En todo el mundo, los fabricantes se enfrentan a retos considerables a medida que las empresas se digitalizan y automatizan cada vez más para unirse a la revolución de la «Smart Factory», o fábrica inteligente, de la Industria 4.0.
Pese a la difusión de la robótica e interconectividad entre máquinas y procesos, muchas fases de la fabricación solo han adoptado de forma marginal las iniciativas de la Industria 4.0.
El aspecto fundamental de la fábrica inteligente es el intercambio de datos entre los procesos de producción y distribución, que se comunican entre sí mediante Ethernet y el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) basado en la nube.
Esto significa esencialmente que se puede recopilar un volumen mucho mayor de datos de múltiples procesos y ponerlos a disposición en un formato común para permitir un uso y análisis más amplios.
Al interactuar con los humanos en tiempo sincrónico, la integración cibermáquina/humano permite una conexión eficiente y remota de los procesos y la organización en el entorno de la producción y la distribución.
La necesidad de soluciones para Smart Factories
Los responsables de la cadena de suministro de casi todos los sectores se enfrentan a un importante desafío a la hora de equilibrar las campañas de producción, los volúmenes de inventario y los plazos de entrega.
Mientras que a los directores de operaciones se exige que almacenen más productos en los almacenes existentes, que los recuperen más rápidamente para responder a los volúmenes crecientes de pedidos «just in time» (justo a tiempo), que hagan un uso más eficiente de la mano de obra, que reduzcan el consumo de energía y que mejoren la rentabilidad.
Es por todo lo anterior que los fabricantes están estudiando más detenidamente sus modelos de fabricación y distribución y cómo pueden equilibrar mejor su inventario con la producción y la entrega. La solución ideal es la conectividad Smart Factory
En muchas fábricas, las soluciones intralogísticas no están integradas. Aunque muchos fabricantes son conscientes de las ventajas de integrar sus procesos de almacenamiento, picking, embalaje y expedición, la complejidad de integrar los propios sistemas puede suponer un obstáculo importante. Las empresas se enfrentan al reto de encontrar soluciones para problemas como:
- la ausencia de comunicación directa entre los equipos;
- la captura de datos inadecuada;
- la falta de solución de problemas in situ;
- la programación tediosa;
- la visibilidad reducida.
El aspecto fundamental de la fábrica inteligente es el intercambio de datos entre los procesos de producción y distribución
Almacenamiento y Fulfillment de piezas pequeñas en el almacén de la fábrica inteligente
En el corazón del almacén Smart Factory actual se encuentran el almacenamiento, la recogida y el cumplimiento de pedidos automatizados de piezas pequeñas y productos acabados.
Tanto si se trata de almacenamiento de productos acabados, recambios, micro fulfillment de comercio electrónico minorista, depósitos de herramientas o kits para montaje, es vital contar con un sistema de almacenamiento y de picking automático para cumplir con los pedidos de piezas pequeñas.
El mejor ejemplo de un sistema de este tipo es el uso de almacenes automáticos verticales (VLM) y carruseles horizontales (HC), capaces de manipular miles de referencias (SKU) diferentes, lo que permite almacenar, recoger y embalar las piezas pequeñas en un espacio muy reducido y con un nivel muy alto de velocidad y eficiencia.
Los VLM y HC poseen una capacidad única para almacenar existencias en un espacio muy compacto, lo que reduce de forma significativa el tamaño de almacenaje tradicional hasta en un 90%, lo que permite ahorrar una valiosa superficie en las plantas y concentrar las operaciones en un espacio más pequeño y cercano al lugar donde se necesitan. A su vez, se optimiza el flujo de las operaciones y se minimiza o elimina la necesidad de almacenaje fuera del establecimiento.
Por su diseño modular y escalable, los VLM y HC funcionan en lugares con techos altos o bajos y en establecimientos con configuraciones poco habituales. Estos sistemas pueden ampliarse o reducirse fácilmente según sea necesario para adaptarse a los cambios en los recuentos de SKU y los volúmenes de producción. Es posible almacenar productos tanto a temperatura ambiente como a temperatura controlada entre 2 °C y 25 °C.
Los almacenes automáticos verticales (VLM) utilizan la altura disponible de la nave desde el suelo hasta el techo, lo que permite almacenar artículos hasta de unos 16 metros de altura en un espacio muy pequeño, maximizando el uso del espacio vertical en la fábrica. El carrusel horizontal (HC) está diseñado para su uso donde la altura del techo es limitada.
La última evolución de los VLM y HC, sin embargo, ha superado estas características al proporcionar un nivel de integración y conectividad adecuado para apoyar el funcionamiento de las Smart Factories. Los sistemas que produce Modula son ejemplos de estos almacenes automáticos.
Los VLM y HC de Modula ofrecen un enfoque racionalizado y simplificado único para el almacenamiento y el picking automatizados de piezas pequeñas en la distribución en la Smart Factory 4.0, como lo demuestran dos capacidades distintas:
- al integrar los artículos y el inventario tanto del almacenamiento automatizado como de las estanterías estáticas a través de una plataforma WMS (SGA) inteligente y específica, los VLM y HC proporcionan una conectividad Ethernet completa con el WMS de la planta y el ERP de la empresa. Esto permite la visibilidad y optimización en tiempo real de todas las funciones de almacenamiento, picking y embalaje de piezas pequeñas;
- los VLM y HC están habilitados para la nube IIoT, lo que permite realizar diagnósticos y análisis completos del sistema para garantizar que sigan funcionando al máximo, minimizando el tiempo de inactividad por mantenimiento.
La conectividad del WMS como solución para la fábrica inteligente
Para la gestión de estos VLM y HC, un sistema de gestión de almacenes (WMS/SGA) específico y más holístico es la solución ideal, centrada exclusivamente en la recepción, picking y almacenamiento de productos para el cumplimiento de pedidos de piezas pequeñas.
Los VLM y HC proporcionan conectividad Ethernet completa con el WMS de la planta y el ERP de la empresa.
Uno de estos sistemas es el Modula WMS, un software completo de gestión de inventario diseñado para operar con VLM y HC, y que se integra a la perfección con los almacenes manuales tradicionales con estanterías estáticas.
Una característica clave es que el WMS de Modula está diseñado para integrarse en tiempo real con el WMS principal de la fábrica a través de Ethernet, lo que garantiza que el WMS principal conozca la ubicación de cada artículo que debe recogerse o reponerse. El WMS de los almacenes VLM y HC interactúa con casi todas las plataformas WMS, DMS, MRP y ERP, lo que agiliza y aumenta la precisión de procesos tales como la recepción, el picking y el almacenamiento de productos. El WMS de los almacenes VLM y HC permite que el WMS principal supervise directamente las unidades VLM y HC.
Cada VLM y HC está equipado con una consola Copilot con pantalla táctil en color, conectada al Modula WMS por Ethernet, que facilita el manejo y la petición de artículos específicos o la ejecución de pedidos.
Cada VLM y HC incorpora una consola Copilot con pantalla táctil en color, conectada al Modula WMS por Ethernet
La visualización gráfica de la disposición de las bandejas muestra claramente al operario dónde se encuentra el artículo que busca en el VLM o HC. El Copilot también muestra toda la información solicitada relativa a las operaciones de picking o reposición, como el código del artículo, la cantidad y notas sobre el artículo.
Un WMS específico y conectado para el almacenaje y picking de piezas pequeñas con VLM y HC ofrece ventajas para la visibilidad en tiempo real de las existencias y la gestión de las operaciones de picking y embalaje.
Algunas ventajas
- Eliminación de la introducción manual de datos
La introducción manual de datos está sujeta a errores humanos, incluso cuando existen procesos establecidos. La introducción manual puede evitarse utilizando códigos de barras y otras soluciones automatizadas e integradas con VLM y HC para gestionar el inventario de piezas pequeñas en el WMS. - Stock en estanterías
Muchas operaciones de fabricación y almacenaje utilizan sofisticados sistemas MHE y WMS, pero siguen manteniendo miles de SKU en estanterías, cajones y depósitos de herramientas, que se almacenan y recogen manualmente. No todos los WMS están diseñados para facilitar la integración, la supervisión del estado, la gestión y la generación de informes de artículos almacenados de forma no automatizada.
Un WMS específico para el almacenaje y el picking de piezas pequeñas con VLM y HC tiene la capacidad de integrar digitalmente el inventario de las estanterías estáticas con los VLM y HC, y hacer que estos datos sean accesibles a través de Ethernet para el WMS principal y el ERP. - Panel de control basado en información
Un panel de control (o dashboard) basado en información puede adaptarse a las necesidades y preferencias específicas de cada usuario. La visualización personalizada incluye la posibilidad de filtrar y ordenar los datos, personalizar la presentación de la información, configurar alertas y crear informes personalizados. Esta función de personalización permite obtener visibilidad en tiempo real de las principales métricas de rendimiento y tomar decisiones basadas en datos para optimizar las operaciones del almacén. - Seguimiento y localización de identificadores (ID) únicos
La necesidad de realizar un seguimiento de ID únicos a lo largo de la cadena de suministro está surgiendo rápidamente entre fabricantes, minoristas y distribuidores. Especialmente en el caso de los productos pequeños de valor elevado. Por seguimiento y localización se entiende un conjunto de herramientas digitales de seguimiento que se utilizan para garantizar que tanto los organismos reguladores como las empresas puedan verificar la autenticidad, identidad y ubicación de un producto preciso.
La mayoría de los sistemas de gestión de almacenes (WMS/SGA) carecen de las funciones necesarias para gestionar los requisitos de identificación específicos del seguimiento y localización, especialmente en el caso de los productos farmacéuticos. Sin embargo, los WMS más recientes para almacenes verticales (VLM) y carruseles horizontales (HC), ofrecen esta funcionalidad. Estos sistemas son aptos para la gestión digital de productos que requieren funciones de seguimiento y localización. También pueden compartir continuamente los datos oportunos con el WMS principal y la gestión a través de la conectividad Ethernet. - Instalación y conectividad rápidas
A diferencia de muchos WMS cuya instalación requiere un tiempo considerable, los WMS más recientes, como el WMS Modula, permiten un proceso de instalación rápido. El WMS desarrolado por Modula incluye un conjunto estándar de interfaces para la conexión con los ERP de las empresas, tales como SAP, Baan, Oracle, Microsoft Dynamics NAV, Epicor y otros.
Modula proporciona planos para la creación de interfaces estándares con protocolos ASCII, ODBC, XML y REST API (Webservices). El objetivo es la integración y la conectividad rápidas y seguras con los sistemas existentes para permitir una gestión de pedidos y existencias sin interrupciones entre el WMS principal y el ERP de la empresa a través de Ethernet.
La visualización gráfica de la disposición de las bandejas muestra claramente al operario dónde se encuentra el artículo que busca en el VLM o HC.
Informes remotos basados en la nube como solución para la fábrica inteligente
Una capacidad exclusiva de los últimos VLM y HC es la generación de informes de rendimiento y métricas del sistema en tiempo real a través de la conectividad en la nube IIoT. Esta característica destaca claramente en Modula Cloud, una plataforma remota de análisis y generación de informes que recopila datos estadísticos de cada unidad automatizada de almacenamiento y recuperación, independientemente de su ubicación.
Modula Cloud recopila y analiza los datos de cada unidad VLM y HC y, a continuación, los transmite automáticamente a una plataforma en la nube segura para el usuario. Los usuarios, utilizando una autenticación avanzada, pueden acceder a los datos —de un VLM o HC individual, o de múltiples unidades en varias ubicaciones— en el portal del usuario desde cualquier equipo y ubicación.
Un mapa interactivo permite que el usuario vea dónde está operando el VLM o HC y, con un simple clic en el mapa, acceda a informes de rendimiento en tiempo real para cada unidad.
Informes y funciones de Modula Cloud
Métricas de rendimiento
Modula Cloud realiza un seguimiento de la información y de las actividades procedentes de los almacenes —incluso en múltiples sistemas y en varias ciudades y países— poniendo a disposición los datos de cada VLM o HC. Estos datos abarcan el número total de misiones, el número de misiones por día o por periodo, la saturación de las bandejas, los ciclos de rendimiento y el estado del almacén, en línea/fuera de línea.
Los usuarios tienen acceso a informes detallados sobre la eficiencia con la que se utilizan las bandejas de una unidad y el estado de las bandejas: por ejemplo, si están desequilibradas y es necesario reasignar artículos. Los operarios pueden ver cuántos ciclos se han realizado y cuánta energía se ha consumido, además de otros datos oportunos.
Mantenimiento
Los operarios sabrán de inmediato si un almacén funciona correctamente, si está desconectado o si hay un problema que deba solucionarse.
Mediante el software, los algoritmos y la información recopilada a través de los sensores IIoT, los VLM y HC pueden comunicar por sí solos acerca de sus necesidades de mantenimiento. Esta funcionalidad analiza los datos de cada unidad VLM o HC para crear programas eficientes de mantenimiento y evaluar cuándo son necesarias las intervenciones.
La supervisión remota muestra información crítica a través de paneles de control personalizados, alarmas y avisos predictivos. Esta información puede utilizarse para generar automáticamente órdenes de trabajo asociadas a actividades de mantenimiento.
Accesibilidad y seguridad de los datos
Los datos sobre el rendimiento y las métricas de VLM y HC se recopilan y suben a la nube mediante un protocolo de comunicación. Los usuarios autorizados pueden acceder a ellos mediante nombres de usuario y contraseñas únicos.
Para mantener la información segura, Modula Cloud ha sido desarrollada totalmente con tecnología Microsoft y está alojada en la plataforma en la nube Microsoft Azure. Microsoft, uno de los principales proveedores de nubes públicas, equipa su nube con todas las certificaciones de seguridad más recientes para la gestión de la información, así como con sistemas de criptografía para la autenticación y el intercambio de datos.
El único prerrequisito para el cliente en el lado TI es una conexión a Internet estable y continua desde la estación de trabajo Modula Server PC.
Este sistema de diagnóstico e informes basado en la nube proporciona una visibilidad completa en tiempo real de todos los aspectos del funcionamiento del VLM o HC.
Modula Cloud permite monitorizar el almacén, sin importar el lugar dónde se encuentre
Adoptar la Industria 4.0 y las soluciones para la fábrica inteligente
Alcanzar el máximo nivel de eficiencia productiva es el objetivo de la implantación de una Smart Factory.
Para lograrlo, los productores necesitan desarrollar soluciones intralogísticas completas y personalizadas que les proporcionen tanto seguridad como flexibilidad para acompañarlos sin problemas hacia su futuro digital.
Un componente crítico es el aprovechamiento de soluciones de automatización interconectadas a través de múltiples procesos de distribución, un elemento necesario para permitir un flujo de producción mejor. Para esta evolución es fundamental el uso de VLM y HC integrados para el cumplimiento automatizado de pedidos de piezas pequeñas.
¿Quieres saber más sobre los almacenes verticales?
