารถติดตั้ง Crane ได้หรือไม่
- Conveyor รองรับอย่างน้อย 489 พาเลท/ชั่วโมงหรือไม่
- Pallet Check และ I/O Station ทำงานทันหรือไม่
- SKU กระจายงานเท่ากันทั้ง 5 Aisle หรือไม่
- เมื่อ Crane หยุดหนึ่งตัว ระบบยังรักษา Service Level ได้หรือไม่
- งานพีก 391 พาเลท/ชั่วโมงเกิดต่อเนื่องกี่ชั่วโมง
- มี Buffer รองรับงานระหว่างหยุดซ่อมหรือไม่
หาก Conveyor รองรับได้เพียง 400 พาเลท/ชั่วโมง การติดตั้ง Crane 5 ตัวจะยังไม่ทำให้ระบบได้ 489 พาเลท/ชั่วโมง ต้องแก้ Conveyor หรือปรับ Layout ก่อน
ข้อมูลที่ควรส่งให้ System Integrator
เพื่อให้ผู้ให้บริการคำนวณจำนวน Crane หรือ Shuttle ได้ใกล้เคียงความจริง ควรเตรียมข้อมูลต่อไปนี้
- Transaction ย้อนหลังอย่างน้อย 6–12 เดือน
- จำนวน Inbound และ Outbound รายชั่วโมง
- ข้อมูล Peak Day และ Peak Season
- รายการ SKU และอัตราการหมุนเวียน
- ขนาดและน้ำหนักของพาเลท กล่อง หรือ Tote
- จำนวน Batch และ Lot ที่ต้องแยก
- หลักการ FIFO, FEFO หรือ LIFO
- แผนการเติบโตในอีก 3–5 ปี
- เวลาที่ต้องการตั้งแต่รับคำสั่งจนสินค้าพร้อมจ่าย
- ชั่วโมงทำงานและจำนวนกะ
- เวลาที่รถขนส่งเข้ารับสินค้า
- เงื่อนไขเมื่ออุปกรณ์บางส่วนหยุด
- พื้นที่สำหรับ Buffer
- ข้อจำกัดด้านอาคาร ความสูง และเสาโครงสร้าง
- ระบบ WMS, WCS หรือ ERP ที่ต้องเชื่อมต่อ
คำถามที่ควรถามผู้เสนอระบบก่อนตัดสินใจ
- ตัวเลข Throughput เป็นค่าสูงสุดหรือค่าที่ทำได้ต่อเนื่อง
- นับเป็น Cycle, Transaction หรือ Load Movement
- ใช้ Single Cycle และ Combined Cycle ในสัดส่วนเท่าไร
- สมมติให้สินค้าอยู่ตำแหน่งใดในชั้นวาง
- รวมเวลารอ Conveyor และ Lift แล้วหรือยัง
- ใช้ Availability เท่าไรในการคำนวณ
- เมื่อ Crane หรือ Lift หยุดหนึ่งตัว Throughput เหลือเท่าไร
- ระบบสามารถระบายคิวหลัง Peak ได้ภายในกี่นาที
- เพิ่ม Shuttle ภายหลังได้หรือไม่
- ต้องหยุดระบบหรือไม่เมื่อเพิ่ม Shuttle
- มีการทำ Dynamic Simulation หรือใช้เพียง Spreadsheet
- มีผล Simulation สำหรับ Average, Peak และ Failure Scenario หรือไม่
- หากปริมาณงานจริงไม่ถึงตามที่ออกแบบ สามารถลดจำนวนอุปกรณ์เริ่มต้นได้หรือไม่
Spreadsheet เพียงพอหรือจำเป็นต้องทำ Simulation
Spreadsheet เหมาะสำหรับการคำนวณจำนวนเบื้องต้นและเปรียบเทียบทางเลือก แต่ระบบที่มีอุปกรณ์หลายส่วนทำงานร่วมกันควรทำ Dynamic Simulation ก่อนตัดสินใจ
Simulation ช่วยมองเห็นสิ่งที่สูตรเฉลี่ยอาจไม่แสดง เช่น
- งานเข้ามาเป็นกลุ่มในช่วงเวลาสั้นๆ
- Shuttle ต่อคิวหน้า Lift
- Crane แต่ละ Aisle มีปริมาณงานไม่เท่ากัน
- Conveyor Blocked หรือ Starved
- การหยุดเครื่องหนึ่งตัวกระทบระบบส่วนใดบ้าง
- ระยะเวลาที่ใช้ระบาย Backlog
- จำนวน Buffer ที่ต้องมี
- จำนวนสถานี Picking ที่เหมาะสม
ผู้ผลิตระบบมักมีตัวเลขความเร็วสูงสุดของอุปกรณ์ แต่การทำ Simulation จะช่วยแปลงตัวเลขเหล่านั้นให้เป็น Throughput ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นภายใต้ Layout และข้อมูลคำสั่งซื้อของโครงการจริง
สรุปหลักคิดเลือกจำนวน Crane/Shuttle
การเลือกจำนวน Crane หรือ Shuttle ให้พอดีควรทำตามลำดับดังนี้
- กำหนดหน่วย Movement และ Cycle ให้ตรงกัน
- เก็บข้อมูล Inbound และ Outbound รายช่วงเวลา
- ใช้ Peak Throughput แทนค่าเฉลี่ยรายวัน
- เพิ่มการเติบโตจากแผนธุรกิจที่มีข้อมูลรองรับ
- กำหนด Target Utilization ที่เหมาะกับระดับบริการ
- หาความสามารถใช้งานจริงต่อ Crane หรือ Shuttle
- ปัดจำนวนเครื่องขึ้นและตรวจสอบ Layout
- ตรวจสอบ Lift, Conveyor, Picking Station และ Buffer
- ทดสอบสถานการณ์เครื่องหยุดและช่วง Peak
- ยืนยันผลด้วย Dynamic Simulation ก่อนสั่งระบบ
จำนวนอุปกรณ์ที่เหมาะสมไม่ได้หมายถึงระบบที่มีเครื่องมากที่สุด แต่หมายถึงระบบที่รองรับปริมาณงานจริงได้ รักษาระดับบริการเมื่อมีความผันผวน และสามารถขยายได้โดยไม่ต้องลงทุนเกินความจำเป็นตั้งแต่วันแรก
FAQ: คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการเลือกจำนวน Crane และ Shuttle
1. จำนวนตำแหน่งจัดเก็บใช้คำนวณจำนวน Crane ได้เลยหรือไม่
ไม่ได้โดยตรง จำนวนตำแหน่งจัดเก็บใช้กำหนดความจุและ Layout ส่วนจำนวน Crane ต้องพิจารณา Peak Throughput, Cycle Time, จำนวน Aisle และเวลาที่ต้องใช้ในการรับ–จ่ายสินค้าร่วมกัน
2. Stacker Crane หนึ่งตัวรองรับได้กี่พาเลทต่อชั่วโมง
ไม่มีค่าตายตัว เพราะขึ้นอยู่กับความยาวและความสูงของ Aisle, ความเร็วและความเร่งของเครื่อง, Single หรือ Combined Cycle, จุดรับ–จ่าย และตำแหน่งสินค้า ควรใช้ Cycle Time จาก Layout จริงหรือผล Simulation ของผู้ผลิต
3. หนึ่ง Aisle ต้องมี Crane หนึ่งตัวเสมอหรือไม่
ไม่เสมอไป แต่การใช้หนึ่ง Crane ต่อหนึ่ง Aisle มักให้ Throughput และความพร้อมใช้งานที่ดีกว่า ระบบบางประเภทสามารถย้าย Crane ระหว่าง Aisle ได้ แต่ต้องนำเวลาเปลี่ยน Aisle และผลกระทบเมื่อเครื่องหยุดมาคำนวณด้วย
4. Shuttle ยิ่งมาก ระบบยิ่งเร็วจริงหรือไม่
ไม่เสมอไป หาก Lift, Conveyor หรือสถานี Picking เป็นคอขวด การเพิ่ม Shuttle จะทำให้รถรอคิวมากขึ้นโดย Throughput รวมไม่เพิ่ม จึงต้องตรวจสอบกำลังของอุปกรณ์ทั้งเส้นทาง
5. ควรใช้ยอดเฉลี่ยหรือยอดช่วงพีกในการออกแบบ
ควรใช้ยอดช่วงพีกที่ระบบต้องรองรับจริง พร้อมตรวจสอบระยะเวลาที่พีกเกิดต่อเนื่อง ค่าเฉลี่ยเหมาะสำหรับประเมินต้นทุนการเดินระบบ แต่ไม่เพียงพอสำหรับกำหนด Throughput สูงสุด
6. ต้องเผื่อการเติบโตกี่เปอร์เซ็นต์
ไม่มีเปอร์เซ็นต์ที่เหมาะกับทุกธุรกิจ ควรใช้แผนยอดขาย กำลังการผลิต จำนวน SKU และแผนขยายช่องทางในอีก 3–5 ปี การเพิ่ม Safety Factor โดยไม่มีข้อมูลอาจทำให้ระบบ Over Spec
7. Target Utilization ควรเป็นเท่าไร
ควรกำหนดตามระยะเวลาของช่วงพีก ความสำคัญของการส่งมอบ ระดับ Availability และความสามารถในการระบายคิว ไม่ควรออกแบบให้เครื่องทำงานเต็ม 100% ต่อเนื่อง เพราะจะไม่มีพื้นที่รองรับความผันผวนหรือเหตุขัดข้อง
8. ทำไมคำนวณจำนวน Shuttle แล้วต้องตรวจสอบ Lift อีกครั้ง
เพราะ Shuttle รับผิดชอบการเคลื่อนที่แนวนอนเป็นหลัก ขณะที่ Lift รับผิดชอบการเปลี่ยนระดับ หาก Lift รองรับงานได้น้อยกว่าจำนวนงานที่ Shuttle ส่งมา Lift จะกลายเป็นคอขวดของระบบ
9. จำเป็นต้องทำ Dynamic Simulation หรือไม่
โครงการขนาดเล็กและเส้นทางไม่ซับซ้อนอาจเริ่มจาก Spreadsheet ได้ แต่ระบบที่มีหลาย Crane, Shuttle, Lift, Conveyor หรือ Picking Station ควรทำ Dynamic Simulation เพื่อดูการต่อคิว คอขวด และผลกระทบเมื่ออุปกรณ์หยุด
10. จะป้องกัน Over Spec ตั้งแต่ต้นได้อย่างไร
ควรแบ่งการลงทุนเป็น Phase เลือกระบบที่เพิ่ม Shuttle หรือสถานีทำงานภายหลังได้ เตรียมโครงสร้างและระบบควบคุมสำหรับการขยาย และกำหนดเกณฑ์ชัดเจนว่าจะเพิ่มอุปกรณ์เมื่อ Throughput หรือ Utilization ถึงระดับใด
#คลังสินค้าอัตโนมัติ #ASRS #StackerCrane #ShuttleSystem #WarehouseAutomation #ระบบจัดเก็บสินค้าอัตโนมัติ #ออกแบบคลังสินค้า #Throughput #Intralogistics #WarehouseDesign #ระบบShuttle #ระบบCrane #SmartWarehouse
💬 ปรึกษาระบบชั้นวางพาเลททาง LINE
👉 https://page.line.me/002dihds
💬 Facebook Fanpage
👉 https://www.facebook.com/hachiko.safety/
🏗️ บริการออกแบบ–ติดตั้งระบบคลังสินค้าอัตโนมัติ
👉 https://hachikosafety.com/pages/ระบบคลังสินค้าอัตโนมัติ
🏗️ บริการออกแบบ–ติดตั้งระบบชั้นวางสินค้าอุตสาหกรรม
👉 https://hachikosafety.com/pages/installation-rack
📦 ดูสินค้า: ชั้นเหล็กวางของ / ชั้นวางพาเลท / ชั้นวางของเหล็ก / ชั้นวางอุตสาหกรรม
👉 https://hachikosafety.com/pages/ชั้นวางของอุตสาหกรรม-ชั้นวางของเหล็ก
🛒 ดูสินค้าชั้นวางทั้งหมด
👉 https://hachikosafety.com/collections/ชั้นวางสินค้า
