Sistemas de Almacenamiento Capitulo 11

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Sistemas de AlmacenamientoCapitulo 11

• Ramón Magaña
• Jorge Hadad

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Sistemas de Almacenamiento

• La función de un sistema de almacenamiento de
  materiales es almacenar éstos por un periodo de
  tiempo y permitir acceder al material cuando sea
  requerido.

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Tipos de Material

• Existen distintos tipos de material, los cuales
  se dividen en diferentes categorías
• Materia Prima
• Piezas compradas
• Trabajo en Proceso
• Producto Terminado
• Retrabajos y Desechos
• Basura
• herramientas
• Piezas de Repuesto
• Productos de Oficina
• Expedientes de Planta

Relacionados Directamente con el Producto
Relacionado con el Proceso
Relacionado con operaciones de la fábrica.
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Desempeño del sistema de almacenamiento

• Existen varias medidas utilizadas para
  determinar el desempeño de un sistema de
  almacenamiento.
• Capacidad de Almacenamiento
• Densidad
• Accesibilidad
• Rendimiento

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Capacidad de Almacenamiento

• Es importante mantener espacios libres para el
  material que entra al sistema. Este puede ser
  medido mediante dos formas
• Por el espacio volumétrico total disponible.
• Por el número total de compartimentos de
  almacenamiento disponibles para los productos.

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Densidad de Almacenamiento
Es el espacio volumétrico real disponible del
almacén relativo al espacio volumétrico
total. Para obtener un eficiente uso del
espacio, los sistemas de inventarios o almacén,
deben de ser diseñados para alcanzar una mayor
densidad. Si la densidad crece, la
accesibilidad se verá afectada.
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Accesibilidad
La accesibilidad se refiere a la capacidad
de accesar a cualquier producto o artículo
almacenado que se desee en el sistema.
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Rendimiento
Es la tasa por hora, en la cual el sistema
de almacén, recibe en el almacén o entrega
productos hacia el exterior del mismo sistema.
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Estrategias

• Existen dos estrategias básicas
• Almacenamiento Aleatorio los artículos son
  almacenados en cualquier lugar disponible en el
  sistema. Los artículos entrantes son colocados lo
  más cerca de la entrada.
• Almacenamiento Dedicado SKUs son asignados en un
  lugar específico. Esto significa que existen
  lugares reservados para todos los SKUs, y el
  número de espacios de almacenamiento debe de ser
  suficiente para almacenar el nivel máximo de
  inventario.
• Un SKU es cada tipo de artículo almacenado, éste
  identifica cada tipo de artículo.

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Ejemplo

• Suponga que 50 SKUs, deben ser almacenados en un
  sistema de almacén. Para cada uno se conoce
• la cantidad promedio a ordenar es de 100
  unidades,
• la tasa de agotamiento es de 2 unidades por día,
• el nivel de seguridad de almacén es de 10
  unidades.
• Cada unidad requiere de un espacio para ser
  almacenada. Cada día llegas distintos SKUs por lo
  cual se requiere, y el ciclo de inventario para
  cada SKU, tarda 50 días. Calcular el número de
  espacios que se requieren en el sistema, bajo las
  siguientes alternativas
• Almacén Aleatorio
• Almacén Dedicado

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Ejemplo
Nivel Máximo de Inventario 110 Cantidad
Promedio a Ordenar Nivel de Seguridad (100
10 110) Nivel Mínimo de Inventario
10 Nivel de Inventario Promedio (11010)/2
60 (Nivel Máximo Nivel Mínimo)/2
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Ejemplo
Estrategia de Almacén Aleatorio El número de
lugares requerido para cada SKU es igual al nivel
de inventario promedio, sabemos que el ciclo
tarda 50 días para cada SKU. Esto significa que
cuando el nivel del inventario de un artículo
cerca del principio de su ciclo es alto, el nivel
para otro artículo cerca del extremo de su ciclo
es bajo. Así, el número de las localizaciones del
almacenaje requeridas en el sistema
es Numero de espacios de almacenajes (50
SKUS)(60 unidades) Número de espacios de
almacenaje 3000 espacios
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Ejemplo
Estrategia de Almacén Dedicado El número de
las espacios requeridos para cada SKU debe
igualar su nivel máximo del inventario. Así, el
número de las espacios requeridos en el sistema
es Numero de espacios de almacenajes (50
SKUS)(110 unidades) Número de espacios de
almacenaje 5500 espacios
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Métodos Convencionales y Equipo
Equipo para el Almacenamiento Ventajas y Desventajas Aplicaciones
Almacenamiento Apilado Mayor Densidad, Menor Accesibilidad, Menor costo por pie cuadrado. Cargas grandes
Sistemas de Estantería Menor Costo, buena densidad de almacenamiento, buena accesibilidad Cargas con tarimas
Estantes y Compartimentos Artículos no visibles correctamente Artículos almacenados individualmente.
Almacenamiento en Cajones Contenedores fácilmente visibles, buena accesibilidad, Alto Costo Httas. Pequeñas, artículos comunes pequeños, piezas de reparación.
Sistemas de Almacenamiento Automatizados Altas tasas de rendimiento, Facilidad de usar un control de sistemas de inventario, Alto Costo Almacenamiento de producto en proceso, Almacenamiento de producto final y centro de distribución.
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Almacenamiento Apilado (Bulk Storage)
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Sistema de Estantería (Rack System)
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Almacenamiento en Cajones (Drawer Storage)
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Sistemas Automatizados de Almacenamiento

• Existen diferentes razones para automatizar el
  sistema de almacenamiento
• Incrementar la capacidad de almacenamiento
• Incrementar la densidad de almacenamiento
• Seguridad
• Reducción de costos e Incrementar la
  productividad
• Mejorar el servicio al cliente
• Mejorar las tasas de rendimiento

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Sistema AS/RS

• AS/RS (Automated Storage/Retrieval System), es
  un sistema que mejora las operaciones de
  almacenamiento, con velocidad y exactitud bajo un
  definido grado de automatización

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Sistema AS/RS
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Tipos y Aplicaciones de AS/RS

• Carga de Unidad AS/RS. Sistema grande
  automatizado, diseñado para almacenar unidades de
  carga en tarimas. Este sistema es controlado por
  computadora, y las máquinas S/R son automatizadas
  para el manejo de carga de contenedores.
• Carril Profundo. Sistema de almacenamiento de
  alta densidad, que es apropiado cuando altas
  cantidades son almacenadas, pero el número de
  SKUs (Stock Types ) es pequeño.
• MiniCarga. Es utilizado para almacenar pequeñas
  cargas (partes individuales) que son almacenados
  en contenedores. El S/R es diseñado para
  recuperar el contenedor y dejarlo.

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Tipos y Aplicaciones de AS/RS

• Hombre-a-Bordo. Representa una alternativa para
  acercarnos a la problemática de descargar
  artículos pequeños en el almacén. En este
  sistema, el operario se encuentra ubicado en el
  carro de la máquina R/S.
• Sistema de recuperación automatizado del
  artículo. Los artículos son almacenados en
  contenedores o cajones los artículos son
  recuperados y empujados a su carril para
  depositarlos en el transportador.
• Módulos Verticales de Almacenamiento de
  Elevación. A diferencia de los demás, este es
  diseñado verticalmente, y utiliza el mismo
  principio. Algunos miden 10 metros, y son capaces
  de mantener inventarios grandes mientras que
  ocupan menor espacio de suelo en la planta.

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Aplicaciones AS/RS

• Sus principales aplicaciones están enfocadas al
  almacenamiento de Materia Prima y Productos en
  Proceso (WIP)
• Almacenamiento y Manejo de Unidades de Carga
• Recolección de Órdenes
• Sistemas de Almacenamiento de Productos en
  Proceso

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Inventario de Productos en Proceso (WIP)

• Posibles Desventajas
• Tiempo dedicado a buscar órdenes
• Posibles pérdidas de órdenes (retrabajo)
• Órdenes pueden no ser procesadas de acuerdo a sus
  prioridades relativas dentro de la celda
• Órdenes demoran mucho tiempo en la fábrica
  (entregas tardías)

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AS/RS e Inventario WIP

• Razones para instalar AS/RS para utilizarlo con
  WIP
• Almacenamiento en Buffer en Producción zona de
  almacenamiento entre dos procesos con tasas de
  producción diferentes.
• Soporte de entregas Justo a Tiempo zona de
  almacenamiento para reducir el riesgo de escasez
  de material a ser entregado por proveedores.
• Agrupamiento de partes para ensamble facilitar
  la colección de las partes de un ensamble.
• Compatibilidad con Sistemas de Identificación
  Automáticos lectores de código de barra.
• Soporte a una automatización de toda la planta, y
  rastreo de materiales

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Componentes AS/RS

• Estructura de Almacenamiento estante
• Máquina S/R para completar transacciones de
  almacenamiento y recolección.
• Módulos de Almacenamiento contenedores para
  unidades de carga (pallets, canastillas,
  cajones...)
• Estación de Recolección y Depósito (PD) donde
  las cargas son transferidas hacia y desde el
  AS/RS.
• Sistema de Control para posicionar la Máquina
  S/R en un compartimento determinado para hacer el
  depósito o recolección (sistema de ubicación
  alfanumérico).

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(No Transcript)
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Sistemas de Almacenamiento de Carrusel
Consiste en una serie de compartimentos o
canastillas suspendidas de una banda o cadena
transportadora aérea que gira a lo largo de un
sistema de rieles ovalar. Clasificación de
Carruseles (por su activación) Operados por
Humanos Automaticos Clasificación de
Carruseles (por su forma) Horizontales Vert
ic ales
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Carruseles Horizontales

• Tamaño 3 m 30 m largo/ 1.8 m 2.4 m ancho
• El carrusel puede estar ubicado en la parte
  superior o inferior del estante
• Carrusel Superior recipientes suspendidos de
  la banda
• Carrusel Inferior recipientes montados sobre
  la banda
• (mayor capacidad de carga)

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(No Transcript)
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Carruseles Horizontales
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Carruseles Verticales
Son construidos para operar alrededor de una
banda transportadora vertical. Ocupan menos
superficie, pero requieren suficiente espacio
aéreo. Capacidad de almacenamiento típicamente
inferior. CONTROLES PARA CARRUSELES Controles
Manuales pedales, interruptores,
teclados Controles Computarizados carga y
descarga automáticas
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(No Transcript)
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Aplicaciones de Carruseles

• Operaciones de Almacenamiento y Recuperación
  para herramientas, materias primas, partes,
  productos en proceso.
• Aplicaciones de Transporte y Acumulación para
  transportar y/o acomodar materiales a la vez que
  son almacenados.
• Aplicaciones Únicas Pruebas eléctricas de
  componentes (carrusel usado para almacenar el
  artículo durante la prueba), almacenamiento en
  gabinetes montados en el carrusel.

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ANÁLISIS INGENIERIL DESISTEMAS DE ALMACENAMIENTO
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AS/RS
Determinación del Tamaño de la Estructura Capaci
dad por Pasillo 2 NyNz Ny Número de
compartimentos a lo largo del pasillo Nz Número
de compartimentos a lo alto del pasillo
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(No Transcript)
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AS/RS
Anchura W 3(x a) Longitud L Ny(y
b) Altura H Nz(z c)
Donde x profundidad unidad de carga y
anchura unidad de carga z altura unidad de
carga a,b,c holguras de compartimentos
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Ejemplo

• Cada uno de los 4 pasillos puede contener 60
  compartimientos horizontalmente, y 12
  verticalmente. El tamaño de las tarimas es de
  x42 in, y48 in. La altura de la unidad de carga
  es z36 in. Usando las tolerancias a6 in, b8
  in, c10 in.
• Cuántas unidades de carga pueden ser
  almacenadas?
• Capacidad x pasillo 2(60)(12) 1440 unidades
• Capacidad AS/RS 4(1440) 5760 unidades
• Cuál es la anchura, longitd y altura del sistema
  AS/RS?
• W3(42 6) 144 in 12 pies/pasillo 4 48
  pies
• L60(48 8) 3360 in 280 pies
• H12(36 10)552 in 46 pies

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Rendimiento de ProcesamientoAS/RS
Es la tasa por hora de la cantidad de
transacciones de Almacenamiento/Recuperación que
un Sistema de Almacenamiento Automatizado puede
realizar. Una transacción implica el depositar
una carga en el almacén ó recuperar una carga del
almacén. Ciclo de Comando Sencillo involucra a
una sola transacción Ciclo de Comando Dual
involucra a las dos transacciones en un solo ciclo
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Método del Instituto de Manejo de Materiales

• Asume
• Almacenamiento aleatorio de cargas en el AS/RS
• Compartimentos de almacenaje del mismo tamaño
• La estación de Recolección y Depósito está
  ubicada enla base y al final del pasillo
• Velocidad constante de la Máquina S/R
• Viaje horizontal y vertical simultáneo

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Ciclo de Comando Sencillo
Tcs Max L/Vy, H/Vz 2Tpd
Donde Tcs Tiempo Ciclo Comando Sencillo
(min/ciclo) L Longitud de la estructura (m,
ft) Vy Velocidad de la Máquina S/R en
dirección horizontal (m/min, ft/min) H
Altura de la estructura (m, ft) Vz Velocidad
de la Máquina S/R en dirección vertical
(m/min, ft/min) Tpd Tiempo para
Recolección/Depósito (min)
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Ciclo de Comando Dual
Tcd Max 1.5L/Vy, 1.5H/Vz 4Tpd
Donde Tcd Tiempo Ciclo Comando Dual
(min/ciclo) L Longitud de la estructura (m,
ft) Vy Velocidad de la Máquina S/R en
dirección horizontal (m/min, ft/min) H
Altura de la estructura (m, ft) Vz Velocidad
de la Máquina S/R en dirección vertical
(m/min, ft/min) Tpd Tiempo para
Recolección/Depósito (min)
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Rendimiento De Procesamiento del Sistema
Depende del número relativo de Ciclos de Comandos
Sencillos y Duales realizados por el sistema.
Rt Rcs 2Rcd Rc Rcs Rcd Donde
Rt No. Total de transacciones/hora Rc
Tasa de ciclos totales (ciclos/hr) Rcs No.
Ciclos de Comando Sencillo/hr Rcd No. Ciclos
de Comando Dual/hr
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Ejemplo

• Considere el ejemplo anterior. La longitud del
  pasillo 280 ft, la altura46 ft. Velocidades de
  la máquina S/R son horizontal200 ft/min,
  vertical75 ft/min.La máquina requiere 20 seg
  para una operación.
• Tiempos de Ciclo de Comando Sencillo y Dual
• Tcs Max280/200, 46/75 2(20/60) 2.066
  min/ciclo
• Tcd Max1.5 280/200, 1.5 46/75 4(20/60)
  3.432 min/ciclo
• Rendimiento por pasillo con 90 utilización, si
  el número de ciclos sencillos y duales son
  iguales
• 2.066Rcs 3.432Rcs 54
• RcsRcd9.822 ciclos sencillos o duales/hr
• Rt Rcs 2Rcd 29.46 transacciones/hr-pasillo1
  17.84 trans/hr

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Sistemas de Almacenamiento de Carrusel
Capacidad de Almacenamiento C 2(L W)
?W Donde C Circunferencia del riel oval (m ,
ft) L Longitud del riel (m, ft) W Ancho del
riel (m, ft)
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Sistemas de Almacenamiento de Carrusel
Número Total de Compartimientos Nc Nb
C Sc Nc Donde Sc Espacio
centro-centro entre los portadores (carrier)
Nc número de portadores Nb Número de
compartimientos colgando de cada portador

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Rendimiento del ProcesamientoCarrusel
Asume 1) Sólo se realizan Ciclos de Comando
Sencillo 2) El carrusel opera a velocidad
constante 3) Almacenamiento aleatorio 4) El
carrusel mueve moverse en cualquier dirección
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Rendimiento del ProcesamientoCarrusel
Tc C/4Vc Tpd Rt Rc 60/Tc Donde Tc
Tiempo de ciclo (min) C Circuenferencia del
carrusel (m, ft) Vc Velocidad del carrusel
(m/min, ft/min) Tpd Tiempo promedio para
carga/descarga de artículos
(min) Rc No. Ciclos/hr Rt No.
Transacciones/hr
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Ejemplo

• El riel oval de un sistema de carrusel tiene
  longitud12 m, ancho1 m. Hay 75 portadores
  igualmente espaciados en el óvalo. Suspendidos de
  cada portador hay 6 compartimientos, c/u con
  capacidad volumétrica 0.026 metros cuadrados. La
  velocidad del carrusel20 m/min. El tiempo
  promedio de operación20 seg.
• Capacidad volumétrica del sistema de carrusel
• NcNb 756 450 compartimientos.
• Cap. Vol. Total 450(0.026) 11.7 metros
  cuadrados.
• b) Tasa de Recuperación por hora del sistema de
  carrusel
• C 2(12 1) 1? 25.14 m
• Tc 25.14/4(20) 20/60 0.647 min
• Rt 60/0.647 92.7 transacciones de
  recuperación/hr

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GRACIAS