justificacion almacenes automaticos

Elementos para la justificación de sistemas

automáticos para almacenesGuatemala. Enero 2011

.- Contenido:

I. Introducción

II. Cambios en entorno empresarial

III. Cambios Tecnológicos

IV. Diferencias importantes entre los sistemas automáticos y los tradicionales

V. Factores relevantes al comparar los sistemas automáticos y los tradicionales.

VI. Casos prácticos

i. Empresa de cosméticos de venta directaii. Cava operador Logístico

VII. Conclusiones

Introducción

La siguiente presentación busca explicar de una forma sencilla, cuales son los diversos enfoques que en nuestra experiencia, ayudan a explorar la posibilidad de la automatización de almacenes.

Como la mayor parte de los proyectos de empresariales, el elemento técnico es solo una de las facetas que intervienen en la decisión de las empresas en encausar sus recursos en la automatización de sus actividades. Evidentemente el elemento financiero es básico, perotambién otro elementos como: la percepción de la empresa, el establecimiento de barreras deentrada a otros participantes en el entorno, entre otros.

Un paradigma muy extendido en América-latina es el creer que el uso de tecnologías de puntano se corresponde con los diferentes niveles de desarrollo de los países. Uno de los elementos que la globalización más estresa es la capacidad de las empresas locales y la tecnología de puntaes que la única manera de estar a la par con los nuevos actores. La herramienta para competir es precisamente ir, hasta más adelante que los propios países desarrollados.

Cambios en entorno empresarial

• Aparición de empresas tercerización en Logística (3PL)• La tendencia en los diferentes es manejar cada vez mas referencias

(SKU) y menores cantidades de paleta/referencia• Mayor cantidad de referencias por pedido• Regulaciones laborales y de ergonomía cada vez mas exigentes

(Salarios, horas de trabajo, etc.) • Regulaciones de seguridad laboral • Legislación laboral con consecuencias penales (en muchos países)• La globalización ha incrementado el flujo de mercaderías entre los

países, aumentando las necesidades de almacenamiento.• La tecnificación de muchos procesos de manejo de materiales

(WMS, Códigos de barra, RFID) requiere de personal cada vez mas preparado y costoso.

• Cambios cada vez más rápidos y mayores de las preferencias de los clientes

Cambios en entorno empresarial• Mayor rotación de los inventarios

.- Financieramente es mejor moverlo que almacenarlo

• Minimización de los costos (los márgenes actualmente están en la

operación logística)• Penetración cada vez mayor del comercio electrónico “e-

comerce”(el consumidor final, no solo quiere comprar más y más rápido, sino pretende que lo que compra le llegue igual de rápido)

• Espacios de anaquel/tienda cada vez más reducidos y costosos, haciendo que las entregas sean cada vez más frecuentes, variadas y pequeñas.

Cambios Tecnológicos

• Mejoramiento exponencial de las tecnologías de manejo de información (software/hardware y protocolos de comunicación) y de control de movimientos (control de servomecanismos, plc’s)

• Estandarización de las tecnologías de identificación (RFID, Códigos de Barras)

• Nuevos enfoques y técnicas de logística y distribución (Cross Docking, Flow Through, consolidación de transportes)

• Uso extensivo de sistemas expertos para el manejo de Inventarios (WMS) y de planificación de rutas (Routing)

Aspectos comparativos importantes entre los sistemas automáticos y los tradicionales

Menos personal Se reduce el personal laborando en

condiciones inseguras y peligrosas Mejor aprovechamiento de las áreas Maquinas más eficientes y rápidas Operación total en Corriente AC Mayor eficiencia energética Minimización de los errores humanos

en la gestión del almacén Maquinaria más confiable (no

depende de operadores) Mayor riesgo de paros no

planificados (menos máquinas) Mayor dependencia de una buena

gestión de mantenimiento preventivo

Alturas de hasta 33 m de altura libre Filosofía carga a hombre

Más personal Personal Menos Cualificado Mayor flexibilidad respecto al uso

de las áreas Uso de carretillas con baterías DC Mayores exigencias de seguridad Menor riesgo de paros no

planificados (mas máquinas y/o personal)

Menor dependencia de una buena gestión de mantenimiento preventivo

No pueden superar los 15 m de altura libre

Filosofía hombre a carga

Automático Tradicional

Aspectos comparativos importantes entre los sistemas automáticos y los tradicionales

Sistemas eléctrico/electrónico industrial estándar (no diferente a otras maquinas industriales)

La capacitación del personal de mantenimiento es similar al de una planta industrial normal

Velocidades de translación Vx<180 m/min, y de elevación Vy<60 m/min mayores

Se puede llegar a 40 ciclos combinados por translo

El tiempo efectivo por turno llega a ser del 100% (un turno de 8 h es en realidad de 8h)

Sistemas eléctricos especializados

El mantenimiento preventivo depende más del proveedor de los equipos y/o de un personal con capacitación especial

Velocidades de translación Vx<160 m/min y de elevación Vy<22 m/min

Se puede llegar a máximo 15 ciclos

El tiempo efectivo por turno depende esencialmente del personal (en un turno de 8 h se trabajan 6 h aprox)

Automático Tradicional

Factores relevantes al comparar los sistemas automáticos y los tradicionales.

Para la evaluación de cualquier proyecto de almacenamiento, lo más aconsejable es realizar un enfoque que involucre todas las variables. Muchos consultores asumen algunas variables cuando van a considerar la posibilidad de automatización, o simplemente por obvian algunas.

• Dimensiones de la losa de piso: Los sistemas automáticos/robotizados permiten un control de posición y operación mucho mas preciso que con un operador humano. Esto permite aprovechar mucho mejor las áreas disponible para el almacenamiento. La losa es un porcentaje importante de la inversión en nuevos almacenes. Esto se hace particularmente crítico cuando se refiere a almacenes refrigerados. También permite el mejor aprovechamiento de áreas ya construidas


• Características de la losa de piso:Los equipos rodantes tradicionales de manejo de materiales (montacargas) requieren calidades de piso (en muchos casos, casi imposibles de lograr) pueden ser compensados en parte por equipos robóticos.

• Superficie de cerramiento:Del mismo modo que con la losa, el hecho de tener mejor aprovechamiento del espacio, implica también que el cerramiento de los volúmenes (techo y paredes) serán menores que en un sistema tradicional. También este aspecto es importante cuando el sistema es refrigerado.


• Control de inventarios:Los sistemas actuales y futuros de identificación (códigos de barra, RFID, etc.) hacen imposible que un almacén que carezca de WMS y RF pueda llevar una gestión eficiente de los inventarios. Un sistema automático/robótico puede llevar el control de cada pieza de inventario, además que permite sistema de almacenamiento de alta compactación como: Doble profundidad a grandes alturas, carro satélite.

Un sistema robotico puede revisar las dimensiones de la paleta, su peso y su identificación. Revisar si estas se corresponden y elegir en que localización del almacénes conveniente almacenarlo.

• Seguridad de los inventarios:Mientras menos acceso tenga el personal a las mercaderías almacenadas, menor posibilidad de que se tengan mermas en los inventarios. Los sistemas automáticos pueden ser programados paraque se necesiten ciertas prerrogativas de seguridad para que una paleta/caja salga del almacén. Quien tiene acceso al material almacenado es el sistema, no el personal.

TEMPERATURA AMBIENTE

-30º

SALIDASRECHAZOS

0º

ENTRADAS 0º



Al contrario de sistemas tradicionales con carretilla como: Drive-In, Push backs o dinámicas los sistemas de alta compactación robóticos no necesitan que cada calle o colmena sea de la misma referencia/lote. En una colmena cada paleta puede ser diferente, no limitando el porcentaje de utilización de la instalación; aunque si la velocidad del sistema

• Seguridad del personal:En muchos países las legislaciones laborales se han extremado respecto a los accidentes laborales, las consecuencias llegan a ser penales para casos de negligencia empresarial. Los sistemas robóticos pueden separar las facilidades de almacén de los operarios, minimizando la posibilidad de accidentes.


El concepto utilizado en los sistemas

robóticos es de carga a hombre: en lugar que los operarios se internen

al Almacén, son los translos los que

llevan la carga hasta fuera del almacén.Esto conlleva a que la operación seamás eficiente, y a la vez más segurapara el personal. Esto es

especialmenteimportante en almacenes

refrigerados.

• Tipo y cantidad de personal:los sistemas robóticos utilizan menos personal que los tradicionales, pero con un nivel de preparación superior.


• Sensibilidad a paros no programados:El hecho de tener menos dependencia del personal, también implica que requiere de un programa de mantenimiento preventivo mucho más estricto que con un sistema tradicional. Los avances en las tecnologías de control y comunicaciones han aumentado altamente la confiabilidad de los sistemas robóticos, pero como todo sistema que dependa de maquinas, el mantenimiento es fundamental.

Casos prácticos: (Empresa de cosméticos de venta directa)

El siguiente ejemplo se refiere a una empresa de cosméticos de venta directaen expansión, que adquiere un terreno de 16800 m2 para expandir sus facilidadesde almacenaje. Se analizaron diversas alternativas para determinar que tipode sistema cumplía con las expectativas de la empresa:

Doble profundidad con carretilla de pasillo estrecho Profundidad sencilla con trilaterales con autoportante a 15 m Transelevadores a doble profundidad con autoportante a 26.8 m

Se muestran las dos propuestas extremas (1 y 3)

Nota: En estas propuestas no se incluyo el precio del terreno

Tipo: Doble Profundidad Capacidad: 14400 pal

1*1.2*1.8 1000 Kg/pal 5 niveles Flujo de paletas= 50 pal/hr Nave es estructura

convencional (16.8 m c/c cumbrera 14.7 m )

8775 m2 de área

Tipo: Autoportante/2 traslo giro en curva

Capacidad: 14784 pal 1*1.2*1.8

1000 Kg/pal 11 niveles Flujo de paletas= 50 pal/hr Cumbrera a 26.8 m 3634 m2 de área


Representa el 41% del área

y el 72 % de la superficie de cerramientos

Para el mismo volumen/peso a almacenar,

automatizar permite aprovechar mejor las áreas

Casos prácticos

AutomáticoTradicional

La diferencia en este caso es de un 10% mayor en el total , pero con un área 59% menor

Mat. de almacenamiento paletas precio/paleta total(USD)Racks DP 14400 30 432.000fletes 14400 5 66.960nacionalizacion 14400 8 112.266Instalacion 14400 6 91.684

702.910 18%Obras civiles m^2 precio/m^2 total(USD)Losa de concreto 8775 56 491.400inst. Sanitarias 8775 12 105.300Inst electricas 8775 14 122.850Inst. Incendio 8775 5 43.875Inst. Mecanicas 8775 14 122.850Estructuras 8775 126 1.105.650Albañileria 8775 36 315.900Cerramiento 14372 28 402.014

2.709.839 71%Manejo de materiales Cant. Precio/unidadWMS+RF 1 220.000 220.000Montacargas DP 4 45.000 180.000

400.000 10%total general 3.812.749

Mat. de almacenamiento paletas precio/paleta total(USD)autoportante 14784 100 1.478.400fletes 14784 16 229.152nacionalizacion 14784 26 384.199Instalacion 14784 28 418.350

2.510.101 60%Obras civiles m^2 precio/m^2Losa de concreto 3634 56 203.504inst. Sanitarias 3634 12 43.608Inst electricas 3634 14 50.876Inst. Incendio 3634 5 18.170inst. Mecanicas 3634 14 50.876Albañileria 3634 36 130.824Cerramiento 10454 28 292.420

790.278 19%Manejo de materiales Cant. Precio/unidadtraslo 2 336.218 672.436comunes 1 69.645 69.645montaje y pem 2 80.206 160.412

902.493 21%total general 4.202.872


Casos prácticos: (Empresa tercerizador logístico de restaurantes por franquicia )

Esta empresa posee un terreno de 1300 m2 al lado de sus facilidades actualesEn el cual desea poner en funcionamiento una cava para productos congelados(-25C), las alternativas que se estudiaron fueron:

Profundidad sencilla con trilaterales con autoportante a 19 m Transelevadores a doble profundidad con autoportante a 25.5 m

Nota: En estas propuestas no se incluyo el precio del terreno ni de las maquinarias para la refrigeraciòn

Tipo: Autoportante/trilaterales Capacidad: 4488 pal 1*1.2*1.8 1000 Kg/pal 11 niveles Flujo de paletas= 60 pal/hr Cumbrera 19.2 m 1286 m2 de área

Tipo: Autoportante/2 traslo Capacidad: 3840 pal 1*1.2*1.2

1000 Kg/pal 15 niveles Flujo de paletas= 60 pal/hr Cumbrera a 25.5 m 751 m2 de área


AutomáticoTradicional

La alternativa tradicional en un 1% más cara La alternativa tradicional ocupa casi los 1300 m2 La alternativa automática permitiría una ampliación futura de 3840 paletas La alternativa tradicional necesita 24721 m3/la automática 18016 m3 (27% menos) La reducción en el costo de la maquinaria de refrigeración puede ser estimada en

unos 400000 USD para este caso

costos paletas precio/paleta total(USD)autoportante 3840 190 729600

729600 36%Obras civiles m^2 precio/m^2 totalesLosa de concreto 751 120 90120inst. Sanitarias 751 12 9012Inst electricas 751 14 10514Inst. Incendio 751 5 3755inst. Mecanicas 751 14 10514Albañileria 751 36 27036Cerramiento 1597 84 134148

285099 14%Manejo de materialesTransload 2 304964 609928Transportadores 1 101064 101064Comunes 1 69945 69945Mont y pem 1 213439 213439

994376 49%total general 2009075

costos paletas precio/paleta total(USD)autoportante 4488 160 718080

718080 35%Obras civiles m^2 precio/m^2 totalesLosa de concreto 1286 120 154320inst. Sanitarias 1286 12 15432Inst electricas 1286 14 18004Inst. Incendio 1286 5 6430inst. Mecanicas 1286 14 18004Albañileria 1286 36 46296Cerramiento 4151 84 348684

607170 30%Manejo de materialesTrilateral 4 120000 480000WMS+RF 1 220000 220000

700000 35%total general 2025250


La alternativa automática trabaja totalmente a oscuras haciéndola más eficienteenergéticamente

El transporte hacia afuera de la cava se hace utilizando periferias motorizadas; con lotodo el personal se encuentra trabajando fuera de la cava

Al ser una cava mas pequeña, también su consumo energético será en ese porcentajemenor


Conclusiones

Para analizar las inversiones relacionadas con las diferentes opciones se deben incluir todos los elementos relevantes (no solo comparar los equipos de manejo de materiales)Las soluciones robotizadas tienden a ser mas eficientes en cuanto a el aprovechamiento del espacio y de la energíaEn el caso de ampliaciones de almacén, las soluciones robotizadas pueden dar alternativas que permiten expansiones a futuroMinimizan la posibilidad de accidentes al dar la posibilidad de separar a los operadores de las maquinas de manejo de materialesEs difícil dar apreciaciones en cuanto a los ahorros derivados por la reducción de personal, ya que se requeriría de personal más especializado y de un mantenimiento más intensivo (tendría que analizarse en cada caso)

ConclusionesEl depender de menor cantidad de máquinas y de máquinas más complejas, también aumenta la posibilidad de paros no programados. Si al sistema se le realizan los mantenimientos preventivos a tiempo y se tiene un reserva de repuestos para cubrir eventualidades, esta posibilidad disminuye.Otra aplicación de la robotización es la mejora de instalaciones tradicionales (naves o galpones) en las cuales esta alternativa permite mejores eficiencias en el aprovechamiento del espacio y en las operaciones.Aumenta la seguridad de la carga al separar la carga de los operarios. Un operario no puede tener acceso la carga a menos que utilice el sistema de gestión.Los sistemas robóticos permiten realizar trabajos fuera de los horarios de carga en los cuales se pueden realizar operaciones como: preparación de olas de predespacho, rotación de las referencias mas viejas y la colocación en sitios mas cercanos a las entradas/salidas de las referencias con mayor demanda. Esta practica puede aumentar en cerca del 20% en la velocidad de flujo del almacén.

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