Armazenagem para itens pequenos

Quando se trata de armazenar unidades de pequenas dimensões ou pouco peso, costumam surgir dois tipos de problemas.

  • Por um lado, existe um elevado número de referências, ou o que é a mesma coisa, há uma grande variedade de unidades para classificar.
  • Por outro lado, é necessário obter um grande índice de rotatividade

Neste artigo, procuraremos definir os parâmetros que devem ser considerados para conseguir um armazém de itens pequenos quase perfeito. O meio para atingir estas premissas, da forma mais eficiente e racional possível, é a automatização dos processos. No entanto, ao conceber um armazém, sobretudo se for robotizado, nunca devemos esquecer que deve ser cumprida a premissa de que o custo da instalação deve ser proporcional ao custo total da operação. Em outras palavras, é preciso conseguir um equilíbrio entre custo e utilidade

Para conseguir todos estes objetivos é preciso analisar cada um dos parâmetros que devem ser abrangidos em um armazém com esse tipo de item.

 

Princípios-chave para a instalação de um armazém de itens pequenos

Quando se trata de planejar uma instalação deste tipo, existem duas estratégias-chave básicas, entre as quais se deve escolher uma ou conjugar ambas que são o conceito do homem ao produto (é o operador quem se movimenta) ou do produto ao homem (onde é a carga quem se movimenta em direção à posição do operador). 

Não existe uma solução única padronizada ou ideal na hora de escolher entre estas duas abordagens. É possível, inclusive, que realmente não exista uma solução perfeita ou que a decisão mais adequada seja uma combinação de ambas. Paira uma infinidade de dúvidas sobre esta questão difícil de responder, pois estas estratégias devem ser adaptadas a cada produto e a cada indústria em particular, sem generalizações.

Este manual procura oferecer informação introdutória sobre estes temas, mas lembre-se que a colaboração de profissionais especialistas no assunto é imprescindível, uma vez que cada caso particular é diferente e não é possível generalizar sem ter feito um estudo detalhado do projeto. Partindo dessa premissa, a seguir vamos examinar as opções que a indústria especializada pode oferecer.

 

1. A estratégia do homem ao produto

O princípio do homem ao produto é o mais convencional e clássico dos existentes. Nessa modalidade, os produtos são armazenados em estantes colocadas de diversas formas em função do sistema escolhido. A movimentação destes elementos é realizada de forma manual e, o produto é alocado peça por peça, ou mecanizada, para o qual se manipulam unidades de carga completas, geralmente caixas ou contêineres.

  • Sua maior desvantagem é seu alto custo de manipulação
  • Sua vantagem principal é o baixo custo de investimento

A extração das unidades é realizada, normalmente, de modo manual, portanto o operador deve deslocar-se andando ou sobre uma máquina até o lugar onde estiver colocada a referência que deve buscar, de acordo com a ordem de pedido recebida.

Os sistemas que utilizam esta abordagem são as estantes em um andar, em vários andares (através do uso de passarelas ou mezaninos), as estantes móveis, os armazéns de corredor estreito e as estantes de picking dinâmico.

 

Instalação para a cadeia de lojas de conveniência

Instalação para a cadeia de lojas de conveniência

O grau de automatização desses sistemas é muito baixo e depende das características próprias de cada aplicação. Só o sistema de picking dinâmico dotado de dispositivos pick to light atinge um grau significativo de automatização e a utilização de carros com put to light.

Nem todos os sistemas que seguem o princípio do homem ao produto são exatamente iguais. As diversas opções podem ser classificadas mediante a utilização de uma escala de 0 a 10, aplicada sobre quatro parâmetros que são: 

a) O custo total do investimento 

b) O custo de manipulação em termos de mão de obra (o custo do manuseamento por artigo, que é independente do investimento)

c) A capacidade de manipulação em número de movimentos por unidade de tempo 

d) O índice de utilização da superfície em termos de uso efetivo

A seguir analisaremos, um por um, os sistemas que utilizam a estratégia de "homem ao produto" de acordo com esses quatro parâmetros.

 

Estantes em um único andar 

Essas estantes, que geralmente têm uma capacidade de carga pequena, são distribuídas no armazém deixando um pequeno corredor para a passagem do operador e do carrinho de picking. Atualmente existem sistemas muito sofisticados com gavetas de vários tamanhos e disposições que se adaptam a todos os volumes de produto e a todas as atividades industriais.

 

Instalação para o setor editorial

Instalação para o setor editorial

 

Usualmente os níveis baixos destinam-se a alojar os produtos de maior peso e estas estantes não costumam ser muito altas. Esta característica dependerá das necessidades de cada indústria e de cada armazém, convém considerar que as estruturas muito altas dificultam o acesso rápido aos produtos situados nos postos mais elevados. Inclusive, em algumas ocasiões, é necessário recorrer a escadas ou carrinhos-escada, quase sempre manuais, tornando mais lento o processo de apanhar e colocar as unidades.

Nos armazéns dotados desses sistemas também é possível utilizar outros meios mecanizados, como transpaleteiras manuais ou elétricas, assim como selecionadoras de pedidos de nível baixo ou médio (para mais informações, consulte o artigo referente aos equipamentos de movimentação).

Qualificação deste sistema: 

 

Parâmetro  Classificação Comentário 
Custo total do investimento 1 Baixo
Custo de manipulação 81 Alto. Em geral, realiza-se de forma totalmente manual.
Capacidade de manipulação 4 Meio-termo 
Utilização da superfície 3 Muito bom, considerando a pequena dimensão dos corredores. A utilização do volume é ineficiente.

 

Estantes de vários andares

Esse sistema de armazenagem segue os mesmos princípios que o anterior, pois na prática trata-se de dois ou mais armazéns de um andar, instalados um por cima do outro. Com isso, se consegue uma maior capacidade de armazenagem ou dispor de estantes altas dotadas de passarelas (cujo efeito, no final das contas, é o mesmo que o de vários andares).

Com este sistema elimina-se a necessidade de utilizar escadas manuais ou carrinhos para escadas e se consegue, portanto, uma diminuição relativa do tempo utilizado por cada artigo coletado ou depositado.

Nos armazéns com este sistema é impossível utilizar meios mecânicos, exceto no andar inferior ou nos mezaninos de alta resistência (mas têm, por outro lado, um maior custo de instalação). No entanto, podem ser utilizadas empilhadeiras ou outros meios, como elevadores ou monta cargas para efetuar a alimentação aos andares superiores com paletes completos.

Qualificação deste sistema:

Parâmetro Classificação Comentário
Custo total do investimento 1,5 Levemente superior aos armazéns de um único andar.
Custo de manipulação 9 Superior aos armazéns de um único andar. É impossível utilizar meios mecânicos na colocação e picking dos andares superiores (sua utilização significa um maior investimento).
Capacidade de manipulação 3 Inferior aos armazéns de um único andar, pois torna a operação nos andares superiores mais lenta ao não utilizar meios mecânicos.
Utilização da superfície 5 A utilização de superfície é similar aos armazéns de um único andar, mas em termos de volume os duplicam ou triplicam.

 

Estantes móveis

O sistema de estantes móveis poupa uma grande quantidade de espaço, pois o número de corredores fica reduzido, geralmente, a um único corredor. Porém, quando a utilização das estantes for muito frequente ou o número de estantes for muito grande, é possível conceber sistemas com mais de um corredor, mediante o agrupamento de estantes em vários blocos.

A colocação e coleta dos produtos são realizadas de forma exclusivamente manual, pois as distâncias que devem ser percorridas são muito mais curtas em relação ao caso dos sistemas de estantes fixas, o tempo preciso para abrir o corredor (ou os corredores) fica amplamente compensado.

Nesses sistemas, nos quais as estantes estão hermeticamente fechadas, formando blocos, os produtos depositados ficam livres de pó. Além disso, quando o movimento for executado eletricamente, estes blocos de estantes estão providos de um sistema de segurança que detém automaticamente a manobra caso apareça algum obstáculo, evitando consequentemente possíveis acidentes, como o esmagamento de pessoas no interior.

Os sistemas de estantes móveis podem estar controlados por computador, para que as aberturas e fechamentos do corredor possam ser programados. Com este sistema as operações são agilizadas.

Qualificação deste sistema:

 

Parâmetro Classificação Comentário
Custo total do investimento 3,5 O investimento será mais custoso quanto menor for a instalação (em proporção à sua capacidade). Podem ser colocados sistemas de estantes móveis em vários níveis.
Custo de manipulação 8 A facilidade de abertura e fechamento do corredor nos sistemas automáticos reduz o tempo de operação, com o conseguinte aumento da produtividade e o menor custo da mão de obra por cada artigo recolhido ou posicionado.
Capacidade de manipulação 4 A redução do tempo de operação significa um aumento no número de artigos posicionados e recolhidos por cada unidade de tempo.
Utilização da superfície 7 O reduzidíssimo número de corredores que estas instalações precisam incrementa consideravelmente o índice de utilização do chão. Esse pode ser, inclusive, maior com a instalação do sistema em vários níveis, embora isso implique um considerável incremento do investimento e não se observa, como contrapartida, um impacto favorável sobre o custo e a capacidade de manipulação.

 

Armazéns com corredores estreitos

Dentro dos sistemas que seguem o princípio do homem ao produto, as estruturas de armazenagem com corredores estreitos apresentam os melhores índices quanto à utilização do chão, capacidade de manipulação e custo de manipulação. Mas como aspecto adverso, podemos citar que o custo do investimento dessa modalidade é superior em relação às anteriores, embora se mantenham em níveis aceitáveis.

O espaço ocupado na superfície fica muito restringido com a disposição de corredores muito reduzidos que podem, em função dos tipos de carga, chegar a ser de 1.000 mm de separação entre as cargas. No entanto, o mais habitual é disponibilizar corredores entre 1.500 e 1.700 mm de largura, para poder utilizar cargas completas. Estes sistemas permitem aproveitar completamente a altura total do armazém.

Os meios de movimentação utilizados são exclusivamente mecânicos, tais como empilhadeiras tipo torre, trilaterais, selecionadora de pedidos para níveis altos e transelevadores manuais, todos eles explicados no artigo sobre os equipamentos de movimentanção.Nesses sistemas é imprescindível atingir um alto nível de racionalização para conseguir a capacidade máxima. A utilização de transportadores de roletes, transpaletes, empilhadeiras e inclusive veículos autoguiados e guiados a laser (AGV e LGV), servem para interligar as diferentes fases de preparação no armazém, sendo importantíssimos para conseguir este objetivo.

Outro aspecto fundamental para ter em conta é conseguir uma posição correta de trabalho durante as operações de coleta e depósito das mercadorias nas estantes. O operador deve poder movimentar-se, tanto vertical quanto horizontalmente entre as estantes, assim como deve poder realizar operações ergonomicamente corretas e, portanto, eficazes e seguras.

Além de ter a sua disposição aliados fundamentais para conseguir altos índices de produtividade. Entre eles, destacam-se a integração de um bom sistema de gestão de armazéns (SGA -WMS) e o uso de terminais de radiofrequência, que facilitem as sequências da operação corretamente e que, entre outras coisas, permitam que cada operador manuseie diversas ordens de pedido simultaneamente.

 

Exemplo de um armazém com corredores estreitos.

Exemplo de um armazém com corredores estreitos 

 

O sistema pode melhorar sua eficiência instalando, sobre as empilhadeiras, terminais de computador, impressoras ou outros sistemas de comunicação de dados. Com isso, o preparador pode ir informando o computador central sobre a modificação instantânea do estoque. Isto resulta em uma melhoria da gestão, o que aumenta os índices de eficácia do armazém.

A produtividade também pode ser aumentada mediante a instalação de pré-seletores de altura e posição no corredor, para que o operador não tenha que se preocupar com sua situação na estante e unicamente dirija, de forma automática, a máquina para a posição correta.

Estes sistemas de armazenagem devem ser concebidos de acordo com os equipamentos que serão utilizados e as cargas que devem ser manuseadas. Por isso, é imprescindível fazer uma análise exaustiva prévia das entradas e saídas de mercadorias, suas medidas e a proporção de uma ou outra forma da saída das cargas. Consegue-se maior eficácia quando existe uma alta proporção de saídas com mercadorias uniformes ou, em outras palavras, com unidades de carga completa.

 

Qualificação deste sistema:

Parâmetro Classificação Comentário
Custo total do investimento 3 O investimento atinge índices bastante altos, mas podem ser assumidos por causa da melhoria dos demais parâmetros.
Custo de manipulação 2 Como toda a operação é realizada com a ajuda de elementos mecânicos, o impacto do custo da mão de obra se reduz.
Capacidade de manipulação 5 Este fator cresce espetacularmente, dada à agilidade de movimentos que se consegue com o sistema.
Utilização da superfície 6 Este índice é altíssimo graças à utilização de corredores muito estreitos e ao aproveitamento de toda a altura do armazém.

 

Estantes dinâmicas de picking 

Dentro da estratégia do homem ao produto, o sistema de preparação sobre caixas pequenas através do qual se obtém um desempenho mais alto é aquele baseado no uso de estantes dinâmicas.

Cada uma das caixas que se situam em direção ao corredor de preparação tem uma referência e atrás delas se encontram as de reserva. O número de corredores necessários em uma instalação se reduz consideravelmente, assim como o percurso que cada operador deve realizar.

Graças a essa alocação mínima de espaços reservados para corredores, o aproveitamento da superfície é muito mais elevado do que em outros tipos de sistemas.

 

Armazém para empresa de venda em aeroportos

(A) Armazém para empresa de venda em aeroportos

Armazém para reprodutores de música.

(B) Armazém para reprodutores de música

 

A preparação dos pedidos pode ser realizada de acordo com três modalidades:

  1. A mais simples delas é a utilização de um carro (ou uma selecionadora de pedidos), dessa forma o operador percorre a estante e vai configurando o pedido. 
  2. A segunda possibilidade consiste em disponibilizar transportadores em um dos lados do corredor, contíguos a uma das estantes. 
  3. A terceira opção também utiliza transportadores, mas estes são instalados no centro do corredor. Nesse caso, se prioriza a operacionalidade sobre a capacidade de armazenagem (como podemos ver na Imagem B sobre estas linhas).

As diferentes soluções estruturais disponíveis permitem adaptar as estantes dinâmicas para picking a diferentes necessidades. Por exemplo, é possível disponibilizar os níveis altos para alojar paletes com mercadoria de reserva e inclusive combinar o picking dinâmico sobre caixa e sobre palete.

Esses sistemas podem ser melhorados, aumentando consideravelmente o número de operações, com a instalação de pick to light, que indica onde e a quantidade que deve ser extraída de cada referência. O sistema de gestão é o encarregado de administrar e controlar estes dispositivos.

 

Os sistemas de picking sobre estantes dinâmicas são fundamentais quando é preciso preparar muitos pedidos e com muitas referências. Se, além disso, forem acoplados dispositivos pick to light, ficam muito próximos do que se considera picking automático ou do conceito do produto ao homem. De fato, para produtos de grande consumo, é frequente instalar estes sistemas junto a um miniload ou junto a carrosséis horizontais. Nesses casos, o picking dinâmico é gerenciado como parte desses recursos automáticos. 

 

Qualificação deste sistema:

Parâmetro Classificação Comentário
Custo total do investimento 8 O custo do investimento é médio (embora seja de 8, é compensado com as vantagens e eficiência proporcionadas). 
Custo de manipulação 2 O custo de manipulação é muito baixo, pois com o sistema se melhora a eficiência do pessoal disponível.
Capacidade de manipulação 8 Muito alto em espaços com um grande número de operações, especialmente caso se utilize pick to light
Utilização da superfície 8 Muito alto por causa do reduzido número de corredores. A utilização da altura é ineficiente, salvo que se utilize o espaço situado por cima das estantes de picking com paletes de reserva.

 

2. A estratégia do produto ao homem

Este princípio, totalmente oposto aos fundamentos em que se baseia o conceito do homem ao produto, trata de aproximar as unidades ao operador, para que este tenha que se movimentar o mínimo indispensável. Com essa forma de trabalhar são eliminado os períodos de inatividade que decorrem durante o translado de uma ou outra posição de colocação ou coleta.

A diferença dos sistemas vistos anteriormente, tanto a colocação do produto em posição quanto sua extração se realizam praticamente de forma manual, embora o grau de automatização na movimentação das unidades seja quase total.

Os sistemas de armazenagem que utilizam esta estratégia são a armazenagem vertical (Clasimat), os carrosséis horizontais (Spinblock) e os transelevadores miniload.

 

Transelevadores de caixa (miniload)

O miniload é, basicamente, um armazém compacto alimentado por um transelevador de forma totalmente automática. As unidades que esses sistemas manuseiam são caixas, que costumam medir 600 x 400 mm ou 800 x 600 mm e são adaptados ao tamanho das peças que contêm.

Este sistema também pode manipular bandejas, no lugar de caixas, com as quais é possível armazenar diferentes produtos de dimensões muito pequenas de uma só vez, formando assim uma miniunidade de carga. De fato, daí provém seu nome: miniload.

Esta opção de armazenagem exige muito pouca superfície e, dado que segue o princípio do produto ao homem, permite a configuração de postos de trabalho ergonômicos e muito eficientes. Inclusive, os miniload podem ser combinados de forma que um único posto de trabalho possa atender a vários equipamentos simultaneamente.

A carga máxima manuseada por este sistema é de aproximadamente 100 kg por unidade (caixa, contêiner ou bandeja) e atinge altas velocidades de elevação de até 90 m/min, assim como de deslocamento horizontal de até 250 m/min.

Nesses sistemas uma das vantagens mais importantes é o controle de estoque. Normalmente os artigos são identificados por meio de códigos de barras lidos por leitores ópticos. O software de informação que incorpora o miniload realiza tanto o controle e a gestão da mercadoria quanto as operações que devem ser realizadas.

Na hora de falar dos miniloads, é preciso considerar que é possível encontrar diferentes configurações dos elementos desse tipo de armazém automático, com diversas capacidades e velocidades. Isso permite adaptar a solução às necessidades de cada empresa ou indústria. 

Mais concretamente, os miniloads são classificados conforme seu desempenho: médio, alto e muito alto.

  1. Os miniloads de desempenho médio podem movimentar no máximo de 150 caixas por hora (75 de entrada e 75 de saída) em um ciclo combinado (aproveita-se o movimento de inserção de uma unidade para extrair outra ou vice-versa). Como nos transelevadores de paletes, uma lateral das estantes que aloja a carga pode incorporar níveis dinâmicos inclinados para fazer picking sobre os produtos de rotatividade A por um corredor paralelo, enquanto as referências de rotatividade B e C são atendidas pela cabeceira do miniloads. Da mesma forma, é possível disponibilizar dispositivos pick to light e put to light para acelerar ainda mais a operação.
  2. Os miniloads de alto desempenho podem movimentar entre 150 e 180 caixas por hora de entrada e a mesma quantidade de saída em ciclos combinados. Tal como os anteriores, podem incorporar níveis de estantes dinâmicas em uma lateral. Também são adequados para instalar vários postos de picking na cabeceira caso se considere conveniente. Nestes sistemas é imprescindível a colocação de dispositivos pick to light  e put to light.
  3. Por último, temos os miniloads com um desempenho muito alto, que são capazes de superar as 250 caixas por hora de entrada e 250 de saída em ciclos combinados. Em relação a esses modelos apenas se fornecem, geralmente, as caixas por cabeceira e os postos de picking podem ser estabelecidos em uma área adjacente. Nesses armazéns, é essencial contar com medidas de ergonomia, sistemas de ajuda muito intuitivos, assim como dispor de um software de gestão e controle avançado.Devido às suas características, os miniloads de desempenho muito alto são uma boa solução para extrair muitas caixas em períodos de tempo muito curtos. Por isso, seu uso pode ser ótimo para armazéns temporários de pedidos preparados (buffer), armazéns de alimentação de postos de montagem ou manipulação e como sequenciador para entregar as caixas devidamente organizadas de uma forma rápida.

 

Armazém automático para transelevadores miniload de desempenho muito alto.

Armazém automático para transelevadores miniload de desempenho muito alto

 

Qualificação desse sistema:

Parâmetro Classificação Comentário
Custo total do investimento 7 Intermediário com tendência a alto. 
Custo de manipulação 1 Ao tratar-se de um sistema quase automatizado por completo, a influência do custo da mão de obra na manipulação é praticamente nula.
Capacidade de manipulação 6 O índice de capacidade de manipulação é médio com tendência a alto-muito alto, dependendo do modelo.
Utilização da superfície 8 A capacidade de armazenagem é muito elevada em relação à superfície utilizada do chão. Pode ocupar toda a altura do armazém.

 

Sistema de armazenagem vertical e os carrosséis horizontais 

Ainda que atualmente o sistema mais utilizado seja o miniload, ainda podemos encontrar soluções como os armazéns verticais automáticos ou os carrosséis:

  1. A principal vantagem que apresentam os sistemas de armazenagem vertical é o maior aproveitamento do espaço disponível na direção vertical, que significa, altura. Estão especialmente indicados para situações nas quais a superfície disponível é um limitador, porém, é possível construir para cima. Se tratam de estruturas fechadas que aproximam o produto do operário para que este o manipule.

  2. Os carrosséis, tanto os verticais, quanto os horizontais, utilizam um sistema mecânico em seu interior para levar a mercadoria até o operário, que é o responsável de extraí-la sem precisar se mover de seu posto.

Estes sistemas de armazenagem vertical e horizontal, atualmente, estão em desuso, porém é interessante conhecê-los, pois em alguns armazéns ainda são utilizados. Para mais informações, está disponível este artigo inteiramente dedicado a eles.

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