Automatización de almacenes en la industria del automóvil

Antecedentes y retos

Una empresa de automoción tuvo la oportunidad de oro de empezar de cero en un nuevo almacén tras una adquisición. Decidieron aprovechar esta oportunidad no sólo para dejar atrás los retos de sus operaciones actuales, sino también para planificar el futuro y automatizar en la medida de lo posible. Las previsiones para los próximos años eran buenas y probablemente pondrían bajo presión las operaciones actuales, ya que la mayoría de los procesos eran muy manuales y requerían mucha mano de obra. Algunos de los principales retos operativos eran:

• Tráfico y congestión: No había una distinción clara de los flujos, lo que significaba que el tráfico de carretillas elevadoras, el tráfico de personas y los flujos de recogida y transporte se cruzaban aleatoriamente, provocando situaciones inseguras e ineficiencias derivadas de la congestión.

• Escasa visibilidad del inventario: No existían ubicaciones de inventario escaneables, y las ubicaciones no estaban respaldadas sistemáticamente. Los productos tenían una ubicación principal preferente, pero también se almacenaban en ubicaciones adicionales. Por este motivo, los operarios tenían que buscar los productos en el almacén.

• Transporte: Un sistema interno de trenes servía de interfaz entre la producción y el almacén. Diferentes trenes -de mercancías acabadas y de materias primas- circulaban siguiendo las rutas asignadas y recogían y dejaban las mercancías. Debido al desequilibrio de las rutas y al tamaño de estos trenes, a menudo uno podía encontrarlos esperando a que se liberara un pasillo.

• Recogida: Las tarjetas Kanban se recogerían de la línea de producción con frecuencia, sirviendo de base para señalar la necesidad de producto. A continuación, este producto se recogía en el almacén, idealmente de su ubicación primaria. Dado que la reposición no se realizaba de forma sistemática, los productos acababan agotándose y no siempre podían respetarse los principios FIFO.

• Envíos de salida: La creación de envíos de salida se consideraba muy laboriosa y también planteaba problemas ergonómicos. Mientras construían los palés solicitados por el cliente, respetando sus requisitos de etiquetado, paletizado y cantidades pedidas, los operarios esperaban y buscaban el producto (adecuado) o construían palés basándose en conocimientos triviales.

• Contaminación: Debido a los diferentes flujos de transporte, el cartón y los residuos circularían por el almacén. Todas las materias primas y los productos acabados pasarían también por la zona de residuos del almacén, lo que podría provocar una contaminación, con los consiguientes riesgos para la calidad de la producción.

El funcionamiento del almacén existente era muy manual y podía plantear riesgos para la productividad si se reproducía en las nuevas instalaciones, más grandes y con mayor demanda. El objetivo de Establish era determinar cómo podían mejorarse estos procesos y, al mismo tiempo, crear un diseño de almacén que permitiera el crecimiento.

Evaluación y análisis

Establish evaluó los procesos de almacenamiento y cumplimiento con el fin de identificar las lagunas y los retos de la operación. Paralelamente, se recopilaron, analizaron y perfilaron los datos del almacén para comprender los volúmenes operativos e identificar oportunidades de mejora. Tras el análisis, se determinaron las siguientes observaciones:

• Hasta el 80% del tiempo de los maquinistas puede considerarse sin valor añadido.

• En el lado de las materias primas, sólo 34 artículos necesitan (más de) un espacio de palé completo, mientras que 189 artículos no deberían necesitar más de una posición de medio palé.

• En cuanto a los productos acabados, el 21% de los productos se piden en cantidades de 1 caja, mientras que el 70% de los pedidos consisten en menos de 10 cajas.

• Las previsiones indican un crecimiento del 39% en los próximos dos años.

Recomendaciones

Debido a consideraciones de tiempo y recursos, se estableció un orden de prioridades que dio lugar a distintas Fases de Mejora y Automatización. La Fase 1 se centra en conseguir que el nuevo almacén sea operativo y eficiente, principalmente optimizando el tráfico y los flujos. La fase 2 deja la oportunidad de una mayor automatización mediante ASRS y paletizadores, mientras que la fase 3 puede considerarse el inicio de un proceso de mejora continua, que incluye un posible sistema de gestión de almacenes.

Fase 1

a. Actualizar la Metodología de Picking, utilizando Recogedores de Pedidos

En primer lugar, se propuso separar las actividades de picking y transporte para evitar el tráfico innecesario por los pasillos y reducir el tiempo sin valor añadido. Además, el uso propuesto de recogepedidos -que permiten hacer picking a nivel de caja en cualquier nivel del almacén- debería permitir aumentar la eficiencia del picking y aliviar los retos de FIFO y reposición. Además, los preparadores de pedidos realizarán el picking en estanterías (una por línea de producción) para agrupar artículos y entregas. Estas estanterías se dejarán en una zona de entrega/recogida.

b. Diseñar un trazado con flujo óptimo, aprovechando los robots móviles autónomos (AMR).  

El almacén se diseñó para albergar estanterías de paletización, estaciones de reempaquetado/envío y zonas de procesamiento de entradas y salidas cerca de los muelles. Gracias a la separación de la preparación de pedidos y el transporte hasta la producción, cabe esperar menos cruces, tráfico y atascos. El mayor aumento de la eficiencia procede de la Implementación de robots móviles autónomos (AMR). Estos robots se encargarán del transporte desde y hacia el almacén, transportando alrededor de estanterías con materias primas y productos acabados, optimizando constantemente las rutas y la eficiencia del transporte.

c. Seguridad y contaminación, flujos de tráfico dedicados y gestores de intersecciones.

Al asignar bucles específicos a medios de transporte específicos, se redujo el número de intersecciones y se evitaron en la medida de lo posible escenarios inseguros e ineficientes. Para el escaso número de intersecciones que quedan, la tecnología de gestión de intersecciones debería permitir gestionarlas de forma eficiente y segura. Los robots AMR también tendrán en cuenta requisitos adicionales de seguridad y velocidad en las zonas en las que cabe esperar tráfico de personas y/o carretillas elevadoras. 

Fase 2

a. Caso de negocio para ASRS

Una vez que las operaciones en el almacén están en marcha, debe considerarse el siguiente grado de automatización. Dado que, tanto en las entradas como en las salidas, muchos artículos entran y salen del almacén a nivel de caja, la idea del almacenamiento de cajas dentro de un ASRS (sistema automático de almacenamiento y recuperación) puede llevar la eficiencia a un nivel superior. Esto también resolvería el problema de la visibilidad y disponibilidad de los productos sin tener un SGA, ya que el sistema siempre sabrá dónde está almacenada cada caja. Aunque este grado de automatización puede reducir aún más el trabajo manual y aumentará la eficiencia, también tiene un precio: costo, tanto en términos de riesgo de Implementación como de costo, ya que también tiene que integrarse sin problemas con el resto de las operaciones.

b. Caso de negocio para el paletizador automático

La paletización de los envíos de salida puede considerarse una de las actividades más laboriosas, ergonómicas y lentas del almacén. Como complemento a la solución de almacenamiento ASRS, un paletizador integrado podría optimizar aún más esta parte de la cadena de valor. Un brazo robótico puede construir los palés de forma sencilla, eficiente y ergonómica, teniendo en cuenta los requisitos del cliente.

c. Limitaciones del sistema y margen de mejora

Se determinó que su sistema actual no admitía ubicaciones de inventario escaneables ni otras funcionalidades del sistema que pudieran aliviar algunas de las principales áreas problemáticas señaladas anteriormente, por lo que el inventario que no era de rotación rápida seguía clasificándose por orden alfabético a corto plazo. Explorar un nuevo SGA era una recomendación a largo plazo. Era importante completar el traslado y permitir que la operación se asentara antes de realizar cambios drásticos en el sistema. La Implementación de un nuevo SGA permitiría un almacenamiento flexible, una clasificación lógica, una mayor visibilidad del inventario y otras funciones de gestión del inventario inexistentes en el sistema actual.

Resultados

Todos los requisitos operativos y de almacenamiento podrían satisfacerse en la Fase 1, al tiempo que se facilita la ampliación de la operación o la transición a una solución automatizada en la Fase 2. El tiempo sin valor añadido podría reducirse en un 60% gracias a la separación de la preparación de pedidos y el transporte y a la actualización de los equipos de manipulación de materiales para la preparación de pedidos. Una mayor automatización, como los AMR, reduciría aún más los tiempos muertos, el trabajo manual y los errores de picking.