Un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación ( ASRS o AS/RS ) consta de una variedad de sistemas controlados por computadora para colocar y recuperar cargas automáticamente desde ubicaciones de almacenamiento definidas. [1] Los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (AS/RS) se utilizan normalmente en aplicaciones donde:
Un AS/RS se puede utilizar con cargas estándar así como con cargas no estándar, [2] lo que significa que cada carga estándar puede caber en un volumen de tamaño uniforme; por ejemplo, los botes de película en la imagen del Centro de Información Visual de Defensa se almacenan como parte del contenido de las cajas de metal de tamaño uniforme, que se muestran en la imagen. Las cargas estándar simplifican el manejo de una solicitud de un artículo. Además, las auditorías de la exactitud del inventario de contenidos pueden limitarse al contenido de una caja metálica individual, en lugar de someterse a una búsqueda de arriba a abajo de toda la instalación para encontrar un solo artículo.
También se pueden utilizar en lugares de almacenamiento . [3]
Los sistemas AS/RS están diseñados para el almacenamiento y la recuperación automatizados de piezas y artículos en la fabricación, distribución, venta minorista, mayorista e instituciones. [4] Se originaron por primera vez en la década de 1960, centrándose inicialmente en cargas de paletas pesadas, pero con la evolución de la tecnología las cargas manipuladas se han vuelto más pequeñas. [5] Los sistemas operan bajo control computarizado, manteniendo un inventario de los artículos almacenados. La recuperación de artículos se logra especificando el tipo de artículo y la cantidad que se recuperará. La computadora determina en qué parte del área de almacenamiento se puede recuperar el artículo y programa la recuperación. Dirige la máquina automática de almacenamiento y recuperación (SRM) adecuada al lugar donde se almacena el artículo y ordena a la máquina que deposite el artículo en un lugar donde debe ser recogido. A veces forma parte del sistema AS/RS un sistema de transportadores o vehículos guiados automáticamente. Estos introducen y sacan cargas del área de almacenamiento y las trasladan al piso de fabricación o a los muelles de carga. Para almacenar artículos, la paleta o bandeja se coloca en una estación de entrada para el sistema, la información para el inventario se ingresa en una terminal de computadora y el sistema AS/RS mueve la carga al área de almacenamiento, determina una ubicación adecuada para el artículo, y almacena la carga. A medida que los artículos se almacenan o se recuperan de los estantes, la computadora actualiza su inventario en consecuencia.
Los beneficios de un sistema AS/RS incluyen mano de obra reducida para transportar artículos dentro y fuera del inventario, niveles de inventario reducidos, seguimiento más preciso del inventario y ahorro de espacio. Los artículos a menudo se almacenan de manera más densa que en los sistemas donde los artículos se almacenan y recuperan manualmente. [6]
Dentro del almacenamiento, los artículos se pueden colocar en bandejas o colgar de barras, que están unidas a cadenas/transmisiones para poder moverse hacia arriba y hacia abajo. El equipo requerido para un AS/RS incluye una máquina de almacenamiento y recuperación (SRM) que se utiliza para el almacenamiento y recuperación rápidos de material. Los SRM se utilizan para mover cargas vertical u horizontalmente, y también pueden moverse lateralmente para colocar objetos en el lugar de almacenamiento correcto. [6]
La tendencia hacia la producción Just In Time a menudo requiere disponibilidad de insumos de producción a nivel de subpalet, y AS/RS es una forma mucho más rápida de organizar el almacenamiento de artículos más pequeños junto a las líneas de producción.
El Material Handling Institute of America (MHIA), la asociación comercial sin fines de lucro para el mundo del manejo de materiales, y sus miembros han clasificado AS/RS en dos segmentos principales: pasillo fijo y carruseles/módulos de elevación vertical (VLM). Ambos conjuntos de tecnologías proporcionan almacenamiento y recuperación automatizados de piezas y artículos, pero utilizan tecnologías diferentes. Cada tecnología tiene su conjunto único de beneficios y desventajas. Los sistemas de pasillo fijo se caracterizan por ser sistemas más grandes, mientras que los carruseles y los módulos de elevación vertical se utilizan individualmente o agrupados, pero en aplicaciones de tamaño pequeño a mediano.
Una máquina AS/R de pasillo fijo (transelevador) es uno de dos diseños principales: de un mástil o de dos mástiles. La mayoría se apoyan en un carril y techo guiados en la parte superior mediante carriles guía o canales para asegurar una precisa alineación vertical, aunque algunos están suspendidos del techo. Las 'lanzaderas' que componen el sistema viajan entre estantes de almacenamiento fijos para depositar o recuperar una carga solicitada (que va desde un solo libro en un sistema de biblioteca hasta una plataforma de mercancías de varias toneladas en un sistema de almacén). Toda la unidad se mueve horizontalmente dentro de un pasillo, mientras que los carros son capaces de elevarse hasta la altura necesaria para alcanzar la carga, y pueden extenderse y retraerse para almacenar o recuperar cargas que se encuentran a varias posiciones de profundidad en las estanterías. Se puede lograr un sistema semiautomático utilizando únicamente lanzaderas especializadas dentro de un sistema de estantería existente.
Otra tecnología AS/RS se conoce como tecnología lanzadera. En esta tecnología, el movimiento horizontal se realiza mediante lanzaderas independientes, cada una de las cuales opera en un nivel del estante, mientras que un elevador en una posición fija dentro del estante es responsable del movimiento vertical. [5] Al utilizar dos máquinas separadas para estos dos ejes, la tecnología Shuttle puede proporcionar tasas de rendimiento más altas que los transelevadores. [7]
Las máquinas de almacenamiento y recuperación recogen o entregan cargas al resto del sistema de transporte de apoyo en estaciones específicas, donde las cargas entrantes y salientes se colocan con precisión para un manejo adecuado.
Además, existen varios tipos de dispositivos de sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (AS/RS) denominados AS/RS de carga unitaria, AS/RS de minicarga, AS/RS de carga media y [ 8] módulos de elevación vertical (VLM). , Carruseles Horizontales y Carruseles Verticales. Estos sistemas se utilizan como unidades independientes o en estaciones de trabajo integradas llamadas pods o sistemas. Estas unidades generalmente están integradas con varios tipos de sistemas pick to light [ definición necesaria ] y utilizan un controlador de microprocesador para uso básico o un software de gestión de inventario. Estos sistemas son ideales para aumentar la utilización del espacio hasta un 90 %, los niveles de productividad en un 90 %, la precisión hasta niveles superiores al 99,9 % y un rendimiento de hasta 750 líneas por hora/por operador o más, dependiendo de la configuración del sistema.
Un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación eficaz proporciona varios beneficios para la gestión de la cadena de suministro .
Los módulos de elevación vertical (VLM) se pueden construir a una altura que coincida con el espacio superior disponible en una instalación. Se pueden colocar varias unidades en 'cápsulas' mediante las cuales un operador puede recuperar elementos de una unidad mientras las otras unidades se están moviendo. Las variantes incluyen ancho, alto, carga, velocidad y un sistema de control.
El VLM es un módulo de elevación vertical automatizado controlado por placa. El inventario dentro del VLM se almacena en las ubicaciones o rieles de las bandejas delanteras y traseras. Cuando se solicita una bandeja, ya sea ingresando un número de bandeja en el panel de control incorporado o solicitando una pieza a través del software, un extractor se desplaza verticalmente entre las dos columnas de bandejas y extrae la bandeja solicitada de su ubicación y la lleva a un punto de acceso. Luego, el operador recoge o repone el stock y la bandeja se devuelve a su hogar tras la confirmación.
Los sistemas VLM se venden en numerosas configuraciones, que podrían aplicarse en diferentes industrias, logística y entornos de oficina. Los sistemas VLM se pueden personalizar para utilizar plenamente la altura de la instalación, incluso en varios pisos. Con la capacidad de múltiples aberturas de acceso en diferentes pisos, un sistema VLM puede proporcionar una solución innovadora de almacenamiento y recuperación. El rápido movimiento del extractor, así como el software de gestión de inventario, pueden aumentar drásticamente la eficiencia del proceso de selección. Esto ocurre al recuperar y almacenar simultáneamente bandejas en múltiples unidades. A diferencia de los grandes sistemas AS/RS, que requieren una revisión completa del almacén o de la línea de producción, los módulos de elevación vertical están modularizados, lo que puede integrarse fácilmente en el sistema existente o implementarse gradualmente en diferentes fases.
Las aplicaciones más comunes incluyen: MRO, preparación de pedidos , consolidación, creación de kits, manejo de piezas, almacenamiento en búfer, almacenamiento de inventario, WIP, almacenamiento en búfer y muchas más.
Los VLM brindan ahorro de espacio, mayor productividad laboral y precisión de selección, mejor ergonomía de los trabajadores y proceso controlado.
La mayoría de los VLM ofrecen almacenamiento de espacio dinámico que mide la bandeja cada vez que se devuelve a la unidad para optimizar el espacio, características de seguridad y algunos ofrecen entrega de bandeja inclinada para una mayor accesibilidad ergonómica y punteros láser que indican el artículo exacto que se debe recoger en cada bandeja. .
Un carrusel horizontal es una serie de contenedores que giran sobre una pista ovalada. Cada contenedor tiene estantes ajustables a 0,75 pulgadas (19 mm) y se pueden configurar para una gran variedad de aplicaciones estándar y especiales. Un operador simplemente ingresa un número de contenedor, un número de pieza o una ubicación de celda y el carrusel girará por el camino más corto. Para el cumplimiento de pedidos se utilizan múltiples carruseles horizontales integrados con tecnología pick to light y software de gestión de inventario (un grupo de carruseles).
Se envía una ola de órdenes a la cápsula. Se selecciona un grupo de pedidos para crear un lote. El operador simplemente sigue las luces, selecciona por turnos los carruseles y coloca los artículos en una estación de lotes detrás de ellos. Cada carrusel se posiciona previamente y gira cuando se recoge. Al aplicar el principio "producto a persona", los operadores no tienen que moverse de su puesto para preparar el pedido.
Cuando se completa el lote, se introduce un nuevo lote y se repite el proceso hasta que se completa la ola. Los carruseles horizontales pueden ahorrar hasta un 75 % de espacio, aumentar la productividad en 2/3, niveles de precisión de más del 99,9 % y un rendimiento de hasta 750 líneas por hora/operador.
Los sistemas de carrusel horizontal generalmente superan a los sistemas robóticos por una fracción del costo. Los carruseles horizontales son el sistema AS/RS más rentable disponible.
Los dispositivos robóticos de inserción/extracción también se pueden utilizar para carruseles horizontales. El dispositivo robótico se coloca en la parte delantera o trasera de hasta tres carruseles horizontales escalonados. El robot toma el contenedor requerido en el pedido y, a menudo, lo repone al mismo tiempo para acelerar el rendimiento. Luego, los contenedores se entregan a un transportador, que los dirige a una estación de trabajo para su recolección o reabastecimiento. Se pueden realizar hasta ocho transacciones por minuto por unidad. Se pueden usar bolsas o contenedores de hasta 36" x 36" x 36" en un sistema.
De manera simplista, los carruseles horizontales también se suelen utilizar como "estanterías giratorias". Con un simple comando "buscar", los artículos se llevan al operador y se elimina el espacio desperdiciado.
Aplicaciones AS/RS: La mayoría de las aplicaciones de la tecnología AS/RS se han asociado con operaciones de almacenamiento y distribución. Un AS/RS también se puede utilizar para almacenar materias primas y trabajos en proceso en la fabricación. Se pueden distinguir tres áreas de aplicación para AS/RS: (1) Almacenamiento y manipulación de cargas unitarias, (2) Preparación de pedidos y (3) Almacenamiento de trabajos en proceso. Las aplicaciones de almacenamiento y recuperación de carga unitaria están representadas por AS/RS de carga unitaria y sistemas de almacenamiento de carril profundo. Este tipo de aplicaciones se encuentran comúnmente en el almacenamiento de productos acabados en un centro de distribución, rara vez en la fabricación. Los sistemas de carriles profundos se utilizan en la industria alimentaria. Como se describió anteriormente, la preparación de pedidos implica recuperar materiales en cantidades inferiores a la carga unitaria completa. Para esta segunda área de aplicación se utilizan sistemas Minilpass, hombre a bordo y recuperación de artículos.
El almacenamiento de trabajo en proceso es una aplicación más reciente de la tecnología de almacenamiento automatizado. Si bien es deseable minimizar la cantidad de trabajo en proceso, el WIP es inevitable y debe gestionarse de manera efectiva. Los sistemas de almacenamiento automatizados, ya sean sistemas de almacenamiento/recuperación automatizados o sistemas de carrusel, representan una forma eficiente de almacenar materiales entre los pasos de procesamiento, particularmente en la producción por lotes y en taller. En alta producción, el trabajo en proceso a menudo se transporta entre operaciones mediante un sistema transportador, que cumple funciones tanto de almacenamiento como de transporte.
Las aplicaciones instaladas de esta tecnología pueden ser muy variadas. En algunas bibliotecas, como la de la Universidad de Nevada en Reno , se emplea un sistema de este tipo para recuperar libros. Otros más en uso implican la recuperación de bicicletas de un árbol para bicicletas , como en el caso de los sistemas en Japón.
Algunos ejemplos de instituciones académicas que utilizan sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación son;
Un sistema de hombre a bordo puede proporcionar ahorros significativos de espacio en comparación con las operaciones manuales o con montacargas, pero no es realmente un AS/RS, ya que la operación sigue siendo manual. Las alturas del sistema de almacenamiento no están limitadas por la altura de alcance del preparador de pedidos, ya que el preparador se desplaza sobre la plataforma mientras se mueve vertical u horizontalmente a los distintos lugares de almacenamiento. Los estantes o gabinetes de almacenamiento se pueden apilar tan alto como lo permitan la carga del piso, la capacidad de peso, los requisitos de rendimiento y/o la altura del techo. Los sistemas de almacenamiento y recuperación con hombre a bordo son, con diferencia, la alternativa más cara al equipo de selección para stock, pero son menos costosos que un sistema totalmente automatizado. Las máquinas de almacenamiento y recuperación cautivas en pasillos que alcanzan alturas de hasta 12 m (40 pies) cuestan alrededor de 125.000 dólares. Por lo tanto, debe haber suficiente densidad de almacenamiento y/o mejora de la productividad con respecto a la recolección con carros y contenedores para justificar la inversión. Además, debido a que el desplazamiento vertical es lento en comparación con el desplazamiento horizontal, las tasas típicas de selección en operaciones con hombre a bordo oscilan entre 40 y 250 líneas por persona-hora. La gama es amplia porque existe una gran variedad de esquemas de funcionamiento para los sistemas de hombre a bordo. Los sistemas de hombre a bordo suelen ser apropiados para artículos de movimiento lento donde el espacio es bastante caro.
En la segunda década de los años 2000, aparecieron en el mercado los primeros modelos robóticos dotados de extremidades superiores e inferiores (en lugar de un carro con brazo mecánico), radar / visión por ordenador o sensores , y capaces de reconocer los productos, realizar la carga y operaciones de descarga del camión/estanterías/ carretillas elevadoras , posicionamiento de las unidades de carga en las estanterías, manipulación y preparación del pedido. [41] [42] [43] [44] [45]
Medios relacionados con sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación en Wikimedia Commons