Robot de manipulación AS/RS
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¿Cuándo merece la pena invertir en un sistema AS/RS? Análisis de viabilidad y costes.
Introducción
A medida que las fábricas se expanden, muchos fabricantes consideran Sistema automatizado de almacenamiento y recuperaciónpara mejorar la eficiencia del almacenamiento y reducir el uso del suelo. Antes de decidir si construir un sistema AS/RS, es importante comprender su valor real y realizar un análisis de viabilidad para confirmar si el proyecto es necesario y práctico.
Este artículo analiza un proyecto de almacén automatizado desde cinco perspectivas: valor del sistema AS/RS, trabajo de estandarización, requisitos técnicos, requisitos comerciales y coste.
Valor de un AS/RS
Reducir el uso de montacargas es uno de los beneficios directos de un AS/RS. Después de la introducción del sistema, las operaciones de entrada y salida se completan principalmente mediante Grúa apiladoray cintas transportadoras. Las mercancías se pueden transferir automáticamente a las áreas designadas, lo que reduce la dependencia de las carretillas elevadoras. Esto disminuye los costos de mantenimiento de las carretillas elevadoras, los costos laborales, la congestión del tráfico y el riesgo de accidentes.
Un sistema AS/RS también reduce el espacio en planta. Gracias al almacenamiento vertical, aprovecha al máximo la altura del almacén. En comparación con un almacén convencional de planta baja, ofrece una capacidad de almacenamiento mucho mayor en la misma superficie.
También se puede mejorar la rotación de inventario y la eficiencia de entrada/salida. A través de Grúa apiladoraGracias a los sistemas de almacenamiento y transporte, las mercancías se pueden almacenar y recuperar de forma rápida y precisa. El sistema puede distribuir las mercancías según la demanda, reduciendo el tiempo de espera y el tiempo de manipulación.
El ahorro en mano de obra es otro beneficio importante. Un sistema AS/RS cuenta con un alto nivel de automatización y requiere menos personal para la supervisión y el mantenimiento. Esto permite a la fábrica destinar recursos humanos a tareas de mayor valor.
El sistema también permite una gestión más sofisticada. Con WMS y WCS, la fábrica puede realizar el seguimiento de las mercancías, controlar el estado del inventario, analizar las operaciones del almacén y optimizar las decisiones de la cadena de suministro.
Por último, un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación (AS/RS) reduce los riesgos de seguridad. Los equipos automatizados disminuyen la intervención humana directa en la manipulación de materiales pesados. Las puertas de seguridad, los sensores y la lógica de control ayudan a detectar y prevenir riesgos potenciales.
Estandarización antes de la implementación del sistema AS/RS
Los procesos de negocio, los procedimientos operativos y la documentación deben estandarizarse antes de su implementación. Además, la estandarización del software es necesaria para garantizar la estabilidad, la coherencia y la facilidad de mantenimiento del sistema.
Incluye estándares de diseño de sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (AS/RS), estándares de almacenamiento, estándares de operación de entrada y salida, y estándares de gestión de inventario. El diseño del sistema debe considerar el tipo, tamaño, capacidad y peso de la carga. Las ubicaciones y los métodos de almacenamiento deben definirse claramente para que la mercancía pueda localizarse y recuperarse rápidamente.
Incluye el proceso de construcción, el proceso de entrada y salida de mercancías y el proceso de operación diaria. Las etapas del proyecto, las personas responsables, los procedimientos operativos y las responsabilidades laborales deben estar claramente definidos.
Incluye documentos de diseño, manuales de operación, registros e informes. Los planos de distribución, el diseño estructural, la selección de equipos, las normas de operación, las precauciones de seguridad, los informes de inventario y los registros de excepciones respaldan la operación y el mantenimiento futuros.
Análisis de requisitos empresariales
En el ejemplo presentado, los requisitos del proyecto eran claros. El terreno medía 72 000 x 32 000 x 13 500 mm. Los productos eran artículos terminados empaquetados en cajas y bolsas. El almacén gestionaba 300 referencias (SKU), una por palé, sin palés mixtos.
Las dimensiones de la mercancía, incluyendo el palé, eran de 1,35 x 1,35 x 1,5 m, con un peso de 500 kg por palé. La demanda máxima de almacenamiento era de 3700 ubicaciones. El ciclo de stock de seguridad era de 15 días. El tiempo de operación era de 6 horas diarias, con un flujo de entrada y salida de 80 palés por hora.
Según el diseño, la solución AS/RS proporcionaba 3744 posiciones para palets con un diseño de estantería de 6 niveles. Esto permitía cumplir con el requisito de stock de seguridad de 15 días.
Comparación de almacenes planos convencionales
La superficie máxima disponible del proyecto era de 72 m x 32 m, o 2304 metros cuadrados. Tras descontar los pasillos para carretillas elevadoras y las zonas de recepción y expedición, un almacén convencional de una sola planta podría ofrecer 1600 posiciones para palés con un diseño de apilamiento de cuatro niveles.
La capacidad de inventario se calculó dividiendo 800 toneladas entre 120 toneladas por día, o 6,7 días.
En comparación, el sistema AS/RS podría soportar 15 días de inventario, mientras que el almacén tradicional solo podría soportar 6,7 días. Esto generaría una grave presión sobre el inventario y podría afectar la estabilidad de la producción.
Si se lograra el mismo número de posiciones de almacenamiento sin un sistema AS/RS, el almacén requeriría 5158 metros cuadrados. Por lo tanto, el sistema AS/RS podría ahorrar 2854 metros cuadrados de terreno, solucionando así la escasez de capacidad de almacenamiento.
Análisis de requisitos técnicos
El proyecto AS/RS utiliza WMS y WCS para la gestión. WMS se refiere al sistema de gestión de almacenes, mientras que WCS se refiere al sistema de control de almacenes.
Mediante el uso de WMS y WCS, la fábrica puede reducir la cantidad de personal necesario para la preparación, búsqueda y manejo de mercancías con desperfectos. Para lograr un flujo de entrada y salida de 80 palets por hora, se pueden ahorrar al menos cuatro trabajadores en comparación con el modelo de almacén plano.
El sistema también permite la gestión centralizada de la información y la asignación unificada de tareas. El personal puede consultar el inventario, el estado de las ubicaciones y el flujo de entrada y salida de forma más sencilla, lo que facilita la transparencia y la gestión de las operaciones del almacén.
Análisis y comparación de costos
Análisis de costos
La superficie del almacén era de 2.304 metros cuadrados. El coste de construcción de un almacén convencional plano se calculó en 1.000 RMB por metro cuadrado, mientras que el coste de construcción del almacén AS/RS se calculó en 2.750 RMB por metro cuadrado.
Para lograr la misma capacidad de almacenamiento sin un sistema AS/RS, el costo de la construcción de un almacén plano se calculó en 5,158 millones de RMB. El costo de la construcción de un almacén con sistema AS/RS fue de 6,336 millones de RMB. En comparación con la solución AS/RS, el almacén plano requeriría más terreno. El costo adicional del terreno se calculó en 642 000 RMB.
Para el equipamiento, el almacén plano requirió cuatro carretillas elevadoras eléctricas de 3 toneladas y estanterías por un valor aproximado de 600 000 RMB, con un coste total de equipamiento de alrededor de 1,2 millones de RMB. El sistema automatizado de almacenamiento y recuperación (AS/RS) requirió una inversión inicial de 6,2 millones de RMB, además de dos carretillas elevadoras eléctricas de 3 toneladas con un coste aproximado de 300 000 RMB.
En consecuencia, la inversión fija fue de 6,358 millones de RMB para el almacén plano y de 12,836 millones de RMB para el sistema AS/RS. En términos de inversión fija, el sistema AS/RS requirió 6,478 millones de RMB más que el almacén plano.
Comparación de costos operativos
En un almacén de una sola planta, una carretilla elevadora con un operario puede manipular unos 20 palés por hora. Para gestionar flujos de entrada y salida de 40 palés por hora cada uno, se requieren cuatro carretillas elevadoras y cuatro operarios.
Para el sistema AS/RS, se requiere una carretilla elevadora manual para la operación de entrada y otra para la de salida. Por lo tanto, el modelo AS/RS requiere dos carretillas elevadoras y dos operarios, con el apoyo del sistema de transporte.
Los criterios de cálculo utilizados fueron 100.000 RMB por persona al año para mano de obra, 0,4 RMB por kWh para electricidad, el 2,5% de la inversión en equipos para mantenimiento y 150.000 RMB por carretilla elevadora.
El costo operativo anual total del almacén plano era de aproximadamente 445.840 RMB. El costo operativo anual total del sistema AS/RS era de aproximadamente 459.700 RMB. Según este modelo de cálculo, el costo operativo del sistema AS/RS era aproximadamente 13.860 RMB superior al año.
Costo integral a quince años
La depreciación anual del almacén plano se calculó en 279.900 RMB, mientras que la depreciación anual del AS/RS fue de 818.200 RMB.
Durante un período de 15 años, el costo total integral fue de 12,9255 millones de RMB para el almacén plano y de 19,3015 millones de RMB para el sistema AS/RS. Según este modelo, el sistema AS/RS costó aproximadamente 6,376 millones de RMB más que el almacén plano.
Sin embargo, esta comparación de costos cambia si se requiere el alquiler de un almacén externo. Suponiendo que el alquiler del almacén sea de 5 RMB por posición de palé por día y que el almacén se alquile por 300 días al año, el costo anual de alquiler para la capacidad faltante es de 3,216 millones de RMB.
Desde esta perspectiva, el sistema AS/RS resulta mucho más atractivo, ya que evita los costes de almacenamiento externo a largo plazo y permite mantener un inventario de producción estable.
Resumen y conclusión
Resumen
Desde la perspectiva del stock de seguridad, la capacidad de almacenamiento de 6,7 días no satisface las necesidades normales de producción. El sistema AS/RS puede gestionar un inventario de 15 días, solucionando el problema de la escasez de almacenamiento y mejorando la gestión y la seguridad.
Desde la perspectiva de los costos directos, el sistema AS/RS no muestra ventajas en cuanto a inversión fija ni costos operativos según el modelo de cálculo base. A lo largo de 15 años, requiere costos adicionales en comparación con un almacén convencional.
Desde la perspectiva del alquiler de almacenes, el sistema AS/RS puede aportar un valor significativo. Si la empresa necesita alquilar espacio de almacenamiento externo para cubrir sus necesidades de stock de seguridad, el coste del alquiler a largo plazo puede hacer que la solución AS/RS resulte más económica y estratégicamente necesaria.
Conclusión
Un sistema AS/RS no es automáticamente la opción más económica. Su valor depende de la presión sobre la capacidad de almacenamiento, las limitaciones de terreno, los requisitos de stock de seguridad, la disponibilidad de mano de obra, las necesidades de gestión y el coste del almacenamiento externo.
En proyectos donde un almacén plano puede satisfacer las necesidades de almacenamiento a bajo costo, un sistema AS/RS podría no ofrecer una ventaja de costo directa. Sin embargo, cuando la escasez de capacidad afecta la estabilidad de la producción o se requiere el alquiler de un almacén externo, el sistema AS/RS puede convertirse en una inversión práctica y valiosa.
Preguntas frecuentes
No. Un sistema AS/RS puede requerir una mayor inversión fija y una mayor depreciación. El valor del negocio depende de la capacidad de almacenamiento, las limitaciones de terreno, el stock de seguridad, la presión laboral, las alternativas de alquiler y los requisitos de gestión.
El sistema AS/RS permitía mantener un inventario de aproximadamente 15 días, mientras que el almacén convencional de planta plana solo permitía unos 6,7 días en las mismas condiciones de ubicación y funcionamiento.
Resulta más atractivo cuando el espacio limitado, el stock de seguridad insuficiente, el alquiler de almacenes externos, el alto riesgo de manipulación manual y la escasa visibilidad del inventario empiezan a afectar a la estabilidad de la producción.
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