Implantación de una solución logística RFID integrada con software desarrollado para la gestión de la producción y almacén

El presente artículo expone las soluciones basadas en la tecnología RFID para una empresa dedicada a la producción de cajas con artículos en su contenido y su distribución logística. Tras la realización de un análisis de los procesos empresariales se procedió al desarrollo de una serie de soluciones RFID, las cuales lograron optimizar los procesos realizados por la empresa. Con el objetivo de disponer de información y trazabilidad, se desarrolló un sistema de gestión de la producción y del área de almacenamiento, el cual se integra a la perfección con la información obtenida a través del sistema RFID. El flujo de información y trazabilidad facilita las operaciones habituales de la empresa, consiguiendo una mejora sobre las operaciones logísticas, de producción y de gestión de la empresa.

Palabras clave: RFID, trazabilidad, organización, logística

1. INTRODUCCIÓN

La actividad principal de la empresa en la que se basa el presente artículo se centra en la producción, distribución y venta de cajas de cartón cuyo contenido es de tipología y dimensiones variables y en el que se incluyen artículos con propiedades líquidas, así como metálicas. Se trata de una empresa mediana que dispone de unas modernas instalaciones y que apuesta por la innovación tecnológica en sus procesos de producción y logística. Los procedimientos de trabajo de la empresa abarcan desde el área de producción de las cajas con los artículos en su interior, hasta el proceso de expedición a los propios clientes o distribuidores, pasando por el área de almacenamiento, uno de los principales puntos de importancia dentro del presente trabajo. Son numerosas las acciones desarrolladas en el área de almacenaje de la empresa, entre las que se destacan el traspaso de mercancía entre naves de almacenamiento, la ubicación de productos en estanterías, así como la realización del picking y preparación de pedidos para su posterior expedición. Este artículo se encuentra estructurado en 3 partes; la primera parte describe los procedimientos de trabajo, así como la problemática actual de la empresa. En segundo lugar se presenta la solución RFID desarrollada en base a los estudios y análisis científicos realizados con tal de poder ofrecer una solución válida para satisfacer las necesidades de la empresa. Se describe la metodología empleada para la implantación de RFID en los procesos operativos de la empresa, así como las funcionalidades y características del software de gestión de la producción y almacén desarrollado, junto con la integración con la tecnología RFID. La última parte del artículo muestra las conclusiones obtenidas tras la realización del proyecto de implantación y los beneficios obtenidos mediante los procedimientos de trabajo basados en la tecnología RFID.

2.DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL

En primer lugar, es necesario conocer la actividad de la empresa así como los requerimientos y necesidades que tiene actualmente. Para ello, se va a proceder a realizar una breve descripción de los procedimientos de trabajo de la empresa, con tal de conocer la operativa de trabajo habitual, así como la problemática con la que cuentan actualmente.

2.1. Descripción de los procedimientos de trabajo

La empresa se dedica a la producción de cajas de cartón cuyo contenido se realiza con artículos diversos, entre los cuales se introducen botellas con líquidos así como artículos de carácter metálico. La producción de las cajas se realiza en mesas de trabajo, en las cuales se depositan los artículos en el interior de las cajas, y éstas se van agrupando hasta conformar un palet, el cual es trasladado hasta el área de retractilado y validación de la empresa. Una vez el palet se encuentra preparado, es necesario proceder a la validación del mismo. Dicha validación consiste en comprobar la mesa y turno que han producido dicho palet, así como la verificación de que el palet se encuentra completo de las cajas correctas. Un vez validado el palet, éste es retractilado y trasladado al área de almacenamiento. Existen dos modos de trasportar los palets, bien por un túnel de transporte automatizado, el cual recoge el palet y lo traslada a través de una pasarela hasta la siguiente nave destinada al almacenaje o a través de elementos de manutención dinámica como carretillas contrapesadas. Una vez el palet es recepcionado en el área de almacenamiento, éste debe ser ubicado. Se diferencian dos tipos de ubicaciones, las genéricas o de carácter general y ubicaciones específicas, designadas por ubicaciones. Los palets de cajas, son almacenados en diferentes naves, en las cuales se realiza el proceso de picking para la preparación de los pedidos. La selección de cajas se realiza de una forma totalmente manual y tradicional, siendo el operario el encargado de localizar y seleccionar los productos necesarios a lo largo de toda el área de picking. Una vez preparado el pedido, éste es validado y preparado para su expedición a los clientes o centros de distribución. Una vez los pedidos se encuentran consolidados y preparados para su envío, se inicia el proceso de expedición. Éste es realizado a través de camiones en los cuales se cargan los palets que se corresponden con uno o varios pedidos de diferentes clientes. La expedición debe realizarse en función del destino de los palets, existiendo variedad de destinos, ya que se trata de una empresa con gran presencia a nivel nacional. Los procesos comentados se corresponden con las principales funciones que son desarrolladas en las instalaciones de la empresa. Son multitud las operaciones que se realizan y cada cual de mayor complejidad. El presente artículo pretende acercar las operaciones más básicas para dar a entender la operativa de trabajo general. Estos procedimientos son realizados por una gran cantidad de personal y en unas grandes instalaciones, divididas en diferentes naves industriales. Los flujos de trabajo deben realizarse con rapidez, ya que se trabaja con grandes volúmenes de cajas producidas, por lo que la agilidad en el transporte, almacenamiento y expedición debe resultar vital para el correcto funcionamiento de la empresa.

2.2. Problemática actual

Tras la descripción de los procedimientos de trabajo de la empresa, se pueden identificar una serie de problemáticas, las cuales son necesarias subsanar para validar la forma de trabajar. El problema principal con el que se cuenta en la empresa es la falta total de un Sistema de Información válido para los procesos de producción, almacenaje y expedición. La empresa dispone de herramientas software para controlar las operaciones de contabilidad y con los clientes, pero las principales áreas de producción de la empresa no se encuentran contempladas en dicha aplicación software. Hoy en día, es necesario disponer de un Sistema de Información que permita disponer de información actualizada, útil para la toma de decisiones y para la optimización de los flujos de trabajo en general. Por otra parte otra de las problemáticas de la empresa se presenta con la mano de obra u operarios presentes en el área de almacén. Son necesarias algunas operaciones en las que la intervención manual es crítica, como en los procesos de validación de palets en el retractilado de los mismos. En algunas ocasiones, estos operarios no realizan correctamente sus funciones, lo cual se traduce en errores que van extendiéndose a lo largo de la empresa, siendo el cliente final quien se ve perjudicado por estos errores. Finalmente, las operaciones específicas del área de almacén como recepción y expedición de mercancías, identificación y localización de productos concretos o para la preparación de pedidos requieren de una cantidad de información válida, la cual debe ser aportada por el sistema de Información. Actualmente, las localizaciones de productos se realizan en base a la experiencia de operarios y hábitos, pero para obtener una optimización del área de almacén es necesario contar con un Sistema de Gestión del Almacén, el cual aporte funciones como los recorridos óptimos a realizar para la preparación de pedidos o la ubicación correcta de una serie de palets correspondientes a un pedido concreto.

3. SOLUCIÓN RFID DESARROLLADA

Tras estudiar la situación inicial de la empresa y conocer su problemática, desde TAG Ingenieros se procedió a la realización de un estudio y análisis científico de las características necesarias para satisfacer las necesidades de la empresa siguiendo la metodología establecida para abordar proyectos de estas características. A continuación se comentan las acciones y tareas que se llevaron a cabo para proceder al desarrollo de una solución RFID junto con el desarrollo de un software de gestión encargado de gestionar tanto la producción como el área de almacén de la empresa, resultando completamente integrado con la tecnología de identificación por radiofrecuencia.

3.1. Análisis de los procesos empresariales

La primera de las acciones acometidas para el correcto desarrollo del proyecto ha sido el análisis detallado de los procesos empresariales de la empresa. Para tratar de abordar una solución empleando la tecnología RFID, es necesario conocer la forma de trabajar de la empresa. Para ello, se establecieron una serie de reuniones junto con los principales responsables de la empresa, con tal de conocer en detalle los procesos de trabajo. Durante las reuniones se recopilaron los datos e informaciones necesarias para la determinación de los flujos de trabajo actuales, así como el establecimiento de los procedimientos de trabajo empleando la tecnología RFID. En base a las necesidades de la empresa, se acordaron los sistemas y acciones a realizar en los procesos de la empresa.

La figura 1 representa el flujo de procesos en la expedición de los pedidos a domicilios. Además se incluyen las tareas a realizar para la preparación de los pedidos, y las lecturas y validaciones mediante equipamiento RFID a realizar. Son varios los flujos de trabajo que se han desarrollado, cada uno correspondiente a los principales procesos realizados en la empresa.

3.2. Solución tecnológica RFID

Tras realizar el análisis de los procesos de la empresa, se planteó la solución tecnológica RFID. Para ello se acometieron diferentes análisis y estudios científicos que permitieron definir las características técnicas de la solución RFID a desarrollar. Se realizó un análisis de diferentes etiquetas de identificación o tags RFID, con tal de seleccionar el tag RFID que mejor rendimiento y características aportaba apara el correcto desarrollo del proyecto. Las pruebas se basaron en la simulación de los procesos de trabajo de la empresa, y mediante las mediciones de las lecturas de diferentes tipos de tags RFID adheridos a productos paletizados. Una vez conocidas las especificaciones técnicas del tag a emplear se desarrollaron una serie de dispositivos de lectura RFID, adaptados a las necesidades detectadas en el análisis de los procedimientos. Cada una de las soluciones RFID desarrolladas se ha propuesto para solventar las problemáticas detectadas en los principales procesos de la empresa, para ello se tuvieron que analizar diferentes factores referentes a especificaciones técnicas, materiales de composición, distancias de lectura, etc. A continuación se comentan las principales características de las soluciones RFID realizadas:

3.2.1. Solución RFID - Retractiladoras

Para el proceso de validación de los palets, es necesario realizar una lectura de todos los productos que conforman el palet a retractilar. Para ello, se realizaba una lectura manual de los códigos de barras de cada una de las cajas del palet. En algunas ocasiones, los operarios no realizaban correctamente las lecturas, pudiendo ocurrir errores de carácter humano. Por ello, se necesitaba de un sistema de validación fiable y en el que no interviniera el factor humano para reducir la cantidad de errores en la validación de los palets.

La solución desarrollada se trata de la disposición de antenas de RFID en el área de retractilado, las cuales leen la totalidad de los tags adheridos a cada una de las cajas, pudiendo validar el número de cajas contenidas en cada palet. La corrección en la disposición de los tags resultó ser uno de los aspectos clave en el éxito de las lecturas. Fueronnecesarias la realización de mediciones y pruebas de lectura con tal de determinar el escenario de disposición óptimo. La lectura RFID se inicia en el momento que la retractiladora inicia el giro del palet. Una vez transcurridos 10-15 segundos, el interrogador ha procesado todos los tags del palet y se puede validar el palet a través de un equipo informático ubicado en la retractiladora. Tras la validación se retractila el palet y es posible trasladarlo al área de almacén.

3.2.2. Solución RFID – Túnel de transporte

Una vez los palets han sido validados, es necesario transportarlos hasta el área de almacenamiento, la cual se encuentra en la nave anexa a la de producción. Las dos naves se encuentran comunicadas a través de un túnel de transporte automatizado, el cual se encarga de trasladar los palets hasta la nave. La solución desarrollada para la validación de los palets que se recepcionan en la nave de almacenamiento, es la instalación de antenas de lectura RFID en la entrada del túnel en la nave almacén. Se han dispuesto dos pares de antenas, de polarización circular y lineal, con tal de cubrir la máxima área del palet y poder identificar todos y cada uno de los tags RFID adheridos a los productos paletizados.Las propias estructuras del túnel de transporte facilitaron la identificación de los tags de los productos, ya que actúan como barrera donde se concentra la radiación emitida por las antenas de lectura RFID.

Cuando los palets atraviesen la zona de interrogación RFID, se procederá a la entrada de los productos en el área de almacén y se conocerá la cantidad de cajas en dicha área, además de poder conocer la ubicación correspondiente al palet.

3.2.3. Solución RFID – Arco móvil

La tercera solución RFID desarrollada es un arco de lectura RFID móvil, el cual puede ser ubicado fácilmente en cualquiera de los muelles de carga y descarga, para la rápida lectura e identificación de las cajas que se van a recibir o a expedir a clientes o centros de distribución. Cuando se inicia el proceso de expedición, en algunas ocasiones se producían errores en la carga de los camiones y el cliente, recibía un pedido que no le correspondía.

La disposición y orientación de las 4 antenas que conforman el arco móvil, así como el área del mallado del arco móvil, ha sido analizado detalladamente, a través de un estudio de las ondas de radiofrecuencia emitida por las antenas y la atenuación provocada por el mallado y los propios productos de carácter líquido y metálico. El estudio aportó la mejor configuración y disposición posible para obtener el mejor rendimiento en las lecturas de los tags adheridos a los productos del palet a identificar.

Si el contenido de todos los palets es leído a través de las antenas del arco móvil RFID, se puede conocer si se está cometiendo algún error en la carga de un camión. A través de una señal luminosa y sonora, se advierte al operario de que no está realizando el proceso de expedición correctamente y el sistema informático asociado al arco móvil RFID le indica el error que está cometiendo.

3.2.4. Solución RFID – Picking lector móvil

Finalmente, la última de las soluciones desarrolladas se corresponde con el proceso de preparación de pedidos o picking. Para la localización e identificación de las cajas a preparar en un pedido, era necesario realizar un recorrido por las instalaciones de la empresa y proceder a la lectura del código de barras de las cajas correspondientes. A través de un dispositivo de lectura móvil RFID, se pueden identificar las cajas correspondientes a un pedido rápidamente, simplemente con un recorrido por el almacén, guiado por el propio lector móvil. El software del que dispone, muestra el recorrido óptimo al picker para la preparación de los pedidos y así se aumenta la cantidad de líneas de pedido preparadas por hora y por picker..

3.3. Software de gestión desarrollado

La solución RFID desarrollada en la empresa, requiere de un Sistema de Información capaz de poder gestionar la cantidad de información generada por el Sistema RFID. Por ello, se ha desarrollado un software a medida que controla los procesos de producción y aquellos que se desarrollan en el área de almacenamiento como la recepción y expedición de mercancía, preparación de pedidos, validación de palets, ubicación en el almacén, etc. El desarrollo del software se ha realizado empleando el lenguaje de programación orientado a objetos Java. Se estructuraron las diferentes funciones a implementar, realizando un trabajo de análisis y programación detallada de toda la aplicación de gestión a desarrollar para la empresa. Los beneficios y facilidad de la programación orientada a objetos junto con la independencia de la plataforma sobre la que se ejecute el programa ha decido la elección del lenguaje Java como plataforma para el desarrollo del software de gestión de la producción y almacenamiento para la empresa. A través de los desarrollos realizados, la empresa puede disponer de información automatizada que anteriormente controlaba de una manera totalmente manual. El aumento del volumen de producción hacía necesario disponer de un Sistema de Información que facilitase las operaciones de gestión de la producción y almacenaje. En primer lugar se han automatizado operaciones como la generación de las órdenes de producción, las cuales se realizaban de manera manual. La producción se encuentra totalmente controlada, pudiendo conocer el ritmo de producción a través de la integración de las lecturas de las cajas producidas en el área de validación en las retractiladoras. La cantidad de información que se puede extraer a partir del sistema, facilita la toma de decisiones como las cajas a producir así como la cantidad adecuada de un modelo determinado. Por otra parte, se han desarrollado las funcionalidades de un Sistema de Gestión de Almacén, necesarias para la correcta gestión del área de almacenamiento de la empresa. Entre las funciones de mayor importancia en un almacén cabe destacar una eficiencia en la gestión de las ubicaciones de palets en las estanterías del almacén. Se detectaba como necesidad primaria la optimización del área de almacenamiento, ya que es de vital importancia aprovechar cada una de las ubicaciones disponibles en el almacén y tener localizadas las mercancías. A través del sistema de gestión, la empresa podrá localizar las referencias que desee, sin tener que recorrer el área de almacenamiento. El sistema almacena las ubicaciones de cada uno de los palets, lo que le permite poder localizar rápidamente las cajas correspondientes a una determinada referencia, disponiendo de información de utilidad como las zonas del almacén con mayor volumen de tráfico o de referencias, etc. Otra funcionalidad del software de gestión, es la ayuda para la preparación de pedidos. El picker es el operario encargado de la localización y selección de las cajas necesarias para preparar un pedido a un cliente. Mediante la introducción de la tecnología RFID y a través de la aplicación informática, el recorrido a realizar por el picker en el área de almacén es optimizado, ya que se encarga de minimizar los desplazamientos a realizar, incrementando así la productividad del operario en cuanto a líneas de pedido preparadas por hora. El software desarrollado permite a la empresa disponer de una mayor cantidad de información útil para sus procesos de negocio. Mediante este software es posible controlar y gestionar la totalidad de operaciones realizadas durante la producción así como en el área de almacenamiento. Supone una evolución en los sistemas de información de la empresa, consolidando la innovación que supone la implantación de una tecnología de identificación por radiofrecuencia.

3.4. Integración del Sistema RFID y el software de gestión

Para poder beneficiarse de todas las ventajas que aporta la implantación de la tecnología RFID en el área productiva y logística de la empresa, es necesario disponer de una integración de la información generada por el Sistema RFID con el Sistema de Información. La última de las acciones acometidas en el proyecto consistió en la integración del equipamiento de radiofrecuencia con los desarrollos software elaboradas para la empresa.

A través de esta integración se obtiene un flujo de la información obtenida a través de los dispositivos de lectura RFID, el cual es enlazado con el software desarrollado. En el software se analizan los datos obtenidos en función del módulo de trabajo. Por ejemplo, es posible automatizar el proceso de recepción de mercancía, ya que las antenas de lectura RFID presentes en el arco móvil, adquieren las identificaciones de cada una de las cajas de la mercancía recepcionada. Esta información se transmite al Sistema de Información, el cual conoce el pedido realizado y realiza automáticamente la validación del mismo, o en caso contrario, informa de algún error en la recepción de dicho pedido. La integración del sistema RFID con el software específico desarrollado se lleva a cabo a través del middleware o plataforma de interconexión entre ambos. El middleware se encarga de la gestión de la información de cada uno de los tags capturada por las antenas de radiofrecuencia. El middleware gestiona las lecturas de las antenas y esta información es procesada a través del software de gestión de la producción y del almacén. El traspaso de información se realiza directamente sobre la base de datos del sistema, resultando un procesamiento rápido y efectivo con reducción de errores. Las transacciones se realizan en tiempo real, quedando reflejadas en el sistema en el mismo instante en el que se realizan las acciones. Por ejemplo, una expedición de mercancía queda reflejada en el sistema en el mismo momento en el que los productos atraviesan el arco móvil RFID situado en la entrada del camión de transporte.

4. CONCLUSIONES

El desarrollo del presente proyecto de implantación de la tecnología RFID e integración con el software de gestión desarrollado ha permitido a la empresa beneficiarse de la cantidad de ventajas que aporta la tecnología de identificación por radiofrecuencia en cuanto a los procesos de producción y logística. Los beneficios principales de la implantación de RFID en la empresa han sido la rapidez y agilidad ganada en los procesos de trabajo, la reducción de errores causados por los operarios y una gran cantidad de información generada en tiempo real. Los principales beneficios que se han obtenido en la empresa se centran en la identificación unitaria e inequívoca de cada una de las cajas producidas, lo cual aporta una trazabilidad total a lo largo de todo el proceso de producción, facilitando su identificación en cada uno de los estados y localizaciones de la empresa. En el área de almacenamiento, se han reducido los tiempos empleados en la recepción y expedición de mercancía, además de minimizar los errores producidos por los operarios. Actualmente se dispone de una completa gestión del almacén, dividido en diferentes naves, así como un inventario actualizado en tiempo real, siendo posible contemplar las existencias disponibles de un determinado producto. Los operarios de almacén han visto reducida su influencia en los procesos, pero gracias al sistema RFID, se han aumentado los niveles de producción, ya que se dispone de un sistema avanzado de picking guiado por almacén, así como una reducción de la pérdida desconocida, mayores controles de calidad en las validaciones de palets de productos, una mejor gestión del transporte de la empresa y mejoras en la previsión de la demanda, todo gracias a la identificación por radiofrecuencia.

 

 

Autor: Javier Muñoz Giner y Jordi Camarasa Escrig 

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