I vantaggi dell’automazione nei magazzini frigoriferi
Nessun magazzino dovrebbe essere lasciato indietro quando si tratta di automazione, nemmeno i magazzini frigoriferi, anche se presentano sfide specifiche. Movu Robotics, pioniere nell'introduzione di un'automazione più semplice nei magazzini di tutto il mondo, e il suo CTO, Stefan Pieters, evidenziano quattro fattori chiave di automazione che migliorano l'efficienza nei magazzini frigoriferi.
Quattro vantaggi chiave dell'automazione dei magazzini frigoriferi
Secondo l'Associazione europea per la logistica e lo stoccaggio a freddo (ECSLA), circa il 60% dei prodotti alimentari deve essere mantenuto freddo.
Ogni anno, un terzo della produzione alimentare globale viene perso o sprecato.
Per riassumere, uno studio della Climate School della Columbia University ha rilevato che circa il 13% di tutti gli alimenti prodotti a livello globale, pari a oltre 1,6 miliardi di tonnellate, viene perso ogni anno in parte a causa delle scarse capacità di stoccaggio a freddo.
Mentre i volumi di prodotti alimentari e farmaceutici a temperatura controllata continuano a crescere in tutto il mondo, cresce anche la domanda di magazzini frigoriferi, che svolgono un ruolo vitale nella creazione della resilienza della catena di approvvigionamento quando si tratta di conservare questi beni.
Solo dall'inizio della pandemia di coronavirus, il consumo di prodotti refrigerati e congelati è aumentato del 10%. La continua crescita dei prodotti sanitari e alimentari sta portando il mercato globale dello stoccaggio del freddo a crescere ad un CAGR del 13,83% (dal 2023) e secondo le previsioni raggiungerà i 145,71 miliardi di dollari entro il 2028, fonte ResearchAndMarkets.
Secondo la ECSLA, i magazzini frigoriferi funzionano generalmente a due livelli di temperatura. Il prodotto congelato deve essere conservato al di sotto dei -18 gradi centigradi, il prodotto refrigerato è generalmente tenuto tra 0 e 4 gradi centigradi.
Negli Stati Uniti, la temperatura delle celle frigorifere è comunemente tra i -10° e i -20° centigradi mentre, per i depositi frigoriferi, tra 0° e 12° centigradi.
La fornitura di magazzini per questo tipo di applicazioni presenta sfide significative. La gestione delle strutture di magazzinaggio a freddo richiede il mantenimento del controllo della temperatura.
La regolarità e la conformità alla sicurezza alimentare devono essere rispettate e un attento controllo delle scorte, tramite software di gestione magazzino, è necessario per monitorare i livelli di stock e gestire la rotazione delle scorte.
In aggiunta, i magazzini frigoriferi presentano sfide specifiche per la movimentazione dei materiali, tra cui:
- Salute e sicurezza per proteggere i lavoratori dai pericoli associati al lavoro in ambienti freddi, come l’escursione termica, lo scivolamento e il congelamento.
- Ottimizzazione dello spazio per massimizzare la capacità di stoccaggio in uno spazio limitato, garantendo al contempo un facile accesso agli oggetti immagazzinati.
- Produttività ottenuta ottimizzando il flusso di lavoro attraverso processi semplificati per la movimentazione dei materiali, in modo da ridurre al minimo i tempi e la manodopera necessari per svolgere il lavoro in un magazzino frigorifero.
- Efficienza energetica per mantenere basse le temperature, riducendo al minimo il consumo energetico e i costi operativi.
Si tratta di sfide che l'automazione e la robotica sono sempre più in grado di affrontare. Nel valutare le soluzioni di movimentazione automatica dei materiali nella catena del freddo, è quindi importante esaminare quanto segue:
- Produttività ottenuta ottimizzando il flusso di lavoro
- Ottimizzazione dello spazio per massimizzare la capacità di stoccaggio
- Salute e sicurezza per proteggere i lavoratori
- Efficienza energetica per mantenere basse temperature
1 - Migliorare la salute e la sicurezza
Le basse temperature e le superfici ghiacciate e scivolose rendono i depositi frigoriferi un ambiente di lavoro estremo per pedoni o carrelli elevatori. Si tratta generalmente di spazi ristretti in cui i carrelli elevatori incontrano difficoltà a manovrare e vi è un rischio sempre presente di collisioni con persone o strutture, come gli scaffali. Inoltre, i camion specializzati per depositi frigoriferi non sono economici.
Lavorare in ambienti così freddi può far sì che le persone si muovano e reagiscano più lentamente, con una visione potenzialmente compromessa, e i congelatori possono generare alti livelli di rumore. Saranno necessari indumenti protettivi essenziali ma ingombranti, che limitano la manovrabilità e la destrezza, rendendo difficili operazioni come il picking, il controllo dei comandi e l'inserimento dei dati.
Lavorare al freddo può anche generare stress psicologico, oltre a condizioni come l'asma o altri problemi respiratori causati dall'aria secca del congelatore.
Oltre agli indumenti protettivi, le persone che lavorano nei magazzini frigoriferi avranno bisogno di pause adeguate per riscaldarsi, a rotazione dei turni e delle mansioni.
L'automazione migliorerà la salute e la sicurezza semplicemente riducendo il numero di persone che lavorano nei magazzini frigoriferi e rendendo i compiti meno gravosi, diminuendo il tempo che devono trascorrere al loro interno.
2 - Fornire densità di stoccaggio
La densità di stoccaggio è cruciale per i magazzini frigoriferi a causa dei costi legati al mantenimento della merce fredda. Pertanto, l'uso del volume dell'edificio deve essere massimizzato per lo stoccaggio. Garantire spazio sufficiente per il movimento dei carrelli elevatori va contro questa filosofia. I sistemi di trasportato fissi a rulli o a catena, inoltre, occupano spazio refrigerato che non viene utilizzato per conservare i beni.
I magazzini manuali potrebbero essere composti da scaffalature a più livelli servite da carrelli retrattili, ma questo non può competere con il rapporto altezza-superficie ottenuto dall'automazione.
Come può l’automazione aiutare nei magazzini del freddo?
- L'automazione sfrutta l'altezza, poiché può essere costruita in elevazione su una superficie relativamente piccola, massimizzando lo spazio di stoccaggio e rendendo il raffreddamento più efficiente, riducendo così i costi energetici.
- Per lo stoccaggio e il prelievo automatico dei pallet, i sistemi a shuttle multidirezionali offrono un'alternativa flessibile ai traslo elevatori, che richiedono superfici piane, lunghe corsie dritte e spesso forme rettangolari. Un sistema a shuttle multidirezionali può essere costruito su ambienti di qualsiasi forma, anche irregolare, per fornire un Sistema di Stoccaggio e Prelievo Automatico (AS/RS) ad alta densità, sfruttando la multi profondità dei canali di stoccaggio. Può essere utilizzato in ambienti freddi fino a meno 25 gradi centigradi, con shuttle in grado di trasportare fino a 1500 kg. I robot, alimentati a batteria con ricarica automatica, movimentano i pallet all’interno dello scaffale spostandosi autonomamente sulle corsie principali e depositando i pallet all'interno delle corsie di stoccaggio. L’impiego di elevatori consente i cambi di livello. Un software intelligente gestisce il traffico delle navette all'interno del sistema.
- Un'altra soluzione automatica per i depositi frigoriferi è rappresentata dai robot mobili autonomi (AMR) per spostare unità di carico senza operatore o per eseguire il picking collaborativo (uomo-macchina). Non richiedono infrastrutture e ingombro di spazio dei sistemi a nastro trasportatore e, a differenza della maggior parte dei veicoli a guida automatica (AGV) più grandi e pesanti, possono ruotare su se stessi, hanno un raggio di curva limitato e non richiedono percorsi predefiniti. L’AMR funziona su pavimenti non particolarmente lisci e uniformi e l'infrastruttura esistente non ha bisogno di modifiche per far funzionare i robot. Infatti, l'implementazione solitamente non richiede alcuna infrastruttura, dando libertà di layout e flessibilità nei percorsi.
3 - Implementare produttività
Contrariamente a quanto si crede, il magazzino del freddo non è solitamente uno tipo di stoccaggio a lungo termine e con personale limitato. Molte catene di refrigerazione spostano rapidamente merci dentro e fuori dal magazzino, e coinvolgono tutte le operazioni di smistamento, picking, rotazione delle scorte e altre operazioni familiari al magazzinaggio ambientale. Le operazioni devono essere eseguite in modo altrettanto efficiente e produttivo, ma in condizioni molto più difficili. Le fluttuazioni della domanda pone gli operatori dei depositi frigoriferi di fronte alla sfida di mantenere una capacità adeguata, garantendo al contempo efficienza e produttività.
Aumentare la quantità di personale per i periodi di punta è diventata un'opzione meno praticabile, poiché il pool di lavoratori preparati a svolgere compiti ardui, anche pericolosi, in condizioni di freddo è sempre in diminuzione. Il tempo che i lavoratori trascorrono al freddo prima di fare una pausa nelle zone più calde è limitato e l'esecuzione di lavori manuali pesanti in condizioni fredde può avere effetti a lungo termine.
- L'automazione del picking faciliterà un aumento della velocità e della precisione, riducendo al minimo il fabbisogno di manodopera, in particolare durante i picchi. Mantiene una frequenza elevata e continua di flusso che non può essere garantita dagli operatori umani.
- Gestiti tramite un software intuitivo per la gestione della flotta, gli AMR possono spostare pallet, roll-container e altre unità di trasporto nei magazzini frigoriferi per supportare l'operatore durante il prelievo e la preparazione degli ordini. Un operatore potrebbe lavorare con uno o due robot mobili in una zona di prelievo definita, arrivando ad avere il 90% di produttività in più rispetto ad un approccio manuale convenzionale.
- Alcuni modelli sono in grado di funzionare in celle frigorifere a temperature da -25° ad un ambiente più caldo, grazie a un sistema servo-controllato della temperatura dei componenti elettronici, eliminando la condensa a basse temperature. Le batterie sono protette da ghiaccio e condensa, conservando la loro potenza, che dura da 8 a 10 ore su un tempo di ricarica di sole 2 ore. Un minor numero di cariche o di sostituzioni delle batterie migliorano ovviamente la produttività riducendo anche lo spazio necessario per ricaricare.
- Le tecnologie robotiche che possono lavorare in modo collaborativo, coordinato e monitorato tramite software intelligente, garantiranno un flusso regolare di materiali nel magazzino frigorifero.
4 - Riduzione costi e miglioramento efficienza energetica
Il lavoro e l'energia sono le due componenti di costo principali per gli impianti europei. Nel 2020, il sondaggio di benchmarking 2021 della Global Cold Chain Alliance ha rilevato che il lavoro rappresentava il 44% dei costi totali, mentre l'energia ne rappresentava il 15%.
Data la notevole quantità di energia necessaria per mantenere basse temperature dei depositi frigoriferi, l'efficienza energetica è una necessità economica, soprattutto quando i costi dell'energia sono elevati. Inoltre, è di vitale importanza per contribuire a ridurre le emissioni di CO2. Il costo del lavoro, nel frattempo, sta aumentando mentre la sua disponibilità diminuisce.
Un altro fattore di costo per i depositi frigoriferi è il loro ruolo critico nell'evitare lo spreco di merci sensibili alla temperatura. È fondamentale avere la capacità di trasferire merci dentro e fuori un magazzino frigorifero nel modo più fluido e rapido possibile utilizzando soluzioni che massimizzano l'efficienza energetica per ridurre gli sprechi, nonché i costi energetici e le emissioni.
L'automazione riduce il numero di operatori e quindi i costi necessari per gestire un magazzino frigorifero, aumentando nel contempo l'efficienza energetica e migliorando le prestazioni ambientali del magazzino grazie alla densificazione. In molti scenari, l'automazione può funzionare senza luci accese e limitare i tempi di apertura e chiusura delle porte dei magazzini. Le merci possono essere spostate in modo efficiente e preciso per mantenere la temperatura necessaria ed evitare spreco e consumi maggiori nonché ad ottimizzare la posizione delle merci e gestire l’inventario.
Come può l’automazione aiutare nei magazzini del freddo?
- Robot mobili collaborativi altamente adattabili possono trasportare i pallet da e verso un il magazzinaggio. Movu ifollow AMR, ad esempio, può trasportare oltre ai pallet, due roll-container contemporaneamente, offre un vantaggio nell'ambiente dei magazzini frigoriferi anche grazie ad un minore ingombro, consentendo aperture ridotte e quindi meno scambio termico.
- Lo shuttle multidirezionale per pallet Movu Atlas consente un notevole risparmio energetico semplicemente non dovendo spostare traslo elevatori con pesi fino a 15 tonnellate – uno shuttle pesa 300 kg, e quindi un sistema shuttle può essere fino a cinque volte più efficiente dal punto di vista energetico rispetto al sistema tradizionale. Confrontando lo shuttle Movu Atlas con un traslo elevatore per la stessa dinamica di velocità, l'Atlas dimostra una notevole efficienza energetica, consumando tra il 73,2% e l'82,5% di energia in meno rispetto ad un traslo elevatore a parità di movimento e con un carico equivalente.
- Occorre ottimizzare macchine e impianti, ad esempio regolando i tempi di funzionamento o utilizzando motori a velocità controllata. La manutenzione regolare contribuisce anche a ridurre il consumo di energia. Il preciso motore DC brushless con azionamento integrato di Movu Atlas, ad esempio, consente una manutenzione minima e un'elevata disponibilità per ottenere notevoli risparmi sui costi.
- I consumi energetici non sono presenti solo durante il funzionamento, ma anche durante l'installazione di un sistema di stoccaggio - per esempio, dovendo apportare modifiche all'edificio. Inoltre, alcune soluzioni di trasporto possono richiedere sistemi di guida che devono essere immersi nel pavimento. Una semplice automazione plug-and-play, facile da installare, contribuirà a ridurre i costi di installazione e garantirà che il magazzino frigorifero sia pronto per l'uso il più rapidamente possibile.
- "Oltre a consentire una rapida implementazione, Ci distinguiamo per un forte modularità. Gestendo la produzione e la progettazione delle scaffalature, possiamo utilizzare moduli standard per realizzare anche magazzini che hanno forme irregolari. Il design modulare funge da insieme di blocchi standard che combinati assieme possono massimizzare la flessibilità e ridurre al minimo la complessità e i costi di ampliamento. Gli shuttle possono essere aggiunti o rimossi in base alle esigenze, creando installazioni altamente scalabili che possono iniziare in piccolo per poi espandersi o, se necessario, ridursi con la stessa facilità."
Trovare l’automazione che possa funzionare nei magazzini frigoriferi
L'automazione e la robotica possono migliorare l'uso efficiente dello spazio dei depositi frigoriferi aumentando la produttività, l'efficienza, la flessibilità e la densificazione riducendo al minimo lo spreco di spazio. Si limita nel contempo la dipendenza dalla manodopera per soddisfare i volumi crescenti e gestire i picchi. Inoltre, è importante considerare la sicurezza e il benessere sia delle merci che del personale.
Ma non tutte le automazioni possono funzionare efficacemente in un magazzino frigorifero. Le temperature fredde possono essere dure per i componenti e degradare le prestazioni della batteria, mentre il ghiaccio e la condensa possono causare problemi ai componenti elettronici e alle scaffalature. È importante trovare soluzioni che abbiano specifiche versioni da applicare nella catena del freddo.
Movu Robotics, ad esempio, semplifica l'automazione dei magazzini frigoriferi mondiali con la sua gamma di sistemi di shuttle per pallet Atlas e AMR ifollow a basso consumo, progettati specificamente per temperature di stoccaggio a freddo fino a -25 gradi centigradi. Quando si tratta di opportunità per l'automazione, no warehouse is left behind.
Un buon esempio di questa capacità è l'implementazione da parte di Movu di tecnologie innovative per soddisfare i rigorosi requisiti di stoccaggio a temperatura controllata. Ciò garantisce l'eccellenza operativa per un'azienda che collabora con marchi premium per il servizio quotidiano a milioni di consumatori. Movu Atlas e Movu ifollow AMR, combinati con un sistema di stazioni di prelievo rapide, offrono una soluzione all'avanguardia e scalabile nel mondo delle soluzioni Goods-to-Person basata su pallet.
Un altro esempio è fornito da Clarebout, leader mondiale nella produzione di patatine fritte surgelate. I suoi magazzini completamente automatizzati sono mantenuti a una costante di meno 20 gradi centigradi. I pallet con il prodotto congelato sono stoccati in un sistema automatico con shuttle multidirezionali Movu Atlas collegato alla produzione 24 ora al giorno. Ogni ora, 300 pallet sono immagazzinati nel sistema. Durante il giorno, non appena un camion arriva a prendere una consegna, vengono emessi i pallet corrispondenti. Il sistema ha una capacità di 600 pallet al l'ora. 36 navette nel sistema alto 14 metri, assicurano che i camion siano caricati entro un’ora secondo l'ordine stabilito.
La logica per lasciare che l'automazione e la robotica gestiscano stoccaggio e ovimentazione a temperature refrigerate è chiara. Scegliere Soluzioni di magazzino robotizzate intelligenti, flessibili e facili da installare creeranno un business case impressionante per gli operatori dei depositi frigoriferi.
Lo sapevi che…
- Secondo la Climate School della Columbia University, ogni anno si perde il 13% di tutti gli alimenti prodotti a livello globale, pari a oltre 1,6 miliardi di tonnellate, in parte a causa delle scarse capacità di stoccaggio del freddo.
- Dall'inizio della pandemia di coronavirus, il consumo di prodotti refrigerati e congelati è aumentato del 10%.
- Il mercato globale dei depositi frigoriferi cresce a un CAGR del 13,83% (dal 2023) e si prevede che raggiungerà i 145,71 miliardi di dollari entro il 2028, secondo ResearchAndMarkets.
- Nel 2020, il sondaggio di benchmarking 2021 della Global Cold Chain Alliance ha rilevato che il lavoro rappresentava il 44% dei costi totali, mentre l'energia ne rappresentava il 15%.
- Confrontando lo shuttle Movu Atlas con una traslo elavatori per la stessa dinamica di velocità, l'Atlas dimostra un'efficienza energetica notevole, consumando tra il 73,2% e l'82,5% di energia in meno rispetto a soluzioni automatiche tradizionali conparando lo stesso movimento pick-to-storage con un carico equivalente.
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