O que é um ASRS? Sistemas Automáticos de Armazenagem e Recuperação explicados

Um ASRS — sistema automatizado de armazenamento e recuperação — é um equipamento controlado por computador que coloca mercadorias em armazenamento e as retira sem que seja necessária a intervenção humana para as recolher. Gruas, shuttles, robôs ou carrosséis movimentam o stock; o operador permanece numa estação fixa e as mercadorias vêm até ele.

A expressão que define esta mudança é goods-to-person (mercadoria ao operador). Num armazém convencional, os preparadores de encomendas deslocam-se até ao stock. Num armazém automatizado, o stock desloca-se até ao preparador — o que elimina, de uma só vez, a maior componente individual dos custos de mão de obra em armazém.

Person-to-goods vs goods-to-person

Person-to-goods (operador à mercadoria) é a preparação manual convencional. Um operador recebe uma lista, caminha ou conduz até cada localização, retira o artigo e regressa. A deslocação representa, tipicamente, cerca de metade do tempo do preparador e não acrescenta qualquer valor.

Goods-to-person inverte este processo. O sistema recupera o stock necessário e apresenta-o numa estação de trabalho. O operador retira o artigo de uma caixa ou tabuleiro à sua frente e nunca se desloca.

O que muda na prática:

Essa última linha é mais importante do que parece. Uma operação manual com um preparador doente funciona mais lentamente; uma operação automatizada com uma grua avariada não funciona de todo, razão pela qual os contratos de manutenção e a redundância fazem parte da compra e não são um extra.

Os tipos de ASRS

Sistemas baseados em gruas — a forma original e ainda o padrão para armazenamento em altura.

• ASRS de carga unitária manuseia paletes completas. Uma grua circula num corredor estreito entre estantes muito altas, armazenando e recuperando paletes automaticamente. Os corredores podem ser muito mais estreitos do que o necessário para um empilhador e as estantes muito mais altas, pelo que a densidade de armazenamento é drasticamente superior. Ideal para operações de paletes de alto volume, armazenamento a frio onde a densidade é mais valiosa e edifícios com altura disponível.
• ASRS de mini-carga manuseia caixas e tabuleiros em vez de paletes, entregando-os numa estação de preparação. Ideal para preparação de caixas e unidades com um número moderado de SKU e elevado fluxo.

Módulos goods-to-person — unidades autónomas em vez de sistemas para todo o edifício.

• Módulos de elevação vertical (VLMs) são armários fechados com tabuleiros armazenados verticalmente e um extrator que traz o tabuleiro necessário para uma abertura de acesso. Utilizam a altura com uma área de implantação muito reduzida. Ideal para peças pequenas, sobressalentes, ferramentas e artigos de elevado valor, e para aumentar a capacidade dentro de um edifício existente.
• Carrosséis verticais rodam tabuleiros num circuito fechado para trazer o necessário até ao operador. Ideal para artigos pequenos com acesso frequente.
• Carrosséis horizontais rodam contentores horizontalmente, frequentemente em grupos de dois ou três, para que o operador prepare a partir de um enquanto os outros rodam. Ideal para preparação de artigos pequenos de elevado fluxo.
• Módulos de buffer vertical armazenam caixas num estante compacta com um robô que as move para uma estação de trabalho. Ideal para buffer e sequenciação de encomendas, bem como para armazenamento.

Sistemas robóticos — a nova geração e onde se concentra a maior parte do investimento atual.

• Armazenamento em cubo — caixas empilhadas diretamente umas sobre as outras numa grelha densa, com robôs a circular por cima para levantar a caixa necessária. Não existem corredores, o que confere uma densidade extraordinária. As caixas recuperadas frequentemente migram naturalmente para o topo; as lentas descem. Ideal para preparação de unidades com um grande número de SKU onde o espaço de armazém é dispendioso.
• Sistemas de shuttle — shuttles robóticos que circulam sobre carris em cada nível da estante, movendo caixas para elevadores e depois para estações de trabalho. Fluxo muito elevado, escalável através da adição de shuttles. Ideal para manuseamento de caixas de alto volume.

Robôs de chão — móveis em vez de fixos.

• AGVs (veículos guiados automatizados) seguem rotas fixas — fios, fita magnética ou marcadores — movendo paletes ou carrinhos. Ideal para movimentos repetitivos e previsíveis entre pontos fixos.
• AMRs (robôs móveis autónomos) navegam livremente utilizando sensores e mapeamento, recalculando rotas para contornar obstáculos. Alguns transportam caixas para os preparadores; outros elevam estantes móveis completas e trazem-nas até uma estação. Ideal para operações flexíveis e para adicionar automação de forma incremental sem reconstruir o edifício.

Como pensar sobre as categorias. Os sistemas de gruas compram densidade e fluxo a um custo de capital elevado e baixa flexibilidade. Os módulos compram densidade numa área reduzida e são o ponto de entrada mais fácil. Os sistemas robóticos compram densidade e flexibilidade em conjunto, custando mais. Os robôs de chão compram flexibilidade e acrescentam a menor densidade.

As vantagens de um ASRS

Espaço. A vantagem maior e mais fiável. Eliminar corredores de acesso humano e construir em altura permite armazenar várias vezes mais na mesma área. Quando a alternativa é alugar outro edifício, este é frequentemente o principal argumento comercial.

Fluxo. Taxas de preparação de várias centenas de linhas por hora por estação, contra 60–150 na preparação manual, sendo que o sistema funciona durante pausas e turnos sem variação.

Precisão. O sistema apresenta uma localização e um artigo. Erros de preparação causados por confusão entre baías adjacentes — o erro manual mais comum — simplesmente não ocorrem.

Mão de obra. Menos pessoas, e as que permanecem realizam trabalho de maior valor numa estação em vez de caminhar. Em mercados onde a mão de obra de armazém é escassa ou dispendiosa, este é frequentemente o fator decisivo.

Consistência. O rendimento não varia com o turno, o clima, a hora do dia ou quem está a trabalhar.

Segurança. Menos pessoas a circular entre veículos e em altura. As áreas automatizadas podem excluir totalmente a presença humana.

Controlo ambiental. Um armazém automatizado não necessita de iluminação nem de aquecimento para pessoas, o que se adequa particularmente bem ao armazenamento a frio — as máquinas não são afetadas por −25°C e a sala pode ser mantida mais estanque e fria.

Segurança. O armazenamento automatizado fechado é inerentemente mais difícil de roubar, razão pela qual é adequado para produtos farmacêuticos e artigos de elevado valor.

Precisão de inventário. Cada movimento é registado pelo sistema e o stock não pode ser colocado onde não pertence.

Quando faz sentido um ASRS?

As condições que o favorecem:

• Volume de movimentação elevado e sustentado. A automação paga-se através da poupança em mão de obra, pelo que o volume é a variável principal.
• Espaço dispendioso ou limitado. Localizações urbanas, armazenamento a frio ou um edifício que não pode ser expandido.
• Perfil de produto estável. Artigos que se ajustam às dimensões e ao peso do equipamento, e uma gama que não está prestes a mudar de formato.
• Volumes previsíveis a longo prazo. O período de retorno é medido em anos, pelo que o caso de negócio depende de volumes sobre os quais existe confiança.
• Mercados de trabalho difíceis. Onde o recrutamento é complicado, a automação elimina uma restrição e não apenas um custo.
• Requisitos de precisão exigentes, como em produtos farmacêuticos ou bens regulamentados.
• Ambientes hostis — câmaras frigoríficas, áreas perigosas, salas limpas.

As condições que o desaconselham:

• Volumes baixos ou voláteis. O custo de capital não é recuperado.
• Produtos altamente variáveis. Qualquer item fora das dimensões, peso ou formato definidos exige um processo manual paralelo, o que anula o benefício.
• Um negócio em rápida mudança. A automação concebida em torno do perfil atual pode tornar-se uma restrição.
• Contrato de arrendamento curto ou instalações incertas. A maioria dos sistemas são instalações fixas.
• Básicos ainda não resolvidos. Automatizar um processo com dados pouco fiáveis e uma precisão de inventário deficiente produz respostas erradas mais rapidamente. A localização, a etiquetagem e a precisão dos registos vêm primeiro.

A sequência honesta. A maioria dos armazéns obtém mais resultados da organização do slotting, do layout e do método de picking — que quase não custam nada — do que do equipamento. As empresas que automatizam com sucesso são, geralmente, aquelas que já tinham otimizado a operação manual e atingido um limite real. Aquelas que automatizam para escapar a uma operação desorganizada tendem a automatizar a desorganização.

Sobre custos. Os módulos de elevação vertical e os carrosséis começam na casa das dezenas de milhares por unidade e são o ponto de entrada acessível. Os sistemas de shuttle e de armazenamento em cubo variam entre centenas de milhares e vários milhões, dependendo da escala. As instalações completas de unit-load baseadas em transelevadores são grandes projetos de capital. Para além do equipamento, orçamente a integração de software, trabalhos no pavimento, alterações na proteção contra incêndios, formação de pessoal e um contrato de manutenção contínuo — e note que a manutenção não é opcional, porque um sistema parado para a operação.

Como um ASRS se integra com a estanteria e um WMS

Com a estanteria. Nos sistemas baseados em transelevadores e shuttles, a estanteria é o sistema — é projetada como uma estrutura única, construída com tolerâncias mais rigorosas do que a estanteria convencional, e não pode ser reconfigurada da mesma forma que a estanteria seletiva para paletes. O armazenamento em cubo substitui totalmente a estanteria por uma grelha. Os módulos e os robôs de solo coexistem com a estanteria convencional, o que os torna mais fáceis de adicionar de forma incremental.

Com o software. É aqui que os projetos de automação têm sucesso ou falham.

• Um WMS decide o que precisa de acontecer: que encomenda preparar, que stock alocar, o que repor.
• Um sistema de controlo de armazém (WCS) ou o software do próprio fabricante traduz isso em instruções para o equipamento e gere as máquinas.
• Os dois devem estar em concordância contínua sobre o que está onde.

As questões de integração a resolver antes da compra. Qual é o sistema principal para o inventário? O que acontece quando o equipamento avaria — existe uma rota de recolha manual e como é que o stock é reconciliado depois? Pode o WMS sequenciar o trabalho para se adequar aos pontos fortes do equipamento em vez de lutar contra eles? E quem é responsável quando os dois sistemas discordam?

Um aviso prático. Os fornecedores de automação fornecem equipamento e software excelentes para o seu próprio equipamento. A lacuna encontra-se geralmente entre esse software e os seus sistemas existentes, e é aí que os projetos ultrapassam o orçamento. Orçamente isso explicitamente em vez de o descobrir mais tarde.

Onde aprofundar

• O que é um WMS — a camada de software acima do equipamento.
• O que é o picking de encomendas — os métodos manuais que a automação substitui.
• Estanteria seletiva para paletes — a alternativa convencional.
• Design de layout de armazém — o que otimizar antes de automatizar.
• O que é um armazém de frio — onde a automação se adapta particularmente bem.
• KPIs de armazém — medir se os resultados foram atingidos.

A conclusão numa frase

Um ASRS leva o stock ao operador em vez de enviar o operador ao stock, o que elimina deslocações, multiplica a densidade de armazenamento e aumenta a precisão — a um custo de capital elevado e com flexibilidade reduzida. Compensa onde os volumes são elevados e estáveis e o espaço é dispendioso, sendo a escolha errada para qualquer operação que ainda não tenha corrigido o seu slotting, etiquetagem e precisão de registos.

Perguntas frequentes

O que é um ASRS? Um sistema automatizado de armazenamento e recuperação — equipamento controlado por computador que armazena e recupera mercadorias sem que um operador tenha de se deslocar até ao local. Transelevadores, shuttles, robôs ou carrosséis levam o stock a uma estação de picking fixa, o que é descrito como picking goods-to-person.

Quais são os tipos de ASRS? Sistemas de unit-load baseados em transelevadores para paletes e sistemas mini-load para caixas; módulos goods-to-person, incluindo módulos de elevação vertical, carrosséis verticais e horizontais e módulos de buffer vertical; armazenamento em cubo robótico e sistemas de shuttle; e robôs de solo como AGVs e AMRs.

Qual é a diferença entre goods-to-person e person-to-goods? Person-to-goods é o picking convencional, onde o operador caminha até cada local — e a deslocação consome cerca de metade do seu tempo. Goods-to-person significa que o sistema recupera o stock e apresenta-o numa estação de trabalho, pelo que o operador não se move. As taxas de picking aumentam várias vezes e a densidade de armazenamento aumenta porque não são necessários corredores de acesso humano.

Quanto custa um ASRS? Os módulos de elevação vertical e os carrosséis começam na casa das dezenas de milhares por unidade. Os sistemas de shuttle e de armazenamento em cubo variam entre centenas de milhares e vários milhões, dependendo da escala, e as instalações de unit-load baseadas em transelevadores são grandes projetos de capital. Orçamente separadamente a integração de software, trabalhos no pavimento, proteção contra incêndios, formação e um contrato de manutenção contínuo.

Quando vale a pena um ASRS? Quando o volume de movimentação é elevado e sustentado, o espaço é dispendioso ou limitado, o perfil do produto se ajusta ao equipamento e é estável, os volumes são suficientemente previsíveis para suportar um retorno do investimento a vários anos, ou a mão de obra é genuinamente difícil de recrutar. Raramente é a resposta certa para volumes baixos ou voláteis, produtos altamente variáveis ou uma operação cujos processos manuais ainda não estão a funcionar.

Existem armazéns totalmente automatizados? Sim — existem instalações “lights-out”, particularmente em armazenamento a frio e distribuição de alto volume, onde edifícios inteiros funcionam com pessoal mínimo. São a exceção e não a norma, e a maioria das operações que automatizam fá-lo parcialmente, mantendo o manuseamento manual para os produtos e exceções que o equipamento não consegue gerir.

Um ASRS precisa de um WMS? Efetivamente, sim. O software de controlo do próprio equipamento gere as máquinas; um sistema de gestão de armazém decide o que deve acontecer — que encomendas preparar, que stock alocar, o que repor. A integração entre os dois é onde os projetos de automação mais frequentemente ultrapassam o orçamento, pelo que deve ser definida e orçamentada explicitamente.

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