Automatizzare una logistica filettata

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1 Il magazzino del mese Viteria Automatizzare una logistica filettata Alessandro Creazza e Marco Melacini Il magazzino presentato costituisce un interessante esempio di utilizzo dell automazione per lo stoccaggio e la movimentazione di prodotti metalmeccanici, e nella fattispecie di viteria. Ambrovit S.r.l. nasce nel 1997 a Garlasco (PV) dall iniziativa di un gruppo di imprenditori aventi un forte spirito imprenditoriale e commerciale, assieme a una notevole esperienza nel mondo della produzione e della commercializzazione dei prodotti di viteria e bulloneria. L azienda nasce come evoluzione di una realtà imprenditoriale della provincia pavese già attiva da tempo nella produzione di viteria, focalizzandosi sulla distribuzione e vendita di prodotti appartenenti al mondo della viteria professionale. L elemento distintivo di Ambrovit è lo sviluppo di un processo di business che apporti al mercato di un settore ormai maturo un servizio innovativo, mediante concetti e sistemi gestionali all avanguardia. Tale obiettivo si traduce nel mettere a disposizione della clientela un servizio di total-supply per garantire massima soddisfazione al cliente: pronta consegna, attenzione e soddisfazione per le esigenze, alta qualità dei prodotti e affidabilità nell evasione degli ordini, utilizzo di tecnologie avanzate per lo stoccaggio, la movimentazione e la tracciatura dei materiali. Il catalogo dei prodotti commercializzati da Ambrovit include una vasta gamma di articoli (circa diverse referenze): complementi per viteria (quali rondelle, ranelle, inserti e cappucci coprivite, dadi e bulloni), viti per legno, truciolato, cartongesso, viti Euro, viti a testa bombata, viti metriche, barre filettate, viti auto perforanti, autofilettanti e inox. I fornitori dell azienda sono rappresentati da produttori di articoli per viteria localizzati principalmente nel Sud-est asiatico: la scelta di appoggiarsi a tali fornitori è stata guidata dalla consapevolezza che la viteria è un settore industriale ormai maturo con contenuti tecnologici anche avanzati, ma a disposizione dei principali Paesi produttori a basso costo nel Far East. In tale modo è possibile adottare una politica di global sourcing per contenere i costi di approvvigionamento alla fonte. A tali produttori 30 Figura 1 - Veduta esterna dell azienda (cortesia Ambrovit S.r.l.).

2 sono richieste elevate specifiche di qualità di produzione e di affidabilità di consegna per garantire ai clienti garanzie riguardo il prodotto venduto e il servizio offerto. Stessi requisiti qualitativi sono richiesti ai fornitori localizzati su scala europea (est Europa), dai quali Ambrovit si approvvigiona per le necessità a breve termine (depannage) per coprire le eventuali rotture di stock. Ambrovit serve una clientela localizzata sia sul territorio nazionale, sia all estero, rappresentata da ferramenta e negozi di utensileria specializzati, produttori di viteria e grossisti (specialmente europei, situati in Belgio, Francia, Germania, Olanda, Finlandia, Spagna, Portogallo, Inghilterra, East Europa). Ambrovit serve anche la Grande Distribuzione Organizzata, in maniera indiretta, attraverso una serie di società specializzate. Le consegne a partire dal magazzino di Garlasco (PV) avvengono principalmente su autocarri e veicoli commerciali leggeri, mentre il ricorso ad automezzi a carico completo è abbastanza ridotto data la limitata dimensione media degli ordini (circa 25 colli). Il processo logistico di Ambrovit Il processo logistico dell azienda è imperniato sul magazzino di Garlasco (figura 1), entrato in attività nel corso del Tale impianto rappresenta la terza sede, in ordine temporale, nella storia di Ambrovit. La sede originaria, localizzata a Garlasco, era situata in un capannone industriale le cui caratteristiche di altezza e dimensione nel corso degli anni si sono rivelate non adeguate alle crescenti esigenze logistiche dell azienda. Pertanto, nel 1999 Ambrovit ha successivamente optato per un trasferimento presso un diverso impianto logistico, sempre a Garlasco, ottenendo un incremento di circa m 2 rispetto al precedente magazzino, e dotato di un altezza sottotrave tale da consentire lo stoccaggio intensivo dei prodotti e la movimentazione per mezzo di carrelli trilaterali e commissionatori con uomo a bordo operanti in quota. Nella seconda sede l azienda effettuò un investimento rilevante in termini di tracciatura delle operazioni e dei materiali tramite l utilizzo dei terminali in radiofrequenza. Tuttavia, nel corso degli anni, l incremento dei volumi di attività ha saturato la capacità logistica anche di tale magazzino e pertanto ha reso necessario un ulteriore ripensamento della localizzazione della sede, non essendo contemplata la possibilità di espansione del magazzino allora utilizzato. Per sopperire al deficit di capacità di stoccaggio, e per poter far fronte a ulteriori eventuali necessità di espansione, nella scelta della nuova sede l azienda ha optato per un lotto di terreno situato nella nuova zona industriale di Garlasco, in grado di offrire anche aree di espansione. Il percorso di sviluppo innovativo, che ha da sempre caratterizzato Ambrovit, è proseguito durante la progettazione della nuova sede attraverso la scelta di mantenere le caratteristiche di stoccaggio intensivo nell ambito del processo logistico, ma attraverso l implementazione di un impianto automatico. Oltre che per innovare il processo logistico, la scelta dell automazione di magazzino è stata effettuata in base a una serie di valutazioni riconducibili sia a logiche gestionali, sia alle caratteristiche del processo e del prodotto in esame. Ambrovit, attraverso l automazione, desiderava ottenere una costanza della qualità delle movimentazioni, eliminando i colli di bottiglia legati al calo fisiologico di produttività delle risorse umane, nonché una maggiore sicurezza legata all handling di un prodotto caratterizzato da una densità elevata (in termini di rapporto peso/volume), il cui costo di movimentazione unitario è altrettanto elevato. A ciò l azienda ha aggiunto anche considerazioni legate al non agevole reperimento della manodopera nell area dove opera. La soluzione automatizzata, pertanto, ha consentito di risolvere tale criticità offrendo la possibilità di ridurre l impiego di forza lavoro grazie ai sistemi automatici di magazzino, abbattendo nel contempo anche il costo di movimentazione unitario grazie alle efficienze e alle economie di scala garantite da un impianto automatico. Infine, attraverso l installazione di un impianto automatico intensivo l azienda ha sfruttato la possibilità di rispondere alle incrementate esigenze di stoccaggio massimizzando l utilizzo della volumetria disponibile secondo il piano regolatore di Garlasco, minimizzando il consumo di superficie a terra. Il ForNITorE lcs - Logica Consulting & Solutions S.r.l. offre soluzioni chiavi in mano per la logistica e l automazione industriale. Fondata nel 1989, oggi impiega circa 50 collaboratori qualificati e si propone come System Integrator per la fornitura di impianti di movimentazione e stoccaggio automatici. Nella sede di Usmate Velate (MB) l azienda progetta sistemi di material handling e sviluppa software di proprietà per l automazione e la gestione del magazzino e della produzione. Magazzini automatici e material handling La proposta prevede la progettazione e fornitura di sistemi di movimentazione e stoccaggio automatici. LCS offre trasloelevatori e trasportatori per pallet prodotti da MLOG Logistics GmbH (Neuenstadt D). Il portafoglio prodotti include anche moderne soluzioni di stoccaggio a ridotto fabbisogno di spazio. Ammodernamenti tecnologici LCS è in grado di intervenire su impianti esistenti con attività di ammodernamento tecnologico a più livelli, dalla meccanica al software, senza interrompere l operatività dell impianto. Soluzioni IT LCS, avvalendosi di dispositivi tecnologicamente avanzati e di piattaforme standard e scalabili, implementa software che spaziano da una semplice acquisizione di dati dal campo, supervisione, storicizzazione e gestione allarmi, ai più completi Manufactory Execution Systems, Warehouse Management Systems e Advanced Planning Systems. Service Nel proprio portafoglio Clienti LCS annovera aziende di riferimento, sia nel settore della produzione che della distribuzione, a cui garantisce un servizio di assistenza e reperibilità con copertura 24hx7gg. 31

3 Figura 2 - Trasloelevatore MLOG installato presso Ambrovit s.r.l. (cortesia LCS S.r.l. e Ambrovit S.r.l.). 32 La soluzione automatizzata adottata da Ambrovit è stata fornita da LCS s.r.l., che ne ha curato anche la progettazione, avvenuta in stretta collaborazione con l azienda seguendo un approccio basato su un continuo scambio di informazioni e dati riguardanti il processo logistico, raccolti da Ambrovit durante la sua attività, grazie ai sistemi di tracciatura delle operazioni e dei materiali installati nella sede precedente. Attraverso la descrizione del processo logistico dei prodotti, si analizzeranno i dettagli tecnico- realizzativi dell impianto automatico di Ambrovit. Il processo logistico ha inizio con la ricezione dei prodotti a magazzino. Data la provenienza oversea, e in ogni caso di lungo raggio del materiale, e data l elevata densità del prodotto trasportato (che ha importanti implicazioni anche sulle tematiche di costo del trasporto oltre che di costo unitario di movimentazione, come precedentemente esposto), l azienda si approvvigiona mediante spedizioni di container a carico completo (FCL - Full Container Load), per un volume annuo totale di circa 400 container. Le forniture avvengono con tempi di consegna lunghi, pari a mediamente giorni, anche se attualmente, data la congiuntura economica e data l evoluzione che ha vissuto il settore metalmeccanico, i tempi di approvvigionamento dal Far East per lo stabilimento di Garlasco si sono dilatati fino a 180 giorni. Una volta scaricati presso le tre baie del magazzino, ricavate a partire da uno sbancamento del terreno a quota 1,2 m al fine di garantire movimentazioni direttamente dal pianale dell automezzo al livello del pavimento dell edificio, i prodotti effettuano l ingresso nell immobile per mezzo di carrelli frontali. Si è detto che Ambrovit è una realtà commerciale: tuttavia, fra le attività svolte dall azienda, sono presenti alcune operazioni tipicamente di fine linea produttivo, quali la finitura (con trattamenti termici, galvanici e di zincatura) e il confezionamento. Le operazioni di finitura vengono effettuate su tutti gli articoli in ingresso al magazzino. I trattamenti termici hanno lo scopo di fornire un elevata durezza superficiale alle viti, così come maggiori elasticità e capacità di torsione. I trattamenti galvanici e di zincatura sono finalizzati invece a fornire alle viti particolari colorazioni e resistenza agli agenti atmosferici, nonché a renderli adatti all utilizzo in specifici settori quali l automotive, gli elettrodomestici bianchi e l elettronica. Tutte le operazioni di finitura sono svolte esternamente all azienda, presso una serie di terzisti selezionati da Ambrovit. Una volta completate tali operazioni, il materiale rientra presso il magazzino, dove avviene il confezionamento (inscatolamento), effettuato da due linee completamente automatizzate, dalla produttività di 1150 scatole/h, situate parallelamente al lato maggiore dell edificio in un area che occupa 500 m 2. Tutte le viti presenti nel catalogo di Ambrovit possono essere confezionate secondo varie modalità: scatole di microonda stampate con etichetta identificativa del prodotto (indicanti la misura, il trattamento subito, la quantità, il lotto di produzione e il barcode); sfuse in scatoloni di cartone del peso di circa 20 kg (confezioni industriali) o in sacchi di polipropilene; sfuse in sacchetti di plastica riciclabile dalla capacità massima di 1 kg, oppure in fardelli. Nell ambito dei servizi di personalizzazione che offre l azienda, possono essere realizzate confezioni particolari su richiesta, così come packaging specifici (personalizzando le etichette sulle scatolette, inserendo loghi, disegni e descrizioni su richiesta). Al fine di ottimizzare il servizio offerto e massimizzare l efficienza delle movimentazioni, gli imballi sono stati standardizzati. Tale soluzione ha garantito ai clienti comunque la possibilità di ordinare e ricevere il materiale secondo le proprie esigenze di stoccaggio, e all azienda di poter razionalizzare le diverse tipologie di unità di carico e i sistemi di stoccaggio e di handling, ottenendo quindi significative economie di scala ed efficienze di movimentazione. Si è detto che a valle delle operazioni di finitura e confezionamento i prodotti vengono accettati in magazzino per attraversare il processo logistico. Tuttavia il materiale, per poter entrare a magazzino necessita una ripalletizzazione: infatti, in ricevimento, gli articoli vengono consegnati all azienda su pallet a perdere di dimensioni non standard. Al fine di poter immettere i pallet nell impianto automatico, è necessario che i pallet siano uniformi dimensionalmente e di qualità elevata. Per tale ragione, l azienda ha effettuato un investimento in pallet EPAL, al fine di garantirsi un buffer di pallet standard e di alta qualità per il circuito di movimentazioni interne al proprio sistema logistico. Completata la ripalletizzazione, che porta alla formazione di unità di carico (pluriarticolo) di altezza pari a 1 m e di peso di circa kg, il pallet viene depositato su una rulliera convogliatrice, disposta parallelamente al lato più lungo del magazzino, e condotto al controllo della sagoma, del peso e della consistenza dei blocchetti dei pallet per verificare la conformità all immissione nel magazzino automatico. In caso di non conformità, il pallet viene dirottato su una diversa rulliera dove potrà essere prelevato e reso conforme, mentre, in caso contrario, esso proseguirà parallelamente al lato maggiore dell edificio verso il punto di ingresso del magazzino. Una tavola rotante consente il cambio di direzione per il raggiungimento della doppia testata a terra del magazzino. A questo punto il pallet effettua il suo ingresso nel magazzino intensivo, costituito da una struttura autoportante installata su una platea realizzata con tolleranze di planarità molto elevate. L immobile occupa una superficie in pianta pari a m 2

4 per un altezza massima sottocatena di 26 m. In tale impianto logistico operano, su 4 corridoi, altrettanti trasloelevatori per pallet interi dotati di forcole telescopiche bilaterali a singola profondità e di telecamera a bordo macchina per rapidi controlli finalizzati a rendere più efficienti le operazioni di manutenzione (figura 2). La scelta di utilizzare un sistema di stoccaggio e movimentazione a singola profondità è legata a esigenze di selettività: come si indicava precedentemente, Ambrovit deve gestire circa diverse referenze, e pertanto a fronte di una capacità ricettiva dimensionata sulle necessità di stoccaggio pari a posti pallet (con una saturazione media di magazzino del 70%), la scelta di una profondità multipla non sarebbe stata ottimale. I trasloelevatori, aventi una produttività pari a 30 cicli combinati/h in ingresso/ uscita, depositano e prelevano i pallet su celle con passo montanti da mm e passo correnti da mm, per 22 livelli di stoccaggio in verticale. I pallet prelevati vengono trasferiti dai trasloelevatori verso la (singola) testata di uscita, posizionata su un piano rialzato di 2,5 m rispetto al livello dove sono localizzati i punti di ingresso al magazzino. Ciò ha permesso di disaccoppiare i punti di input e di output, mantenendoli tuttavia sullo stesso lato dell edificio e minimizzando pertanto il consumo di spazio e le percorrenze di trasferimento dei pallet. La testata di uscita conduce i pallet all esterno dell impianto, dove un discensore trasferisce il carico al livello del pavimento verso le tre baie di picking (figura 3), posizionate anch esse lungo il lato maggiore dell edificio del magazzino intensivo e in prossimità delle rulliere di ingresso/uscita del magazzino. Presso tali baie vengono allestiti ordini per un totale di righe di prelievo/giorno, su turni di 8-10 ore al giorno. Le baie di picking, dove gli operatori ricevono i pallet da cui prelevare gli articoli per poter allestire gli ordini, sono servite da rulliere automatiche che ricevono i pallet in uscita dal magazzino, seguendo la logica materiale verso operatore. Il sistema di alimentazione delle baie è organizzate secondo un layout a U (figura 4), ed è dotato di un doppio anello di ricircolo, che permette di disaccoppiare le attività dei singoli operatori sulle tre baie, permettendo quindi all operatore della baia a valle rispetto al verso di alimentazione del picking di non dover attendere la conclusione delle operazioni dell operatore che lo precede per poter ricevere il materiale in coda. Le postazioni di prelievo, grazie al layout descritto, offrono due lati a ciascun operatore per poter ricevere i pallet, in maniera tale da incrementare la sua produttività: in questa maniera è possibile prelevare i prodotti da due diversi pallet contemporaneamente, garantendo un elevata ergonomia nello svolgimento delle operazioni. Il picking prevede il prelievo di colli interi e di singole confezioni, mentre è di fatto quasi assente il prelievo a full pallet. Alle spalle dell operatore e dell anello di alimentazione del prelievo è presente una postazione di deposito dei pallet misti completati, in grado di accogliere fino a tre pallet, consentendo pertanto la possibilità di gestire fino a tre ordini contemporaneamente. Da tale postazione, dotata di un sistema di segnalazione dell avvenuto completamento di un pallet, l operatore dedicato all allestimento delle spedizioni preleva i pallet e li trasferisce al buffer localizzato in prossimità delle baie di carico/scarico, dove di fatto si conclude il processo logistico dell azienda. Quest ultimo può avvenire anche esternamente al magazzino automatico. Infatti, parallelamente alla linea di confezionamento e all area di picking, è situato un magazzino manuale dalla capacità di circa posti pallet, servito da carrelli trilaterali e a montante retrattile. Tale magazzino, dotato di due corridoi e 6 livelli di stoccaggio in verticale, occupa un area di circa 500 m 2 ed è dedicato allo stoccaggio di articoli a bassa rotazione e di alcune particolari tipologie di prodotti, quali le barre filettate, la cui conformazione fisica e le cui unità di carico terziarie renderebbero più difficoltosa la movimentazione tramite un sistema automatico. L intero impianto logistico, dove sono impiegati 21 dipendenti, di cui 13 operativi in magazzino, è governato da un sistema informativo integrato, sviluppato interamente da LCS. Tale sistema informativo include tre moduli: il primo modulo è rappresentato dal Warehouse Management System (WMS) per la supervisione del magazzino e la gestione delle politiche ottimali di allocazione degli articoli; il secondo modulo è costituito dal Warehouse Control System (WCS) per il controllo e il monitoraggio delle singole attività e operazioni svolte presso il magazzino; il terzo modulo, infine, è il sistema di 33 Figura 3 - Area di picking (cortesia Ambrovit S.r.l.).

5 SCHEDA TECNICA 34 Magazzino di Garlasco (CN) Società committente: Ambrovit s.r.l. Anno di entrata in esercizio: 2008 Funzione del magazzino: stoccaggio prodotti finiti Tipologia clienti: ferramenta, negozi specializzati, grossisti, GDO Tipo di UdC immagazzinate (dimensioni e pesi; quantità massima attuale in stock - attuale): UdC pallettizzate: 800 x 1200; h = fino a 1000 [mm]; 1000 kg; pallet Tipo di unità di spedizione (dimensioni): UdC pallettizzate: 800 x 1200; h = fino a 1000 [mm] Capacità di movimentazione giornaliera (ingressi): 30 pallet/h (prodotto finito) Capacità di movimentazione giornaliera (uscite): 30 pallet/h Struttura civile: magazzino nuovo con struttura autoportante Superficie coperta: m 2 (solo magazzino) Altezza sotto filo catena: 26 m Capacità di stoccaggio: posti pallet (800 x 1200 mm) Mezzi di movimentazione: rulliere, carrelli frontali, carrelli trilaterali, carrelli a montante retrattile, transpallet, trasloelevatori Gestione operativa: informatizzata con rete di PC, host Sistemi di identificazione dei materiali: barcode Sistemi di trasmissione dati agli operatori: automatico da barcode macchina PLC, attraverso il quale vengono governate le attività dei trasloelevatori e delle varie rulliere di alimentazione. Il sistema informativo di magazzino è interfacciato con il software gestionale dell azienda e gestisce i dati legati all operatività attraverso un sistema di lettori barcode in radiofrequenza. Ambrovit ha stipulato con LCS un contratto di manutenzione full service, secondo il quale, oltre agli interventi di manutenzione programmata annuale, sono previsti interventi di assistenza on site per emergenze e avarie e teleassistenza in remoto. Conclusioni Nel presente articolo è stato analizzato un interessante caso di automazione di magazzino per prodotti di viteria professionale, caratterizzati da densità di valore ( /m 3 ) ridotta a fronte di elevata densità fisica (kg/m 3 ), e per cui l incidenza del costo della movimentazione e dello stoccaggio è rilevante. L automazione di magazzino ha consentito di integrare il processo logistico, minimizzando il numero di operazioni da effettuare sulla merce e ottenendo significativi saving derivanti dal raggiungimento di economie di scala legate all automazione e dalla riduzione della manodopera. Ciò è stato possibile anche in virtù delle caratteristiche dei consistenti flussi fisici che caratterizzano il processo logistico, nonché del ridotto indice Figura 4 - Baia di picking (cortesia Ambrovit S.r.l.). di rotazione medio dei prodotti a magazzino (circa 2 rotazioni annue). Oltre a tali fattori, l azienda ha potuto trarre giovamento dall utilizzo dell automazione anche per altri elementi, quali la possibilità di sopperire al deficit di manodopera qualificata disponibile nell area di riferimento, nonché il risparmio di superficie di magazzino. Quest ultimo fattore porterà ulteriori benefici nel prossimo futuro, in quanto per quanto riguarda gli sviluppi futuri Ambrovit ha in programma un espansione del magazzino, con il raddoppio della capacità di stoccaggio e di movimentazione per far fronte alle richieste legate alla sua attività commerciale. A fronte di tali benefici, l azienda ha dovuto effettuare un investimento consistente in impianti e attrezzature, fra cui anche l acquisizione dei pallet EPAL da utilizzare nel circuito interno. Tuttavia, l insieme dei saving prima descritti, insieme all incremento di produttività e di qualità delle movimentazioni, hanno consentito all azienda di ripagare tali investimenti e di presentarsi sul mercato con un offerta di servizi logistici elastica e di alta qualità. Si desidera ringraziare per la collaborazione il Sig. Comotti e il Sig. Sozzè, soci fondatori (Ambrovit), e Emanuela Baracchetti (Sales Manager LCS S.r.l.)