Magazzino automatico - Macchinari e Sistemi

Nell’introduzione del magazzino automatico abbiamo accennato al ruolo fondamentale delle tecnologie di fabbrica AS/RS (Automated Storage and Retrieval Systems) in italiano “Sistemi Automatici di Stoccaggio e Prelievo”, che sono il vertice di tutta una serie di sottolivelli che si occupano di ottimizzare l’immagazzinamento e il recupero di materiali e prodotti con elevata velocità, precisione e densità.

L’implementazione di un AS/RS offre numerosi benefici per un’azienda manifatturiera che vanno dalla massimizzazione dello Spazio (sfruttano al massimo l’altezza e larghezza disponibili, riducendo la necessità di espandere fisicamente il magazzino), all’ aumento dell’Efficienza e del Throughput (velocizzano notevolmente le operazioni di stoccaggio e prelievo, aumentando la capacità di movimentazione dei materiali), al miglioramento dell’accuratezza dell’Inventario (l’automazione riduce drasticamente gli errori umani, portando a una precisione quasi perfetta dell’inventario), alla riduzione dei costi operativi (minori esigenze di manodopera per attività ripetitive di movimentazione e ottimizzazione dei consumi energetici), alla maggiore sicurezza (elimina la necessità per gli operatori di accedere a scaffalature alte o movimentare carichi pesanti, riducendo i rischi di infortuni), alla miglior tracciabilità (ogni movimento è registrato e tracciato, garantendo una completa genealogia dei materiali), alla operatività 24/7 (possono operare continuamente senza la necessità di pause o turni di lavoro), fino alla adattabilità a condizioni estreme (possono operare in ambienti non adatti all’uomo come ad esempio celle frigorifere profonde, aree con gas speciali).

I sistemi AS/RS includono aree chiamate “Punti di Prelievo/Deposito” (Pick/Deposit Stations) dove i materiali vengono presentati agli operatori per il picking o dove vengono depositati i materiali per lo stoccaggio per mezzo di innovative tecnologie chiamate “pick-to-light” o “put-to-light”.

All’interno i sistemi AS/AR c’è il software di gestione e controllo che il WMS ( Warehouse Management System) che è il cervello del sistema e gestisce l’inventario, la posizione dei materiali, l’ottimizzazione dei percorsi delle macchine e l’interfaccia con sistemi esterni come ERP/MES.

Poi talvolta esiste un altro software sottosistema del WMS che è denominato WCS ( Warehouse Control System) che orchestra tutti i movimenti delle MACCHINE S/R, gestisce le ubicazioni dell’inventario e comunica con sistemi di livello superiore come il WMS o direttamente il MES.

I sistemi AS/AR sono ovviamente composti da svariate tipologie di macchinari denominati genericamente MACCHINE S/R ( Macchine di Automated Storage / Retrieval System ).

Particolare attenzione va data ai magazzini verticali automatici (noti anche come VLM – Vertical Lift Modules o sistemi a cassetti/carousel verticali) che sono sistemi compatti che che sono progettati per sfruttare al massimo lo spazio in altezza, minimizzando l’ingombro a terra e portando il materiale “all’uomo” (o alla macchina), anziché il contrario.  Possono portare il cassetto o la mensola contenente il materiale all’operatore/alla baia di prelievo, riducendo gli spostamenti e massimizzando la densità di stoccaggio su una piccola impronta a terra. Questo li rende particolarmente efficienti per lo stoccaggio e il prelievo di minuteria, componenti di piccole/medie dimensioni, utensili o semilavorati, riducendo i tempi di ricerca e di prelievo.

Un tipo di VLM possono essere ad esempio grandi macchine che si muovono orizzontalmente, verticalmente lungo una corsia, dotate di forcole o altri dispositivi per prelevare e depositare pallet, contenitori o cartoni, che si muovono anche in profondità nelle scaffalature (Trasloelevatori anche detti Stacker Cranes). Esistono Unit-Load AS/RS progettati per gestire carichi grandi e pesanti, tipicamente pallet che utilizzano trasloelevatori per movimentare i pallet su scaffalature alte decine di metri.

Oppure vengono impiegati veicoli più piccoli che si muovono su binari all’interno delle scaffalature, particolarmente adatti per lo stoccaggio a profondità multipla o per movimentare contenitori e cartoni che possono lavorare su uno o più livelli e sono chiamati Navette o (Shuttles). Ci sono i Mini-Load AS/RS sono ottimizzati per lo stoccaggio e il prelievo di carichi più piccoli, come contenitori, scatole o vassoi. Utilizzano trasloelevatori o navette più piccole e veloci.

Poi ci sono le famiglie di Robot Mobili (AGV/AMR – Automated Guided Vehicles / Autonomous Mobile Robots) che vengono utilizzati per trasportare i materiali da e verso l’AS/RS, o anche all’interno di sistemi a “cubo robotico” (come AutoStore) dove i robot si muovono sulla griglia superiore degli stoccaggi.

Quindi ci sono le famiglie di Sistemi di Trasporto (Conveyor Systems) deve troviamo i nastri trasportatori, rulliere o carrelli che portano i materiali dalle aree di carico/scarico alle macchine S/R e viceversa. Tra i sistemi di trasporto evoluti troviamo i Sistemi a Navetta (Shuttle Systems) che utilizzano navette indipendenti per ogni livello di scaffalatura, o per corsia, permettendo una grande flessibilità e throughput, soprattutto per contenitori e cartoni oppure Sistemi a Cubo Robotico (Grid-based AS/RS) come ad esempio gli AutoStore, dove i robot si muovono su una griglia superiore per accedere e spostare i contenitori stoccati in profondità, offrendo altissima densità e flessibilità.