Os armazéns químicos raramente são projetados apenas com base na capacidade de armazenamento.
Para sulfato de magnésio, sais inorgânicos e outros produtos químicos, a logística de produtos acabados geralmente fica diretamente entre a produção contínua e o envio de saída. Vários formatos de embalagem podem sair da linha de produção ao mesmo tempo, os paletes são pesados, os volumes de remessa flutuam e cada lote precisa permanecer identificável.
Se o armazém não conseguir acompanhar o ritmo, o problema move-se rapidamente a montante, para a embalagem, ou a jusante, para o carregamento dos camiões.
Essa foi a situação em um projeto de sulfato de magnésio, onde a tecnologia de transporte de paletes em quatro direções foi usada como núcleo do sistema de armazenamento de produtos acabados. O que torna o projeto interessante não é simplesmente o uso de robôs de transporte. É assim que o armazenamento, a embalagem, a mudança de nível, o carregamento e o software foram planejados como um fluxo de material.
Por que um ônibus AS/RS de quatro vias foi escolhido
A planta produz sulfato de magnésio monohidratado e heptahidratado em diversos formatos de embalagem, incluindo sacos tecidos de 50 kg e sacos a granel de 1 tonelada.
O modelo logístico manual anterior criou vários problemas práticos. O armazenamento no chão ocupava muito espaço, os corredores das empilhadeiras reduziam ainda mais a capacidade útil e a paletização, transferência e carregamento de caminhões exigiam mão de obra considerável. O manuseio de big bags pesados também criou preocupações adicionais de segurança.
O novo armazém teve, portanto, que fazer mais do que automatizar o armazenamento de paletes. Era necessário conectar embalagem, manuseio de entrada, armazenamento de alta densidade, recuperação e carregamento, ao mesmo tempo em que apoiava a produção contínua.
A área de armazenamento final foi projetada com13 níveis, 6.309 posições de paletes, 13robôs de transporte de paletes de quatro viase quatro elevadores de paletes tipo garfo.
Uma razão pela qual esta configuração se adequou ao projeto é que a capacidade de armazenamento e a quantidade de transporte poderiam ser planejadas separadamente.
As estantes determinam quanto estoque pode ser acomodado, enquanto o número de transportes pode ser configurado de acordo com a demanda real de entrada e saída. Se os requisitos de rendimento mudarem posteriormente, a capacidade do transporte poderá ser ajustada sem redesenhar toda a estrutura de armazenamento.
Isso é particularmente útil em fábricas de produtos químicos onde a produção ocorre continuamente, mas a demanda do armazém varia ao longo do dia.
Várias linhas de embalagem tornam o agendamento mais importante
O armazém recebe aproximadamente33 paletes por hora, enquanto as operações outbound são divididas em dois fluxos: em torno30 paletes por hora para sacos de tecidoe até60 paletes por hora para sacos a granel.
Isso significa que o AS/RS não está manipulando um material em um ritmo fixo.
Após o empacotamento, cada palete passa por verificação de dimensões e identificação por código de barras. Os paletes reprovados na inspeção são desviados para movimentação manual, enquanto os paletes aceitos seguem em direção ao armazém automatizado. As informações de material, lote, palete e local de armazenamento são registradas no WMS.
A partir daí, o WCS gerencia as tarefas do equipamento.
Os ônibus de quatro vias não estão permanentemente vinculados a faixas de armazenamento individuais. As tarefas podem ser atribuídas de acordo com a posição do ônibus, destino, carga de trabalho atual e disponibilidade do levantador. Vários trabalhos de armazenamento ou recuperação podem, portanto, ser executados em paralelo em diferentes níveis.
Isso se torna importante durante os picos de saída. A vantagem prática do movimento em quatro direções não é simplesmente que um robô possa se deslocar longitudinal e lateralmente. É issoa capacidade de transporte disponível pode ser redistribuída conforme a demanda do armazém muda.
Se um ônibus ficar indisponível, o trabalho inacabado também poderá ser transferido para outros veículos disponíveis, em vez de interromper toda a operação de armazenamento.
Por que foram usados elevadores de paletes tipo garfo
Outra decisão de design neste projeto dizia respeito à mudança de nível.
Um armazém convencional de vários níveis geralmente usa elevadores baseados em transportadores. Cada nível de armazenamento requer então uma estação transportadora para receber e transferir paletes entre o elevador e o transportador.
Em 13 níveis, isso pode significar uma quantidade considerável de equipamentos adicionais dentro do rack: transportadores, motores, sensores, componentes elétricos e estruturas de suporte.
Este projeto adotou uma abordagem diferente.
O sistema de transporte de quatro vias foi emparelhado comelevadores de paletes tipo garfo. O garfo telescópico coleta e coloca diretamente o palete no nível necessário, permitindo que o elevador entregue as cargas sem instalar estações transportadoras ao longo dos níveis de armazenamento.
A diferença é importante quando se olha para o custo total do projeto, e não para o preço de uma máquina.
Menos transportadores significam menos unidades, sensores, correntes e componentes elétricos para comprar e instalar. Eles também removem uma quantidade considerável de equipamentos de locais de acesso relativamente difícil para manutenção.
Para um armazém químico de alto volume, isso pode tornar a inspeção de rotina e o reparo posterior consideravelmente mais simples.
Os quatro elevadores ainda eram necessários para atingir a meta de rendimento do projeto. Cada unidade fornece aproximadamente40 paletes por hora, com uma velocidade de elevação carregada de40m/min. Juntos, eles cobrem o pico planejado de fluxo de entrada e saída de aproximadamente123 paletes por hora.
Vários levantadores também fornecem redundância. Se uma unidade necessitar de manutenção, o equipamento restante poderá continuar a lidar com parte da carga de trabalho em vez de criar um único ponto de falha para todo o armazém.
O projeto mecânico é importante em um armazém de produtos químicos em pó
O sulfato de magnésio introduz outra consideração que pode ser menos importante num armazém de distribuição comum: a contaminação.
Os robôs transportadores de paletes de quatro direções neste projeto usam uma estrutura de elevação mecânica em vez de elevação hidráulica.
Para aplicações em pó e produtos químicos, evitar óleo hidráulico dentro da área de armazenamento elimina uma fonte potencial de vazamento e contaminação do produto. Uma estrutura de transmissão mecânica também é relativamente direta para inspeção e manutenção.
Este é um pequeno detalhe de projeto em uma folha de especificações, mas se torna muito mais relevante depois que o equipamento estiver operando continuamente por vários anos.
No armazenamento de produtos químicos, a manutenção e o controle de contaminação geralmente merecem tanta atenção quanto a velocidade máxima de deslocamento.
O armazenamento de alta densidade só é útil se as mercadorias puderem sair rapidamente
O processo não termina quando um palete sai do AS/RS.
O projeto movimenta sacos a granel de 1 tonelada e sacos tecidos de 50 kg de forma diferente porque suas operações de saída são diferentes.
Os sacos a granel são transferidos para uma área de carregamento do robô do pórtico. Um sistema de digitalização 3D identifica o compartimento do caminhão, após o qual o robô conclui o posicionamento da carga pesada. A linha foi projetada para aproximadamente60 paletes por hora.
Isso elimina grande parte do manuseio manual associado ao carregamento de pacotes de 1 tonelada.
Os sacos tecidos de 50 kg seguem outro caminho.
Esses pedidos envolvem mais variações nos veículos e nos requisitos de envio, por isso foi selecionado um transportador de correia telescópico com despaletização manual em vez de aplicar o mesmo conceito de carregamento totalmente automatizado. A linha suporta aproximadamente30 paletes por hora, enquanto o layout mantém a possibilidade de adicionar despaletização robótica posteriormente.
Esta foi uma decisão de investimento deliberada.
Automatizar a operação de big bags pesados resolve um claro problema de manuseio e segurança. Para a operação mais variável de sacos pequenos, a semiautomação fornece capacidade suficiente sem adicionar equipamentos que o negócio atual não exige.
Produção, armazenamento e envio WMS e WCS Connect
O equipamento físico movimenta paletes, mas a fábrica de produtos químicos também precisa saber exatamente o que está sendo movimentado.
Diferentes produtos, formatos de embalagens e lotes de sulfato de magnésio são armazenados no mesmo sistema logístico. Cada palete, portanto, precisa permanecer vinculada às informações do material, lote, localização e pedido de saída.
O projeto conecta interfaces ERP/MES com WMS, WCS e controle PLC em nível de equipamento.
O WMS gerencia informações de estoque e lote, bem como regras FIFO. O WCS converte tarefas de armazém em movimentos executáveis para transportadores, elevadores de paletes, transportadores e equipamentos de carregamento.
Esta conexão é importante na produção química contínua.
Uma vez que a produção, o estoque do armazém e os pedidos de saída compartilham o mesmo fluxo de informações, o armazém não é mais gerenciado como uma área de armazenamento isolada. O estoque real pode influenciar as decisões de produção e envio.
O que este projeto nos diz sobre aplicações de transporte de paletes em armazenamento de produtos químicos
Um transportador de paletes AS/RS de quatro vias não é automaticamente a resposta certa para todos os armazéns químicos.
Torna-se particularmente relevante quando várias condições aparecem juntas: produtos paletizados, espaço de construção limitado, profundidade de estoque relativamente alta, produção contínua, cargas pesadas e necessidade de reduzir a atividade de empilhadeiras dentro da área de armazenamento.
O projeto do sulfato de magnésio tinha todas essas condições.
Isso é6.309 posições de paletes, 13 robôs shuttle e quatro elevadores de paletesnão foram selecionados de forma independente. Eles vieram da taxa de embalagem, requisitos de saída, condições de construção, redundância de equipamentos e estratégia de manutenção.
O mesmo se aplica ao sistema de carregamento. A automação total foi usada onde os sacos a granel pesados justificavam, enquanto uma abordagem mais simples foi mantida onde a flexibilidade operacional era mais importante.
Para sais inorgânicos, produtos químicos finos e produtos químicos paletizados semelhantes, esta é provavelmente a lição mais útil do projeto.
A questão não é quanta automação pode ser adicionada ao armazém.
Isso éonde a automação resolve uma restrição real - e onde um design mais simples faz o trabalho melhor.
