Università di Pisa - Polo della Logistica di Livorno Corso di Laurea in Economia e Legislazione dei Sistemi Logistici

Università di Pisa - Polo della Logistica di Livorno Corso di Laurea in Economia e Legislazione dei Sistemi Logistici Anno Accademico: 2010/11 CORSO DI SISTEMI DI MOVIMENTAZIONE E STOCCAGGIO Docente: Marino Lupi PRESENTAZIONE CORSO 1

Definizione Logistica (una delle tante) La logistica è la disciplina che ha come fine quello di ottimizzare le procedure di acquisizione, produzione e distribuzione di beni e servizi,, e delle relative informazioni, con l obiettivo fondamentale di offrire un elevato livello di servizio ai clienti a costi contenuti. Attualmente si tende a distinguere: La logistica degli approvvigionamenti: essa si svolge "a monte" degli impianti di produzione e consiste nella ottimizzazione della gestione dei rifornimenti, di materie prime e componenti, in funzione del piano di produzione dell'impresa. La logistica interna è quella che si svolge all interno degli impianti di produzione: consiste nella ottimizzazione dei processi di ricevimento, stoccaggio e produzione dei materiali da lavorare. 2

La logistica distributiva si svolge a valle degli impianti di produzione e a monte del mercato: consiste nell ottimizzazione del rifornimento dei punti di vendita o della consegna diretta al cliente finale. In questa schematizzazione, la logistica degli approvvigionamenti e la logistica della distribuzione sono indicate, unitamente, come logistica esterna. Con riferimento ai processi logistici di approvvigionamento e distribuzione dei beni, il trasporto merci, comunemente inteso, è una parte della logistica. 3

Nell analisi dei sistemi di trasporto merci esterni ) distinguiamo: - Unità di carico - Pallet - Contenitore - Cassa Mobile - Semirimorchio - Autoarticolato, autotreno (trasporti - Trasporto Stradale - Unità di trasporto - Trasporto Ferroviario - Trasporto combinato strada-ferrovia - Trasporto Marittimo - Trasporto Aereo 4

- Carrello frontale - Unità di movimentazione - Trattore a ralla - Multitrailer - Carrello Cavaliere ( Straddle Carrier ) - Impilatore ( Reach stacker ) - Gru a portale ( transtainer ) - Gru portuale per contenitori ( ship-toshore gantry crane, Portainer ) 5

EUROPA A 27 STATI Traffico merci - Spostamenti in Europa EU27 Performance by Mode for Freight Transport 1995-2007 billion tonne-kilom etres Fonte: European Union, Energy and Transport in figures 2009, Part 3 Transport, European Commision. 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Road Sea Rail Inland Waterw ay Pipeline 6 Air 6

SISTEMI DI TRASPORTO E LORO CONSUMO ENERGETICO EU energy consumption in thousands of tons of oil equivalent per unit of traffic (1 tonkm or 10 pkm) - source European Commission, year 2006 (source: EC) Rail 0.019 Inland navigation 0.034 Road 0.116 Aviation 0.899 Maritime 0.004 7

SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA Numero di morti in incidenti nell UE - anno 2006 (fonte Commissione Europea) Strada 43000 Ferrovia (*) 1370 Aereo 47 Nave n.d. (*) 25 in collisioni, 7 in deragliamenti, 360 presso passaggi a livello, 953 in investimenti, 25 in altre maniere 8

SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA Total revenue equivalent tonnkm in billions(1 eq. tonnkm = 1 tonkm or 10 pkm) by mode - source European Commission, year 2006 Numero di morti in incidenti per tonkm equivalenti percorse nell UE, anno 2006 valore indice Strada 2.608 16,49 2.035 Ferrovia 482 2,84 351 Aereo 58 0,81 100 9

Forti investimenti, in tutta Europa, per invertire, o perlomeno arrestare, il trend di crescita della percentuale di traffico stradale: sia per il trasporto delle merci (soprattutto), sia per il trasporto delle persone. L intermodalità, ossia la combinazione ottimale dei vari modi di trasporto nella catena del viaggio fra l origine e la destinazione, è considerata attualmente la soluzione per l ottimizzazione del trasporto merci (nell ambito dell Unione Europea). 10

INTERMODALITA ECONOMICA (concetto- rappresentazione schematica) Costo O Trasferimento dell unità di carico D Costo intermodale Costo tutto strada 11

Contenitore : Cassa speciale per il trasporto merci, rinforzata, sovrapponibile che può essere trasbordata orizzontalmente o verticalmente La cassa mobile ( swap body ) è un unità di carico, per il trasporto di merce, utilizzata nel trasporto combinato strada-ferrovia, non è impilabile 12 12

Altre unità di carico intermodali Semirimorchio su carro ferroviario a tasca fissa 13

Fonte: Russo F. in Cantarella (a cura di), Introduzione alla tecnica dei trasporti e del traffico, UTET,2001.. Semirimorchio su carro ferroviario a tasca mobile 14

Tre binari operativi. Quattro corsie di stoccaggio Corsie di scarico/carico e di scorrimento esterne alle rotaie della gru. scorrimento carico/scarico Fonte:Dalla Chiara B., Marigo D.,Benzo G., Interporti e terminali intermodali, Hoepli,2002. Sezione trasversale di un terminale STRADAROTAIA stoccaggio 15 15

Fonte:Dalla Chiara B., Marigo D.,Benzo G., Interporti e terminali intermodali, Hoepli,2002. Tre binari operativi -corsie di scorrimento -corsie di carico/scarico -rotaia del transtainer - vie di stoccaggio Schema di un terminale strada-rotaia: fascio di presa e consegna; due moduli gru (con due gru a portale ciascuno) con tre binari operativi ciascuno, fascio di appoggio per l attesa dei treni arrivati che devono essere scaricati o che caricati sono in attesa di partire. 16

Domanda di movimentazione: Tonnellate annue movimentate Numero di unità di carico (container, casse mobili) da movimentare per giorno. Numero treni blocco giornalieri Offerta di movimentazione: Gru per modulo (due nella figura della slide precedente) Capacità di una gru a portale: 20-25 tiri/ora Capacità di una gru frontale: circa 10 movimenti/ora 17

Schema di un terminal contenitori marittimo Fonte: Sciutto G. e Galaverna M. Tecnologie dei Trasporti e territorio, Edizioni Sciro, 2000. 18

Coda all ingresso di un terminal marittimo (LATO MARE) Il modello utilizzato è il modello a coda singola con più server. Navi che si servono del terminale Banchine di accosto Navi in attesa in rada 19

Calcolo: Il tempo medio di attraversamento del sistema o di soggiorno nel sistema ( sojourn time ). Il tempo medio di attesa in coda (ossia il tempo medio di attesa in rada prima di potersi accostare alla banchina, waiting time ). Il valore del tempo di attesa in coda sotto il quale stanno il 90% degli utenti. 20

Coda all ingresso di un terminal marittimo (LATO TERRA) Il modello utilizzato è di nuovo il modello a coda singola con più server. Autotrasportatori che si servono del terminale Cancelli di ingresso Veicoli in attesa di essere serviti 21

Calcolo: Il tempo medio di attraversamento del sistema o di soggiorno nel sistema ( sojourn time ). Il tempo medio di attesa in coda (ossia il tempo medio fra quando un veicolo si accoda e quando inizia ad essere servito). Il valore del tempo di attesa in coda sotto il quale stanno il 90% degli utenti. 22

Terminali marittimi automatizzati Nell ambito dei sistemi di movimentazione ai terminal marittimi devono essere menzionate delle particolari unità di movimentazione i cosiddetti Automated Guided Vehicle (AGV). Gli AGV sono veicoli a funzionamento automatico, ossia senza guidatore. Fonte:http://ww w.gottwald.com Vedremo che questo tipo di veicolo è stato utilizzato, e sviluppato, prima per le movimentazioni relative alla logistica interna. Il primo utilizzo degli AGV per movimentare i contenitori ad un terminal marittimo si è avuto, nel 1993, al Delta Terminal di Rotterdam che è gestito dall European Container Terminal (ETC).

Gli AGV del Delta Terminal sono equipaggiati con un motore diesel e trasmissione idraulica (per i veicoli più recenti è stata utilizzata la trasmissione elettrica). Ogni veicolo può trasportare 1 contenitore da 40 piedi, oppure 2 da 20. 24 24

Fonte: http://www.hhla.de Layout del terminal container di Altenwerder del porto di Amburgo (è uno dei più moderni terminali marittimi per contenitori del mondo). E gestito dalla Hamburger Hafen und Logistik AG (HHLA). 25

Sistemi di movimentazione nella logistica interna Tipi di carrelli industriali - Carrelli elevatori frontali - Carrelli elevatore a forche retrattili - Carrelli magazzinieri o commissionatori - Carrelli elevatori trilaterali Automated guided vehicle (AGV) - Guida ottica - Guida magnetica - Guida laser - Magnet-Gyro guidance 26

Sistemi di movimentazione operanti su percorsi fissi - Sistemi non motorizzati - Sistemi motorizzati - Sistemi motorizzati - Dispositivi di movimentazione fissi - Dispositivi di movimentazione mobili, ma vincolati - Dispositivi di movimentazione mobili e svincolabili 27

Sistemi di stoccaggio delle unità di carico nei magazzini Tipologia di stoccaggio delle unità di carico Sovrapposizione diretta delle u.c. (catasta) Scaffalature bifronti di tipo tradizionale Scaffalature drive-in (drivethrough) Scaffalature dinamiche a Scaffalature gravità. Scaffalature mobili ad alto indice di utilizzazione volumetrica. Scaffalature automatizzate dotate di trasloelevatori. 28

Disposizione delle unità di carico nelle scaffalature Modulo unitario di un magazzino: il più piccolo elemento che replicato permette di ottenere l intera struttura del magazzino 130 Esempi di modulo unitario Il coefficiente di utilizzazione superficiale di un magazzino: unità di carico immagazzinabili per metro quadro di area di stoccaggio. 100 140 90

Unità di movimentazione in un magazzino: tempi di ciclo e potenzialità di movimentazione Tempo di ciclo semplice = tempo fisso + tempo variabile di un unità di movimentazione I tempi fissi sono quei tempi, uguali per tutti i cicli, che sono indipendenti dalla localizzazione del vano. I tempi variabili sono quelli che invece dipendono dalla localizzazione del vano. 30

Troughput C m 8 3600 = 2 t ciclo semplice c punta Capacità di movimentazione di un unità di carico in un magazzino (si esprime generalmente in termini giornalieri) 31

Layout ottimale di un magazzino Il problema che ci si pone è quello di determinare il layout ottimale di un magazzino: in modo da ridurre il tempo medio di movimentazione delle unità di carico. In base al calcolo, e alla posizione del punto di input-output, risulta U che il rapporto ottimale delle due misure è: V = 2 32

Dimensionamento di un magazzino per lo stoccaggio di unità di carico pallettizzate. Dati: - Potenzialità ricettiva richiesta (n. di pallet da stoccare) - Dimensioni delle unità di carico pallettizzate - Movimentazione massima giornaliera di unità di carico richiesta ( troughput, ossia immissioni + prelievi) - Unità di movimentazione da utilizzare Determinare: - Superficie del Magazzino, sue dimensioni, numero di corridoi - La capacità di movimentazione offerta deve essere superiore alla domanda di movimentazione 33

Magazzini automatizzati serviti da trasloelevatori I criteri di progettazione di questi magazzini, costituiti da sistemi di stoccaggio basati su scaffalature bifronti automatizzate, sono simili a quelli visti per i magazzini tradizionali serviti da carrelli a forche. Nel senso che, per esempio, anche in questo caso il calcolo della capacità di movimentazione si basa sui tempi di ciclo delle varie operazioni, distinguendo la parte variabile da quella fissa. Inoltre bisogna avere presente che questi magazzini hanno uno sviluppo in altezza notevole Fonte:Caron F., Marchet G. e Wegner R. Impianti di movimentazione e stoccaggio dei materiali, Hoepli,1997. 34

Capacità di movimentazione di un trasloelevatore Al fine della determinazione della capacità di movimentazione di un trasloelevatore sono stati individuati due vani che sono rappresentativi di tutta la scaffalatura. I punti rappresentativi della scaffalatura hanno le seguenti coordinate L 2 1 X P = y 1 P = H + H 1 I / O 5 3 3 2 X P 3 L 1 5 1 3 = y 2 P = H + H 2 I / O 35

Capacità (potenzialità) del trasloelevatore si esprime, generalmente in termini orari: oraria C cicli semplici = 2 3600 0,9 tempo di ciclo semplice throughput Coefficiente di riduzione che tiene conto di fenomeni di punta 36

Dimensionamento di un magazzino automatico dotato di traloelevatori. - Potenzialità ricettiva richiesta (n. di pallet da stoccare) Dati: - Dimensioni delle unità di carco pallettizzate - Movimentazione massima oraria di unità di carico richiesta ( troughput, ossia immissioni + prelievi) Determinare: - Dimensioni del magazzino, numero di corridoi e dei trasloelevatori - La capacità di movimentazione offerta deve essere superiore alla domanda di movimentazione 37

Le diapositive che vengono illustrate a lezione sono messe a disposizione degli studenti sul sito: http://www2.ing.unipi.it/~a006048/ 38