Movimentazione e stoccaggio - Università degli studi di Trieste

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Università degli Studi di Trieste – a.a. 2009-2010
Impianti industriali
La movimentazione dei materiali
(material handling)
Movimentazione e stoccaggio
1
Obiettivo generale
La movimentazione e stoccaggio dei materiali
(material handling – MH) ha lo scopo di
• rendere disponibile, attraverso l’impiego di
opportuni metodi e strumenti, la giusta quantità
del giusto materiale nel posto giusto,
• rispettando i tempi, le sequenze e le condizioni
richieste,
• minimizzando il costo.
• MH comprende tutte le attività connesse con i flussi di
materiali negli impianti di produzione e di stoccaggio ed è
lo strumento di integrazione tra le diverse aree operative.
• Le attività operative che compongono MH sono:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
trasporto;
stoccaggio;
prelievo frazionato (picking);
smistamento (sorting);
raggruppamento (merging);
indirizzamento (dispatching);
alimentazione (feeding);
posizionamento;
orientamento.
• I problemi di MH e le possibili soluzioni tecniche
e operative possono essere esaminati secondo
diverse prospettive che devono essere
comunque integrate.
• MH per tipo di attività:
– movimentazione;
– stoccaggio;
– controllo.
• MH per livello di gestione:
– handling di stazione operativa;
– handling di reparto;
– handling di sistema produttivo.
• MH per tipo di materiale trattato:
–
–
–
–
materiali gassosi;
materiali liquidi;
materiali sfusi (bulk materials);
colli o carichi unitarizzati (unit loads).
Trasporti interni - definizione
• Per quanto riguarda le attività di
movimentazione particolare rilevanza assume
l’analisi dei trasporti interni.
• Movimentazioni di materiali di qualsiasi tipo e
forma eseguite all’interno degli stabilimenti,
dall’arrivo delle materie prime alla spedizione dei
prodotti finiti.
6
• I trasporti interni influenzano:
–
–
–
–
–
–
i costi di produzione;
la sicurezza;
la produttività;
l’utilizzazione dello spazio;
l’utilizzazione degli impianti;
il livello tecnico dell’azienda.
• Per quanto riguarda plant layout e relativo fabbricato:
–
–
–
–
–
–
il posto di lavoro;
la maglia del fabbricato;
l’altezza sotto il filo di catena;
il carico a pavimento;
il carico ai nodi della struttura di copertura;
la posizione e la dimensione degli accessi.
7
Obiettivi
• Il trasporto non accresce il valore del prodotto
finito ma ne aumenta il costo.
• Quindi è necessario:
– ridurre al minimo trasferimenti e riprese dei materiali;
– evitare congestioni, ritardi e trasporti inutili.
• Gli obiettivi da raggiungere sono quindi
molteplici.
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• Limitazione dei costi
– minimizzazione del numero di movimentazioni e
riprese dei materiali;
– minimizzazione delle distanze da percorrere;
– ottimizzazione degli spazi.
• Riduzione di scarti e perdite
– limitazione dei danni durante i trasporti;
– razionalizzazione del controllo dei materiali
immagazzinati.
• Miglioramento delle condizioni di lavoro
– assicurare condizioni di sicurezza;
– minimizzazione dello sforzo.
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Criteri generali di scelta
• Privilegiare i trasporti meccanizzati.
• Verificare l’accettabilità del grado di utilizzazione
del trasporto che si intende adottare.
• Privilegiare le movimentazioni per gravità.
• Tenere in massimo conto le condizioni di
sicurezza.
10
Classificazione dei trasporti interni
•
•
•
•
•
per tipo di materiale
per tipo di funzionamento
per tipo di energia motrice
per tipo di movimento
per tipo di comando
11
Classificazione per tipo di materiale
• Solidi
– sotto forma di unità di carico
– sotto forma di colli (sacchi, pacchi, recipienti vari ecc.)
– alla rinfusa (sabbie, terre, granulati, polveri)
• Liquidi (acqua, oli ecc.)
• Gassosi (aria compressa, metano, azoto,
ossigeno)
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Classificazione per funzionamento
• Continuo
–
–
–
–
elevatori a tazze
trasportatori a nastro
trasportatori a rulli
trasportatori pneumatici
• Discontinuo
– paranchi
– carroponti
– carrelli elevatori
13
Classificazione per energia motrice
• A movimento manuale
– carrelli con traslazione a mano
– convogliatori a rulli
– scivoli
• Motorizzati
–
–
–
–
–
carroponti
carrelli a motori
trasportatori a catena
trasportatori a nastro
trasportatori pneumatici
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Classificazione per tipo di movimento
discontinui Paranchi fissi
Montacarichi
Sollevamento
Elevatori a tazze
verticale
continui
Trasportatori pneumatici
discontinui Trasportatori a rulli a spinta
Trasporto in
Trattori
orizzontale
Trasportatori a rulli
continui
Trasportatori a nastro orizzontali
Paranchi scorrevoli su monorotaia
Carroponti e gru
discontinui Carrelli elevatori
Sollevamento
Convogliatori aerei a catena
e trasporto
Trasportatori a nastro
continui
Trasportatori a tapparelle
Trasportatori pneumatici
Movimento
Trasportatori a scosse
continui
vibratorio
Vagli vibranti
Movimento
Coclee
continui
Tamburi rotanti
rotatorio
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Classificazione per tipo di comando
• con manovratore a bordo
–
–
–
–
carroponti
carrelli
autogru
trattori
• con manovratore a terra
– paranchi e carroponti
– carrelli
• senza manovratore
– convogliatori a catena e nastro
– trasportatori pneumatici
• automatici
– paranchi scorrevoli su monorotaia
– convogliatori aerei
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Unità di carico
• Raggruppamento di materiali disposto in modo
tale da poter essere movimentato e trasportato
mediante mezzi di trasporto meccanici.
• Il dimensionamento dell’unità di carico (UdC)
deve tenere conto di alcuni obiettivi:
– l’eliminazione delle riprese e manipolazioni non
necessarie;
– lo stoccaggio e movimentazione in condizioni di
sicurezza (per materiali e operatori);
– il massimo contenimento dello spazio.
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• Il soddisfacimento di tutti gli obiettivi è difficilmente
perseguibile.
• Ad esempio, la semplificazione delle movimentazioni
spesso contrasta con l’ottimizzazione dello spazio.
• Gli obiettivi visti guidano comunque la ricerca delle
soluzioni tecniche e operative.
• In particolare il dimensionamento dell’unità di carico
avviene secondo un processo che considera tre fasi:
– imballaggio primario;
– imballaggio secondario;
– imballaggio per il trasporto o terziario.
18
• Considerando le indicazioni contenute nel D.L. 5/12/77
n. 22 si possono dare le definizioni seguenti.
• L’imballaggio primario (per la vendita) è concepito in
modo da costituire, nel punto vendita, una unità di
vendita per il cliente finale o il consumatore.
• Esempi: scatole, sacchetti, bottiglie, astucci ecc.
• L’imballaggio secondario è concepito per costituire, nel
punto di vendita, il raggruppamento di un certo numero
di unità di vendita, indipendentemente dal fatto che esso
sia venduto come tale all’utente finale o che abbia lo
scopo di facilitare il rifornimento degli scaffali nel punto
vendita. Può essere rimosso dal prodotto senza
alterarne le caratteristiche.
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• Esempi: cartoni, cassette, cestelli.
• Si noti che l’imballaggio secondario può costituire, negli
stabilimenti produttivi, l’elemento che è movimentato e
manipolato e che contiene le parti da lavorare.
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• L’imballaggio per il trasporto è concepito per facilitare la
manipolazione ed il trasporto di un certo numero di unità
di vendita (imballaggi primari) o di imballaggi multipli
(imballaggi secondari) per evitarne la manipolazione
diretta e i danni connessi al trasporto; sono qui esclusi i
container.
• Esempi: pallet, casse, roll, gabbie.
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Esempi di unità di carico
22
Contenitore per pezzi alla rinfusa
Scatole disposte su paletta
Raccoglitori sovrapposti per
materiali lunghi
23
Unità di carico particolari
Unità costituita mediante elementi in
legno e reggettatura
Unità di carico costituita mediante un
pallet di legno e reggettatura
24
Caratteristiche essenziali delle unità
di carico
• La formazione di una UdC ha gli obiettivi primari visti in
precedenza.
• Questo implica che anche gli imballaggi devono avere
caratteristiche tali da:
– garantire la stabilità dell’UdC (imbricatura);
– permettere l’accatastamento delle UdC le une sulle altre
(per permettere una migliore utilizzazione dello spazio in
altezza). Quindi devono essere sufficientemente resistenti
per sopportare il peso di strati o UdC impilate.
• Le UdC dovrebbero essere possibilmente forcolabili.
25
UdC instabile
UdC stabile (strati alternati)
26
• Esempio di imbricatura
e imballaggio per UdC
costituita da sacchi.
• L’UdC è:
– impilabile,
– stabile
– forcolabile
27
Costituzione delle unità di carico
Mediante palette
Senza palette mediante sola
reggettatura
28
Mediante impiego di accessori a
perdere (cartoni, listelli ecc.)
Mediante l’impiego di
accessori vari a
recuperare
(incastellature, regoli
ecc.)
29
• Un’accurata scelta delle unità di carico
contribuisce a ridurre al minimo:
– i costi di trasporto;
– le riprese dei materiali;
– lo spazio occorrente per l’immagazzinamento dei
materiali;
– i tragitti in officina e nei magazzini;
– i costi di immagazzinamento.
30
• L’obiettivo di saturare lo spazio disponibile sui mezzi di
trasporto è vincolato:
– dalle caratteristiche (dimensioni, forma, rigidità ecc.) della
confezione finale per il cliente;
– dalle caratteristiche dei mezzi di trasporto.
• Le fasi per il dimensionamento efficace di UdC prevede:
–
–
–
–
–
scelta della confezione di vendita;
scelta dell’imballaggio secondario;
scelta dell’imballaggio terziario (paletta o cassa);
scelta dello schema di pallettizzazione;
determinazione dei piani di carico.
31
• La scelta dell’imballaggio primario deriva, per quanto
concerne i prodotti finiti, da strategie di marketing che
considerano:
–
–
–
–
–
la quantità di prodotto acquistata;
la maneggevolezza;
la conservazione del prodotto;
la modalità d’utilizzo;
aspetti ecologici ecc.
• Gli imballaggi primari destinati a contenere prodotti per
l’industria o destinati ad altre fasi di lavorazione sono per
lo più orientati alla conservazione e all’economicità.
32
• Nella scelta dell’imballaggio secondario si può scegliere
il numero e la disposizione degli imballaggi primari che
devono essere contenuti.
• L’imballaggio ottenuto deve essere facilmente
movimentabile e stoccabile.
• L’imballaggio secondario avrà influenza poi sul progetto
della linea di imballaggio.
• Nella scelta dell’imballaggio terziario si tratta di valutare
le caratteristiche dei pallet o dei contenitori.
• Tali caratteristiche influiranno sulla movimentazione
all’interno e all’esterno dei fabbricati.
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I pallet
• I pallet (o palette) sono dei supporti impiegati
per il raggruppamento in un’UdC singola uno o
più UdC secondarie (in alcuni casi primarie) allo
scopo di facilitarne la movimentazione.
• Possono essere realizzati in materiali differenti
(legno, plastica, acciaio ecc.), in relazione
soprattutto alle sollecitazioni a cui
prevedibilmente le UdC saranno sottoposte.
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Palette - tipologie
Paletta in legno
Paletta metallica
Paletta in plastica
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Palette - classificazione
• UNI 5042
• Dimensioni (mm):
– 800x1000
– 800x1200
(europallet ISO1)
– 1000x1200
(anglo-saxon pallet
ISO2)
– 1200x1200
36
Schemi di pallettizzazione
• Si devono effettuare delle scelte in relazione a:
– numero e disposizione degli imballaggi secondari per ogni
strato;
– numero di strati;
– criteri di alternanza degli strati (imbricatura).
• Questo per ottenere:
– saturazione superficiale della paletta;
– standardizzazione dimensionale dell’UdC;
– impilabilità (al fine di unificare le dimensioni delle celle per
lo stoccaggio);
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– stabilità dell’UdC;
– regolarità dimensionale delle UdC (magazzini
automatizzati).
• Regole pratiche di formazione delle UdC:
– altezza inferiore al metro;
– la superficie non ricoperta da carichi deve essere
minima (al limite nulla);
– i colli vanno appoggiati sulla faccia di dimensioni
maggiori;
– i colli vanno disposti incrociati in modo che almeno
due colli dello strato superiore appoggino, almeno in
parte, su ogni collo dello strato inferiore.
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Contenitori
• Vengono impiegati per:
– movimentare;
– immagazzinare;
– proteggere.
• Rivestono particolare importanza nella
movimentazione tra CdL, reparti, fabbricati e
stabilimenti nella produzione manifatturiera.
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Tipologie di contenitori
In legno
A struttura reticolare
40
In plastica, ripiegabile
In rete metallica
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Contenitore in cartone
Raccoglitore dotato
di ganci per il
sollevamento di funi
o catene
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Piani di carico
• Si tratta di predisporre un posizionamento
efficace delle UdC per:
– ottimizzare l’utilizzazione superficiale e volumetrica
del mezzo di trasporto.
• Si potrà scegliere il numero e la disposizione
delle UdC.
• Sarà necessario tenere conto dei vincoli che
sono imposti dai sistemi di carico e scarico dei
mezzi.
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• Nel caso di un carro ferroviario una larghezza utile di
2500mm consente di accostare due pallet da 800×1200
mm con un gioco di sicurezza di 100mm.
• Nel caso di autoveicoli industriali, difficilmente la
larghezza utile interna è superiore a 2450mm.
• Ciò consentirebbe di affiancare due europallet, tenuto
conto che con le tolleranze si arriva a 1220mm l’uno.
Tuttavia ci potrebbero essere problemi di caricamento.
• Tali problemi non si manifestano se i cartoni non
debordano e in tal caso si può pensare a sistemi
automatizzati di caricamento.
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• I cartoni più usati e che meglio riempiono l’europallet
hanno dimensioni 600×400mm (modulo base) e relativi
sottomultipli (600×200, 600×100, 300×400, 300×200).
• Il rendimento volumetrico dell’imballaggio è fornito dai
parametri:
Vprodotto
RV1 =
Vconfezione
Vconfezione
RV2 =
Vcartone
RV3 =
Vcartone
Vnominale pallet
Vnominale pallet
RV4 =
Vmezzo di trasporto
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