Los robots para contenedores, los carros de transporte de cuatro vías y los apiladores de minicargas son los tres sistemas automatizados principales de almacenamiento y recuperación de contenedores disponibles actualmente en el mercado.
Si bien emplean tecnologías diferentes y presentan características de rendimiento distintas, en conjunto definen la estructura de los almacenes de contenedores modernos.
Para los planificadores, uno de los mayores desafíos reside en cómo elegir el sistema adecuado en torno al umbral crítico de altura de 20 metros.
1. Análisis de equipos básicos: Comprender la esencia de tres vías tecnológicas
La selección comienza con un profundo conocimiento de los principios técnicos y las capacidades de cada tipo de equipo.
1. Robot de preparación de pedidos (CTU): Solución de "alta flexibilidad" desde el estante hasta la persona.
El modelo principal es el de "almacenamiento directo al operario". El robot se desplaza por el pasillo, eleva el producto directamente a la ubicación de destino, recoge uno o varios contenedores mediante una horquilla telescópica o una plataforma y los transporta a la estación de preparación de pedidos al final del pasillo.
Las principales ventajas son su gran flexibilidad y escalabilidad: la implementación es relativamente sencilla, se adapta a diferentes ubicaciones y la capacidad del sistema se puede ajustar linealmente añadiendo o quitando robots. Resulta adecuado para empresas con demandas fluctuantes o inversiones por fases.
Sin embargo, el funcionamiento de un solo robot para todo el proceso puede convertirse en un cuello de botella cuando se requiere un rendimiento extremo.
2. Robot de selección de cajas de última generación (STU): Solución flexible con un avance significativo en altura.
El robot de última generación se basa en el concepto CTU y logra avances significativos.
STU cuenta con un mecanismo de elevación telescópico de doble etapa, con una velocidad de desplazamiento de hasta 3 m/s y una velocidad de elevación de 2 m/s, lo que permite realizar operaciones de recogida y colocación en menos de 3 segundos para una mayor eficiencia.
Su diseño innovador supera la limitación de altura tradicional de 12 metros, lo que posibilita su aplicación en almacenes de más de 20 metros.
Esto permite que STU mantenga la flexibilidad de CTU al tiempo que se adapta a necesidades de almacenamiento más altas y densas, con algunos sistemas de gama alta que soportan hasta 24 metros, proporcionando nuevas opciones de automatización flexibles para almacenes de altura media a alta.
3. Sistema de transporte de cuatro vías: Solución de "red de vías" para almacenamiento denso y flujo eficiente.
El sistema consta de estanterías, lanzaderas de cuatro vías, elevadores, sistemas de clasificación y software.
La lanzadera se desplaza libremente por rieles horizontales y verticales, coordinándose con los elevadores para los cambios de nivel. Las estanterías proporcionan almacenamiento de alta densidad; las lanzaderas se encargan del transporte horizontal y los elevadores del transporte vertical, formando un sistema de relevo para el almacenamiento y la recuperación. Entre sus
principales ventajas destacan una excelente capacidad de operación en paralelo y una densidad de almacenamiento extremadamente alta. Varias lanzaderas y elevadores pueden operar simultáneamente, y el rendimiento puede aumentar de forma casi lineal con la incorporación de nuevos equipos.
4. Apiladores Miniload: Solución "Vertical de Alta Velocidad"
El sistema generalmente incluye estanterías, cintas transportadoras, apiladores y software, siendo el apilador el dispositivo principal.
Miniload opera a alta velocidad a lo largo de pasillos fijos, con horquillas diseñadas para una manipulación rápida y precisa de los contenedores. Sus
principales ventajas son la alta eficiencia y fiabilidad de cada máquina. Los recorridos fijos garantizan tiempos de ciclo cortos, y la tecnología consolidada asegura un funcionamiento fiable. Las mejoras en el rendimiento dependen de la velocidad de elevación y la aceleración, así como de los diseños de almacenamiento de doble profundidad para aumentar la capacidad de manipulación por ciclo.
5. Resumen de características
CTU/STU: Alta flexibilidad del sistema.
Lanzadera de cuatro vías: Alta capacidad de paralelismo y densidad de almacenamiento.
Miniload: Alta eficiencia de máquina única, madura y confiable.
2. Dimensiones clave para la toma de decisiones: altura, rendimiento, SKU y modo de negocio.
La selección debe alinear las capacidades del equipo con los requisitos del proyecto. Las dimensiones clave incluyen:
- Altura del almacén (H): Limita directamente la aplicabilidad del equipo; 20 metros es el umbral.
- Rendimiento (TPH): Número de contenedores que se almacenarán/recuperarán por hora, lo que define la capacidad del sistema.
- Cantidad y características de SKU: La cantidad, el tamaño y el peso afectan la estandarización y la carga del equipo.
- Estructura del pedido / Modo de negocio: Selección dividida, caja completa o suministro de producción; determina el tipo de operación.
- Requisitos de inversión y escalabilidad: presupuesto, expansión futura, cronograma de implementación y complejidad del mantenimiento.
3. Estrategia de selección: Elección basada en escenarios a unos 20 metros.
La altura de los almacenes se puede clasificar en
inferior a 20 metros o superior a
20 metros .
Escenario 1: Altura del almacén inferior a 20 metros
Se pueden implementar los tres tipos; la selección debe ajustarse a las necesidades del negocio.
CTU/STU (por debajo de 12 metros)
- Requisitos: Negocio en rápido crecimiento o fluctuante; alta flexibilidad; presupuesto limitado; estructuras irregulares u obstáculos; fragmentación de pedidos.
- Motivo: El sistema puede escalarse añadiendo robots, es flexible para un gran número de referencias y almacenamiento aleatorio.
- Uso típico: Almacenes de comercio electrónico de tamaño pequeño a mediano, almacenamiento junto a la línea de producción, almacenes de muestras de I+D, almacenamiento de equipos médicos.
Servicio de enlace de cuatro vías
- Requisitos: Densidad extrema, alto y predecible rendimiento, picos en temporada alta.
- Motivo: Los bastidores de alta densidad y los múltiples transportadores/elevadores permiten operaciones paralelas potentes.
- Uso típico: Grandes centros de distribución regionales de comercio electrónico, almacenes centrales minoristas, centros de distribución con un alto volumen de referencias (SKU).
Minicarga
- Requisitos: Alta eficiencia y estabilidad en un solo pasillo; operaciones por lotes o cajas completas; altos requisitos de fiabilidad.
- Motivo: Hereda la estabilidad y velocidad del apilador, adecuado para operaciones por lotes continuos.
- Uso típico: Almacenes de repuestos para automóviles, almacenamiento junto a líneas de producción de alta gama, almacenes farmacéuticos de cajas completas.
Lógica de decisión simplificada:
- Expansión flexible → CTU/STU
- Máxima densidad y rendimiento → Sistema de transporte de cuatro vías
- Estabilidad y eficiencia → Miniload
Escenario 2: Almacén con altura superior a 20 metros
Por encima de los 20 metros, generalmente se trata de proyectos a gran escala, con una alta inversión y la necesidad de una mayor densidad y capacidad de procesamiento.
Desafíos comunes:
- Estabilidad y control de vibraciones a altas velocidades de elevación.
- Precisión y complejidad de la instalación de estanterías altas
- Optimización de algoritmos de planificación para aprovechar al máximo el transporte vertical.
Ventajas del sistema de transporte de cuatro vías:
- Rendimiento extremadamente alto, diseño de pistas multicapa, docenas o cientos de dispositivos que operan en paralelo.
- Adecuado para un gran número de referencias (SKU) y operaciones de alto volumen (por ejemplo, grandes plataformas de comercio electrónico).
- Consideración clave: Evaluar la cantidad, la velocidad y la programación de los elevadores para evitar cuellos de botella durante los períodos de mayor demanda.
Ventajas de Miniload:
- Alta eficiencia por pasillo, ingeniería consolidada
- Adecuado para operaciones continuas por lotes que requieren un funcionamiento estable a largo plazo.
- Consideración clave: Evaluar el tiempo de ciclo de una sola máquina y los bastidores de doble profundidad/doble estación para aumentar el rendimiento.
Solicitud de avance de STU:
- Elevador telescópico de doble etapa, compatible con múltiples efectores finales.
- Colaboración eficiente con robots "subyacentes", aumentando la capacidad y la eficiencia.
- Adecuado para almacenes de altura media a alta de 12 a 20 metros, equilibrando densidad y eficiencia.
Escenario extremo (más de 100.000 SKU, pico de comercio electrónico, por encima de los 20 metros):
- Prefiero el sistema de transporte y elevación de cuatro vías.
- Motivo: Los pedidos aleatorios, fragmentados y de gran volumen requieren capacidad de procesamiento en paralelo y flexibilidad en el rendimiento máximo.
- Miniload es potente individualmente, pero el rendimiento general puede ser limitado.
4. Tendencias futuras
- Menos de 20 metros: Priorizamos la flexibilidad, la densidad y la eficiencia; la tecnología STU de última generación ofrece más opciones para almacenes medianos.
- Por encima de los 20 metros: Enfoque en la disyuntiva entre el sistema de transporte de cuatro vías y el sistema de minicarga, equilibrando el rendimiento en paralelo del sistema con la eficiencia y estabilidad de una sola máquina.
Pueden surgir soluciones híbridas (por ejemplo, Four-way Shuttle + Miniload o STU + Miniload), que utilizan distintos equipos en diferentes zonas para equilibrar la densidad general y la eficiencia máxima local.
Conclusión: Comprender los requisitos del negocio y las características de los equipos es fundamental para tomar las decisiones más acertadas en almacenes automatizados de almacenamiento de contenedores.
