Estado de Automação de Empilhadeiras:
Já chegamos lá?
Índice
Introdução
Estado da Tecnologia de Automação
Critérios de Avaliação
Seguindo em Frente
Conclusão
Introdução
Os orçamentos de bens de capital estão final­
mente retornando aos níveis pré­2008 e
muitas frotas estão atrasadas para uma infusão
de novas empilhadeiras. Em 2012 a Crown
Equipment fez uma pesquisa com mais de 300
profissionais de movimentação de materiais,
onde 71% das pessoas relataram ser a redução
de custos o maior desafio em movimentação de
material de suas organizações.
Então, é este o momento certo para implan­
tar automação de empilhadeiras, movendo­se
rapidamente para colher os benefícios desta
impressionante tecnologia e possivelmente criar
vantagens competitivas? Ou é mais prudente
esperar a tecnologia amadurecer, minimizan­
do o risco de uma implantação mal sucedida
que poderia interromper operações e ter um
retorno negativo sobre o investimento?
A automação é uma das mais poderosas
armas que a indústria tem na batalha contra os
custos, e muitas organizações estão se
perguntando se agora é o momento certo para
fazer a mudança para a automação.
Esta é a pergunta voltada para o futuro, que
executivos de movimentação de materiais estão
encontrando.nA resposta, claro,dependerá da
empresa quanto às suas metas e tolerância
aos riscos, e características do desafio em
movimentação de material. O objetivo deste
documento é ajudar as organizações que
estejam fazendo esta pergunta.iEle anali­
saioiestadoiatual daitecnologia, e para
aqueles que decidem avançar, descreve
as considerações que devem ser tratadas antes
de sua implantação.
Apesar do sucesso na fabricação de veículos
guiados automaticamente (AGVs) para fábricas,
veículos automatizados não têm sido
amplamente adotados em armazéns. Isso
porque o ambiente do armazém apresenta
desafios não encontrados nas fábricas e alguns
dos pioneiros ao utilizá­los ficaram desapontados
com a quantidade de suporte necessário para
manter as empilhadeiras automatizadas ­
empilhadeiras adaptadas com a tecnologia
operacional AGV.
Estado de Automação
de Empilhadeiras:
Já chegamos lá?
O objetivo deste
documento é ajudar as
empresas que estejam
fazendo esta pergunta. Ele
analisa o estado atual da
tecnologia;Para aqueles
que decidem avançar,
descreve as considerações
que devem ser tratadas
antes de sua implantação.
Estado da Tecnologia de Automação
Antes de tratar das questões relativas à
tecnologia, é útil observar a grande diferença
entre processos de produção e armazenagem e
como essas diferenças definem os requisitos de
veículos para cada aplicação.
Os processos de fabricação são previsíveis e
repetitivos, tornando­os candidatos ideais para a
automação. Além disso, a fabricação tem
consistência relativa na produção diária, em
comparação a um típico armazém.
Empilhadeiras que suportam estes processos
normalmente movimentam os produtos de uma
estação para outra, ou da fábrica para a
expedição em intervalos regulares. Os veículos
percorrem o mesmo caminho bem definido
várias vezes sem precisar navegar em torno de
outros veículos ou enfrentar congestionamento.
O sistema AGV foi projetado e construído
especificamente para esta finalidade.
Frequentemente estes veículos não têm cabine
de controle do operador e possui pouca
semelhança com uma empilhadeira tradicional.
Ao contrário das instalações lineares e sólidas que
prosperam nas fábricas, as exigências dos
armazéns são mais complexas e menos
previsíveis. Empilhadeiras automatizadas
precisam ser capazes de ir a qualquer lugar
dentro do armazém, têm de poder trafegar para
vários locais cumprindo uma única ordem e
necessitam adaptar­se a diferentes cargas de
trabalho, muitas vezes a cada hora. Isto requer
um maior grau de inteligência do veículo e
mobilidade, limitando a utilidade dos veículos
que operam apenas no modo automático, por
eles não terem a capacidade necessária de
adaptação.
Isto resultou no surgimento de um novo tipo de
veículo que pode operar tanto no modo manual
quanto no modo automático.Devido à
complexidade inerente na criação de um veículo
"dual­mode", esses veículos ainda não estão
sendo fabricados integralmente para
armazenagem. Em vez disso, eles estão sendo
produzidos através de reforma ou adaptação das
empilhadeiras manuais com sensores e controles
que interagem com o sistema eletrônico da
empilhadeira para permitir que a operação seja
automatizada.
Enquanto isto está fazendo a indústria avançar
e permitindo que os pioneiros avaliem o
potencial da automação das empilhadeiras em
condições reais, esta situação cria várias questões
que precisam ser analisadas.
Durabilidade do Sensor
Os sensores utilizados pelo sistema de segurança
do veículo são normalmente montados no lado
de fora da empilhadeira, deixando­os suscetíveis
a danos quando a empilhadeira é operada em
modo manual. Operadores acostumados a
dirigir sem sensores podem deixar de respeitar
a distância adicional requerida pelos sensores
e estes sensíveis componentes eletrônicos são
facilmente danificados. Eles também são caros
para substituir. Pode custar milhares de reais para
substituir um sensor e o veículo não pode ser
utilizado no modo automático até que os sen­
sores danificados sejam substituídos. Algumas
empilhadeiras já estão sendo projetadas com
sensores instalados no interior da
Empilhadeira Controlada Manualmente
1. Módulo de Controle do Veículo
2. Módulo de Controle de Tração
3. Motor
Empilhadeira Controlada “Dual­Mode”
1. Módulo de Controle do Veículo
2. Módulo de Controle de Tração
3. Motor
4. Módulo de Controle de Automação
5. Módulo de Controle de Segurança
6. Modulo de Controle de Navegação
7. Módulo de Interface Wireless
Subsistemas adicionais são
necessários para converter uma
empilhadeira manual para
a operação automática.
empilhadeira, proporcionando proteção contra
danos; no entanto, esta é mais uma exceção do
que a regra. Para atender a maioria das
expectativas dos usuários em confiabilidade,
este nível maior de integração entre a
empilhadeira e os sensores deve se tornar
padrão.
Componentes Eletrônicos da Empilhadeira
Os componentes eletrônicos das empilhadeiras
não foram projetados para realizar interface
com sistemas de automação.
Componentes adicionais e seu melhor
aproveitamento são exigidos por parte do
fornecedor de automação para que haja inter­
ação entre os controles do veículo e o sistema
de automação, aumentando a complexidade
do sistema e reduzindo a confiabilidade. Adi­
cionalmente, o hardware eletrônico e a adap­
tação realizada para facili­tar a automação po­
dem não ter sido projetados para suportar os
mesmos níveis de choques e vibrações como
os componentes eletrônicos produzidos para
empilhadeiras manuais.
Responsabilidades Compartilhadas
Empilhadeiras ”dual­mode” normalmente
apresentam tecnologias de pelo menos duas
empresas: Uma empresa que produza e
instale componentes eletrônicos e sensores
de automação em uma empilhadeira já pro­
duzida ou uma empresa líder mundial em
fabricação de empilhadeiras.
Empresas de automação não têm a capacidade
de produção em larga escala necessária para
produzir suas próprias empilhadeiras “dual­
mode” e os fabricantes de empilhadeiras ain­
da não desenvolveram suas capacidadesdeau­
tomaçãoaopontodeproduzirem
verdadeirosveículos”dual­mode”.E m alguns ca­
sos, um integrador de sistemas também pode
estar envolvido, adicionando uma terceira parte
à mistura.
Uma das experiências mais
frustrantes para qualquer
organização que esteja investindo
em um sistema complexo com
componentes de vários fabricantes
é ouvir de todas as partes
O resultado é um sistema que depende de
tecnologias de várias empresas e que pode
apresentar problemas quando as coisas não
funcionam do jeito que deveriam. Uma das
experiências mais frustrantes para qualquer
organização que esteja investindo em um sis­
tema complexo com componentes de vários
fabricantes é ouvir de todas as partes que o
problema não é com o sistema deles. Mesmo
que uma parte esteja disposta a assumir a
responsabilidade por todo o sistema, eles
podem não ter a experiência necessária para
resolver os problemas com que se deparam.
Estas limitações podem não ser insuperáveis,
mas forçarão um processo adicional de plane­
jamento e preparação prévia para a implemen­
tação e podem limitar futuros trabalhos de es­
cala e confiabilidade. A maioria das operações
se beneficiarão de um exame cuidadoso do
ambiente e dos processos utilizados nele
antes de liberar o trabalho com empilhadeiras
automatizadas. Mesmo assim, as tarefas que
podem ser razoavelmente esperadas destes
veículos, do ponto de vista de desempenho,
são muito limitadas, baseadas no atual estado
da tecnologia.
que o problema não é com
o sistema deles.
Critérios de Avaliação
Fabricantes de empilhadeiras e empresas de
automação estão fazendo investimentos
significativos em pesquisa e desenvolvimento
para levar a tecnologia adiante. Algumas das
limitações mencionadas anteriormente podem já
ter sido resolvidas enquanto você está lendo este
documento. Com a tecnologia mudando tão
rapidamente, é importante identificar critérios que
permanecerão coerentes conforme a tecnologia
evolui. Aqui estão quatro atributos que podem
servir como base para a avaliação de um sistema
de automação de armazém:
Confiabilidade
Confiabilidade é o primeiro requisito para
qualquer empilhadeira, seja no modo manual,
automático ou “dual­mode”. Como mencionado
anteriormente, sensores e outros componentes
de automação instalados no exterior do veículo
podem criar problemas porque são desprotegi­
dos e suscetíveis a danos. Tornando os veículos
”dual­mode” mais sofisticados, os sensores
serão cada vez mais protegidos pela
carroceria da empilhadeira, minimizando os
problemas de confiabilidade inerentes em muitos
projetos atuais. Além disso, componentes
eletrônicos automatizados devem ser totalmente
integrados aos componentes da empilhadeira,
minimizando assim problemas de interface e
subsistemas adicionais.
Mesmo o melhor veículo exigirá manutenção
regular. Suporte em serviços de manutenção e
disponibilidade de peças, muitas vezes, não são
considerados como itens de primeira
necessidade, porque são questões que podem
ser abordadas após a instalação mas
que podem resultar em veículos auto-
matizados que não operarão em perío­
dos prolongados por causa dos longos
prazos de lead time em serviços e peças.
Infelizmente, o serviço e a infraestrutura
de peças necessários para apoiar a
operação de empilhadeiras automati­
zadas são ainda imaturos e a rápida
evolução da tecnologia sugere que esta
situação pode permanecer assim no curto
prazo. Não há garantia de que os fabri­
cantes não estarão lançando novos pro­
dutos com tecnologias completamente
diferentes no prazo de um ano
pro­duzindo peças para os sistemas de
hoje e dificultando encontrar peças anti­
gas ou exigindo caras atualiza­ções no
sistema referentes à tecnologia mais
recente.
Flexibilidade
Este é o desafio que os veículos “dual­
mode” estão destinados a encontrar.
O armazém não é um ambiente estático
de modo que muitas vezes não é suficiente que os veículos automatizados
trabalhem com as tarefas básicas a que
foram programados inicialmente. Além
disso, as cargas de trabalho podem variar significativamente em função da hora
do dia, tempo ou outros fatores. Se os
processos no armazém mudarem, pode
a empilhadeira se adaptar? Como as
mudanças para o WMS ou outra tecnologia
de armazenamento afeta os veículos automa­
tizados? De que maneira pode o veículo
automatizado ser convertido para a oper­ação
manual, no intuito de trabalhar com volumes de
pico?
O objetivo das empilhadeiras automatizadas
é ser capaz de analisar múltiplas rotas para um
destino e selecionar o caminho que seja mais
eficiente enquanto estiverem próximos a outros
veículos e congestionamento.
Quão rapidamente serão treinados os
funcionários temporários, requeridos em
épocas de pico de volume, de forma a serem
capazes de conduzir estes sofisticados veículos
“dualmode”?
Uma questão relativamente simples, que
destaca a falta de flexibilidade nos sistemas
atuais é o congestionamento. A tecnologia de
navegação é atualmente limitada quanto à sua
capacidade de se adaptar dinamicamente a
mudanças tão simples como pedaços de
plástico ou papelão deixados no chão. Com a
falta de inteligência para navegar por estes
"obstáculos", o veículo irá parar e esperar,
precisando que uma pessoa venha remover o
obstáculo e reiniciar a operação do veículo.
Quanto menor a flexibilidade de um sistema,
maior o risco de o mesmo se tornar obsoleto
muito rapidamente. Um período muito menor
no retorno sobre o investimento é necessário
para justificar a utilização de sistemas com pouca
flexibilidade.
Escalabilidade
Muitas organizações que estejam avançadas no
processo de automação de empilhadeiras,
conduzirão um projeto piloto antes de
implementar a automação de forma
generalizada. Os pilotos devem ser
cuidadosamente projetados e avaliados para
assegurar que o teste do piloto não interrompa
profundamente as operações do diaadia e que
os resultados obtidos possam ser
dimensionados em escalas através da
organização. Em geral, a complexidade
aumenta com o tamanho do armazém.
Empilhadeiras podem ser obrigadas a tomar
decisões mais complicadas, escolhendo o
melhor de uma variedade de rotas possíveis e
será necessário operar suavemente em torno de
outras empilhadeiras, algumas automatizadas
e outras manuais. É neste ponto que se torna
fundamental ter uma estratégia de automação
de longo prazo uma visão de quanto a au
tomação apoiará o manuseio de materiais em
sua organização no futuro. Quanto mais você
investir em tecnologia que possa suportar esta
visão de longo prazo, mais você protegerá seu
capital investido atualmente em automação.
A estabilidade da tecnologia deve também
ser considerada. Tecnologias estão ficando
melhores a cada nova geração, mas nem
todas as novas tecnologias serão compatíveis
com o que existe hoje. Se, por exemplo, você
implantar um sistema guiado por laser e a
indústria padronizar uma outra tecnologia de
direção, você pode ter que substituir todo o
sistema para se adaptar aos novos padrões da
indústria. No entanto, padrões ainda não exis
tem nesta área.
Segurança
Se a confiabilidade é o requisito número um,
segurança é prioridade número um. Mesmo
sabendo que os operadores não são perfeitos,
eles tomam múltiplas decisões impedindo que
ocorram acidentes a cada minuto, algo que
está muito além das capacidades de qualquer
tecnologia de automação. Coisas tão simples
como girar a cabeça para avaliar um ambiente,
resolver problemas com uma breve conversa
com outro motorista ou antecipar um problema
antes que ele aconteça são ocorrências normais
que ajudam a garantir que uma determinada
operação seja segura.
Os operadores têm uma série de vantagens
sobre veículos automatizados na sua capacidade
de se adaptar às situações inesperadas, incluindo
a capacidade de comunicarse com outros operadores.
Para atender aos padrões de segurança da
indústria, os veículos automatizados devem ser
equipados com avisos de luzes e sonoros, e ter
sensores embutidos para detectar obstruções;
No entanto, estes sistemas ainda são
rudimentares em comparação com um veículo
manual com um condutor. Veículos
automatizados compensam movimentandose
em velocidades lentas e desligando sempre
que um obstáculo é percebido.
Uma boa prática de qualquer projeto de
automação é a realização de uma auditoria
detalhada para criar um plano de segurança
que inclui treinamento e procedimentos
específicos para a nova tecnologia. Isso pode
exigir algumas alterações nas respon
sabilidades do empregado e processos
para, por exemplo, elminar ou minimizar
situações onde os corredores se tornem
desordenados com os produtos armazenados,
criando riscos para o veículo.
Enquanto a tecnologia ainda está amadure­
cendo, a automação de empilhadeiras está
mostrando o potencial para gerar melhorias
significativas na produtividade da movimentação
de materiais a longo prazo. Para as organizações
que procuram seguir adiante com a automação
de empilhadeiras, as seguintes considerações
podem ajudar a aumentar a probabilidade de
uma implantação bem sucedida.
Aplicação
A visão de um armazém com todas as tarefas
que estão sendo realizadas por veículos au­
tomatizados não é realista nesta fase do desen­
volvimento da tecnologia. Isso não significa que
não haja tarefas onde os veículos automatizados
possam entregar um retorno aceitável sobre o
investimento.
Tarefas que exigem que o operador entre e saia
da empilhadeira várias vezes no mesmo corredor
para pegar produtos podem ser situações
candidatas para a automação. Tecnologias que
oferecem ao operador a capacidade de controlar
o veículo no corredor para aumentar a
produtividade do operador e minimizar o
impacto das limitações impostas pelo estado
atual da tecnologia. O veículo não requere um
elevado grau de inteligência desde que o
operador, que está em estreita proximidade com
o veículo, esteja controlando­o remotamente. A
empilhadeira ainda deve ser capaz de funcionar
como outras empilhadeiras no armazém quando
no modo manual, solucionando situações de
escalabilidade e flexibilidade.
Outras tarefas que podem ser adequadas para
automação são aquelas que são semelhantes às
tarefas que os AGVs realizam nas fábricas ­
repetitivas, deslocamento horizontal ao longo da
mesmarota, principalmente quando o produto
tiver de ser transportado a longas distâncias.
Em qualquer aplicação onde
Em qualquer aplicação onde o veículo necessitar
funcionar sem vigilância, o potencial de
congestionamento deve ser avaliado, tendo em
vista este ter provado ser um problema para os
veículos automatizados. Isso pode requerer
reengenharia de alguns processos para garantir
que os caminhos das empilhadeiras estejam
livres.
este ter provado ser um problema
Qualidade dos paletes e consistência – coisas
que os operadores ajustam quase que
instintivamente – também podem criar
problemas para empilhadeiras automatizadas.
Subitamente, paletes danificados costumam
gerar o desligamento das empilhadeiras.
Se as empilhadeiras automatizadas estão
operando em um ambiente onde outras
empilhadeiras são conduzidas por operadores,
estes operadores precisarão de treinamento
especial sobre como coexistir com veículos
automatizados. Os pioneiros da automação de
empilhadeiras descobriram que os operadores
impacientes com a velocidade do veículo
automatizado navegam em torno deles
interrompendo o funcionamento do veículo
automaticamente, introduzindo outra origem de
desligamentos inesperados do veículo.
o veículo funcionar sem vigilância,
o potencial de congestionamento
deve ser avaliado, tendo em vista
para os veículos automatizados.
Em cada caso, a segurança, a confiabilidade, a
flexibilidade e a escalabilidade da tecnologia
devem ser avaliadas no contexto de uma
estratégia de automação no longo prazo.
Tecnologias implantadas hoje podem não se
encaixar na estratégia de longo prazo, mas a
estratégia de longo prazo pode ajudar a definir
expectativas para um ciclo de vida realista para
esses sistemas.
Organização
Uma das maiores lições que as empresas
iniciantes no processo de automação têm obtido
de sua experiência com a automação de
empilhadeiras são os recursos necessários para
suportar a implantação e a operação das
empilhadeiras automatizadas. Em um caso, uma
organização descobriu que ela tinha que dedicar
uma pessoa para não fazer nada além e reiniciar
veículos automatizados que tivessem desligado
inesperadamente. E isso foi somente para
o projeto piloto.
Recursos podem ser necessários tanto para o
projeto como para a gestão de fornecedores.
Devido à natureza dos veículos atuais,
geralmente é necessário lidar tanto com o
fornecedor do veículo quanto com o fornecedor
da automação, o que tem provado ser um tra­
balho de dedicação integral em alguns casos.
Isto sem contar os problemas internos que
devem ser resolvidos para preparar as
instalações e a mão de obra para a introdução de
veículos automatizados.
Finalmente, a integração de Tecnologia da
Informação (TI) deve ser realizada. A melhor
prática é envolver TI durante a fase de avaliação
para que as soluções possam ser avaliadas com
base no seu impacto sobre sistemas e recursos
de TI, e TI pode identificar potenciais problemas
antes que o equipamento chegue no local.
Uma das maiores lições que
as empresas iniciantes no processo
de automação têm obtido com a
automação de empilhadeiras são
os recursos necessários para suportar
a implantação e a operação das
empilhadeiras automatizadas.
Conclusão
A automação de empilhadeiras tem feito
incrível progresso nos últimos anos. A
tecnologia ainda está amadurecendo e está
evoluindo para o ponto em que se torna uma
verdadeira promessa de ser parte integrante
do armazém do futuro.
Há algumas tarefas que podem ser
apropriadas para a automação de em­
pilhadeiras hoje, se as expectativas forem
mantidas e recursos adequados forem
destinados a apoiar sua implantação e
operação. Aqui estão as perguntas que cada
organização deve endereçar para determinar
se segue adiante com a atual geração de
tecnologia de automação de empilhadeiras
ou se espera que a tecnologia evolua:
1. Temos uma aplicação que combina
com os atuais sistemas de automação de
empilhadeiras?
Alto volume de seleção de pedidos e
movimentação previsível de produtos em
um caminho bem definido surgiram como
as melhores aplicações para a geração
atual de tecnologia.
2. Precisamos de veículos que possam
operar no modo manual e automático?
AGVs tradicionais podem ser adequados
para algumas aplicações, mas não têm a
flexibilidade que muitos armazéns
requerem, sobretudo aqueles com picos
sazonais ou outras mudanças na carga de
trabalho. Veículos que podem agregar
operação manual e automática propor­
cionam a flexibilidade necessária­se
eles tiverem a robustez para operar de forma
confiável em ambos os modos.
3. A nova tecnologia poderá trazer
problemas de segurança?
Uma auditoria de segurança é o primeiro
passo essencial em qualquer projeto de
automação. Se você não pode responder a
essa pergunta negativamente, não fará
sentido seguir em frente.
4. Nosso ambiente está pronto para a
automação?
Congestionamento e paletes danificados
podem inviabilizar o projeto da automação
de empilhadeiras. Fontes de
congestionamento foram identificadas e
eliminadas?
Uma das aplicações que emergiu como uma
boa opção para a automação é em situações
de alto volume em que o operador é capaz
de avançar com a empilhadeira remotamente
eliminando a necessidade de subir e descer
do veículo várias vezes em um corredor.
5. Quem vai assumir a responsabilidade
pelo serviço e quais são as suas
capacidades?
A atual geração de sistemas
frequentemente envolve tecnologias de
múltiplas empresas. Definir quem tem
responsabilidade pelos serviços no sistema
e analisar sua capacidade de entregar em
tempo hábil.
6. Temos os recursos internos para
apoiar o projeto?
As empresas que já iniciaram a automação
descobriram que foram necessários mais
recursos que o planejado para suportar a
automação de empilhadeiras. Eles incluem
recursos de gestão para apoiar o
planejamento e implementação do
projeto, recursos de treinamento, e
pessoal dedicado para garantir que os
veículos automatizados operassem com o
mínimo de ociosidade.
Para as empresas que ainda não estão
prontas para avançar com a automação de
empilhadeiras, dois tópicos de
desenvolvimento mantêm uma promessa
especial para o futuro. O primeiro se refere
a avanços no sistema de posicionamento e
rastreamento que vão expandir as tarefas
que as empilhadeiras automatizadas
poderão realizar, de forma segura e
eficiente. A segunda é a eventual
introdução das empilhadeiras total e
propositalmente produzidas para a
automação de armazéns. As futuras
gerações de veículos terão controles de
automação e sensores projetados e
incorporados no veículo, em vez de
adaptados, assim como sistemas de
posicionamento e rastreamento mais
sofisticados, eliminando muitos dos
problemas com a atual geração de
sistemas.
A Linha premiada de empilhadeiras
da Crown mantém sua reputação
pelo seu excepcional design de
produtos, engenharia e fabricação.
Das menores paleteiras manuais às
maiores empilhadeiras trilaterais, a
Crown busca proporcionar a seus
clientes e usuários empilhadeiras
seguras, eficientes e ergonômicas
com o menor custo total de capital
e maximizando o tempo. Sediada
em New Bremen, Ohio, a Crown
produz empilhadeiras que são
vendidas em todo o mundo.
Informações para Contato:
Crown Equipment Corporation
44 Washington St. Sul
New Bremen, OH 45869 EUA
Tel 419 629 2311
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