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Università degli Studi di Catania Facoltà di IngegneriaCorso di Laurea Specialistica in Ingegneria Gestionale<br />Dimensionamento di un sistema<br />di movimentazione e<br />stoccaggio di materiali <br />Docente:Ing. Diego Durso<br />Studenti:Avola AlessiaLamari PaoloPatti RossanaPolisano FilippoRinaldi Alessandro<br />  <br />                          <br />               <br />CATANIA<br />ANNO ACCADEMICO 2009-2010<br />INTRODUZIONE<br />Il presente lavoro è orientato al dimensionamento di una soluzione impiantistica di un sistema di movimentazione e stoccaggio e allo studio ed implementazione di strategie per l’ottimizzazione dello stesso.<br />Il lavoro è suddiviso in due parti. La prima parte è volta a comporre le caratteristiche di progetto del sistema di movimentazione e stoccaggio al fine di definirne i requisiti e, sulla scorta della registrazione della geometria dei luoghi, configurarne una soluzione impiantistica.<br />Le ipotesi da tenere in considerazione sono le seguenti:<br />,[object Object]
all’istante zero (t=1/1/09) la giacenza di ogni item è pari all’order quantity;La seconda parte riguarda l’elaborazione dei disegni esecutivi di progetto utili alla successiva fase di installazione. <br />,[object Object],I requisiti di progetto del sistema di movimentazione e stoccaggio vengono definiti a partire dalle informazioni forniteci dal Committente riferite a:<br />anagrafica articoli, comprendente le caratteristiche di packaging;<br />ordini dei clienti, ossia le date in cui certe quantità di item vengono prelevati dal magazzino;<br />ordini dei fornitori, ovvero le date in cui avvengono i carichi degli item in magazzino.<br />Il catalogo del Committente si compone di 1500 item aventi tutti la stessa densità      (1 kg/unità), con un imballaggio secondario avente una densità pari a 10 u.p./u.s. e dimensioni 200 [mm] x 200 [mm] x 250 [mm]. <br />Come tipologia di imballaggio terziario o Unità di carico (Udc) è stato scelto l’Europallet 800 x 1200, cui è stato imposto un peso max pari a 1200 Kg. In virtù della scelta effettuata l’Udc ha un’altezza pari a 1250 mm.<br />Sia gli ordini dei clienti che quelli ai fornitori si riferiscono all’anno solare 2009. Poiché i clienti richiedono solo 1000 dei 1500 articoli a catalogo, il sistema di stoccaggio verrà progettato esclusivamente sugli item effettivamente richiesti. <br />In via preliminare sono stati calcolati per ciascun item domanda annua (DA) e order quantity (OQ): <br />,[object Object]
Per ogni item è stato calcolato l’OQ, semplicemente dividendo la DA per il numero di mensilità (12). In base alle ipotesi di lavoro, l’OQ di ogni articolo corrisponde alla giacenza istantanea dello stesso all’inizio dell’orizzonte temporale di riferimento (01/01/2009).
Le informazioni contenute nel foglio db_ordini_clienti hanno permesso di calcolare la quantità richiesta per ogni item (1000) per ogni giorno dell’orizzonte temporale (365), grazie alla funzione “somma.più.se”, in cui l’intervallo somma corrisponde alla colonna Quantità impegnata di db_ordini_clienti mentre gli intervalli dei criteri e i criteri stessi fanno riferimento rispettivamente agli item ed ai giorni. Questa funzione ha richiesto la costruzione di una matrice 1000 x 365.
Parimenti le informazioni presenti nel foglio db_ordini_fornitori hanno permesso di mappare la quantità mensile ricevuta dal fornitore per ogni item (1000) per ogni giorno dell’orizzonte temporale (365), grazie alla funzione “se” la data corrente corrisponde a quella di ricevimento dell’order quantity per l’item considerato presente nel foglio db_ordini_fornitori, allora “cerca.vert” la quantità corrispondente nella colonna order quantity presente nel foglio giacenza_iniziale. Anche qui si ha a che fare con una matrice 1000 x 365.
Tali matrici ci consentono di calcolare la matrice delle giacenze istantanee in termini di quantità di ogni item (1000) per ogni giorno dell’orizzonte temporale (365). Sapendo che l’01/01/2009 le giacenze istantanee degli item corrispondono alle giacenze iniziali degli stessi (e quindi all’order quantity), la matrice delle giacenze istantanee dell’item X nel giorno H viene ricavata attraverso la seguente equazione di bilancio: “se” [(giacenza iniziale item X in H-1) – (quantità richiesta item X in H) + (quantità ricevuta item X dal fornitore in H) >0 allora scrivi tale quantità altrimenti scrivi 0]. Tale approccio da un lato evita che le giacenze istantanee degli item compaiano con valori negativi, dall’altro però non garantisce il pieno soddisfacimento delle richieste dei clienti qualora queste superino le disponibilità effettive degli item in magazzino.
Da tale matrice si ricava quella delle giacenze istantanee degli item in termini di Udc utilizzando la funzione “arrotonda.eccesso” nel rapporto tra giacenza istantanea quantità item X e peso totale Udc dell’item X, mettendo 1 come peso.
La conoscenza della matrice 1000 x 365 delle giacenze istantanee in termini di Udc ci consentono di calcolare la potenzialità ricettiva sia a posti condivisi che a posti dedicati.
La prima si calcola sommando la media di ciascuna riga per la quale si utilizza la funzione “arrotonda.eccesso” con peso pari a 1; la seconda, invece, si calcola sommando i valori max presenti in ogni riga. Questo è il motivo per cui la potenzialità a posti dedicati è sempre maggiore di quella a posti condivisi. Impostando un coefficiente di saturazione pari a 0,9 si ricava immediatamente la potenzialità ricettiva di progetto.  Tabella  SEQ Tabella  ARABIC 1: I valori della potenzialità ricettiva<br />Potenzialità ricettiva28414124Udc/ggCoeff. Saturazione0,90,9[-]Potenzialità ricettiva progetto31574583Udc/gg<br />La potenzialità di movimentazione in un sistema di stoccaggio è espressa come portata, ossia come flusso totale di movimenti in un arco di tempo determinato. Per il calcolo della PM è stato, quindi, necessario valutare l’entità dei flussi in ingresso ed in uscita dal magazzino di stoccaggio tenendo presente la differenza tra order picking (OP) e batch picking (BP).<br />,[object Object]
la potenzialità di movimentazione di tipo BP è pari al max dei valori date dalle somme delle Udc prelevate dal magazzino e delle Udc caricate in magazzino su tutto l’orizzonte temporale.
Di seguito sono presentati i valori oggetto d’esame (ipotesi di lavoro 8h/gg): Tabella  SEQ Tabella  ARABIC 2: I valori della potenzialità di movimentazione<br />Potenzialità Movimentazione (order picking)220 Udc/gg27,5 Udc/hPotenzialità Movimentazione (batch picking)265 Udc/gg33,13Udc/h<br />,[object Object],Una volta definiti i requisiti di progetto del sistema di movimentazione e di stoccaggio, si è provveduto a determinare una configurazione impiantistica. <br />La definizione della configurazione impiantistica del sistema di stoccaggio consiste in due fasi principali:<br />,[object Object]
determinazione del numero minimo di carrelli.La progettazione del layout comporta il calcolo di grandezze caratteristiche della zona di stoccaggio quali l’area del modulo unitario, il numero di livelli d’impilamento, il CUS e l’area di stoccaggio massiva sulla base di informazioni relative alle grandezze rappresentative della scaffalatura, dei carrelli e delle Udc scelte, trovate in alcuni cataloghi di attrezzature in commercio.<br />Il mezzo di movimentazione scelto in prima approssimazione è un carrello elevatore a presa bilaterale con forche telescopiche e con tecnologia trifase a 80 Volt, del quale sono fornite le seguenti caratteristiche:<br />Tabella  SEQ Tabella  ARABIC 3: Le caratteristiche del carrello Jungheunrich<br />Caratteristiche CarrelloCostruttoreJungheunrichu.m.ModelloETX 515-Portata max1200kgLunghezza totale3423mmLarghezza totale1210MmAltezza max forche13000mmVelocità traslazione orizzontale2,92m/sVelocita traslazione verticale0,47m/s<br />Per quanto riguarda la scaffalatura se ne riportano<br /> le caratteristiche ed il relativo disegno:<br />Scaffalatura<br />                                                          <br />Tabella  SEQ Tabella  ARABIC 4: Le caratteristiche della scaffalatura Mecalux<br />Caratteristiche scaffalatura      ModelloL2C-1.015Larghezza corrente B50mmAltezza corrente A100mm<br />Si riportano di seguito le specifiche relative al vano. Si ricorda che la larghezza vano si ottiene sommando il lato corto, il gioco laterale e larghezza del montante, mentre l’altezza del vano si calcola sommando l’altezza della traversa, del pallet, dell’udc e la luce in altezza.<br />Tabella  SEQ Tabella  ARABIC 5: Le grandezze caratteristiche del vano<br />VanoN  UdC (lato corto)3 Lato corto800mmGioco laterale x5 x675mmLarghezza montante120mmLarghezza vano2820mmAltezza pallet150mmAltezza Udc1250mmLuce in altezza125mmAltezza vano1625mmProfondità udc1200mmGioco 150mmProfondità totale P1350mm<br />Figura 1: Vista frontale modulo unitario<br />In seguito sono state calcolate:<br />,[object Object]
numero di livelli (utilizzando la funzione “arrotonda.difetto” nel rapporto tra l’altezza massima delle forche e l’altezza del vano);
coefficiente di utilizzazione superficiale:
area di stoccaggio massivo: Tabella  SEQ Tabella  ARABIC 6: Le grandezze caratteristiche del modulo unitario<br />Modulo unitario  Area modulo unitario12126000,00mm2 12,13m2Volume area operativa19675,92m3NL8 CUS3,96udc/m2PR progetto (posti condivisi)3157,00udcPR progetto (posti dedicati)4583,00udcA (posti condivisi)797,54m2A (posti dedicati)1157,78m2Area disponibile1639,66m2<br />Il magazzino del Committente presenta tre punti di ingresso e uscita equidistanti sul medesimo fronte, per cui nel caso in esame il punto I/O può essere considerato distribuito sul fronte. In seguito, si è proceduto al calcolo del numero di corridoi e del numero di colonne di vani al fine di valutare la potenzialità ricettiva effettiva. <br />Il numero di corridoi e il numero di colonne vani sono stati calcolati come segue:<br />dove:<br />,[object Object]
LC è la larghezza del corridoio
2P è la quota che contiene l’UdC più la metà del gioco (vedi Tabella 7)dove:<br />,[object Object]
2NC conteggia 2 volte il numero di corridoi perché per ciascun corridoio considera la parete destra e quella sinistra

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Dimensionamento di un sistema di movimentazione e stoccaggio dei materiali

  • 1.
  • 2.
  • 3. Per ogni item è stato calcolato l’OQ, semplicemente dividendo la DA per il numero di mensilità (12). In base alle ipotesi di lavoro, l’OQ di ogni articolo corrisponde alla giacenza istantanea dello stesso all’inizio dell’orizzonte temporale di riferimento (01/01/2009).
  • 4. Le informazioni contenute nel foglio db_ordini_clienti hanno permesso di calcolare la quantità richiesta per ogni item (1000) per ogni giorno dell’orizzonte temporale (365), grazie alla funzione “somma.più.se”, in cui l’intervallo somma corrisponde alla colonna Quantità impegnata di db_ordini_clienti mentre gli intervalli dei criteri e i criteri stessi fanno riferimento rispettivamente agli item ed ai giorni. Questa funzione ha richiesto la costruzione di una matrice 1000 x 365.
  • 5. Parimenti le informazioni presenti nel foglio db_ordini_fornitori hanno permesso di mappare la quantità mensile ricevuta dal fornitore per ogni item (1000) per ogni giorno dell’orizzonte temporale (365), grazie alla funzione “se” la data corrente corrisponde a quella di ricevimento dell’order quantity per l’item considerato presente nel foglio db_ordini_fornitori, allora “cerca.vert” la quantità corrispondente nella colonna order quantity presente nel foglio giacenza_iniziale. Anche qui si ha a che fare con una matrice 1000 x 365.
  • 6. Tali matrici ci consentono di calcolare la matrice delle giacenze istantanee in termini di quantità di ogni item (1000) per ogni giorno dell’orizzonte temporale (365). Sapendo che l’01/01/2009 le giacenze istantanee degli item corrispondono alle giacenze iniziali degli stessi (e quindi all’order quantity), la matrice delle giacenze istantanee dell’item X nel giorno H viene ricavata attraverso la seguente equazione di bilancio: “se” [(giacenza iniziale item X in H-1) – (quantità richiesta item X in H) + (quantità ricevuta item X dal fornitore in H) >0 allora scrivi tale quantità altrimenti scrivi 0]. Tale approccio da un lato evita che le giacenze istantanee degli item compaiano con valori negativi, dall’altro però non garantisce il pieno soddisfacimento delle richieste dei clienti qualora queste superino le disponibilità effettive degli item in magazzino.
  • 7. Da tale matrice si ricava quella delle giacenze istantanee degli item in termini di Udc utilizzando la funzione “arrotonda.eccesso” nel rapporto tra giacenza istantanea quantità item X e peso totale Udc dell’item X, mettendo 1 come peso.
  • 8. La conoscenza della matrice 1000 x 365 delle giacenze istantanee in termini di Udc ci consentono di calcolare la potenzialità ricettiva sia a posti condivisi che a posti dedicati.
  • 9.
  • 10. la potenzialità di movimentazione di tipo BP è pari al max dei valori date dalle somme delle Udc prelevate dal magazzino e delle Udc caricate in magazzino su tutto l’orizzonte temporale.
  • 11.
  • 12.
  • 13. numero di livelli (utilizzando la funzione “arrotonda.difetto” nel rapporto tra l’altezza massima delle forche e l’altezza del vano);
  • 15.
  • 16. LC è la larghezza del corridoio
  • 17.
  • 18. 2NC conteggia 2 volte il numero di corridoi perché per ciascun corridoio considera la parete destra e quella sinistra
  • 19.
  • 20.