INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO ALMACÉN AUTOMATIZADO PARA VÍVERES Y SU VENTA A DISTANCIA PROYECTO TERMINAL QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO EN ROBÓTICA INDUSTRIAL PRESENTA: Gómez Vargas Víctor Hugo MÉXICO, D.F. MAYO DEL 2010 Índice General Índice General Índice de Figuras Índice de Tablas Resumen. Definicion del Problema. Objetivo General. Justificación. 1. Estado del Arte 1.1 Logistica 1.2Sistema de Ventas a distancia 1.2.1 La informacion Precontractual. 1.2.2 Información Contractual 1.2.3 Ejecución del contrato 1.2.4 Prohibición de los envíos no solicitados. 1.2.5 El derecho de desentendimiento 1.3 Almacenes Automatizados 1.3.1 Equipos de Almacén 1.3.2 Almacenaje en Bloque 1.3.3 Estanterías Convencionales 1.3.4 Estanterías Compactas 1.3.5 Estanterías Dinámicas 1.3.6 Estanterías móviles 1.3.7 Almacenes Automáticos 1.3.8 Materiales a Almacenar 1.3.9 El ratio Volumen/Peso 1.3.10 Ratio Valor/Peso 1.3.11 Posibilidad de Sustitución 1.3.12 Características Especiales 1.3.13 Clasificación de Mercancías 1.3.14 Unidades de Carga 2. Generalidades 2.1 Funcion de un alamacen .2 Principios de un Almacén 2.3 Tipos de Almacén 2.3.1 Organización 2.3.2 Movimiento de Material 2.3.3 El Techo 2.3.4 Sistemas de Refrigeración 2.4 Refrigeración por aire o ventiladores iii v vi vii vii viii viii 2 2 5 5 6 6 6 7 8 8 10 11 11 12 14 15 16 17 17 17 17 18 18 19 20 20 21 22 22 22 22 23 2.4.1 Refrigeración a Gas 2.4.2 Sistemas de Compresión en Cascada 2.4.3 Ciclo en cascada 2.5 Códigos de Barras y el escáner 2.5.1 Interfaces de los lectores de código de Barras 2.5.2 Decodificador del Teclado 2.6 Transelevadores y Brazos Robóticos. 2.7 Computadora y PLC 2.7.1 Funciones del PLC 2.8 Pantallas LCD Táctiles 2.8.1 Pantalla Táctil 2.8.2 Tecnologías 2.8.3 Resistiva 2.8.4 De onda acústica Superficial 2.8.5 Capacitivas 2.8.6 Infrarrojos 2.8.7 Imagen Óptica 2.8.8 Tecnología de Señal Dispersa 2.8.9 Reconocimiento de Pulso Acústico 2.8.10 Especificaciones HID 3. Diseño Conceptual. 3.1 Identificacion de la Necesidad 3.2 Definición del Problema 3.3 Determinación de los Requerimientos del Cliente 3.4 Ponderación de los requerimientos 3.5 Traducción a términos mesurables 3.6 Metas de diseño 3.7 Funciones de Servicio 3.8 Generación de conceptos 3.9 Evaluación de Conceptos 4. Diseño a Detalle 4.1. Modelo del Almacén 4.2. Motores y Accesorios 4.3. Calculo de columnas Referencias 26 27 28 28 33 33 38 40 41 42 42 42 42 43 43 44 44 44 44 45 46 46 47 47 48 49 50 51 53 54 56 57 58 60 62 Índice de Figuras Figura 2.1 Termohidrografo. Figura 2.2Codigo Alfanumerico. Figura 2.3Identificación de las zonas en un Código de Barras Esquema 3.1 Funciones de Servicio Esquema 3.2 Funciones de Proceso Figura 4.1.1 Diseño Completo del Almacen Figura 4.2.1 Motor a pasos modelo 34HS 12025 Figura 4.2.2 Motorreductor Figura 4.2.3 Despiece del Almacén 24 31 32 51 52 58 59 59 60 Índice de Tablas Tabla 3.3.1 Determinacion de los Requerimientos del Cliente Tabla 3.3.2 Clasificación de los Requerimientos Obligatorios y Deseables Tabla 3.4.1 Ponderación de los Requerimientos Deseables. Tabla 3.4.2. Orden de Importancia de los requerimientos deseables Tabla 3.5.1 Tabla de Términos Mesurables de Ingeniería Tabla 3.6.1 Metas de diseño Tabla 3.7.1 Clasificación de las funciones de servicio Tabla 3.8.1 Conceptos de Diseño Tabla 3.9.1 Evaluación de conceptos por Factibilidad Tabla 3.9.2 Evaluación de conceptos por disponibilidad tecnológica Tabla 3.9.3 Evaluación de conceptos por requerimientos del Cliente Tabla 3.9.4 Evaluación de conceptos basada en matrices de decisión Tabla 4.1 Selección de materiales para el almacén Tabla 4.2.1 Características del motor a pasos para el movimiento vertical Tabla 4.3.1 Cálculo de Columnas 47 48 48 48 49 50 51 53 53 54 54 55 57 59 61 vi Resumen. En esta tesis se muestra un desarrollo para la modificación de un almacén automático para su uso en alimentos por medio de sensores y de un sistema que permita realizar pedidos desde internet o teléfono, sabiendo que hoy en día la población mexicana se encuentra en muchas zonas conurbadas y que es más difícil el poder acceder a las compras de víveres de primera necesidad. Lo que se propone con este proyecto es el desarrollo de una tecnología que permita tomar un pedido y que por medio de una base de datos el almacén sea accionado y automáticamente comience a seleccionar los productos que se pidieron, eso se pretende tomando de base un tipo de almacén existente de la marca modula el cual será modificado y adaptado para su uso en alimentos y la interfaz de internet y teléfono a la base de datos del almacén. Se habla también de las partes importantes que se necesitan para el funcionamiento del almacén como lo son la parte de logística y de los diferentes sistemas de almacén que ha habido y que han sido perfeccionados con el paso del tiempo hasta nuestra actualidad. Definición del Problema ¿Cómo aumentar la posibilidad de que las poblaciones arraigadas en la ciudad de México cuenten con la forma de adquisición de víveres de primera necesidad, por medio de un sistema a distancia? vii Objetivo General. El objetivo de nuestro proyecto es poder solucionar los problemas que hemos encontrado en la sociedad a la hora de adquirir vivieres y alimentos. Proponiendo la opción de poder realizar las compras a distancia, desde la comodidad de su hogar, trabajo u oficina. Tan solo con el hecho de llamar por teléfono o conectarse a Internet, hacer su pedido de productos con la seguridad de que llegaran a sus manos de manera rápida, segura y eficaz. Hoy en día sabemos que el tiempo es oro y cada segundo es importante, queremos realizar una tienda departamental inteligente en el proceso de empaquetado, para su transporte hacía su hogar. Esto le proporcionara más tiempo libre para poder realizar otra actividad con la seguridad de que las compras llegaran a su hogar. Justificación. Desde hace algunos años, debido al aumento demográfico, se han creado zonas conurbadas donde la forma de traslado del hogar hasta un punto de compra es tardado y en algunas ocasiones casi imposible. Realizamos la propuesta de la creación de un sistema de ventas a distancia automatizado, en los procesos de selección y el de empaquetado, para posteriormente realizar el envió. Dado que es un tema que se nos ha considerado revolucionario nuestra primera justificación es que es un mercado o línea de mercado sin explotar al nivel propuesto, así como dados algunos estudios que hemos hecho sobre lo que necesitan las empresas dedicadas al comercio de víveres, nuestro proyecto ofrece las mejoras y la solución más practica a la mayoría de estas necesidades así como incluso la mejora de varias; cómo podemos mencionar el problema para encontrar espacios grandes para sus instalaciones y estacionamientos mencionando las diferentes normas de construcción que deben acatar o aprobar, de las cuales en nuestro proyecto son una gran minoría en comparación con el sistema tradicional. Dadas Nuestras Investigaciones, es este punto refiriéndonos a lo recopilado sobre zonas geográficas, urbanización, normas de construcción tanto internacionales, nacionales o propias del estado. Encontramos como es que representa un problema principal cuando una cadena dedicada a la distribución de víveres pone en marcha abrir una nueva sucursal; y comienza con encontrar un área geográfica adecuada y con el espacio propicio para comenzar el proyecto, dado lo urbanizado que viii esta ya nuestra ciudad, esto puede tardar demasiado tiempo ya que para contar con una zona apta muchas veces es comprar terrenos en los cuales ya hay construcciones deterioradas y que hay que demoler, en cuanto en lugares de nueva urbanización hemos encontrado que la mayoría de estas nuevas poblaciones son asentadas en lugares de difícil acceso o no cuentan con un centro comercial en un principio. ix ANTECEDENTES En este capítulo daremos una introducción de los puntos importantes en nuestro proyecto, así como El desarrollo de estos en base al tiempo y tecnología, de igual manera explicar porque es importante para nuestro proyecto. 1 Estado del Arte 1. Estado del Arte Los temas más importantes a tratar son los siguientes: LOGISTICA SISTEMA DE VENTAS A DISTANCIA ALMACENES AUTOMATIZADOS 1.1 LOGISTICA Para este proyecto nos dimos cuenta de la importancia que es la parte de la logística y para eso daremos una pequeña introducción explicando el origen de la logística y como pretendemos que esta parte este enfocada de la manera más directamente posible a nuestro proyecto, ya que en ella manejamos la parte de administración, control de calidad; desde el origen del producto hasta la satisfacción del cliente, tomando en cuenta el más exhaustivo control de calidad para la satisfacción de nuestros consumidores. Uno de los problemas en el mundo desde siempre, ha sido que los productos que la gente desea no están disponibles o no se producen en el lugar y tiempo que las personas desean consumirlos. En ese entonces, la comida y los otros productos existían en abundancia solo en determinadas épocas del año. Esto ocasionaba que las personas optaran por consumir esos productos en el lugar donde estos se encontraban, o darse a la tarea de transportarlos y almacenarlos para su uso posterior. Esto se tornaba otro problema ya que no existían sistemas que los ayudaran a transportar los alimentos y se limitaban a cargar con lo que podían, sin tomar en cuenta que el almacén de los productos perecederos solo se podría dar por un tiempo antes de que estos se echaran a perder. Cuando los sistemas logísticos empezaron a mejorar, el consumo y la producción fueron separándose geográficamente. Las distintas zonas se especializaron en lo que podían producir más eficientemente. Así, el exceso de producción se pudo enviar de forma rentable a otras regiones y los productos que no se producían en la zona pudieron importarse. 2 Estado del Arte La misión fundamental de la Logística empresarial es colocar los productos adecuados (bienes y servicios) en el lugar adecuado, en el omento preciso y en las condiciones deseadas, ayudando lo más posible a la rentabilidad de la organización. La logística tiene como objetivo la satisfacción de la demanda en las mejores condiciones de servicio, coste y calidad. Se encarga de la gestión de los medios necesarios para alcanzar este objetivo (superficies, medios de transportes, informática) y moviliza tanto los recursos humanos como los financieros que sean adecuados. La logística es la parte fundamental en la actualidad como parte del comercio. Las actividades logísticas son el puente entre la producción y los mercados que están separados por el tiempo y la distancia. En el ámbito empresarial existen múltiples definiciones del término logística, que ha evolucionado desde la logística militar hasta el concepto contemporáneo del arte y la técnica que se ocupa de la organización de los flujos de mercancías, energía e información. La logística empresarial cubre la gestión y la planificación de las actividades de los departamentos de compras, producción, transporte, almacenaje, manutención y distribución. Asi como también la parte de la gestión de la cadena de abastecimiento que planifica, implementa y controla el flujo -hacia atrás y adelante- así como el almacenamiento eficaz y eficiente de los bienes, en este caso productos alimenticios, servicio e información que abarque desde el punto de origen hasta el punto de consumo satisfaciendo a nuestros clientes y consumidores. Dentro de esta existe un parte llama da administración de cadenas de suministro. Esta hace diez años, la misión, aunque no siempre cumplida, al menos era clara: equilibrar los inventarios entre la capacidad de producción y las demandas del servicio al cliente. Ahora el trabajo del gerente de logística a empezado no solo a abrumarlo, sino también a tener una importancia creciente en la conservación de la salud de la empresa en general. Lo que una vez fueron simples concesiones o intercambios ha llegado a ser cada vez con más frecuencia, no solo una subutilización de los activos, sino, en el peor de los casos, una política que no gana en el manejo de los materiales. 3 Estado del Arte La función logística se encarga de la gestión de los flujos físicos (materias primas, productos acabados, etc.) y se interesa a su entorno. El entorno corresponde en este caso a: Recursos (humanos, consumibles, electricidad, etc.) Bienes necesarios a la realización de la prestación (almacenes propios, herramientas, camiones propios, sistemas informáticos, etc.) Servicios (transportes o almacén subcontratados) Existen varios enfoques de la logística, a continuación los mencionaremos y daremos una pequeña descripción de ellos. La función logística gestiona directamente los flujos físicos e indirectamente los flujos financieros y de información asociados. Los flujos físicos son generalmente divididos entre los "de compra" (entre un proveedor y su cliente), "de distribución" (entre un proveedor y el cliente final), "de devolución" (logística inversa). La logística de compra incluye la gestión de los flujos físicos, de información y administrativos siguientes: La planificación del aprovisionamiento desde los proveedores de acuerdo con las previsiones de producción o venta. La ejecución del aprovisionamiento y de los transportes y otras operaciones de importación relacionados. La gestión de la relación con los proveedores (con objetivo de la mejora del servicio y la reducción de los costes logísticos). La logística de distribución incluye la gestión de los flujos físicos, de información y administrativos siguientes: La previsión de la actividad de los centros logísticos. El almacenamiento. El traslado de mercancías de un lugar a otro del almacén con los recursos y equipos necesarios La preparación de los pedidos o la ejecución de Crossdocking (tránsito) 4 Estado del Arte Algunas veces, la realización de pequeñas actividades de transformación del producto (kitting, etiquetado, etc) El transporte de distribución hasta el cliente. La logística inversa incluye la gestión de los flujos físicos, de información y administrativos siguientes: Recogida del producto en las instalaciones del cliente. Puesta en conformidad, reparación, reintegración en stock, destrucción, reciclaje y almacenaje. Tomando en cuenta los puntos anteriores decidimos que la más importante para nuestro proyecto son la logística de distribución ya que lo que se tiene planeado es crear un almacén que pueda abastecer cierta zona geográfica, contando con los más altos niveles de administración y calidad para la completa satisfacción del cliente 1.2 SISTEMA DE VENTAS A DISTANCIA Retomando lo anterior hablaremos de uno de los puntos de igual importancia dentro de nuestro proyecto que son las ventas a distancia. Este proceso que integra parte de la logística lo hemos querido desarrollar como un subtema ya que este será nuestro punto de partida para poder determinar lo que se desea realizar, al igual que el anterior daremos una reseña de lo que implica la parte de ventas a distancia y resaltaremos lo más importante para nosotros. El sistema de ventas a distancia es la forma de comercio sin la presencia personal entre vendedor y cliente. Hoy en día este sistema puede ser realizado por diversos medios como lo son los catálogos, el teléfono, la radio, el videoteléfono, el videotexto, el correo electrónico, el telefax, la tele venta o tele compra y el internet. Las ventas a distancia tienen que cumplir con cierto tipo de normas y leyes. Para la aplicación de estas leyes el vendedor ha de ser un comerciante y el comprador un consumidor. 1.2.1 LA INFORMACIÓN PRECONTRACTUAL 5 Estado del Arte Con la finalidad de poder diferenciar esta modalidad de la publicidad, en toda propuesta de venta a distancia deberá constar su carácter de propuesta comercial, e informar al consumidor de: a) Si la utilización de una técnica de comunicación a distancia tiene carácter oneroso. b) Los derechos que le concede la ley ordenación de regulación de tratamiento automatizado de los datos de carácter personal. c) La identidad del proveedor. d) Las características especiales del producto. e) El precio y en su caso, los gastos de transporte. f) La forma de pago y las modalidades de entrega. g) El plazo de la valides de la oferta. También se establece que las personas tienen derecho a oponerse a recibir comunicaciones comerciales. Para ello es necesario inscribirse en las llamadas listas Robinson. 1.2.2 INFORMACION CONTRACTUAL Para proporcionar al consumidor un medio de prueba del contrato que se ha celebrado, la información contractual deberá darse por escrito. Con el fin de que el comerciante entregue dos documentos obligatorios al cliente. 1) El contractual. 2) El de desistimiento o revocación. , ambos documentos deberán estar redactados en la lengua utilizada en la oferta contractual y se deberán entregar como máximo en el momento de la ejecución del contrato. 1.2.3 EJECUIÓN DEL CONTRATO 1) La ejecución del contrato se estructura sobre dos obligaciones. 2) El pago del precio, el cual solo se podrá exigir antes de la entrega del producto cuando se trate de un pedido que se haya elaborado con algún elemento diferenciador para un cliente específico y a solicitud del mismo. 3) La entrega del producto. 1.2.4 PROHIBICIÓN DE ENVIOS NO SOLICITADOS. 6 Estado del Arte Mediante los cuales se intenta hacer creer al consumidor que si no contesta a la oferta contractual o si no devuelve los productos que le han sido entregados están vinculados contractualmente. Esta técnica no está permitida por la Ley, por lo tanto en ningún caso la falta de respuesta a la oferta de venta a distancia podrá considerares como aceptación de aquella. Se prohíbe el envía al consumidor de artículo o mercancías no pedidas, exceptuándose las respuestas comerciales gratuitas, en caso contrario el receptor de tales artículos no estará obligado a su devolución, ni se le podrá reclamar su precio. 1.2 5 EL DERECHO DE DESISTIMIENTO. Que establece que el comprador podrá desistir libremente del contrato dentro del plazo de siete días contados desde la fecha de la recepción del producto. En el caso de que la adquisición del producto se efectuase mediante un acuerdo de crédito el desistimiento del contrato principal implicara la resolución de éste. Quedan excluidos de este derecho: 1) Las transacciones de valores mobiliarios y otros productos cuyo precio esté sujeto a fluctuaciones de un mercado no controlado por el proveedor. 2) Los contratos celebrados con intervención de federa ario público. 3) Salvo pacto en contrario, las ventas de objetos que puedan ser reproducidos con carácter inmediato, que se destinen a la higiene corporal o que en razón de su naturaleza, no puedan ser devueltos. Este derecho se podrá ejercitar desde el día de la entrega hasta pasados siete días. Al consumidor que ejercite este derecho no se lo podrá imponer ninguna pena, ni tendrá la obligación de indemnizar al comerciante por el desgaste o deterioro del producto, pero si deberá satisfacer los gastos derivados de la devolución. 7 Estado del Arte 1.3 ALMACENES AUTOMATIZADOS Como siguiente tema hablaremos de lo que son los almacenes, estos también vienen en la parte de logística, aun así es un tema extenso y necesario para el proyecto ya que en el enfocaremos toda la perspectiva del proyecto de ingeniería para poder determinar el mejor modelo y funcionamiento para el manejo de víveres tomando en cuenta lo que conlleva. Como primer punto hablaremos de un poco de historia sobre los almacenes y su desarrollo a la actualidad, esto nos ayudara a determinar cuál es el modelo óptimo para nuestro proyecto y realizar ajustes y cambios para adaptarlo de manera más directa al manejo de víveres de primera necesidad, que es el objetivo de este proyecto en cuanto a la ingeniería. Cuando mencionamos el desarrollo de la logística al principio de este capítulo, se habló de los problemas que existían con respecto al almacenaje de víveres. Hoy en día con ayuda de la tecnología se han creado distintas formas de solucionar ese problema, comenzando por las soluciones más simples hasta las más complejas que son los almacenes automatizados o inteligentes. Comenzaremos a describir algunos y posteriormente decidiremos cual es el más funcional para el proyecto dándonos así la idea del diseño y de la función que le queremos implementar, para que los productos siempre estén en perfectas conducciones en base a controles de calidad, que involucran, desde la adquisición del producto hasta el momento en que llega a las manos del cliente. 1.3.1 EQUIPOS DE ALMACEN INTRODUCCIÓN Seleccionar el sistema de almacenamiento apropiado para una aplicación implica Compaginar las necesidades de movimiento y almacén con las características de Equipamiento. Esto implica compaginar dos objetivos contrapuestos que son: Maximizar el uso del Volumen, y permitir un fácil y rápido acceso a los productos almacenados. En general se puede admitir que un sistema de almacén bien diseñado debería: 8 Estado del Arte 1. Usar adecuadamente el volumen construido 2. Facilitar el acceso a los productos, minimizar las distancias recorridas y 3. Favorecer el flujo de bienes. 4. Favorecer el movimiento y el control de stocks. 5. Proteger contra incendios, daños y robos. 6. Prevenir el deterioro y/o la contaminación del stock. La selección del equipamiento debería tener en cuenta la siguiente información: 1. Características físicas de los bienes almacenados. 2. Contaminación-olores que pueden afectar a los bienes. 3. Riesgos asociados a los bienes: Incendios, gases. 4. Factores de deterioro, obsolescencia y caducidad. 5. Valor de los bienes. 6. Número de líneas en los pedidos. 7. Número de referencias. 8. Niveles mínimos, máximos y medios de stock. 9. Disponibilidad de capital. 10. Características del equipamiento disponible. Los tipos de almacén que se van a considerar son los siguientes: 1. Almacenaje en bloque 2. Estanterías convencionales. 3. Sistemas compactos. 4. Sistemas dinámicos. 5. Estanterías móviles. 6. Carruseles horizontales y verticales. 7. Almacenes automáticos para paletas. 8. Almacenes automáticos para cajas. (MINILOADS) 9. Almacenes para cargas largas. 10. Almacenes especiales. 9 Estado del Arte 1.3.2 ALMACENAJE EN BLOQUE En el almacenaje en Bloque, las cargas se disponen directamente en el suelo, apiladas, si es posible, en filas y con pasillos para el acceso independiente. En la medida de lo posible cada fila de paletas debe contener únicamente paletas del mismo tipo para eliminar la doble manutención y facilitar el control de stocks. Se puede apilar siempre que la Unidad de Carga lo permita. Para ello es esencial su adecuado diseño. Si se dispone del espacio suficiente es el método más barato y flexible de almacenar. El flujo FIFO de estos productos no es posible y hay que ser cuidadoso en la gestión de las ubicaciones. Ventajas: 1. Nula inversión en equipamiento de almacén. 2. Buen uso de la superficie disponible. 3. Control visual del stock disponible Inconvenientes: 1. Uso inadecuado del volumen debido a limitación en el apilado. 2. Dificultad en el acceso directo excepto a la carga más cercana y alta. 3. Escasa selectividad. 4. Dificultad relativa en el despacho de carga paletizada. 5. La necesaria estabilidad y la prevención del aplastamiento de la carga limitan el apilado en altura. Recomendado para: 10 Estado del Arte Cargas preparadas para el apilamiento, sin exigencia de rotación, cuando la altura del edificio está limitada y la rotación es rápida y el número de referencia no muy elevado, aunque con un relativamente alto nivel de stock. 1.3.3 ESTANTERÍAS CONVENCIONALES Este es el sistema de almacenaje por excelencia. Utilizan como soporte de la Unidad de Carga la paleta. Éste puede tener diferentes dimensiones y serán estas las que determinará la estructura de las estanterías a utilizar. Es la solución más simple y más utilizada que ofrece acceso directo a todas las paletas. La altura del nivel de carga está simplemente limitada por las dimensiones del edificio y del equipo de manutención utilizado. Ventajas: 1. Permite un acceso directo a cada unidad. 2. Cada mercancía puede tener su lugar, lo que facilita su control. 3. Capacidad de adaptarse a todo tipo de cargas, tanto en peso como en volumen. 4. No exige que la carga sea apilable. 5. Permite alcanzar grandes alturas y por tanto mejorar el uso del volumen Inconvenientes 1. Si la ubicación de mercancías no es caótica el sistema estará siempre vacío. 2. Los recogedores de pedidos recorren grandes distancias para completar pedidos. 3. La mayor parte de la superficie se dedica a pasillos con lo que es poco eficiente. Recomendado para: Cargas unitarias paletizadas, con poca cantidad de paletas de cada referencia y relativamente pocos accesos a los productos. 1.3.4 ESTANTERÍAS COMPACTAS 11 Estado del Arte En la búsqueda de aumentar el aprovechamiento del volumen disponible se diseñan los sistemas compactos. Estos son Sistemas de Carretillas que permiten el paso a su través de carretillas convencionales. Se trata de una estantería de grandes dimensiones donde las cargas no se apoyan sobre los estantes sino sobre los largueros. De este modo las carretillas pueden entrar (drive-in) o atravesarlas (drivethrough). En el primer caso únicamente necesitan un pasillo operativo, mientras que en el segundo necesitan dos. Ventajas 1. Mayor aprovechamiento de la superficie 2. Mayor aprovechamiento del volumen 3. Estructura barata de construir 4. Costes generales asociados bajos Inconvenientes 1. No permite flujo FIFO 2. Requiere de equipamiento de manutención especial 3. Limitación en las posibilidades de clasificación 4. Baja flexibilidad 5. Hay peligro de daños en las cargas Recomendado para: Productos homogéneos, con Unidades de Carga duraderas, sin problemas de flujo, y para cantidades superiores a las 12 paletas por referencia. 1.3.5 ESTANTERÍAS DINÁMICAS Al igual que al sistema compacto busca aumentar el uso del espacio. Sin embargo las estanterías Dinámicas permiten garantizar el flujo FIFO de los productos. 12 Estado del Arte Es también un sistema de los que se conoce como de producto-a-operador por lo que es muy útil para facilitar la realización de pedidos. Las paletas o las cajas se almacenan sobre rodillos o roldanas en una estructura metálica de gran densidad. Las cargas se deslizan desde el punto de entrada al de salida. La carga de estas estanterías es cómoda porque siempre se alimenta el mismo punto. Además la recogida de pedidos se mejora pues en menos espacio disponemos de más referencias. Ventajas 1. Mayor aprovechamiento del espacio, pues sólo requiere del espacio de carga y del de descarga. 2. Garantiza el FIFO estricto. 3. El tiempo de preparación de pedidos es sustancialmente menor puesto que reduce el espacio recorrido. 4. Una correcta ubicación del almacén permite que se reduzcan al mínimo los tiempos de descarga de camiones, y en general de reposición. 5. Control total de stock. Las órdenes de reaprovisionamiento se pueden automatizar sin más que instalar sensores en el sistema. 6. Separa los pasillos de reposición de los pasillos de Picking disminuyendo la congestión. 7. Puede considerar gran cantidad de productos diferentes. Inconvenientes 1. Al tener elementos móviles es un sistema caro. Además tiene una mayor "densidad" de material. 2. Riesgo de aplastamiento de cargas. 3. Cuenta con un volumen disponible elevado, pero éste no será generalmente necesario para todas las cargas. Recomendado para: 13 Estado del Arte Productos homogéneos, de los que se va a tener una cantidad limitada de cargas, de alta rotación y exigencias del flujo FIFO. Se utilizan también, en almacenamiento de cajas, como sistema para facilitar la recogida de pedidos. Otra utilidad extendida es la de sistemas de alimentación a líneas de montaje 1.3.6 ESTANTERÍAS MÓVILES Las estanterías móviles son iguales que las estanterías convencionales, pero en lugar de tener la estructura anclada en el suelo, ésta reposa sobre unos raíles. De este modo las estanterías se pueden desplazar, para unirlas o separarlas, generando en cada instante el pasillo requerido para acceder a la posición. Con este sistema se reduce al mínimo la necesidad de pasillos, y por tanto de volumen desaprovechando, al mismo tiempo que se permite un acceso individual a cada referencia. Distinguimos 2 tipos de estanterías móviles según sean accionadas manual o mecánicamente. También podemos distinguir entre estanterías de desplazamiento en paralelo o de desplazamiento lateral: las últimas pueden ofrecer varios frentes simultáneamente. Ventajas: 1. Reduce al mínimo el área destinada a pasillos. 2. Permite el acceso individual a cada referencia. Inconvenientes: 1. Coste elevado. 2. El control de los niveles de inventarios es difícil. 3. Sólo se pueden obtener bajos niveles de salidas y entradas. 4. La rotación de stocks es difícil de controlar. 5. Sólo podemos acceder a un pasillo cada vez. 14 Estado del Arte Recomendado para: Productos relativamente ligeros de muy baja rotación con importantes limitaciones en la disponibilidad de superficie. Aunque existen sistemas móviles para almacenar paletas, es más habitual encontrarlos en el almacén de documentos o en tiendas con muy elevado número de referencias. 1.3.7 ALMACENES AUTOMÁTICOS Los almacenes automáticos son estructuras, generalmente de gran altura, donde los elementos de almacenamiento y los elementos de manutención van integrados y controlados por un sistema informático. Se pueden distinguir dos de estos tipos de almacenes según el tamaño de la carga que contienen. Si la carga es grande, (una paleta o incluso mayor) se denominan ASRS. Si se utilizan para unidades pequeñas (cajas o cubetas se denominan "Mini-Load". El funcionamiento de ambos es similar, el sistema informático ubica los productos en las estanterías mediante el transelevador. Cuando las mercancías son requeridas el sistema informático lanza la orden de recogida. En ambos casos se trata de almacenes de gran altura. Los ASRS pueden sobrepasar los 35 metros de altura y los Mini-loads sobrepasan los 12 metros de altura. Los almacenes tipo ASRS suelen ser estructuras auto portantes en los que el soporte del edificio coincide con el soporte de las cargas. En estas estructuras de gran altura es de especial importancia el perfecto nivelado del suelo. Esto es así porque pequeñas diferencias a nivel del suelo, se convierten en insalvables obstáculos, a 15 metros de altura, para un sistema gobernado por un sistema informático. Ventajas: 1. Óptimo aprovechamiento del suelo disponible. 2. Control absoluto del stock. 15 Estado del Arte 3. Reducción en operarios directos dedicados al almacenaje y la manutención. Inconvenientes: 1. Inversión inicial muy alta 2. Necesidad de un sistema informático muy robusto 3. Elevados costes de mantenimiento Recomendado para: Los almacenes ASRS se recomiendan para empresas con una alta rotación de artículos, muy amplia gama de referencias, de unidades homogéneas de volumen de paleta o superior donde la superficie disponible exija grandes alturas de almacenamiento. Los almacenes Miniload se recomiendan para artículos de poco volumen y elevada cantidad de referencias. Con un muy alto movimiento de artículos. 1.3.8 MATERIALES A ALMACENAR Implicaciones de las características físicas del producto a almacenar dentro de un sistema logístico. Clasificación de mercancías Unidades de carga El producto se percibe como una mezcla de su naturaleza física, su precio, su embalaje y el modo en que se sirve. Las características físicas de un producto, cualquier requerimiento específico del embalaje y el tipo de unidad de carga, son factores muy importantes al intentar minimizar los costos totales para niveles de servicio dado. Ciertas características de los productos tienen un impacto directo en el diseño y operación de un sistema de distribución, este impacto puede afectar tanto al costo como a la propia estructura del producto. 16 Estado del Arte Estas características son fundamentalmente: El ratio volumen/peso El ratio valor/peso Grado de Sustitución, Además existen otras características especiales que se deben considerar. 1.3.9 EL RATIO VOLUMEN/PESO La densidad de un producto tiene gran influencia en los costos totales de almacenaje, por lo tanto debe tenerse en cuenta sus características para sopesar los costos de almacenamiento y distribución, encontramos dos características principales, los de alta densidad (uso eficiente de los medios de distribución y almacenaje) y baja densidad ( uso ineficiente de los medios de distribución y almacenaje). 1.3.10 RATIO VALOR/PESO En la relación de costos de almacenaje con volumen y peso existe un factor que esta directamente relacionado con los costos, es el precio de la mercancía, dependiendo del valor del bien así mismo podemos estimar cuánto cuesta almacenarla y distribuirla. 1.3.11 POSIBILIDAD DE SUSTITUCION Existe una gran posibilidad de que el producto sea sustituido por el cliente al no encontrar en el almacén el producto requerido en el lugar y momento adecuado, por lo tanto es importante tener en existencias (stock) suficiencias de mercancía. Este procedimiento trae consigo un incremento al considerar que mayor existencias de mercancía significa más costos de almacenaje. 1.3.12 CARACTERISTICAS ESPECIALES Un aspecto muy importante para el almacenamiento y distribución son las características de los productos: Materiales peligrosos Productos frágiles Productos de valor elevado 17 Estado del Arte Bienes perecederos Productos refrigerados o congelados 1.3.13 CLASIFICACION DE MERCANCIAS El primero de los pasos al diseñar o gestionar un sistema logístico es conocer el tipo de producto que vamos a mover. Diferentes tipos de productos exigen diferentes equipos para la manutención y el almacenaje. A continuación se expresan algunas de las características por las que se deben clasificar las mercancías, antes de proceder al diseño o rediseño de un sistema logístico cualquiera: VOLUMEN PESO FORMA CANTIDAD DE UNIDADES DE CONSUMO POR UNIDAD DE CARGA FRAGILIDAD NECESIDAD DE ALMACENAMIENTO ORDEN DE FLUJO FRECUENCIA DE MANEJO TAMAÑO DE LOS PEDIDOS CAPACIDAD DE APILADO 1.3.14 UNIDADES DE CARGA Conjunto de productos de pequeñas dimensiones que deben ser agrupados con el fin de facilitar su manejo entre las Unidades de Carga más conocidas se encuentran los bidones, las cajas, los contenedores, las paletas. Dos son las características más importantes a considerar en el diseño de una unidad de Carga: la Resistencia (la capacidad de la unidad de carga de soportar su propio peso) y la Estabilidad (la capacidad de la carga de soportar movimiento sin perder su configuración). 18 GENERALIDADES O MARCO TEÓRICO Este capítulo hablara de manera más general de los componentes que tenemos en nuestro almacén, especificando el funcionamiento y diversidades de cada una de sus partes para ayudar a decidir cuál será el más completo para formar parte del diseño de nuestro almacén 19 Generalidades La gestión de almacenes para empresas que se dedican a producir alimentos, insumos y productos de higiene de consumo masivo, es importante por ser el lugar donde se manipula, guarda y conserva antes que llegue al cliente. El movimiento de productos terminados destinados para la alimentación y el consumo cobra mayor importancia en un almacén. Ya que cualquier defecto en su presentación inmediatamente es rechazado. Así mismo, en el almacén se detiene a realizar un control de las existencias como tenemos: cantidad, vencimiento, adecuada rotación, clasificación, etc. Y por último, el almacenamiento propiamente dicho debe ser el as adecuado para realizar una rápida identificación y colocación del producto. Contando para ello con los medios de almacenamiento más modernos y/o más convenientes para nuestro objetivo. Por esta razón resulta importante que el almacenamiento, el control y el manejo de tan importantes elementos vayan al nivel de la tecnología. 2.1 Función de un Almacén Dan una manera de organizar y administrar, las distintas variedades de productos que maneje la empresa; estos para su comienzo dependen de varios factores incluso de los de la empresa como son el tamaño y el plano de organización de la empresa. Para llevar un trabajo eficiente las siguientes funciones son básicas en cualquier tipo de almacén. Recepción de materiales Registro de entradas y salidas del Almacén Almacenamiento de Materiales Mantenimiento de Almacén Despacho de Materiales Coordinación del Almacén con Control de Inventarios y en ocasiones con Contabilidad 2.2 Principios de un Almacén 20 Generalidades Los almacenes son lugares especialmente estructurados y diseñados, ya sea para controlar o resguardar bienes de Activos fijos o Variables de una empresa, antes de ser requeridos por los departamentos de Administración, Producción o Ventas. Todo manejo y almacenamiento de materiales y productos es algo que eleva el costo del producto final sin agregarle valor, razón por la cual se debe conservar el mínimo de existencias con el mínimo de riesgo de faltantes y al menor costo posible de operación. Para esto existen los siguientes principios Básicos de todo almacén El personal de cada almacén debe ser asignado a funciones especializadas de recepción, almacenamiento, registro, revisión, despacho y ayuda en el control de inventarios. Debe existir un sola puerta, o en todo caso una de entrada y otra de salida (ambas con su debido control). Hay que llevar un registro al día de todas las entradas y salidas. Es necesario informar a control de inventarios y contabilidad todos los movimientos del almacén (entradas y salidas) y a programación de y control de producción sobre las existencias. Se debe asignar una identificación a cada producto y unificarla por el nombre común y conocido de compras, control de inventario y producción. La identificación debe estar codificada. Cada material o producto se tiene que ubicar según su clasificación e identificación en pasillos, estantes, espacios marcados para facilitar su ubicación. Esta misma localización debe marcarse en las tarjetas correspondientes de registro y control. La disposición del almacén deberá ser lo más flexible posible para poder realizar modificaciones pertinentes con mínima inversión. Los materiales almacenados deberá ser fáciles de ubicar. El área ocupada por los pasillos respecto de la del total del almacenamiento propiamente dicho, debe ser tan pequeña como lo permitan las condiciones de operación. 2.3 TIPOS DE ALMACÉN 21 Generalidades El almacén puede ser una empresa manufacturera, distribuidora, o una tienda de productos de consumo. Los almacenes se pueden diferenciar según: 2.3.1 Organización: Los almacenes pueden estar centralizados o descentralizados. Se da el primer caso cuando del establecimiento (fábrica) reúne en su propia sede todos los almacenes, mientras que se presenta el segundo caso cuando hay sectores del almacén situados en otros lugares. En cuanto a la conformación interna, los almacenes pueden estar constituidos por locales únicos o por una serie de locales separados o secciones comunicadas. La disponibilidad de un local único obliga a tener reunidos todos los materiales, por lo que su control se hace más difícil, especialmente si tal local resulta muy grande y contiene columnas o estanterías que dificultan la visibilidad. 2.3.2 Movimiento de Material Desde el punto de vista del movimiento de los materiales podemos distinguir almacenes con transporte mecanizado (fijo, semi-fijo, móviles) más o menos elevado y almacenes sin mecanización. 2.3.3 El Techo Aquellos que se pueden tener en la intemperie sin necesidad alguna de protección y para los cuales no hay dudan alguna sobre su resistencia a las inclemencias del tiempo. Los que pueden estar a la intemperie con la condición de que la estancia sea durante corto tiempo, y bajo particulares sistemas de protección. Los que tienen que ser puestos a cubierto (y aquí se distinguen aún en condiciones de conservación.) 2.3.4 Sistemas de Refrigeración Aquí encontraremos los diferentes sistemas que consideramos para poder utilizarlos como una opción en nuestro sistema, tomando en cuenta todo lo necesario para poder entender cada uno, así como las diferencias de estos. Tenemos 3 diferentes sistemas que se describen a continuación 22 Generalidades 2.4Refrigeración por Aire o ventiladores Para este sistema de refrigeración, hay que conocer los elementos que conlleva este sistema empezando por el tratamiento del aire. Humedad del aire La capacidad del aire para absorber vapor de agua depende de la temperatura; a mayor temperatura mayor capacidad de absorción. La humedad relativa expresa la cantidad de vapor que contiene la unidad de volumen de aire respecto a la que sería capaz de contener si estuviera saturado y se mide en porcentaje. De modo que al bajar la temperatura aumenta la humedad relativa, que es lo que ocurre con el aire refrigerado. Sin embargo, cuando la temperatura es tan baja que llega a la saturación (100 por ciento de humedad relativa), se alcanza el punto de rocío y el vapor condensa. Por ello puede ocurrir que si la superficie del intercambiador que contiene el refrigerante (evaporador), se encuentra por debajo del punto de rocío, condensará parte del vapor en los tubos del evaporador, produciéndose por tanto una des humidificación parcial de la corriente de aire, lo que se aprovecha para regular la humedad relativa del aire frío, que en caso contrario sería muy húmedo. Para definir másampliamente la humedad se describe lo siguiente: Se denomina humedad ambiental a la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Se puede expresar de forma absoluta mediante la humedad absoluta, o de forma relativa mediante la humedad relativa o grado de humedad. La humedad relativa es la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua real que contiene el aire y la que necesitaría contener para saturarse a idéntica temperatura, por ejemplo, una humedad relativa del 70 por ciento, quiere decir que la totalidad de vapor de agua (el 100 por ciento) que podría contener el aire a esta temperatura, solo tiene el -70 por ciento. Un termohigrógrafo utilizado para medir sobre una banda de papel la temperatura de bulbo seco y la humedad relativa, como lo vemos en la figura 2.1. 23 Generalidades Figura 2.1 Termohigrógrafo (http://ram.meteored.com/numero18/imagenes/instrumentalmeteo.gif) Humedad Relativa La humedad relativa es la humedad que contiene una masa de aire, en relación con la máxima humedad absoluta que podría admitir sin producirse condensación, conservando las mismas condiciones de temperatura y presión atmosférica. Esta es la forma más habitual de expresar la humedad ambiental. Se expresa en tanto por ciento. Formula de Humedad Relativa Dónde: P(H2o) es la presión parcial de vapor de agua en la mezcla de aire. P*(H2o) es la presión de saturación de vapor de agua a la temperatura en la mezcla de aire. RH es la humedad relativa de la mezcla de aire que se está considerando. La importancia de esta manera de expresar la humedad ambiente estriba en que refleja muy adecuadamente la capacidad del aire de admitir más o menos vapor de agua, lo que, en términos de 24 Generalidades comodidad ambiental para las personas, expresa la capacidad de evaporar la transpiración, importante regulador de la temperatura del cuerpo humano. Contenido de Humedad El contenido de humedad en los suelos es la cantidad de agua que el suelo contiene en el momento de ser extraído. Una forma de conocer el contenido de humedad es pesar la muestra cuando se acaba de extraer, y después de haberla mantenido durante 24 horas en un horno a una temperatura de 110 °C se hace lo siguiente: Porcentaje de Humedad: Formula del Porcentaje de Humedad Dónde: m1=Masa de la muestra reciénextraída m2=Masa de la muestra después de estar en el Horno. Ventiladores de Refrigeración Comprendiendo la información anterior así como el análisis de cómo encontrar los datos necesarios para la correcta selección de una solución al problema se daráun mejor comprensión del funcionamiento de los ventiladores de refrigeración. Un ventilador de refrigeración es un ventilador axial especializado que se emplea para proporcionar grandes flujos de aire en torres de refrigeración, intercambiadores de calor y condensadores de calor en instalaciones industriales. Dado que la caída de presión en el sistema de refrigeración es muy baja estos ventiladores trabajan a bajas velocidades, con lo que su diámetro puede alcanzar los 25 m en instalaciones de gran tamaño. Esto es lo que comprende en cuanta refrigeración por aire 25 Generalidades 2.4.1 REFRIGERACIÓN A GAS La refrigeración a gas se explica de la siguiente manera; el fluido de trabajo puede permanecer en una sola fase( refrigeración por gas) o puede aparecer en dos fases( refrigeración por compresión de vapor). Es común asociar la refrigeración con la conservación de alimentos y acondicionamiento de aire en los edificios. No obstante, las técnicas de refrigeración se necesitan en muchas otras situaciones. Como son el empleo de combustibles líquidos para la propulsión de cohetes, el oxígeno líquido para la fabricación del acero, el nitrógeno líquido para la investigación a temperaturas bajas( criogenia), y para técnicas quirúrgicas y el gas natural licuado para transporte intercontinental son solo algunos ejemplos de los muchos que la refrigeración es esencial. Para entender los principios del funcionamiento de enfriamiento a gas, se debe comprender el ciclo de CARNOT invertido. Si observamos el diagrama de un motor de CARNOT invertido que opera como bomba de calor o refrigerador; en este la cantidad de calor "QB" se reversiblemente desde una fuente a temperatura baja transfiere "TB" , hacia el motor térmico invertido. Este último opera a través de un ciclo durante el cual se suministra el trabajo neto W al motor y la cantidad de calor "QA" se transfiere en forma reversible a un sumidero a temperatura alta "TA" . Aplicando la primera ley para un proceso cíclico cerrado, se tiene "QB+W=QA". Según la segunda ley para un proceso totalmente reversible, "TA/TB=QA/QB" . El motor térmico de CARNOT invertido es útil como estándar de comparación ya que requiere del mínimo de trabaja para un efecto de refrigeración deseado entre dos cuerpos dados de temperatura fija. En vez de la eficiencia térmica, que se toma como criterio en el análisis de las máquinas térmicas, el estándar para la eficiencia de la energía en los procesos de refrigeración es el coeficiente de operación. Un estándar de operación se define comúnmente como el cociente de lo que se desea entre lo que debemos dar.El objetivo de un refrigerador es el extraer el calor de una región que se halla a baja temperatura a fin de mantener esta en un valor deseado. Por tanto el coeficiente de operación (COP) de un refrigerador se define como: COPRefrig.= "QB/Win"(ec 1.) 26 Generalidades Las áreas bajo las líneas de "TA" y "TB" en el diagrama "TS" representan a "QA" y "QB", respectivamente así para un refrigerador de CARNOT, COPrefrigeración "CARNOT= TB/(TATB)" (ec 2.) Es de notar que el valor del COP puede ser mayor a uno, debe ser así en un aparato bien diseñado. Se observa también que la variable principal que controla el COP de un refrigerador de CARNOT es la diferencia de temperaturas "TA-TB". En un motor térmico de CARNOT, el rendimiento se mejora aumentando "TA" y disminuyendo"TB", lo inverso es cierto para el refrigerador de CARNOT, en el sentido que "TA" debe ser tan baja como sea posible y "TB" debe ser tan alta como se pueda. Sin embargo,"TA" no puede ser menor que la temperatura del ambiente a la cual se expulsa el calor, y "TB" no puede ser mayor que la temperatura de la región fría de la que se extrae calor. En la comprensión de este tipo de sistema de enfriamiento; y dentro del análisis para su utilización en nuestro proyecto, encontramos que es el sistema más conveniente, por su mejor eficiencia en el enfriamiento y el control que ofrece; para así conservar la calidad de nuestros productos. Sistema de refrigeración a base de Nitrógeno liquido En la investigación de esta tecnología; descubrimos que es un tipo de enfriamiento de uso rudo, para el enfriamiento de temperaturas muy elevadas, como las generadas en sistemas electrónicos los cuales generan calor excesivo en sus componentes. Este sistema en la investigación resulta ser el más costoso, ya que es el que requiere mayor acondicionamiento en las instalaciones, tiene mayor costo en los materiales que son aptos para el uso de este sistema, así como se necesita personal con alta capacitación para su mantenimiento y prevención, lo cual represento costos más elevados que los otros sistemas contemplados. A continuación se explicara el funcionamiento de este sistema: 2.4.2 SISTEMAS DE COMPRESIÓN EN CASCADA Existen dos variaciones del ciclo básico de refrigeración por compresión de vapor. La primera es el ciclo en cascada, el cual permite el empleo de un ciclo de compresión d vapor cuando la diferencia 27 Generalidades de temperaturas entre el evaporador y el condensador es muy grande. La segunda variación incluye el uso de compresión en tapas múltiples con interenfriamiento, lo que reduce el trabajo de compresión. Solo mencionaremos el funcionamiento del "Ciclo en Cascada" ya que con este es como se entiende el funcionamiento del uso de Nitrógenolíquido. 2.4.3 CICLO EN CASCADA Existe discusión acerca de los métodos para obtener temperaturas extremadamente bajas (criogénicas) mediante una combinación de compresión de vapor y estrangulamiento. Esos métodos son valiosos e indispensables para la licuefacción y solidificación de los gases. No obstante, existen aplicaciones industriales que exigen temperaturas solo moderadamente bajas, por lo que se necesitan sistemas menos complicados. Esto es especialmente cierto cuando se desean temperaturas en el intervalo de -25 a -75 ºC (-10 a -100 ºF). En general, por desgracia no es posible usar un solo ciclo de compresión de vapor par obtener estas temperaturas moderadamente bajas. La diferencia de temperatura entre el condensador y el evaporador es en este caso muy grande. En consecuencia, la variación de la temperatura de saturación con respecto a la presión de vapor de un solo refrigerante no cumpliría con los valores deseados par el evaporador y el condensador. Para superar esta dificultad sin abandonar la compresión de vapor, emplea un sistema en cascada. Un ciclo en cascada es simplemente una disposición en serie de ciclos simples de compresión de vapor, de tal manera que el condensador de un ciclo a temperatura baja entregue calor al evaporador de un ciclo a temperatura superior el empleo de tres o cuatro unidades en serie es práctico, en caso necesario. Normalmente se utiliza un refrigerante distinto en cada uno de los ciclos, con el objeto de satisfacer los requisitos de cada intervalo de temperatura y presión. Con esto terminamos el desarrollo de los diferentes sistemas de enfriamiento contemplados, así como en funcionamiento de cada uno de ellos así como los elementos que se requieren para su implementación. 2.5Los códigos de Barras y los escáner 28 Generalidades Para la Parte de control de calidad recurrimos a los Códigos de Barras, los cuales sirven para el control de los productos, y para contener la información de fechas de caducidad, entradas y salidas por ejemplo, a continuación las describimos. Definición de código de barras El Código de Barras es un arreglo en paralelo de barras y espacios que contiene información codificada en las barras y espacios del símbolo. Esta información puede ser leída por dispositivos ópticos, los cuales envían la información leída hacia una computadora como si la información se hubiera tecleado. Ventajas: Algunas de sus ventajas sobre otros procedimientos de colección de datos son: Se imprime a bajos costos Permite porcentajes muy bajos de error Los equipos de lectura e impresión de código de barras son flexibles y fáciles de conectar e instalar. Beneficios Es la mejor tecnología para implementar un sistema de colección de datos mediante identificación automática, y presenta muchos beneficios, entre otros. Virtualmente no hay retrasos desde que se lee la información hasta que puede ser usada Se mejora la exactitud de los datos Se tienen costos fijos de labor más bajos Se puede tener un mejor control de calidad, mejor servicio al cliente Se pueden contar con nuevas categorías de información. Se mejora la competitividad. Aplicaciones 29 Generalidades Las aplicaciones del código de barras cubren prácticamente cualquier tipo de actividad humana, tanto en industria, comercio, instituciones educativas, instituciones médicas, gobierno, etc. Control de material en proceso Control de inventario Control de tiempo y asistencia Punto de venta Control de calidad Control de inventario Embarques y recibos Control de documentos Facturación Bibliotecas Bancos de sangre Hospitales Control de acceso Control de tiempo y asistencia Simbologías Un símbolo de código de barras es la impresión física de un código de barras. Una Simbología es la forma en que se codifica la información en las barras y espacios del símbolo de código de barras. Existen diferentes simbologías para diferentes aplicaciones, cada una de ellas con diferentes características. Las principales características que definen una una simbología de código de barras son las siguientes: Numéricas o alfanuméricas De longitud fija o de longitud variable Discretas o continuas Número de anchos de elementos Auto verificación. 30 Generalidades Las simbologías más usadas son: EAN/UPC Comercio detallista, auto verificable, numérico, longitud fija, como se muestra en la figura 2.2. Figura 2.2 Código Alfanumérico (http://www.gs1.org.ar/imagenes/10pasos.jpg) Características de un código de barras Un símbolo de código de barras puede tener, a su vez, varias características, entre las cuales podemos nombrar: Densidad: 31 Generalidades Es la anchura del elemento (barra o espacio) más angosto dentro del símbolo de código de barras. Está dado en mils (milésimas de pulgada). Un código de barras no se mide por su longitud física sino por su densidad. WNR: (Wide to Narrow Ratio) Es la razón del grosor del elemento más angosto contra el más ancho. Usualmente es 1:3 o 1:2. QuietZone: Es el área blanca al principio y al final de un símbolo de código de barras. Esta área es necesaria para una lectura conveniente del símbolo. (figura 2.3) Figura 2.3 Identificación de las zonas en un Código de Barras (http://www.computalabel.com/Images/UPCIL.GIF) Identificación automática Los sistemas que utilizan código de barras se conocen como Sistemas de identificación automática (Auto ID). Se describen a continuación los principales equipos y accesorios requeridos por éstos sistemas. Lectores de código de barras 32 Generalidades La función de éstos equipos es leer la información codificada en las barras y espacios del símbolo de código de barras y enviarla a un decodificador que a su vez la envía a una computadora o terminal como si la información hubiera sido tecleada. Funcionamiento de los lectores de código de barras Los lectores generan una señal digital pura de las barras y espacios. En el caso de los lápices ópticos ésta señal es de baja frecuencia, pues es generada por el barrido de las barras y espacios que hace el operador al deslizar el lápiz sobre el símbolo de código de barras. En el caso del laser, la señal es similar a la generada por el lápiz, sólo que a una frecuencia mucho mayor. Esta última señal es conocida como HHLC (Hand held laser compatible). 2.5.1 INTERFACES DE LOS LECTORES DE CÓDIGO DE BARRAS Obviamente las señales HHLC y wand requieren ser decodificadas para poder ser usadas por la computadora, y para esto existen diferentes interfaces, listadas a continuación. 2.5.2 DECODIDIFICADOR DE TECLADO. Cuando se requiere que el decodificador sea de teclado, se utiliza lo que se conoce como keyboardwedge, el cual se conecta a la entrada del teclado de la PC o terminal. Existen diferentes tipos de wedges. Pueden tener una o dos entradas para lectores de código de barras y/o lector de cinta magnética, que son los más comunes. Estos decodificadores comunmente se conectan a una PC, aunque hay modelos que pueden utilizarse en terminales tontas (WYSE, Link, IBM 5250). Obviamente se requerirá utilizar el cable apropiado y configurar el decodificador. RS-232. Para éste caso, los lectores tienen integrado un decodificador que envía la información en forma serial a la computadora. En la computadora se instala un TSR, que convierte la información a entrada de teclado. 33 Generalidades WAND EMULATION. La señal HHLC se convierte a una de menor frecuencia, idéntica a la generada por un lápiz óptico. Esta interface es útil cuando el decodificador no permite utilizar la señal HHLC directamente, como es el caso de algunas terminales ASCII y portátiles. OCIA e IBM Generalmente usadas por terminales de punto de venta con arquitectura propietaria, como IBM, NCR, Fujitsu, Omron. A los lectores laser, CCD y omnidireccionales puede adaptárseles cualquier tipo de interface, que viene determinada en el modelo. Los lectores de lápiz solo tienen una interface. Tipos de lectores Los cuatro principales tipos de lectores son: LÁPIZ ÓPTICO O WAND Debe ser deslizado haciendo contacto a lo ancho del código. Como se menciona anteriormente, envía una señal digital pura de las barras y espacios a una frecuencia igual a la velocidad con que se desliza el lápiz. Ventajas Es económico Desventajas Es lento Requiere que el usuario tenga práctica Tiene un bajo firstreadrate Requiere un decodificador de teclado Depende de la calidad de impresión del código 34 Generalidades Precios 1000-1500 Pesos LASER DE PISTOLA Realiza un barrido mediante una luz láser y que genera una señal similar a la del lápiz óptico, pero a una mayor frecuencia. Esta señal es conocida como HHLC (Hand Held Laser Compatible) Ventajas Es rápido Puede no requerir decodificador de teclado Puede leer a distancia (estándar 5 a 30 cm, especial hasta 15m con etiquetas de papel retrorreflectivo) Tiene un alto FRR Desventajas Es relativamente caro (aunque existen modelos de 5000 pesos) Puede presentar problemas de durabilidad debido a sus partes móviles (espejos giratorios) Puede tener problemas para leer con demasiada luz ambiental Precios 5000-15000 pesos CCD (CHARGE COUPLED DEVICE) Mediante un arreglo de fotodiodos toma una 'foto' del símbolo de código de barras y la traduce a una señal, que puede ser similar a la enviada por el láser (HHLC) o a la del lápiz óptico. 35 Generalidades Ventajas Es rápido Es económico Es muy durable por no tener partes móviles Puede no necesitar decodificador de teclado Tiene un alto FRR Desventajas Requiere estar muy cerca del código (0-1.5cm) No puede leer símbolos que rebasen el ancho de su ventana. Precios 2000-4000 pesos LASER OMNIDIRECCIONAL Es un lector que envía un patrón de rayos laser y que permite leer un símbolo de código de barras sin importar la orientación del mismo. Ventajas Todas las ventajas del láser de pistola más un FRR de prácticamente 100% Desventajas Es caro (aquí no hay modelos económicos) El operador requiere que los artículos etiquetados no sean muy voluminosos pues el scanner se monta en posición fija. Precios 36 Generalidades 12000-27000 pesos Variantes y diferencias entre lectores Existen modelos de lectores que tienen solamente una interface integrada, pero hay algunos de ellos (generalmente laser y omni) que pueden tener varias interfaces y que requieren un simple cambio de cables y una reconfiguración para cambiar de una interface a otra. Configuración de lectores Normalmente los lectores laser, CCD y omnidireccionales se configuran leyendo comandos de programación impresos en menús de códigos de barras. Hay algunos que se configuran con dipswitches, o enviándoles los comandos de programación seriamente. Impresión de Código de Barras Los código de barras se pueden imprimir de varias maneras diferentes, entre ellas: PELICULA MAESTRA Este método se utiliza para imprimir códigos de barras en imprentas, principalmente en empaques de comerciales destinados al comercio detallista. Se crea un original en una impresora de buena resolución y se reproduce por medios fotomecánicos añadiéndolo al original de impresión del empaque. LASER Se puede utilizar una impresora láser imprimir planillas de etiquetas en bajo volumen o en documentos serializados que se imprimen eventualmente. IMPRESION TERMICA 37 Generalidades Es la mejor tecnología para imprimir altos volúmenes de etiquetas en demanda o por lotes. Se utilizan impresoras industriales de mediana o alta velocidad que pueden imprimir sobre papel térmico o normal. Aquí concluye el desglose sobre el funcionamiento y las características que nos ofrecen los códigos de barras así como sus diferentes lectores. 2.6Transelevadores y Brazos Robóticos En este parte, comenzaremos con la parte de funcionamiento del almacén, que en este caso con los Transelevadores y Brazos Robóticos Almacenes para cajas o miniloads El almacén automático para cajas "miniloads" está constituido por pasillos, por los que circulan Transelevadores y estanterías situadas a ambos lados para almacenar cajas o bandejas. En uno de los extremos o en un lateral de la estantería se haya la zona de picking y manipulación, formada por transportadores donde el transelevador deposita la carga extraída de la estantería.Los transportadores acercan la caja al operario, una vez realizado el trabajo, se devuelve al transelevador para que la coloque en las estanterías. Todo sistema está dirigido por un programa de Gestión que registra la ubicación de todos los productos o materiales según sea el caso y mantiene un inventario en tiempo real. Este sistema cuenta además con una extraordinaria capacidad de adaptación que le permite la integración-adaptación en cualquier productivo de almacenaje. Que es un punto de gran importancia que se adecua a las necesidades de nuestro proyecto. Las principales características del sistema por cajas son Utilización óptima del espacio con su alta densidad de almacenaje 38 Generalidades Alta accesibilidad de las cargas Inventario permanente gracias al sistema informático de última generación Aumento de la productividad respecto de una gestión convencional Seguridad total durante los procesos de manipulación de las cargas, ya que no hace falta la presencia de operarios dentro de la zona de almacenaje Protección de la carga y ausencia de pérdida desconocida Fiabilidad y simplificación de utilización Coste de mantenimiento reducido Especialmente eficaz para empresa con procesos de preparación de pedidos intensivos Reducción del tiempo de preparación y de expedición de los pedidos Retorno rápido de la inversión Respetuoso con el medio ambiente Menor especialización de los operarios Por todas estas características es por lo que los almacenes tipo transelevador, son los adecuados para nuestro proyecto. Transelevadores para Pallets Aquí las entradas y salidas del material se ejecutan en un mismo movimiento (ciclo combinado). Esto incrementa la productividad de las instalaciones al mismo tiempo que disminuye los recursos requeridos para su funcionamiento. Para el traslado de las cargas en el almacén, los Transelevadores pueden realizar 3 tipo de movimientos: Longitudinal: Sobre un raíl o a lo largo de un pasillo. Vertical: A lo largo de la columna del transelevador. Transversal: O en profundidad, efectuado por los sistemas de extracción o ubicación de los pallets. 39 Generalidades Los Transelevadores son de diseño de última generación con accionamientos controlados por variadores vectoriales de frecuencia con control de posicionamiento mediante telémetros láser y mando inteligente mediante PC o PLC. Los diferentes tipos de Transelevadores se adaptan fácilmente a las diferentes necesidades que se puedan requerir, en cuanto a capacidad de carga, dimensiones, altura de construcción y tiempos de ciclo. Además este tipo de sistemas se pueden adecuar a condiciones de trabajo especiales como las temperaturas de congelación (-30°C), humedad extrema o prestaciones especiales que consisten en la posibilidad de incrementar las velocidades del trabajo estándar.Estas características hacen que los sistemas de Transelevadores sean la opción por la cual hemos optado para nuestro sistema por la resistencia a condiciones frías y a la humedad, que son principales características que se requieren en el funcionamiento de nuestro almacén Las Familias Principales de Transelevadores son: Monocolumna: recomendado para cargas de hasta 1000 kilogramos. Bicolumna: aconsejado para cargas de más de 1000 kilogramos o grandes dimensiones. Aquí concluye la parte que comprende a los Transelevadores, dando explicación a los factores que los comprenden, así como el porqué de su selección. 2.7 COMPUTADORA Y PLC Para comenzar esta parte explicaremos que es un PLC Dispositivo electrónico Programable por el usuario. Destinado a gobernar máquinas o procesos lógicos y/o secuenciales. 40 Generalidades Inicialmente surgen para implementar funciones lógicas. 2.7.1 Funciones del PLC Reemplazar la lógica de relés para el comando de motores, máquinas, ...etc Reemplazar temporizadores y contadoreselectromecánicos. Controles sencillos de LA y/o LC. Interface computador/proceso. Control y comando de tareas repetitivas opeligrosas. Detección de fallas y manejo de alarmas. Regulación de aparatos remotos. Posibilidad para ambientes peligrosos. Ventajas Menor cableado. Reducción de espacio. Facilidad para mantenimiento y puesta a punto. Flexibilidad de configuración y programación. Reducción de costos. Tipos de PLC Por construcción Modular. Integral. Por número de Entradas/Salidas Nano (<64 E/S) (Telemecanique @ LE) Micro (64 E/S) (Simatic @ LE) Pequeño (65 a 255 E/S) (Modicon @ LIDME) 41 Generalidades Mediano (256 a 1023 E/S) Grande (>1024 E/S) Existen una gran variedad de PLC en el mercado, e incluso para la construcción de algunos almacenes ya vienen integrados algún tipo de PLC por parte de la constructora. Por su características y ventajas son una opción dentro de nuestro Proyecto. 2.8 PANTALLAS LCD TÁCTILES 2.8.1 Pantalla táctil Una pantalla táctil (touchscreen en inglés) es una pantalla que mediante un contacto directo sobre su superficie permite la entrada de datos y órdenes al dispositivo. A su vez, actúa como periférico de salida, mostrando los resultados introducidos previamente. Este contacto también se puede realizar con lápiz u otras herramientas similares. Actualmente hay pantallas táctiles que pueden instalarse sobre una pantalla normal. Las pantallas táctiles de última generación consisten en un cristal transparente donde se sitúa una lámina que permite al usuario interactuar directamente sobre esta superficie, utilizando un proyector para lanzar la imagen sobre la pantalla de cristal. Se sale de lo que hasta hoy día se entendía por pantalla táctil que era básicamente un monitor táctil. 2.8.2 Tecnologías Hay diferentes tecnologías de implementación de las pantallas táctiles 2.8.3 Resistiva Una pantalla táctil resistiva está formada por varias capas. Las más importantes son dos finas capas de material conductor entre las cuales hay una pequeña separación. Cuando algún objeto toca la superficie de la capa exterior, las dos capas conductoras entran en contacto en un punto concreto. De esta forma se produce un cambio en la corriente eléctrica que permite a un controlador calcular la posición del punto en el que se ha tocado la pantalla midiendo la resistencia. Algunas pantallas pueden medir, aparte de las coordenadas del contacto, la presión que se ha ejercido sobre la misma. 42 Generalidades Las pantallas táctiles resistivas son por norma general más asequibles pero tienen una pérdida de aproximadamente el 25 por ciento del brillo debido a las múltiples capas necesarias. Otro inconveniente que tienen es que pueden ser dañadas por objetos afilados. Por el contrario no se ven afectadas por elementos externos como polvo o agua, razón por la que son el tipo de pantallas táctiles más usado en la actualidad. 2.8.4 De Onda Acústica Superficial La tecnología de onda acústica superficial (denotada a menudo por las siglas SAW, del inglés Surface Acoustic Wave) utiliza ondas de ultrasonidos que se transmiten sobre la pantalla táctil. Cuando la pantalla es tocada, una parte de la onda es absorbida. Este cambio en las ondas de ultrasonidos permite registrar la posición en la que se ha tocado la pantalla y enviarla al controlador para que pueda procesarla. El funcionamiento de estas pantallas puede verse afectado por elementos externos. La presencia de contaminantes sobre la superficie también puede interferir con el funcionamiento de la pantalla táctil. 2.8.5 Capacitivas Una pantalla táctil capacitiva está cubierta con un material, habitualmente óxido de indio y estaño que conduce una corriente eléctrica continua a través del sensor. El sensor por tanto muestra un campo de electrones controlado con precisión tanto en el eje vertical como en el horizontal, es decir, adquiere capacitancia. El cuerpo humano también se puede considerar un dispositivo eléctrico en cuyo interior hay electrones, por lo que también dispone de capacitancia. Cuando el campo de capacitancia normal del sensor (su estado de referencia) es alterado por otro campo de capacitancia, como puede ser el dedo de una persona, los circuitos electrónicos situados en cada esquina de la pantalla miden la 'distorsión' resultante en la onda senoidal característica del campo de referencia y envía la información acerca de este evento al controlador para su procesamiento matemático. Los sensores capacitivos deben ser tocados con un dispositivo conductivo en contacto directo con la mano o con un dedo, al contrario que las pantallas resistivas o de onda superficial en las que se puede utilizar cualquier objeto. Las pantallas táctiles capacitivas no se ven afectadas por elementos externos y tienen una alta claridad, pero su complejo procesado de la señal hace que su coste sea elevado. 43 Generalidades 2.8.6 Infrarrojos Las pantallas táctiles por infrarrojos consisten en una matriz de sensores y emisores infrarrojos horizontales y verticales. En cada eje los receptores están en el lado opuesto a los emisores de forma que al tocar con un objeto la pantalla se interrumpe un haz infrarrojo vertical y otro horizontal, permitiendo de esta forma localizar la posición exacta en que se realizó el contacto. Este tipo de pantallas son muy resistentes por lo que son utilizadas en muchas de las aplicaciones militares que exigen una pantalla táctil. 2.8.7 Imagen Óptica Es un desarrollo relativamente moderno en la tecnología de pantallas táctiles, dos o más sensores son situados alrededor de la pantalla, habitualmente en las esquinas. Emisores de infrarrojos son situados en el campo de vista de la cámara en los otros lados de la pantalla. Un toque en la pantalla muestra una sombra de forma que cada par de cámaras puede triangularizarla para localizar el punto de contacto. Esta tecnología está ganando popularidad debido a su escalabilidad, versatilidad y asequibilidad, especialmente para pantallas de gran tamaño. 2.8.8 Tecnología de Señal Dispersiva Introducida en el año 2002, este sistema utiliza sensores para detectar la energía mecánica producida en el cristal debido a un toque. Unos algoritmos complejos se encargan de interpretar esta información para obtener el punto exacto del contacto. Esta tecnología es muy resistente al polvo y otros elementos externos, incluidos arañazos. Como no hay necesidad de elementos adicionales en la pantalla también proporciona unos excelentes niveles de claridad. Por otro lado, como el contacto es detectado a través de vibraciones mecánicas, cualquier objeto puede ser utilizado para detectar estos eventos, incluyendo el dedo o uñas. Un efecto lateral negativo de esta tecnología es que tras el contacto inicial el sistema no es capaz de detectar un dedo u objeto que se encuentre parado tocando la pantalla. 2.8.9 Reconocimiento de Pulso Acústico Introducida en el año 2006, estos sistemas utilizan cuatro transductores piezoeléctricos situados en cada lado de la pantalla para convertir la energía mecánica del contacto en una señal electrónica. Esta señal es posteriormente convertida en una onda de sonido, la cual es comparada con el perfil de sonido preexistente para cada posición en la pantalla. Este sistema tiene la ventaja de que no 44 Generalidades necesita ninguna malla de cables sobre la pantalla y que la pantalla táctil es de hecho de cristal, proporcionando la óptica y la durabilidad del cristal con el que está fabricada. También presenta las ventajas de funcionar con arañazos y polvo sobre la pantalla, de tener unos altos niveles de precisión y de que no necesita ningún objeto especial para su utilización. 2.8.10 Especificaciones HID Las pantallas táctiles se encuentran definidas dentro de la especificación de dispositivos HID para puerto USB2 como digitalizadores, junto con dispositivos como touchpads y tabletas digitalizadoras entre otros. Las pantallas táctiles se identifican con el usage ID 04. La especificación incluye los campos utilizados para el manejo de este tipo de dispositivos. Algunos de los más interesantes para el manejo de las pantallas táctiles son: TipPressure: que representa la fuerza por un transductor, habitualmente un estilo o también un dedo. BarrelPressure: fuerza que ejerce el usuario en el sensor del transductor, como por ejemplo un boton sensible a la presión en el puntero de manejo. In Range: que indica que el transductor se encuentra en el area donde la digitalización es posible. Se representa por un bit Touch: indica si un dedo está tocando la pantalla. El sistema suele interpretarlo como un clic de botón primario Untouch: indica que el dedo ha perdido contacto con la superficie de la pantalla. Se interpreta como la acción de soltar el botón primario. Tap: indica que se ha realizado un toque con el dedo en la pantalla, levantándolo rápidamente sin prolongar el contacto. Se interpreta como un evento provocado por un botón. Las pantallas táctiles, se han vuelto un elemento cotidiano en el desarrollo de mucho productos, y que algunos de ellos estarán integrados en nuestro proyecto como lo son PLC, los escáner de código de barras omnidireccionales, pantallas de control en los almacenes. 45 DISEÑO CONCEPTUAL El capitulo tratara de la metodología, en este caso QFD, empleada para poder determinar los elementos más aptos para conformar el almacén, de esa forma poder cumplir con las características de funcionalidad y que obviamente el cliente desea. 46 Diseño Conceptual 3.1 Identificación delaNecesidad. Desde hace algunos años, debido al aumento demográfico, se han creado zonas conurbadas donde la forma de traslado del hogar hasta un punto de compra es tardado y en algunas ocasiones casi imposible. Realizamos la propuesta de la creación de un sistema de ventas a distancia automatizado, en los procesos de selección y el de empaquetado, para posteriormente realizar el envió. Dadas Nuestras Investigaciones, es este punto refiriéndonos a lo recopilado sobre zonas geográficas, urbanización, normas de construcción tanto internacionales, nacionales o propias del estado. Encontramos como es que representa un problema principal cuando una cadena dedicada a la distribución de víveres pone en marcha abrir una nueva sucursal; y comienza con encontrar un área geográfica adecuada y con el espacio propicio para comenzar el proyecto, dado lo urbanizado que esta ya nuestra ciudad, esto puede tardar demasiado tiempo ya que para contar con una zona apta muchas veces es comprar terrenos en los cuales ya hay construcciones deterioradas y que hay que demoler, en cuanto en lugares de nueva urbanización hemos encontrado que la mayoría de estas nuevas poblaciones son asentadas en lugares donde la forma de adquirir víveres es al principio muy compleja. 3.2 Definición del Problema. Una vez analizado los puntos anteriores, nos lleva al planteamiento de nuestro problema, en cuanto a la venta de víveres en lugares con una localización geográfica poco accesible o lejana. Dándonos como resultado el siguiente planteamiento de nuestro problema: ¿Cómo aumentar la posibilidad de que las poblaciones arraigadas en la ciudad de México cuenten con la forma de adquisición de víveres de primera necesidad, por medio de un sistema a distancia? 3.3 Determinación de los requerimientos del cliente. Económicos A1.- Que este dentro de las posibilidades de la empresa A2.- Que el mantenimiento sea barato Funcionales B1.- Que sea automatizado B2.- Que tenga una pantalla de procesos B3.- Que esté conectado a la base de datos del servidor del teléfono o internet B4.- Que tenga control de temperatura B5.- Que no sea muy ruidoso B6.- Que controle la calidad de los productos Espaciales C1.- Que no sea muy robusto C2.- Que pueda implementar más de uno Apariencia D1.- Que sea de diseño metálico D2.- Que se puedan ver los productos en el interior del almacén D3.- Que sea del color que la empresa maneja Manufacturabilidad e instalación E1.- Que sea fácil de usar E2.- Que la instalación sea rápida Durabilidad F1.- Que sea de buena calidad F2.- Que sea de mantenimiento fácil F3.- Que el sistema de internet y la base de datos sea actualizada de ,manera muy constante para evitar escases de productos A3.- Que el sistema de internet sea rentable E3.- Que sea rápido Tabla 3.3.1 Determinación de los requerimientos del cliente 47 Diseño Conceptual Clasificación de los requerimientos obligatorios y deseables. A1.- Que este dentro de las posibilidades de la empresa A2.- Que el mantenimiento sea barato B1.- Que sea automatizado B4.- Que tenga control de temperatura C1.- Que no sea muy robusto C2.- Que pueda implementar más de uno E1.- Que sea fácil de usar E2.- Que la instalación sea rápida F1.- Que sea de buena calidad F2.-Que sea de mantenimiento fácil B5.-Que no sea muy ruidoso B6.- Que controle la calidad de los productos E3.- Que sea rápido A3.- Que el sistema de internet sea rentable B2.- Que tenga una pantalla de procesos B3.- Que esté conectado a la base de datos del servidor del teléfono o internet D1.- Que sea de diseño metálico D2.- Que se puedan ver los productos en el interior del almacén D3.- Que sea del color que la empresa maneja F3.- Que el sistema de internet y la base de datos sea actualizada de ,manera muy constante para evitar escases de productos Tabla 3.3.2 Clasificación de los requerimientos obligatorios y deseables 3.4 Ponderación de los requerimientos. A3 B2 B3 D1 D2 D3 F3 A3 X + + B2 X + + + + + B3 + + X + + D1 + X + D2 + + X + D3 + + + X F3 + + + X Total Σ(+) 2 5 4 2 4 1 4 22 % 9.090 22.72 18.18 9.090 18.18 4.54 18.18 100% Tabla 3.4.1 Ponderación de los requerimientos deseables Orden de importancia de los requerimientos deseables. Orden de importancia 1 2 3 4 5 6 7 Requerimiento deseable Que tenga una pantalla de procesos Que el sistema de internet y la base de datos sea actualizada de manera muy constante, para evitar escases de productos Que esté conectado a la base de datos del servidor del teléfono o internet Que se puedan ver los productos en el interior del almacén Que sea de diseño metálico Que el sistema de internet sea rentable Que sea del color que la empresa maneja Σ(+) % 5 4 22.72 18.18. 18.18 18.18 9.090 9.090 4.54 100 4 4 2 2 1 Total 27 Tabla 3.4.2 Orden de importancia de los requerimientos deseables 48 Diseño Conceptual 3.5 Traducción a términos mensurables. Requerimientos del cliente Que este dentro de las posibilidades de la empresa Que el mantenimiento sea barato Que sea automatizado Requerimientos técnicos Rentable para la empresa Costo de mantenimiento sea menor a $3000. Cuente con panel de procesos, botonera accesible, control de corriente, interruptor de seguridad, despachador de mercancía y que la selección de los productos sea adecuada sin ayuda de operarios. Cuente con un regulador de temperatura para los alimentos que necesiten refrigeración No mida más de 12 metros cuadrados Administración efectiva de materiales. Cuente con un manual y que la botonería este en un lugar de fácil acceso y con sus funciones en letreros Que no requiera de personas especializadas para su instalación ni tampoco requiera herramientas especializadas. Los materiales para su fabricación sean de marcas de prestigio y que su ensamble sea minucioso. El mantenimiento sea de lo más convencional y no se requiera de un experto o de los diseñadores para poder repararlo Niveles de ruido menores a 70 Db. Cuente con sistema de sensores que analizaran las fechas de caducidad de los productos en el caso de enlatados y empaquetados El proceso de selección de algún producto sea no mayor a un minuto Cuente con una pantalla LCD o táctil para el manejo del mismo y muestra de los procesos que realiza el almacén. La base de datos por internet sea actualizable diariamente para llevar el inventario de los productos y cumplir con las demandas de los clientes Cuente con un software y/o un PLC que esté conectado a la base de datos para que el almacén comience su función Panel frontal de acrílico de alta resistencia para observar los productos al interior del almacén La carcasa sea construida con un material metálico, que sea resistente y ligero (aluminio o lamina) Que el sistema de internet sea funcional y que permita el ingreso de más de 100 usuarios al mismo tiempo, como sistema en prueba Acabado en pintura con el color correspondiente que la empresa solicite. Que tenga control de temperatura Que no sea muy robusto Que pueda implementar más de uno Que sea fácil de usar Que la instalación sea rápida Que sea de buena calidad Que sea de mantenimiento fácil Que no sea muy ruidoso Que controle la calidad de los productos Que sea rápido Que tenga una pantalla de procesos Que el sistema de internet y la base de datos sea actualizada de manera muy constante, para evitar escases de productos Que esté conectado a la base de datos del servidor del teléfono o internet Que se puedan ver los productos en el interior del almacén Que sea de diseño metálico Que el sistema de internet sea rentable Que sea del color que la empresa maneja Tabla 3.5.1Tabla de términos mesurables de ingeniería 49 Diseño Conceptual CALIFICACIÓN SIGNIFICADO Excelente relación Mucha relación Mediana relación Poca relación Mínima relación Nada de relación 3.6 Metas de diseño 5 4 3 2 1 0 Tabla 3.6.1Metas de diseño 50 Diseño Conceptual 3.7 Funciones de servicio. Clasificación de las funciones de servicio. Función Vender víveres a distancia Seleccionar un área para el establecimiento del almacén Controlar la calidad de los productos Almacenar los alimentos Seleccionar los productos Empaquetar los productos Envió de los productos a domicilio Control de los tiempos de proceso en general Tipo de función Función global Función de uso Función de uso Función de uso Función de uso Función de uso Función de uso Función de uso Tabla 3.7Clasificación de las funciones de servicio Esquema 3.1 Funciones de servicio 51 Diseño Conceptual Esquema 3.2Funciones de Proceso 52 Diseño Conceptual 3.8 Generación de Conceptos. FUNCIONES Almacenamiento de productos empaquetados y enlatados Control de la temperatura que requieren los productos Control de calidad y caducidad de los productos Despachado de productos Control del sistema automatizado Control y muestreo de procesos Paneles de control Base de datos de los pedidos Sistema para toma de pedidos Acabado A Almacén convencional Sistema de refrigeración por ventiladores Escáner de códigos de barras Tipo Omnidireccional Transelevadores Por Cajas Computadora y PLC Pantalla de LCD en el almacén B Armario de Almacenamiento Sistema de refrigeración por gas Escáner de códigos de barras Tipo Pistola Laser Transelevadores Para Pallets PLC CONCEPTOS C Armario de Almacenamiento Sistema de refrigeración por ventiladores Escáner de códigos de barras Tipo Lápiz Óptico Transelevadores Para Pallets Computadora y PLC Pantalla de LCD en el almacén D Almacén convencional Sistema de refrigeración por gas Escáner de códigos de barras Tipo Omnidireccional Transelevadores Por Cajas PLC E Armario de Almacenamiento Sistema de refrigeración por nitrógeno liquido Escáner de códigos de barras Tipo Pistola Laser Transelevadores Para Pallets PLC Interruptor de pulsador Software dedicado a base de datos teléfono o internet Lamina Pantalla de LCD táctil en el almacén Interruptores táctiles Software dedicado a base de datos teléfono o internet Aluminio con ventana de acrílico Pantalla de LCD en el almacén Interruptor de pulsador Software dedicado a base de datos teléfono o internet Lamina con ventana de acrílico Interruptor de pulsador Software dedicado a base de datos teléfono o internet Aluminio Pantalla de LCD táctil en el almacén Interruptores táctiles Software dedicado a base de datos teléfono o internet Aluminio con ventana de acrílico Tabla 3.8.1Conceptos de diseño 3.9 Evaluación de conceptos. Primer filtro. Evaluación por factibilidad.- el criterio de evaluación que se usa en este punto, está determinado por la experiencia, conocimientos y sentido común que se tenga para los conceptos. Tabla 3.9.1 Evaluación de conceptos por Factibilidad Nota: La evaluación por conceptos por factibilidad ha sido desarrollado toda vez que las ideas contenidas en la matriz principal son posibles de realizar, esto dependerá de la forma o visión que tenemos del proyecto y el criterio nuestro. 53 Diseño Conceptual Segundo filtro. Evaluación por disponibilidad tecnológica.- los aspectos a tomar en cuenta en este punto para la evaluación son: la madurez de la tecnología involucrada, la disponibilidad de esa tecnología y las posibilidades de utilizarla. Tabla 3.9.2 Evaluación de conceptos por disponibilidad tecnológica Nota: Es importante el mencionar que únicamente se requieren materiales y equipo comerciales, y que estos pueden ser encontrados en el mercado existente y que no son considerados como tecnología de última generación. De tal manera que cada concepto es posible realizarse. Tercer filtro. Evaluación basada en los requerimientos del cliente.- aquí cada concepto se evalúa contra todos los requerimientos del cliente, los conceptos que cumplen pasan a la siguiente evaluación y los que no son desechados o bien mejorados. Tabla 3.9.3 Evaluación de conceptos por requerimientos del cliente Nota: Ya que los conceptos generados en la matriz morfológica pueden satisfacer los requerimientos deseables del cliente, algunos en mayor o menor grado, el equipo de diseño ha decidido que en esta evaluación se tiene el paso total de los 9 conceptos generados, de tal manera que la última matriz de decisión (Puhg) nos mostrará cuál de los conceptos será el más óptimo para el proyecto en curso. 54 Diseño Conceptual Cuarto filtro. Evaluación basada en matrices de decisión.- en esta última evaluación se comparan los conceptos entre sí, para determinar cuál es el mejor concepto. Partiendo del concepto numero 5 Tabla 3.9.4 Evaluación de conceptos basada en matrices de decisión. Nota: para seleccionar el concepto nos basamos no solo en los requerimientos deseables, al tener un empate entre los tres decidimos tomar en cuenta las soluciones planteadas a los requerimientos obligatorios y sobre los tres empatados tenemos que el sistema de refrigeración que proponen el más viable es de enfriación por gas, ya que el sistema de ventiladores no es el más usado para poder controlar la temperatura necesaria para ciertos productos, el sistema de nitrógeno líquido es utilizado para congelar los alimentos o en sistemas que trabajan a temperaturas extremadamente altas. Por lo tanto el sistema de enfriación por gas es el más adecuado para lo que se pretende realizar. 55 Diseño a detalle DISEÑO A DETALLE En este capítulo desarrollaremos el armado del almacén, estableciendo los materiales que se van a utilizar y los cálculos mecánicos que implica para su funcionamiento, así como las tablas que se utilizaron para la selección de los materiales. 56 Diseño a detalle 4. Diseño a detalle. Cantidad 1 1 5 Medida Placa 6*4 metros (espesor 2.54 cm) Placa 1.40*0.75 metros (espesor 2.54 cm) Descripción Acero 1018 Aluminio Lamina Placa 6* 1.50 metros (espesor 3/16”) 4 Placa 1.50*6 metros (espesor de 3/16) Lamina 2 2 Perfil L 1 Placa 1.50*6 metros (espesor 3/16) Diámetro ¾”* 3metros 30x30 cm Largo 6*1.50 metros (espesor 2”) Perfil H 100*100*6mm Perfil L de lados iguales Acrílico 1 1 1 2 2 1 1 1 O-1 Acero 1014 Acero 1018 Perfil H Perfil C 1014 O-1 Perfil C 100*50*15*1.50 30*60 cm (espesor de 1”) 6 metros largo (diámetro 2 ”) 4*6 metros (espesor 1”) lamina Nota: estos son los materiales que se utilizaran para las diferentes piezas del almacén mas no son las medidas terminadas, las superficies tendrán un acabado con pintura. Tabla 4.1 Selección de materiales para el almacén 4.1 Modelo del almacén El modelo del almacén parte de una idea de querer reducir el espacio y almacenar la mayor cantidad de elementos posibles en un área menor, con ello nos hemos dado a la tarea de rediseñar un almacén existente, tomamos como idea base el chasis de este y lo convertimos en un diseño único, que nos permite almacenar de manera eficiente los alimentos enlatados y empaquetados sin necesidad de que 57 Diseño a detalle estos de maltraten, el diseño del almacén terminado como se muestra en la figura 4.1.1 es una idea hecha para poder almacenar prácticamente cualquier tipo de material, facilitando la selección de cualquiera de ellos y su distribución en un lapso de tiempo mucho menor. Figura 4.1.1 Diseño Completo del almacén 4.2 Motores y accesorios Motores a pasos Para el movimiento vertical se seleccionó un motor con las características que se muestran en la tabla 4.2.1 y se tiene un motor como la figura 4.2.1. Se seleccionó un motor de este tipo porque como sabemos los motores a pasos se pueden controlar de manera más fácil y son usados en muchas aplicaciones dentro de la robótica y la automatización 58 Diseño a detalle Tabla 4.2.1 Características del motor a pasos para el movimiento vertical Figura 4.2.1 Motor a pasos modelo 34HS 12025 El motor principal será un motorreductor debido a que el peso de los componentes montados es demasiado, lo cual implica mayor potencia y la forma más cómoda de lograrlo es con un motorreductor como el que se muestra en la figura 4.2.2. Figura 4.2.2. Motorreductor eléctrico 59 Diseño a detalle Una vez seleccionados lo materiales comenzamos con el maquinado y acabado de las piesas que queremos que conformen nuestro almacen, el cual se puede ver con mas detalle en la figura 4.2.3. Figura 4.2.3 Despiece del almacén 4.3 Calculo de columnas Se determina si las columnas tienen la suficiente fuerza para soportar el peso de la parte superior (corredera) la cual permite que el transelevador se encuentre alineado de manera correcta. IPN.ESIME.AZC. REALIZÓ: Gómez Vargas Víctor Hugo FECHA: 2002/7/25 MEMORIA DE CÁLCULOS Cálculo de las Comunas del transelevador UNIDADES: Sistema Internacional ASUNTO: CLIENTE: SEPI-IPN PRODUCTO: RESULTADOS Como parte principal en la parte de diseño es necesario el establecer las condiciones de cada material así como las propiedades que estas tienen, para ello procedemos a determinar si los materiales que utilizamos no tienen efecto contraproducente en nuestro diseño. 60 Diseño a detalle Condiciones iniciales del sistema: Peso de la placa Espesor de la placa Peso D 15 Kg 0.1 metros Ϯ= =9554.14Pa Tabla 4.3.1 Cálculo de Columnas 61 Diseño a detalle Referencias [AT08] JULIO JUAN ANAYA TEJERO. ALMACENES. ANALISIS, DISE ~NO Y ORGANIZACION. ESIC EDITORIAL 2008, Madrid, 1a edición edition, 2008. [Chr00] Martin Christopher. Logística Aspectos Estratégicos. LIMUSA, segunda reimpresión Edition, 2000. [Gut] Arturo Ferrín Gutiérrez. Gestión de stocks en la logística de almacenes. Fundación ConfeMetal Editorial, 2a edición edition. [Lob] E.A. Lobato. Operaciones de almacenaje. Editex. [WEE98] Nancy E. Ryan William E. Eureka. The Customer Driven Company. ASI Press, Dearbon, Michigan, 1998. “Logistica”2009 Acceso Octubre del 2009, En http://george524.blogspot.com/2008/02/equipos-dealmacen.html “Logistica”2009 Acceso Octubre del 2009, En http://es.wikipedia.org/wiki/Log%C3%ADstica “Ventas a distancia” Acceso Octubre del 2009 http://sacm.jccm.es/siaci/descripcion.asp?CodigoServicio=IWH “¿Qué son las ventas a distancia?” Acceso Octubre del 2009, En http://www.camaravalladolid.com/DesarrolloEmpresarial/Comercio/Normativa/Comercio/VentasEsp eciales/Ventasadistancia/tabid/368/Default.aspx “Almacenes”2009 Acceso Octubre del 2009 http://www.directindustry.es/prod/viastore- systems/almacen-automatico-para-cajas-18650-117728.html http://ls.fi.upm.es/pc/Anteriores/Examenes/1993jun/node4.html#SECTION00021000000000000000 http://ls.fi.upm.es/pc/Anteriores/Examenes/1993jun/node3.html http://www.bama.es/v2/index.php?option=com_content&view=article&id=13&Itemid=14&lang=es http://www.sefh.es/ficherosweb/sad.pdf http://www.modula.eu/pages/Ergonomico_Modula_es/707 62
Report "Desarrollo de Proyecto de Almacen de Viveres"