Sistema automatizado de almacenamiento y recuperación

Un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación ( ASRS o AS/RS ) consta de diversos sistemas controlados por computadora para colocar y recuperar automáticamente cargas desde ubicaciones de almacenamiento definidas. ^{[ 1 ]} Los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (AS/RS) se utilizan normalmente en aplicaciones donde:

• Se está moviendo un volumen muy elevado de cargas hacia dentro y hacia fuera del almacén.
• La densidad de almacenamiento es importante debido a las limitaciones de espacio.
• En este proceso no se agrega ningún valor (no hay procesamiento, solo almacenamiento y transporte).
• La precisión es fundamental debido a los posibles daños costosos que podría sufrir la carga.

Un AS/RS puede utilizarse con cargas estándar y no estándar, ^{[ 2 ]} lo que significa que cada carga estándar cabe en un volumen de tamaño uniforme; por ejemplo, los cartuchos de película que aparecen en la imagen del Centro de Información Visual de Defensa se almacenan como parte del contenido de las cajas metálicas de tamaño uniforme que se muestran en la imagen. Las cargas estándar simplifican la gestión de las solicitudes de artículos. Además, las auditorías de la exactitud del inventario pueden limitarse al contenido de una caja metálica individual, en lugar de realizar una búsqueda exhaustiva de toda la instalación para un solo artículo.

También se pueden utilizar en lugares de autoalmacenamiento . ^{[ 3 ]}

Los sistemas AS/RS están diseñados para el almacenamiento y recuperación automatizados de piezas y artículos en la fabricación, distribución, venta minorista, venta mayorista e instituciones. ^{[ 4 ]} Se originaron en la década de 1960, inicialmente enfocados en cargas pesadas de palés, pero con la evolución de la tecnología, las cargas manejadas se han vuelto más pequeñas. ^{[ 5 ]} Los sistemas operan bajo control computarizado, manteniendo un inventario de los artículos almacenados. La recuperación de artículos se realiza especificando el tipo y la cantidad de artículo que se va a recuperar. La computadora determina desde dónde se puede recuperar el artículo en el área de almacenamiento y programa la recuperación. Dirige la máquina automatizada de almacenamiento y recuperación (SRM) adecuada a la ubicación donde se almacena el artículo y le indica a la máquina que deposite el artículo en un lugar donde se debe recoger. Un sistema de transportadores o vehículos guiados automáticamente a veces forma parte del sistema AS/RS. Estos toman cargas dentro y fuera del área de almacenamiento y las mueven a la planta de fabricación o a los muelles de carga. Para almacenar los artículos, se coloca la paleta o bandeja en una estación de entrada del sistema, se introduce la información de inventario en una terminal de computadora y el sistema AS/RS traslada la carga al área de almacenamiento, determina una ubicación adecuada para el artículo y la almacena. A medida que se almacenan o se retiran artículos de las estanterías, la computadora actualiza el inventario.

Entre las ventajas de un sistema AS/RS se incluyen la reducción de la mano de obra necesaria para transportar artículos dentro y fuera del inventario, la disminución de los niveles de inventario, un seguimiento más preciso del inventario y el ahorro de espacio. Los artículos suelen almacenarse de forma más compacta que en los sistemas donde se almacenan y recuperan manualmente. ^{[ 6 ]}

Dentro del almacén, los artículos se pueden colocar en bandejas o colgar de barras, las cuales están conectadas a cadenas/accionamientos para moverse hacia arriba y hacia abajo. El equipo necesario para un AS/RS incluye una máquina de almacenamiento y recuperación (SRM) que se utiliza para el almacenamiento y la recuperación rápidos de material. Las SRM se utilizan para mover cargas vertical u horizontalmente, y también pueden moverse lateralmente para colocar los objetos en la ubicación de almacenamiento correcta. ^{[ 6 ]}

La tendencia hacia la producción Just In Time a menudo requiere la disponibilidad de insumos de producción a nivel de subpalet, y los sistemas AS/RS son una forma mucho más rápida de organizar el almacenamiento de artículos más pequeños junto a las líneas de producción.

El Instituto de Manipulación de Materiales de América (MHIA), la asociación comercial sin fines de lucro del sector de la manipulación de materiales, y sus miembros han clasificado los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (AS/RS) en dos segmentos principales: pasillo fijo y carruseles/módulos de elevación vertical (VLM). Ambas tecnologías permiten el almacenamiento y la recuperación automatizados de piezas y artículos, pero emplean tecnologías diferentes. Cada tecnología presenta ventajas y desventajas únicas. Los sistemas de pasillo fijo suelen ser de mayor tamaño, mientras que los carruseles y los módulos de elevación vertical se utilizan individualmente o en grupos, pero en aplicaciones de tamaño pequeño a mediano.

Una grúa apiladora de pasillo fijo (AS/R) presenta dos diseños principales: de un solo mástil o de doble mástil. La mayoría se apoya sobre un riel y un techo guiado en la parte superior por guías o canales para garantizar una alineación vertical precisa, aunque algunas están suspendidas del techo. Los carros que componen el sistema se desplazan entre las estanterías fijas para depositar o recuperar la carga solicitada (desde un solo libro en una biblioteca hasta un palé de varias toneladas en un almacén). La unidad completa se mueve horizontalmente dentro de un pasillo, mientras que los carros pueden elevarse hasta la altura necesaria para alcanzar la carga y extenderse y retraerse para almacenar o recuperar cargas ubicadas a varias posiciones de profundidad en las estanterías. Se puede lograr un sistema semiautomatizado utilizando únicamente carros especializados dentro de un sistema de estanterías existente.

Otra tecnología AS/RS se conoce como tecnología de lanzadera. En esta tecnología, el movimiento horizontal se realiza mediante lanzaderas independientes, cada una operando en un nivel de la estantería, mientras que un elevador en una posición fija dentro de la estantería se encarga del movimiento vertical. ^{[ 5 ]} Al utilizar dos máquinas separadas para estos dos ejes, la tecnología de lanzadera puede proporcionar tasas de producción más altas que las grúas apiladoras. ^{[ 7 ]}

Las máquinas de almacenamiento y recuperación recogen o entregan las cargas al resto del sistema de transporte auxiliar en estaciones específicas, donde las cargas entrantes y salientes se colocan con precisión para su correcta manipulación.

Además, existen varios tipos de dispositivos de Sistemas Automatizados de Almacenamiento y Recuperación (AS/RS) llamados AS/RS de carga unitaria, AS/RS de minicarga, AS/RS de carga media, ^{[ 8 ]} Módulos de Elevación Vertical (VLM), Carruseles Horizontales y Carruseles Verticales. Estos sistemas se utilizan como unidades independientes o en estaciones de trabajo integradas llamadas pods o sistemas. Estas unidades suelen estar integradas con varios tipos de sistemas pick to light y utilizan un controlador de microprocesador para el uso básico o software de gestión de inventario. Estos sistemas son ideales para aumentar la utilización del espacio hasta un 90%, los niveles de productividad en un 90%, la precisión a niveles superiores al 99,9% y el rendimiento hasta 750 líneas por hora/por operador o más, dependiendo de la configuración del sistema.

Los dispositivos robóticos de inserción/extracción se pueden utilizar en carruseles horizontales. El robot se ubica en la parte delantera o trasera de hasta tres carruseles horizontales apilados. El robot toma el contenedor requerido en el pedido y, a menudo, lo reabastece simultáneamente para agilizar el proceso. Los contenedores se entregan a una cinta transportadora que los dirige a una estación de trabajo para su preparación o reposición. Se pueden realizar hasta ocho transacciones por minuto por unidad. El sistema admite contenedores de hasta 91 x 91 x 91 cm (36" x 36" x 36").

En su forma más simple, los carruseles horizontales también se utilizan a menudo como estanterías giratorias. Con un simple comando de "recoger", los artículos se acercan al operario y se elimina el espacio que de otro modo se desperdiciaría.

Aplicaciones de AS/RS: La mayoría de las aplicaciones de la tecnología AS/RS se han asociado con operaciones de almacenamiento y distribución. Un AS/RS también se puede utilizar para almacenar materias primas y productos en proceso en la fabricación. Se pueden distinguir tres áreas de aplicación para AS/RS: (1) Almacenamiento y manipulación de cargas unitarias, (2) Preparación de pedidos y (3) Almacenamiento de productos en proceso. Las aplicaciones de almacenamiento y recuperación de cargas unitarias están representadas por los sistemas AS/RS de carga unitaria y los sistemas de almacenamiento de carril profundo. Este tipo de aplicaciones se encuentran comúnmente en el almacenamiento de productos terminados en un centro de distribución, y raramente en la fabricación. Los sistemas de carril profundo se utilizan en la industria alimentaria. Como se describió anteriormente, la preparación de pedidos implica la recuperación de materiales en cantidades inferiores a la carga unitaria completa. Para esta segunda área de aplicación se utilizan sistemas Minilpass, de operador a bordo y de recuperación de artículos.

El almacenamiento de productos en proceso es una aplicación reciente de la tecnología de almacenamiento automatizado. Si bien es deseable minimizar la cantidad de productos en proceso, estos son inevitables y deben gestionarse eficazmente. Los sistemas de almacenamiento automatizado, ya sean sistemas de almacenamiento y recuperación automatizados o sistemas de carrusel, representan una forma eficiente de almacenar materiales entre las etapas de procesamiento, especialmente en la producción por lotes y en talleres. En la alta producción, los productos en proceso suelen transportarse entre operaciones mediante sistemas de cintas transportadoras, que cumplen funciones tanto de almacenamiento como de transporte.

• Módulos de almacenamiento de elevación vertical (VLSM): También conocidos como sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación de elevación vertical (AS/RS). Todos los siguientes tipos de AS/RS están diseñados en torno a un pasillo horizontal. Se utiliza el mismo principio de acceso a las cargas mediante un pasillo central, con la diferencia de que el pasillo es vertical. Los módulos de almacenamiento de elevación vertical, algunos con alturas de 10 metros o más, permiten almacenar grandes inventarios y, al mismo tiempo, ahorrar valioso espacio en la planta de la fábrica.
• Apiladores de carga unitaria: Los apiladores de carga unitaria suelen ser sistemas automatizados de gran tamaño diseñados para manipular cargas unitarias almacenadas en palés u otros contenedores estándar. El sistema está controlado por ordenador y las máquinas de almacenamiento y recogida están automatizadas y diseñadas para manipular los contenedores de carga unitaria.
• Robots pórtico ASRS: Se trata de un tipo de sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (ASRS) utilizados en los sectores de almacenamiento y logística. Algunos de sus usos más comunes son en la industria del neumático para el apilamiento de inventario de neumáticos. La mayoría de estos sistemas abarcan entre 50 y 60  pies de ancho y tienen una longitud promedio de entre 200 y 300 pies. Estos sistemas utilizan efectores finales (también conocidos como herramientas de extremo de brazo) para recoger y colocar las pilas de neumáticos desde las cintas transportadoras. ^{[ 38 ]}

Un sistema operado por operario puede proporcionar un ahorro significativo de espacio en comparación con las operaciones manuales o con montacargas, pero no es un verdadero AS/RS, ya que la operación sigue siendo manual. La altura del sistema de almacenamiento no está limitada por la altura de alcance del operario, ya que este se desplaza sobre la plataforma mientras se mueve vertical u horizontalmente a las distintas ubicaciones de almacenamiento. Los estantes o armarios de almacenamiento se pueden apilar hasta la altura que permitan la carga del suelo, la capacidad de peso, los requisitos de rendimiento y/o la altura del techo. Los sistemas operados por operario son, con diferencia, la alternativa más cara de equipos para la preparación de pedidos, pero son menos costosos que un sistema totalmente automatizado. Las máquinas de almacenamiento/recuperación con pasillo fijo que alcanzan alturas de hasta 12 metros (40 pies ) cuestan alrededor de 125 000 dólares. Por lo tanto, debe haber suficiente densidad de almacenamiento y/o mejora de la productividad con respecto a la preparación de pedidos con carros y contenedores para justificar la inversión. Además, debido a que el desplazamiento vertical es lento en comparación con el horizontal, las tasas típicas de preparación de pedidos en operaciones operadas por operario oscilan entre 40 y 250 líneas por persona-hora. El rango es amplio debido a la gran variedad de esquemas operativos para los sistemas de tripulación a bordo. Estos sistemas suelen ser adecuados para artículos de movimiento lento donde el espacio es bastante costoso. 

Los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (AS/RS) mejoran la ergonomía y la seguridad en el lugar de trabajo al reducir el daño físico y las tareas repetitivas de los trabajadores. En los almacenes de la industria farmacéutica y de la salud, se utilizan sistemas AS/RS de minicarga y módulos de elevación vertical (VLM) para recoger y entregar productos automáticamente a la altura de la cintura. Estos sistemas reducen el daño físico a los trabajadores al encargarse de las tareas de levantamiento de cargas pesadas. En la fabricación de automóviles, los sistemas AS/RS de carga de palés manipulan componentes pesados ​​como motores o transmisiones, minimizando el levantamiento manual y previniendo lesiones de espalda. Los almacenes de comercio electrónico utilizan sistemas de minicarga para manipular productos muy pequeños, llevando los artículos directamente a los puestos de trabajo y reduciendo los problemas de fatiga.

En la segunda década de los 2000, aparecieron en el mercado los primeros modelos robóticos equipados con extremidades superiores e inferiores (en lugar de un carro con un brazo mecánico), radar / visión por computadora o sensores , y capaces de reconocer los productos, realizar operaciones de carga y descarga desde el camión/estanterías/ carretillas elevadoras , posicionar las unidades de carga en las estanterías, manipular y recoger el pedido. ^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]}

• Automatización
• Inteligencia artificial
• Logística de información práctica
• Logística autónoma
• Software de gestión de inventario
• Almacenamiento controlado por voz
• Depósito
• Vehículo guiado automáticamente

• Frazelle, E. (2001), Almacenamiento y manejo de materiales de clase mundial, McGraw-Hill, Nueva York, NY.
• "Sistema automatizado de almacenamiento y recuperación" . Biblioteca de la Universidad de Chicago . Consultado el 9 de enero de 2013 .

• Contenido multimedia relacionado con los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación en Wikimedia Commons.