Progettazione e Controllo dei Sistemi Logistici - Appunti di tutte le lezioni

Progettazione e controllo dei sistemi logistici 2022/2023

Lezione 1 | 20/09

Allestimento ordini | Picking

Il ricevimento fa parte di uno dei processi che si svolgono all’interno del magazzino: è il primo processo che si svolge all’interno del magazzino all’arrivo di un articolo. Questo arriva, generalmente, tramite un mezzo di trasporto esterno (da un fornitore) ma anche internamente (movimentazione interna). In questa prima fase i prodotti attendono per essere trasportati al processo successivo sino alla fase finale di storage.

L’area di magazzino per il ricevimento è divisa in:

• Area reserve: prodotti stoccati in modo “economico”
• Area forward: prodotti stoccati per un ritiro facilitato dal picker, solitamente in quantità minore

Il trasferimento tra queste due aree sopra citate è definito replenishment [rifornimento].

• Order picking: è il processo che può essere svolto in maniera manuale o parzialmente automatizzato. Dopo aver prelevato i prodotti, questi possono essere trasportati per lo smistamento e il processo di consolidamento (in base soprattutto alla logica di raccolta, se per prodotto o per lotto di produzione).
• Shipping: ultimo processo è la spedizione vera e propria

L’intero ciclo (in forma tratteggiata) corrisponde al ciclo di stoccaggio: il processo di spedizione inizia con la fase di prelievo, a cui corrisponde uno spostamento a seconda dei diversi clienti ai quali lo devo, per finire, spedire.

La parte colorata in azzurro della foto invece rappresenta il “ciclo di prelievo" vero e proprio: se consideriamo il ciclo di stoccaggio già avvenuto (quindi il prodotto è in stock), a monte avvengono delle verifiche di tipo amministrative prima che le operazioni di picking vengano svolte: questo serve sia per una verifica del cliente sia della disponibilità del prodotto prima di generare una lista di prelievo (cartacee o digitali). La picking list può essere per prodotto o per cliente, al fine di semplificare e velocizzare questo processo.

• Consolidamento: eventuale raggruppamento items prelevati
• Sorting (smistamento): eventuale organizzazione per destinatario, area geografica

Il ciclo di picking

All’interno del ciclo di prelievo, la fase di picking è quella avente la maggiore incidenza sull’efficacia e sull’efficienza logistica.

• Come detto, il processo inizia con l’ordine da parte del cliente: seguono quindi le verifiche di prelievo (possibilità di evadere l’ordine), liste di prelievo e reperibilità di informazioni di tipo fiscale.
• Se ho una vasta gamma di prodotti, questa operazione è particolarmente importante [ampiezzagamma].
• Lo stesso posso dire se ho una varietà di ordini differenti, quindi il numero di linee d’ordine per ordine, il numero di ordini al giorno.
• Altro parametro che influisce sono le prestazioni di servizio che il cliente ha richiesto o si aspetta dal fornitore.

→ Time Consuming: è il tempo necessario per lo svolgimento delle prestazioni logistiche: questo dipende da tanti fattori tra cui il LT, accuratezza, puntualità, flessibilità.

DEF Generale: prelievo selettivo da un imballaggio di un certo numero di imballaggi di livello inferiore.

Parleremo di picking prevalentemente per imballaggi secondari/primari da unità di carico pallettizzate. Al fine di minimizzare il tempo e tutti gli altri fattori a basso valore aggiunto, vi è l’esigenza di ridurre i costi della manodopera di picking attraverso tecniche di ottimizzazione (principalmente dei percorsi, ma anche altro).

Classificazione dei sistemi di picking

Una possibile classificazione dei sistemi di picking a seconda di:

• Chi effettua il prelievo [una macchina o un operatore]
• Chi si sposta nell’area di picking [è l’operatore che si sposta o è la merce che arriva, tramite un sistema di trasporto interno, ad un punto di picking]
• Logica di picking [order picking, quindi per ogni ordine | batch picking, quindi per ogni prodotto]

I sistemi che risultano a seconda delle combinazioni di questa classificazione sono:

• Operatore verso Materiali
• Pick to Box [sistema di convogliamento su cui vi sono cartoni in cui inserire i prodotti; ad ogni picker è affidata una zona di un magazzino]
• Pick and Sort System [sistema di convogliamento che unisce le diverse zone di picking: si ragiona con la logica di batch picking, quindi si preleva per lotto o prodotto e successivamente questo viene smistato per i diversi clienti]
• Materiali verso operatore [le unità di carico vengono movimentate automaticamente verso la zona di picking]
• Picking Automatico [svolto da una macchina]

Dettagli sui metodi di picking

1. Operatore verso materiali

In questo sistema vi è un’area di picking e una di stoccaggio intensivo: possono come non possono essere tra di loro distinte. L’area di stoccaggio intensivo può essere un semplice magazzino manuale o uno di tipo automatizzato; l’area di picking invece può essere “a terra” o ai primi livelli di scaffalatura. Solitamente è preferita una soluzione unitaria, ossia senza una distinzione delle due aree quando il numero di unità di carico a stock non è eccessiva e il rifornimento delle postazioni di picking può essere effettuata mediante abbassamento delle unità di carico.

Tenere distinte queste aree invece permette ai picker di effettuare le operazioni in una zona più piccola con una configurazione ad hoc: questo comporta una maggior facilità di prelievo quindi aumento di produttività del magazzino.

In questo contesto, vediamo come avviene il processo di allestimento degli ordini:

• In questo sistema gli operatori si spostano da una zona di picking all’altra nelle quantità richieste dalla picking list.
• Se il modello è “a terra” l’operatore solitamente utilizza carrelli elettrici. Alternativamente, il materiale da prelevare può essere disposto in cassette o cartoni su scaffalature apposite.

Riassumendo: nel picking di basso livello, il picker si muove nella scaffalatura a bordo di carrelli commissionatori potendo svolgere l’operazione su entrambi i fronti di un corridoio. Nel caso di picking verticale, il tempo di traslazione verticale non è affatto trascurabile.

Focus per lo stoccaggio intensivo → efficienza relativa allo sfruttamento dello spazio

Focus per area di picking → efficacia in termini di tempo, rapidità nell’evasione dell’ordine

2. Materiale verso operatore

In questo secondo caso abbiamo sempre un'area di stoccaggio intensivo ma vi sono delle postazioni (baie) di picking collegate tra di loro da un sistema di movimentazione. Questa soluzione viene preferita per risparmiare spazio poiché la movimentazione degli operatori tra le scaffalature non è prevista: ogni operatore infatti lavora su una o più baie di picking, prelevando il quantitativo di un articolo corrispondentemente a quello indicato nella lista di prelievo. Anche in questo caso però il collegamento tra l’area di stoccaggio e la postazione di picking può essere manuale o automatizzato.

In questo contesto, vediamo come avviene il processo di allestimento degli ordini:

• Gli articoli da dover essere spediti solitamente sono disposti su pallet e il quantitativo in eccesso (da non spedire) viene solitamente poi riposto nell’area di stoccaggio.
• Normalmente il collegamento tra l’area di stoccaggio e quella di picking è automatizzato tra le baie e le aree di stoccaggio.
• I vantaggi di questo sistema sono la riduzione dello spazio e la riduzione della componente variabile del tempo di picking dovuto ai percorsi che il picker avrebbe dovuto effettuare nella logica sopra descritta.
• Altresì, gli svantaggi di questa soluzione riguardano prevalentemente gli alti costi del sistema di collegamento, delle ulteriori movimentazioni tra baie e aree di stoccaggio e il rischio del collo di bottiglia nelle movimentazioni.

Soluzioni di movimentazione

• Miniload: è una soluzione molto diffusa per la movimentazione e stoccaggio di unità di dimensioni contenute e a basso peso. Le scatole che contengono le unità sono organizzate con un codice di identificazione in modo da poter essere rilevate dai trasloelevatori nelle fasi di prelievo e stoccaggio. Il rifornimento dello stock è però effettuato dall’operatore quando questi sono vuoti tramite riempimento o sostituzione. Ovviamente si riducono i tempi di prelievo e si aumentano le prestazioni ma è impattante il costo di investimento: non è la soluzione congeniale per tutti i magazzini a seconda del volume di movimentazione e delle dimensioni e peso delle unità.
• Caroselli: sono delle macchine “rotanti” in modo verticale. I tempi di prelievo sono maggiori poiché si deve attendere la rotazione del dispositivo. Vi è anche la variante orizzontale con una maggiore utilizzazione dello spazio. L’operatore in generale è posto frontalmente alla macchina.
• Armadi verticali VSS: è un'evoluzione dei caroselli che si adatta a unità di dimensioni maggiori. Sfruttamento maggiore dello spazio orizzontale e verticale. Dal punto di vista dello svolgimento dell’operazione non vi sono particolari differenze: quello che cambia è che all’interno dell’armadio, anziché avere un meccanismo di rotazione, si ha un organo di presa che va direttamente a prendere l’oggetto di interesse portandolo di fronte all’operatore; in altre parole non muovo tutti gli oggetti ma prelevo solo quello che mi interessa prelevare. Usato prevalentemente per lo stoccaggio di materiali di dimensioni regolari. Peculiarità del sistema è quello di essere comandato tramite software.

Questo sistema, ma anche in altre circostanze, la sequenza di “consegna” del prodotto da prelevare potrebbe non essere come quella indicizzata. In generale la movimentazione del materiale è automatica mentre il prelievo lo esegue manualmente l’operatore: altre operazioni manuali sono il rifornimento del contenuto, il quale può essere programmato ad opportuni intervalli temporali.

• Sistemi automatizzati AVS/RS: la loro diffusione non è ampia. Un veicolo autonomo che trasla in due direzioni rigidamente, preleva il prodotto di interesse e lo porta all’operatore. L’area di stoccaggio è divisa in corridoi con due scaffalature tra loro parallele. Normalmente abbiamo un veicolo per ogni corridoio.

Lezione 2 | 27/09

Sistemi pick to box

Il senso è quello di andare a riempire una scatola. La scatola è l’area in cui devono confluire tutti i prodotti di un certo ordine; l’operatore genericamente non è da solo poiché a questo è assegnata una singola zona di prelievo e quindi un'accessibilità ad una ristretta gamma di prodotti. Per la conclusione dell’operatore di picking pertanto vengono interpellati più operatori che devono tra loro avere accesso all’unica “scatola” da spedire.

In generale quindi ad ogni operatore è assegnata una zona di prelievo, le quali tra di loro sono collegate tramite un convogliatore sul quale si muovono queste “scatole”: ogni volta che questa arriva nell’area di prelievo specifica, l’operatore specifico la riempie con gli opportuni articoli di sua competenza. La peculiarità di questo sistema è che ad essere movimentato è l’imballaggio di spedizione e non i singoli materiali.

Un vantaggio di queste soluzioni dipende dal fatto che l’operatore si muove in una zona circoscritta quindi maggiore produttività: il nome tecnico di questo sistema e logica di funzionamento è zone picking, ossia un'alternativa all’order picking. In questo contesto, l’operatore ha maggiore dimestichezza nel processo quindi nel corso del tempo aumenta la produttività.

Viceversa, uno svantaggio è dipeso dal punto di vista dello spazio: poiché ci sono degli articoli più movimentati di altri, il focus è quello di decidere quanto estesa debba essere la zona di picking soprattutto per item ad alto tasso di movimentazione. Il problema quindi è quello di bilanciare correttamente il carico di lavoro nelle varie zone di picking e per ciascun operatore.

Una variante di questo sistema è il pick to light: nel primo caso l’operatore è davanti ad una serie di scaffali la cui identificazione è ad etichette; nel secondo caso viene informatizzata anche il processo di prelievo singolo, ossia ad ogni postazione è posizionato un display che si illumina indicando che in quella zona è necessaria un'azione. Quando l’operatore conferma l’avvenuto prelievo, automaticamente gli oggetti vengono gestiti dal punto di vista informativo andando a diminuire la giacenza.

Pick and sort

La logica di prelievo non è order picking né zone picking ma per batch picking, ossia per gruppo di oggetti (lotti omogenei). L’operatore in questo caso prende un certo numero di oggetti (prelievo di massa) che non sono da destinare ad un unico ordine: questo quantitativo viene quindi opportunamente smistato tramite rulliere.

Sistemi di picking automatizzati

• Dispenser con sezione ad A o a V: Sono tra di loro due varianti impiantistiche, quella che cambia è la struttura fisica e la sua forma. Il sistema è formato da una serie di “canali verticali” lunghi e stretti (la loro dimensione dipende anche dalla frequenza di prelievo) in cui sono posizionati item primari (solitamente si usa nel settore farmaceutico). L’operatore si pone frontalmente alla struttura ad una sua estremità: il rilascio a tappeto di un articolo è gestito da un software; una volta espulso, il nastro trasportatore convoglia gli articoli fino a dove l’operatore è posizionato. Anche in questo caso i canali devono essere riforniti in modo manuale. Il dispenser a V è analogo al precedente ma con due canali convergenti.
• Robot cartesiani o antropomorfi: È il primo esempio di robot che vediamo in questo corso: parliamo di dispositivi che solitamente sono collocati in punti in cui convogliano più linee. Il robot, prelevando gli oggetti da ciascuna di esse, compone l’ordine da evadere. È dotato di un organo di presa idoneo al prelievo degli item. Il robot è posizionato in una zona delimitata da barriere.

Lezione 3 | 03/10

Nella trattazione sin qui fatta abbiamo potuto già incontrare alcuni esempi pratici in cui concorrono contemporaneamente dei flussi fisici e dei flussi informativi: le operazioni di allestimento ordini, oltre al flusso fisico delle merci, richiedono un flusso di informazioni connesse alle attività di prelievo. I dati possono essere trasferiti tra le varie unità operative tramite:

• Sistema cartaceo [è quella più semplice ma meno integrata]
• Sistema in radiofrequenza (terminali)
• Sistema pick-to-light
• Sistema voice picking
• Sistema visual picking (pick by vision)

Questa corrispondenza di informazioni è necessaria per ogni unità operativa per varie ragioni: dalla disponibilità del prodotto a magazzino o per attività amministrative e di controllo. Entriamo nel merito di questi:

• Sistema cartaceo: In questo sistema, ad essere “cartaceo” è la picking list, in cui viene indicato il riferimento dell’articolo e le relative quantità da dover prelevare: non è detto che l’indicazione di ubicazione sia disponibile. Solitamente il picker possiede delle etichette adesive pre compilate con indicazioni del destinatario, le quali devono essere appositamente applicate sul prodotto che viene prelevato: questo passaggio è solitamente usato per supportare l’operatore alla “conta” degli articoli prelevati poiché in questo sistema, il controllo del processo di picking, è bassissimo: l’aggiornamento a sistema della giacenza è manuale e viene svolto solo successivamente. L’elenco della picking list [sequencing] solitamente ha un ordine “logico” per minimizzare il tragitto per completare l’intera operazione: nei casi successivi questo obiettivo viene perseguito in miglior modo mentre nel caso di sistema cartaceo si lascia grande libertà di movimento all’operatore.
• Sistema in radiofrequenza: Questo è un sistema molto più diffuso: un terminale in radiofrequenza è grossomodo una “pistola”, dotata da una pulsantiera e un display per dialogare con il sistema informativo. In questo modo l’operatore può visualizzare la picking list, l’oggetto da prelevare, la sua ubicazione e la quantità. Il dispositivo viene utilizzato per la scansione del prodotto una volta prelevato: questo viene fatto affinché l’operatore possa “confermare” al sistema di trovarsi nella posizione di magazzino corretta, al fine di svolgere un controllo in più nell’attività. L’aggiornamento a magazzino è contestuale al prelievo.
• Sistema pick-to-light: In questo sistema ogni postazione ha accesso ad un numero limitato di punti di prelievo: l’operatore solitamente non ha una picking list ma viene guidato dalle indicazioni luminose che si accendono ad ogni relativa azione. Una volta prelevato, l’operatore conferma l’azione tramite una pulsantiera.
• Sistema voice picking: In questo sistema le operazioni di prelievo sono guidate da comandi vocali: per questo l’operatore è dotato di cuffie con microfono. Il maggior punto di forza è, oltre alla buona produttività in generale, che l’operatore ha le mani libere; in più è adattabile a più lingue. L’operatore per confermare che si trova nella posizione corretta, deve dire a voce il codice che legge nell'ambiente.