LOGÍSTICA INDUSTRIAL

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1 Apêndice I - 1 LOGÍSTICA INDUSTRIAL A AUTOMATIZAÇÃO DA ARMAZENAGEM E DA MOVIMENTAÇÃO INTERNA Carlos Sampaio Director Geral Adjunto da EFACEC Automação e Robótica Coimbra, Junho de A ARMAZENAGEM EM AMBIENTE INDUSTRIAL Um armazém é um local de permanência temporária de produtos. Os custos de capital derivados do facto de haver um valor imobilizado durante um certo período de tempo, são justamente considerados uma verba a fazer desaparecer duma conta de exploração saudável. No entanto, a experiência mostra que em diversos campos de actividade não é possível sincronizar completamente todos os elementos da cadeia produtora, desde a recepção da matéria prima até ao fornecimento ao cliente final. As razões para isso são diversas e incluem, entre outras:? Encomendas de clientes que exigem prazos de entrega inferiores aos que seriam possíveis no caso de se trabalhar com "stock zero"? Áreas em que a diversidade de produtos obriga a utilizar os mesmos meios de produção para diferentes produtos e em que não é tecnicamente possível (leia-se rentável) mudar o programa de fabrico de uma secção com a frequência necessária para o adaptar estritamente à produção encomendada. Outros factores podem ainda surgir como, a título de exemplo, o facto de as encomendas definirem pormenores finais que diferenciam o mesmo produto de base (por vezes só a nível da embalagem). Neste caso, o armazém de produto acabado transforma-se num armazém de produto "em branco" que só espera a encomenda para a personalização final.nos últimos anos, muito esforço tem sido aplicado no

2 2 sentido de encurtar os ciclos de produção, flexibilizar os equipamentos (limitando ao máximo o drama das "séries económicas") e, de uma forma geral, controlar e gerir da melhor forma o stock que, apesar de tudo, ainda existe. Hoje a automatização do processo não é suficiente para garantir as vantagens competitivas. De que serve ter equipamentos altamente sofisticados se:?? Se se desconhece o que se está a fazer em cada instante?? Não se consegue utilizar o equipamento a 100% por ruptura ou saturação a montante ou a jusante?? O planeamento é demasiado "largo" por falta de informação precisa e a tempo?? A eventual redução de mão de obra no processo não é acompanhada na logística GESTÃO COMPRAS ADMINIST GESTÃO GAB. TECNICO GESTÃO COMERC. FORNECED.? CLIENTES MEIOS MEIOS MEIOS

3 3 2. A INTEGRAÇÃO NA UNIDADE PRODUTIVA A redução dos ciclos de produção e a optimização da gestão dos stocks em curso de fabrico leva a encarar o armazém não como o espaço físico em que existe uma série de produtos à espera de "melhor sorte" mas sim como algo extremamente dinâmico em que se inclui todo o material que está em trânsito entre duas etapas do fabrico. A eficiência de uma empresa não depende unicamente da produtividade e qualidade de cada operação individual mas também da forma como os materiais circulam entre diferentes operações, da rapidez dessas transferências, da segurança, da fiabilidade da informação e dos volumes em trânsito. GESTÃO COMPRAS ADMINIST GESTÃO GAB. TECNICO GESTÃO COMERC. FLUXO DE INFORMAÇÃO FLUXO FISICO FORNECED. CLIENTES MEIOS MEIOS MEIOS O estudo dessa circulação é uma disciplina muito vasta e compreende:? Análise do fluxo de produtos em trânsito? Definição da quantidade de stock "tampão" a prever entre cada fase de forma a minimizar custos sem ruptura de produção? Estudo do interface com os postos existentes? Gestão informática da evolução dos produtos ao longo da cadeia

4 4? Automatização da manipulação das cargas e seu armazenamento Esta disciplina recebeu o nome de: LOGÍSTICA INDUSTRIAL A logística industrial ocupa-se de preencher o vazio existente entre as várias etapas do processo de fabrico. Por natureza ela não existe isoladamente mas deve adaptar-se sempre ao seu meio envolvente. Cada sistema realizado é um caso particular fruto da diversidade das solicitações.

5 5 3. A AUTOMATIZAÇÃO DA ARMAZENAGEM E MOVIMENTAÇÃO As exigências de produtividade aplicados ao processo no seu todo, reflectem-se também no sistema logístico que o suporta e, neste contexto, torna-se claro que a sua automatização tem de ser correctamente equacionada e que muitas vezes surgirá como incontornável. O seu campo de aplicação abrange todas as fases em que é necessário/rentável manter um stock local :?? Matérias primas para actividades que necessitam de um conjunto diverso de matérias primas com origens distintas e cuja recepção não é possível sincronizar.?? Produtos em curso de fabrico entre duas fases de um processo que envolvem equipamentos com ciclos de funcionamento distintos no tempo ou na gama de produtos possível de tratar em simultâneo?? Produto acabado quando a exigência do mercado versus tempo de resposta da máquina industrial são incompatíveis?? Peças de reserva para actividades complexas que gerem muitas referencias e muito exigentes em termos de disponibilidade. Um sistema logístico automatizado é uma construção modular que tem baseado nas seguintes componentes: INFRAESTRUCTURA Espaço físico destinado a receber os produtos sobre suporte conveniente. EQUIPAMENTO ELECTROMECANICO - As máquinas que realizam a manipulação dos materiais (carga, descarga, transporte e armazenagem). SISTEMA DE GESTÃO - Equipamento informático que centraliza toda a informação, decide, comanda os equipamentos de movimentação e regista todos os movimentos realizados. Um aspecto a notar ainda é o conceito de "escalibilidade": ou seja os equipamentos vão desde um nível de entrada para sistemas de pequenas dimensões como os de uma PME e podem crescer para servir as necessidades de actividades de maior dimensão.

6 6 4. EQUIPAMENTOS ELECTROMECANICOS Os equipamentos electromecânicos para a automatização da movimentação e armazenagem têm como funções básicas o transporte interno e armazenagem. Estará sempre presente a vertente automatização e, quer a nível de projecto do sistema quer a nível dos equipamentos individuais, deverão ser sempre suportados fluxo físico e o fluxo informático. Fazem parte dos equipamentos electromecânicos os transportadores contínuos nas suas diversas alternativas: de rolos, correntes, tela, etc. Estes equipamentos aparecem integrados nos sistemas logísticos mas, como são equipamentos melhor conhecidos, apresentamos de seguida unicamente os equipamentos de desenvolvimento especifico. O STOCADOR TRANSELEVADOR - TRANSTOCADOR Transtocador de paletes Trata-se de uma máquina completamente automática especialmente desenvolvida para a automatização da armazenagem de cargas.

7 7 Construtivamente o transtocador compreende uma base que se desloca sobre um carril no solo. Sobre essa base está montada uma coluna que tem uma altura igual à altura máxima de trabalho. A estabilidade é conseguida através da guiagem da coluna no topo. Sobre a coluna desloca-se verticalmente uma plataforma que transporta as cargas a armazenar. A transferência dessas cargas da plataforma para a estante e viceversa é feita através de um dispositivo especial, no caso mais frequente são utilizados garfos telescópicos. A conjugação do movimento da base em TRANSlação com o movimento da plataforma em ELEVAÇÃO permite atingir qualquer ponto do espaço de armazenagem. O transtocador possui um controlador programável que comanda todos os seus movimentos, verifica a boa realização dos mesmos assim como o perfeito funcionamento da máquina e dos seus dispositivos de segurança. Este controlador comunica ainda com o computador de gestão que centraliza todo o processo de decisão. Relativamente a um empilhador convencional, esta máquina tem a vantagem de ter sido desenvolvia especialmente para automatização da armazenagem. Neste sentido,? a velocidade de manipulação é mais elevada,? o aproveitamento do espaço é mais eficiente,? as manipulações das cargas são mais seguras? permite alturas de trabalho muito mais elevadas? integra-se facilmente num sistema global automatizado

8 8 O VEICULO FILOGUIADO - AGV São suficientemente conhecidos em geral os tapetes que transportam os produtos de uma forma contínua. Estes transportadores constituem um elemento fundamental na logística interna quando os fluxos são muito elevados ou quando há necessidade de prever zonas de acumulação. No entanto, para certos casos, os tapetes não constituem uma solução aceitável para o transporte horizontal.? Ou porque o seu atravancamento é demasiado importante? Ou porque há necessidade de flexibilizar os caminhos e os tapetes não são facilmente reinstaláveis? Ou porque a complexidade dos percursos a realizar os torna demasiado caros Para dar resposta a estas situações, foi desenvolvido um equipamento específico - veículo filoguiado também conhecido por AGV (do inglês "automated guided vehicle"). Trata-se de um veículo autónomo, alimentado por baterias, e que tem a capacidade de "navegar" dentro de uma certa área de uma forma completamente automática. A forma de navegação mais tradicional baseia-se na introdução de fios no chão que são percorridos por um sinal de radio-frequência. O veículo possui antenas que identificam os vários sinais e que lhe permitem determinar/corrigir a sua posição relativamente ao caminho que deve seguir.

9 9 O veículo possui um dispositivo de transferência de carga que lhe permite realizar a sua função básica de "carregar em A, descarregar em B". De forma idêntica ao transtocador, existe no veículo um controlador programável que controla todos os seus movimentos e verifica o seu bom funcionamento. A nível dos sistemas de segurança, de realçar que estes veículos estão preparados para circular em zonas abertas, com pessoas presentes, e tem capacidade de evitar acidentes. Entre as principais vantagens, podemos citar:? a completa automatização com as correspondentes melhorias de segurança e eficiência? a ausência de infra-estruturas no solo (os fios estão enterrados), não sendo necessário reservar áreas exclusivas para a movimentação? a modularidade que permite fazer crescer o sistema quer em cadência, instalando mais veículos, quer em funcionalidade, acrescentando percursos adicionais

10 10 AGV STOCADOR Fundamentalmente são constituídos por uma base de idêntica à de um AGV à qual foi acrescentado um mastro, permitindo um movimento de elevação ao dispositivo de transferência de cargas. Assim, além da função básica de transporte horizontal, pode-se realizar a função de armazenagem com a mesma máquina. Relativamente ao transtocador clássico, que se desloca sobre um carril, o AGV stocador tem uma velocidade de funcionamento mais lenta e a altura máxima de trabalho é também mais baixa. No entanto, para sistemas em que os fluxos a garantir sejam moderados e em que não se pode tirar partido de alturas muito elevadas (caso do aproveitamento de edifícios existentes), trata-se de uma alternativa muito interessante na medida em que a mesma máquina é rentabilizada para automatizar duas funções:? o transporte horizontal flexível e modular

11 ? a armazenagem densa e dinâmica 11

12 12 EQUIPAMENTOS ESPECIAIS Para solicitações muito específicas, existem equipamentos especiais entre os quais podemos referir:? Pontes rolantes automatizadas, dotadas de pinças que manipulam cargas extremamente pesadas como, por exemplo, bobinas de papel, aço ou de cabo eléctrico.? Transtocadores para cargas longas com duplo mastro para manipular chapa de aço ou painéis de madeira, por exemplo

13 ? Manipuladores dedicados à movimentação de peças especificas 13

14 14 5. SISTEMA DE GESTÃO LOGISTICO - SGL Na medida em que está em jogo não só a mecanização/ automatização da movimentação mas também a gestão global do processo, os equipamentos electromecanicos não fazem sentido se não estiverem integrados num sistema de gestão dedicado. GESTÃO COMPRAS ADMINIST GESTÃO GAB. TECNICO GESTÃO COMERC. FLUXO DE INFORMAÇÃO FLUXO FISICO FORNECED. CLIENTES CAPACIDADE DE TRANSPORTE E DE ARMAZENAGEM MEIOS MEIOS MEIOS CAPACIDADE DE INTERFACE DE AQUISIÇÃO SÍNCRONA A gestão do sistema logístico é assim confiada a um computador que está permanentemente atento a todos os sinais que indicam "fim de operação". Deve reagir imediatamente comandando o envio dos materiais para o posto seguinte e a realimentação do posto que ficou livre. Na medida em que todas as movimentações são realizadas por equipamentos comandados pelo SGL, todos os movimentos efectuados são registados. É possível conhecer com fiabilidade em cada instante a etapa em que se encontra cada encomenda, disponibilizando assim uma ferramenta poderosa à gestão da produção. A condição de o sistema logístico ter de se adaptar ao meio envolvente não se aplica unicamente ao espaço físico e à movimentação mas também ao fluxo de informação. Na realização do SGL, comunicação é a palavra chave. Deve haver uma comunicação permanente não só com os equipamentos electromecânicos de

15 15 movimentação e equipamentos de identificação automática (como leitores de código de barras) como também com a informática central da fábrica. O facto de o SGL se transformar num autêntico "maestro" da produção, obriga a garantir um nível de fiabilidade muito elevado. Em certos casos, chega-se a instalar dois computadores idênticos funcionando sincronizados em espelho. Assegura-se assim que o sistema continua a funcionar quando um dos computadores avaria.

16 16 6. EXEMPLOS DE APLICAÇÃO RENOVA - Fábrica de Papel do Almonda, S. A. (Torres Novas - Portugal) Nesta unidade industrial existem duas fase distintas do processo: A fabricação do papel e a sua transformação. À saída da máquina de papel apresentam-se bobinas de 3 toneladas de até 2.8 m de largura e de 2,2 m de diâmetro. O processo de fabrico é "pesado" no sentido de que não é possível realizar pequenas séries. Por outro lado a transformação reparte-se por um nr de linhas elevado em que já é necessário trabalhar bobina a bobina. Uma bobina de um dado de tipo de papel pode dar origem a distintos produtos finais em função do tipo de transformação. O problema presente aqui estava na movimentação e gestão do stock de bobinas (produto intermédio) entre a produção e a transformação. Ainda de realçar que o papel é bastante sensível e que a sua movimentação tradicional, com preensão por pinças laterais, provocava a destruição de várias camadas de papel e o desenvolvimento de tensões internas que aumentavam a probabilidade de o papel rasgar quando era desenrolado na transformação.

17 17 FICHA TECNICA Sistema integrado de armazenagem e movimentação para bobinas de papel, incluindo uma rede de três veículos filoguiados (AGV's) e um armazém automático com ponte rolante e dispositivo de preensão "inteligentes" Principais características de funcionamento: Tipo de produtos Bobinas de papel "Tissue" Função do sistema Transporte e armazenamento de bobinas de papel entre a produção e a transformação Rede de AGV's 3 veículos guiados indutivamente e 15 estações carga/descarga Sistema informático DIGITAL?VAX 3100 Sistema informático duplicado com "backup" permanente Gestão de localizações, movimentos, existências e ordens de fabrico Integração com gestão da produção e sistema informático central Sistema automático de pesagem à entrada do armazém Características físicas: Unidade de carga Bobina de papel "Tissue" Max. Min. Diâmetro externo (mm) Largura (mm) Diâmetro interno (mm) Armazém AGV (com mandril) Peso máx. bobina (kg) Capacidade (bobinas) 800 (com dimensões máximas) Cadência (bobinas/hora) 30 Comprimento (m) 66.0 Largura (m) 32.0

18 18 SEAGATE Technology International (Singapura) E sta unidade concentra a produção de discos duros de várias unidades anteriormente distribuídas no sudeste asiático. A fábrica está construída "à volta" do armazém automático. Este tem várias entradas/saídas em ambas extremidades e a vários níveis. Todo o fluxo de materiais dentro da unidade passa pelo armazém automático, exemplo:?? Da recepção para o armazém?? Do armazém para o controlo de qualidade e retorno?? Do armazém para as linhas de montagem e retorno?? Do armazém para a embalagem e retorno?? Do armazém para a expedição De referir que a dinâmica é tal que para uma grande parte de movimentos, o tempo de permanência no armazém é da ordem dos 30 minutos.

19 19 FICHA TECNICA Sistema automático de armazenagem e distribuição de produto intermédio e produto acabado e rede de transportadores associada. Principais características de funcionamento: Tipo de produtos Função do sistema Sistema informático Componentes electrónicos para a industria informática Armazenamento e distribuição de produto intermédio e produto acabado DIGITAL Alpha Server / OVMS Gestão de localizações, movimentos, existências (nrs de série) e encomendas Integração com sistema informático central Características físicas: Unidade de carga Paletes Frente (mm) 1020 Profundidade (mm) 1220 Altura (mm) Carga (kg) 1000 Capacidade (palete) 8928 Cadência (paletes/hora) 300 Nr. de transtocadores 6 Nr. de corredores 6 Comprimento (m) 84 Largura (m) 25 Altura (m) 14.8

20 20 Armazenagem de Cones de Fio para a Indústria têxtil Trata-se de um caso típico de armazenagem de matéria prima ou produto em curso (no caso de a têxtil ter fiação) para a tecelagem. A diversidade dos produtos a gerir provoca grandes dificuldades de gestão na medida em que os produtos são caracterizados por uma grande diversidade de campos, nomeadamente: cor, tipo de fio, partida de tinturaria, quantidade por cone etc. Mesmo para empresas de pequenas/médias dimensões facilmente se chega a uma situação em que manualmente não se consegue gerir correctamente as existências provocando perturbações na produção por ruptura e/ou sobredimensionamento dos stocks. Existem várias aplicações neste campo seja baseada em armazenagem de caixas por AGV stocador seja contentores paletes com stocadores

21 21 EXEMPLO TIPICO Sistema automático de armazenagem e distribuição de matéria prima, baseado num AGV com mastro equipado com sistema de transferência por garfos telescópicos. Principais características de funcionamento: Tipo de produtos Cones de fio Função do sistema Armazenamento e distribuição de matéria prima Sistema informático DIGITAL?VAX 3100 Gestão de localizações, movimentos, existências e encomendas Características físicas: Unidade de carga Contentor plástico Frente (mm) 600 Profundidade (mm) 800 Altura (mm) 412 Carga (kg) 50 Capacidade (contentor) 912 Nr. de AGV's 1 Nr. de corredores 7 Comprimento (m) 17,4 Largura (m) 8,7 Altura (m) 3.8

22 22 PAPEIS INAPA, S.A. (Setúbal - Portugal) A gestão do produto acabado "papel" reveste-se de um conjunto de dificuldades derivados de: "inércia" do processo de fabrico que implica o fabrico de quantidades mínimas e da diversidade de características de produto final, nomeadamente: dimensão da folha, gramagem, lote, cor, cliente assignado, etc. Uma das particularidades deste sistema consiste no tratamento de paletes de papel não standards e de dimensões muito variadas. Foram desenvolvidos paletizadores/despaletizadores robotizados específicos para colocarem uma/duas (conforme a sua dimensão) sobre uma palete "escrava" que circula no sistema.

23 23 FICHA TECNICA Sistema de armazenagem e distribuição baseado num armazém automático de construção autoportante e rede de transportadores associada Principais características de funcionamento: Tipo de produtos Papel Função do sistema Armazenamento e distribuição de produto acabado Sistema informático DIGITAL?VAX 3100 Ligação a computador central DIGITAL?VAX 3900 "on-line" através de rede local Sistema informático duplicado com "backup" permanente Paletização e despaletização automáticas dos estrados de formatos Gestão de localizações, movimentos, existências e encomendas Recepção contínua e automática do produto acabado Identificação automática de produtos e paletes Características físicas: Unidade de carga Palete Frente (mm) 1100 Profundidade (mm) 1500 Altura (mm) 1350 Carga (kg) 1100 Capacidade (palete) Cadência (paletes/hora) 240 Nr. de transtocadores 5 Nr. de corredores 5 Comprimento (m) Largura (m) 25.0 Altura (m) 28.0

24 24 7. CONCLUSÕES A eficiência global de uma unidade produtiva não depende unicamente das várias etapas do processo mas também da forma como os produtos em curso são tratados e geridos. A logística industrial vem ocupar-se desta última função tendo desenvolvido equipamentos e técnicas específicas. Cada sistema realizado constitui uma solução particular com base no painel de componentes de base disponíveis. Os objectivos fundamentais são comuns? Reduzir os custos da movimentação dos produtos em curso? Rentabilizar ao máximo os stocks intermédios? Optimizar a utilização dos espaços disponíveis? Gerar e disponibilizar informação de elevada fiabilidade sobre a evolução da produção GESTÃO COMPRAS ADMINIST GESTÃO GAB. TECNICO GESTÃO COMERC. FORNECED. LOGÍSTICA INDUSTRIAL CLIENTES MEIOS MEIOS MEIOS