Progettazione di un nuovo magazzino automatico per uso industriale servito da trasloelevatori

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tradizionale e autoportante. Nel primo caso si hanno normali scaffalature metalliche 
contenute all’interno di un edificio solitamente preesistente, mentre in una struttura 
autoportante lo scaffale stesso sostiene le pareti ed il tetto e diventa esso stesso un edificio 
a tutti gli effetti, normalmente di grosse dimensioni (anche fino a quaranta metri di 
altezza). E ancora, i magazzini automatici si differenziano a seconda delle tipologie 
dell’automazione, in particolare delle macchine che eseguono il deposito ed il prelievo,( i 
trasloelevatori), ed inoltre in funzione delle unit  di carico che gestiscono (pallet, cassoni, 
scatole,ecc.). Per quanto riguarda lo stoccaggio dei prodotti finiti, che rappresenta 
l’applicazione piø diffusa, il magazzino automatico pu  essere organizzato come parte 
terminale di un’attivit  manifatturiera oppure come centro di stoccaggio per merci prodotte 
in paesi lontani.  
Qualsiasi sia la tipologia di progetto realizzata , i vantaggi di un magazzino automatico 
sono molteplici, in particolar modo naturalmente, una maggiore velocit  di 
movimentazione e la possibilit  di ridurre in modo significativo l impiego di personale. 
Oltre a questi benefici, tuttavia, esistono anche altri importanti fattori a sostegno di un 
progetto per un  magazzino automatico. Un primo elemento da considerare Ł la minore 
occupazione di suolo: un magazzino automatico autoportante a parit  di quantit  stoccata 
occupa un area da 5 a 10 volte inferiore rispetto ad un magazzino tradizionale. Questo, 
dove il suolo ha un alto valore, significa un forte risparmio economico con la possibilit  di 
riutilizzo dell area non occupata. Un altro aspetto interessante Ł la possibilit  di gestire le 
scorte con grande precisione: poichØ il sistema Ł completamente automatizzato ed Ł dotato 
di una tracciatura assolutamente affidabile, Ł possibile ridurre i volumi stoccati senza 
rischiare di andare in rottura di stock e quindi ridurre l immobilizzo di capitale. 
La progettazione di un magazzino Ł un esercizio decisamente complesso che pu  dar luogo 
a soluzioni molto diverse tra loro, ognuna di queste composte da un profilo organizzativo, 
procedurale e tecnologico. Una completa definizione dei dati di progetto e una successiva 
analisi, permettono di orientarsi verso la scelta della soluzione giusta da applicare; in 
alcune situazioni sono facilmente identificabili alcuni elementi che indirizzano senza 
particolari dubbi verso determinate soluzioni tecnologiche (dimensione degli stock, entit  
dei flussi, rilevanza del picking, altezza dell edificio,etc.); in altri casi rimangono soluzioni 
ugualmente praticabili sotto il profilo costi benefici, ma decisamente diverse tra loro: come 
quelle di un magazzino automatico, servito da trasloelevatori, da contrapporre a soluzioni 
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che utilizzano sistemi di stoccaggio e movimentazione di tipo tradizionale, basate 
soprattutto sull impiego di carrelli elevatori .  
L obiettivo di questa tesi Ł quindi quello di fornire alle aziende un sussidio alla 
progettazione di un magazzino automatico servito da trasloelevatori, munire di basi 
teoriche per la gestione operativa dello stesso, fornire elementi che aiutino a scegliere se 
adottare o meno un magazzino automatico. 
Il lavoro, suddiviso in quattro capitoli, si apre (primo capitolo) con una panoramica 
generale sul magazzino, le sue funzioni, e una descrizione delle varie modalit  di 
stoccaggio delle unit  di carico.  Di queste tipolo gie di magazzini viene fatta una 
valutazione economica che riporta come risultato una serie di osservazioni relative 
all opportunit  di realizzare l una o l altra a sec onda di fattori incidenti come l indice di 
rotazione, la potenzialit  di movimentazione, la po tenzialit  ricettiva e l altezza dello 
stabilimento. Successivamente si espongono le linee guida e si illustrano le basi teoriche 
necessarie al fine di effettuare una buona progettazione. ¨ indispensabile affrontare, se si 
vuole progettare un impianto di stoccaggio automatico, una delucidazione teorica delle 
funzionalit  di un trasloelevatore (secondo capitol o), e dei potenziali vantaggi che, il suo 
utilizzo, pu  portare all azienda . Nella prima par te del capitolo viene proposta una 
procedura da seguire per effettuare una progettazione corretta, mentre nella parte centrale 
viene analizzato dettagliatamente ogni singolo criterio e parametro utile al successivo 
dimensionamento. La scelta della tipologia del magazzino intesa come:  profondit  della 
scaffalatura; ..dimensionamento dell unit  di caric o; .. studio e calcolo dei tempi di ciclo 
dei traslo elevatori; ed un ulteriore valutazione economica, compongono l articolato 
processo del dimensionamento statico e dinamico dell impianto di stoccaggio. Le difficolt  
che si possono avere nella predisposizione di un magazzino non risiedono solamente nel 
dimensionamento ma si rivelano anche nell ottimizzazione della gestione operativa dello 
stesso; vengono di conseguenza analizzati e descritti i criteri di assegnazione delle 
operazioni ai trasloelevatori, l allocazione fisica delle unit  di carico, l utilizzo dei cicli di 
stoccaggio, e si espongono le funzioni e le caratteristiche dei sistemi informativi e 
gestionali che  hanno come scopo la gestione ottimale del magazzino in tutti i suoi flussi. 
Nel terzo capitolo vengono applicate tutte le nozioni esposte precedentemente ad un 
esempio di progettazione di un magazzino automatico; in tale esempio si possono notare le 
difficolt  che il progetto comporta in termini di v incoli strutturali, gestionali e strategici, e 
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la complessit   per raggiungere un buon connubio ne l dimensionamento statico e dinamico. 
Ma la questione fondamentale alla quale l azienda desidera risposta Ł: conviene  adottare 
un magazzino automatico? Il paragrafo 2.8 ed il quarto e conclusivo capitolo cercano di 
rispondere a questa domanda, fornendo alle aziende che stanno affacciandosi a questo 
mondo, una relazione che cerca di essere la piø chiara possibile.   
 
  
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1 Gli Impianti di stoccaggio 
 
 
1.1 La funzione dei magazzini 
 
Nel ciclo logistico di un azienda il magazzino ha un ruolo fondamentale, esso pu  essere 
considerato come un nodo della rete distributiva interna ed esterna dalla quale si deve 
passare quasi obbligatoriamente. Per queste ragioni il magazzino deve essere perfettamente 
inserito nel ciclo logistico dell azienda.  
Esso svolge all interno della rete logistica essenzialmente due funzioni:  
• contiene le scorte delle merci o delle materie prime per uso interno all azienda 
(quando essa ne richiede un riassortimento); 
• trasforma i flussi in ingresso in flussi di uscita dei prodotti finiti mediante 
l eventuale composizione delle unit  di carico (con tenitori di vario genere o pallet 
caricati di prodotti), la formazione di nuovi lotti anche diversi per  articolo/ 
quantit . 
Le aziende sono costrette a creare e mantenere scorte di materiali, prodotti finiti o meno, 
per alcune ragioni fondamentali: 
• smorzare le irregolarit  dei consumi e dei ricevime nti; 
• ottenere flessibilit  rispetto alle variazioni del mix produttivo e dei volumi; 
• agevolare la distribuzione e i trasporti; 
• ovviare all inaffidabilit  degli impianti o ripercu ssioni dovute a scarsa qualit ; 
• appianare l inattendibilit  delle previsioni della domanda o dovuti ad errori di 
programmazione; 
• mantenere il prodotto  obbligatoriamente  a riposo,  in attesa di altre lavorazioni. 
A seconda del mercato dell azienda e dal tipo di produzione i magazzini hanno importanza 
diversa, e le caratteristiche si differenziano ancor di piø. Dimensione e grado di 
automazione dipendono rispettivamente dai ritmi del mercato e del sistema produttivo. 
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Una considerazione che bisogna fare in sede di studio di fattibilit  e progettazione  di un 
magazzino Ł l impegno economico che esso comporta in termini di: ammortamenti, 
riscaldamento, illuminazione, manutenzione e servizi aggiuntivi i quali sono, tutti, 
proporzionali allo spazio utilizzato. Si comprende cos  che Ł necessario dare rilievo a studi 
preventivi atti a razionalizzare ed ottimizzare il magazzino in tutte le sue caratteristiche 
(dalla giacenza ottimale, al lay-out e allocazione della merce). 
 
Figura 1 - Variazioni percentuali dei costi in funzione dell altezza del fabbricato 
I magazzini si possono suddividere in due grandi classi: 
• magazzini terminali (materie prime   prodotti finit i); 
• magazzini interoperazionali. 
I primi, chiamati cos  in quanto collocati agli estremi della catena logistica del produttore, 
corrispondono anche a quelli con dimensioni maggiori; i secondi utilizzati per 
disaccoppiare le diverse fasi del processo, costituendo un buffer. Altri tipi di magazzini 
sono quelli da destinare al contenimento di imballi, materiali di consumo, utensili e altro.  
Generalmente un magazzino pu  essere descritto come  un insieme integrato delle aree 
funzionali di: 
• ricevimento e controllo ; 
• stoccaggio prodotti; 
• prelievo di unit  di carico; 
• prelievo frazionato (picking); 
• allestimento ordini; 
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• spedizione. 
A seconda delle esigenze dell azienda e alle caratteristiche del flusso dei materiali, queste 
aree possono essere disposte in modo differente, purchØ esse siano in grado di raggiungere 
prestazioni in termini di affidabilit  ed efficienz a in sintonia ai ritmi dell intero sistema 
logistico. In generale per minimizzare i costi di movimentazione il layout complessivo del 
magazzino sar  coerente con il flusso dei materiali . Ciascuna area operativa varier  in 
dimensioni e caratteristiche in relazione alla tipologia del magazzino. 
 
 
Figura 2 - Esempio di disposizione delle aree operative in un magazzino 
Nel caso in cui il magazzino centrale sia annesso allo stabilimento di produzione, si pu  
by-passare l area di stoccaggio realizzando un collegamento diretto  tra area di produzione 
e area di spedizione. Il trasferimento diretto alle banchine di spedizione delle unit  di 
carico provenienti dalle linee di produzione consente l eliminazione dei cicli di immissione 
e prelievo dall area di stoccaggio; questo comporterebbe un ulteriore riduzione dei costi di 
handling in coerenza con la politica del Just in Time. 
 
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1.2 Indici e caratteristiche di un magazzino 
 
Prima di descrivere le modalit   di stoccaggio dell e unit  di carico (UdC) esistenti Ł 
necessario definire vari parametri di prestazione degli stessi. 
Potenzialit  ricettiva : misura quante unit  di carico sono  stoccabili  n el magazzino. 
Potenzialit  di movimentazione : misura il numero massimo di unit  di carico in 
transito(throughput) attraverso l impianto di stoccaggio nell unit  di tempo. Questo Ł un 
parametro che esprime la  capacit  dinamica  del ma gazzino e dipende dal numero dei 
mezzi di movimentazione e dalle caratteristiche dei cicli relativi (semplici o combinato). 
Indice di selettivit : Ł il rapporto fra il numero di movimentazioni utili ed il numero di 
movimenti necessari, quindi esprime la predisposizione a consentire il facile rifornimento e 
prelievo di un oggetto qualsiasi senza spostarne altri. 
Indice di saturazione o utilizzazione superficiale: rappresenta il rapporto tra la superficie 
utilizzata e la superficie totale.  ¨ esprimibile a nche in termini di unit  di carico 
immagazzinabili per metro quadro di area operativa di stoccaggio. 
Indice di saturazione volumetrica: rappresenta il rapporto tra il volume occupato dai 
materiali immagazzinati e il volume totale di stoccaggio. 
Indice di potenza: Ł il rapporto tra le tonnellate stoccate e la potenza installata nel 
magazzino (in kW); Ł un indice significativo per i magazzini del  freddo . 
Indice di manodopera: indica il rapporto tra le tonnellate arrivate o spedite a magazzino in 
un periodo di tempo ed il numero di ore lavorative degli operatori addetti al magazzino, 
nello stesso periodo di tempo. 
Indici di costo: descrivono le prestazioni sia del sistema di stoccaggio nel suo complesso 
sia delle singole aree funzionali. Possono essere espressi in  /m 3 ,  /(UdC movimentata) 
ecc. 
Al fine della nostra trattazione Ł necessario definire ulteriori indici utilizzati nella 
discussione delle politiche di gestione operativa dell impianto di stoccaggio: 
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Indice di rotazione: definito come il rapporto tra il flusso di prodotto in uscita dal sistema 
di stoccaggio in un determinato periodo espresso in UdC e la giacenza media dello stesso 
prodotto nello stesso periodo. Esso indica, nell arco temporale considerato, quanto girano 
le scorte. Si pu  anche definire un indice di rotaz ione a valore se si dispone di valori 
economici. 
Indice di Movimentazione: definito come il numero di UdC di un determinato prodotto 
movimentato in un periodo di riferimento. Corrisponde al numero di prelievi che possono 
essere relativi ad unit  di carico frazionate. In u n magazzino intensivo in cui vengono 
movimentate solo UdC intere l indice di movimentazione coincide con il flusso in uscita di 
prodotto espresso in numero di unit  di carico pall ettizzate. 
Indice di Accesso: definito come il rapporto tra l indice di movimentazione relativo al 
prodotto i e il numero medio di celle dedicate allo stesso prodotto. Esso rappresenta il 
numero di accessi medi, in un arco temporale fissato, relativi ad un singolo vano e quindi Ł 
proporzionale alla probabilit  che un accesso gener ico sia riferito al vano considerato. 
Ciclo Semplice: esso comprende tutte le fasi per prelevare o immettere nel magazzino una 
UdC con rispettiva andata o ritorno a vuoto. La durata del ciclo semplice Ł pari alla somma 
di un tempo di ciclo variabile e un tempo di ciclo fisso. 
Ciclo Combinato: esso associa ad una operazione di immissione una operazione di prelievo 
in modo da ridurre la percorrenza a vuoto ed aumentare la produttivit  del sistema; quindi 
esso consente una sostanziale riduzione dei tempi variabili. In questo caso oltre al tempo di 
ciclo variabile e al tempo di ciclo fisso vi si aggiunge il tempo per spostarsi da un vano 
all altro. 
La seguente trattazione utilizzer  questi parametri  in descrizioni ed in dimostrazioni 
matematiche.