L AUTOMATIQUE AUTOMATISATION

L

a fonction logistique est en train de devenir un maillon primordial de l'activité entrepreneuriale et sa répercussion sur la réussite des entreprises est tel- le qu'elle l'emporte même sur le processus de produc- tion en soi.

L'exigence d'un service excellent pour le client, la né- cessité de produire et de servir des lots de plus en plus petits, avec une fréquence croissante, ainsi que le rac- courcissement du cycle de vie des articles, font que, de nos jours, la logistique est un axe crucial dans les stra- tégies des entreprises. Les dépendances, où se déroule physiquement un grand nombre d'activités associées à la logistique, à savoir le magasin, sont le point central autour duquel tournent les stratégies.

AUTOMATISATION

Gagner de l'espace et du temps, accroître la productivité,

garantir la sécurité des employés et de la charge ou gérer le stock correctement sont quelques-uns des avantages de l'automatisation d'un magasin, qu'il s'agisse du produit fini ou bien d'alléger la chaîne de montage. Tendre vers l'automatisation n'est pas chose aisée, mais les bénéfices que l'on en retire se font sentir dès le premier jour.

L’AUTOMATIQUE

au service du stockage

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AUTOMATISATION

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1. RAYONNAGE

Éléments structuraux où la charge est stockée.

2. TRANSTOCKEUR

Il s'agit d'une grue de stockage automatique moderne qui opère en manœuvrant les unités de charge : il les re- cueille à l'entrée et les dépose dans les emplacements prévus ou bien les prélève sur le rayonnage pour les dé- poser sur les convoyeurs ou postes de sortie. Les char- ges, de même que leur poids et leurs dimensions, peu- vent être très variées (palettes ou boîtes). Le transtockeur présente une physionomie différente selon le type d'ins- tallation, la hauteur, la géométrie et le poids des mar- chandises, les prestations, etc. Il comporte géné- ralement un mât ou un double mât selon qu'il est muni d'une ou deux colonnes. D'autre part, le transtockeur peut desservir plusieurs allées grâce aux systèmes de changement tels que les ponts de transbordement qui transfèrent le transtockeur d'une allée à l'autre.

4. ÉQUIPEMENT ÉLECTRIQUE ET DE CONTRÔLE 1.Transmission de données :la liaison entre transtoc- keur et entrée se fait au moyen de photocellules à infra- rouges. Une paire de photocellules est placée sur chacun d'eux : l'une à bord et l'autre au bout de l'allée à proximité des armoires de manœuvre.

2. Circuit de secours :il incorpore un bouton de secours, un détecteur de câbles distendus, des relais de surinten- sité, des sondes thermiques, des parcours limites et un contrôle de survitesse de translation et de levage.

3. Contrôle de position de l'unité de charge à bord : véri- fie la présence de la charge et son positionnement au moyen de photocellules de contrôle de gabarit sur les cô- tés et en hauteur.

4. Contrôle d'emplacement : une photocellule placée de chaque côté du berceau du transtockeur vérifie si l'em- placement est occupé ou libre en émettant un signal de défaut s'il n'y a pas de concordance entre le cycle prévu de prélèvement ou de dépôt et la lecture effectuée.

5. Contrôle de la position :la position du transtockeur est décelée en utilisant des codeurs absolus (on compa- re la valeur du codeur à la valeur programmée pour obte- nir la position dans un temps record) ou avec des télémè- tres (lecture directe de la position du transtockeur par rapport au point de départ).

5. ÉQUIPEMENT DE L'ALLÉE

Les éléments suivants sont employés pour acheminer la charge depuis l'extérieur de l'installation jusqu'au posi- tionneur, où le transtockeur prélève ou dépose la palette ou la boîte. Ils sont également utilisés pour le transport vers la sortie ou la zone d'expédition du magasin.

8. BASCULE

Elle est employée pour contrôler le poids des marchandi- ses, car un magasin est prévu pour que chacune de ses alvéoles admette une charge maximale.

6. ARMOIRE ÉLECTRIQUE DE MANŒUVRE

À l'intérieur de l'armoire se trouve l'automate esclave (un par transtockeur), qui est chargé de recevoir, par l'inter- médiaire des photocellules à infrarouges, et d'exécuter les ordres de l'automate maître qui est fixe à l'extérieur des allées, et les variateurs de vitesse, qui s'occupent de contrôler les rampes d'accélération-décélération et la vi- tesse nominale de la machine.

7. CONTRÔLE DE GABARIT

Il décèle le parfait positionnement de la charge (palette ou boîte) ainsi que les tolérances admissibles à partir de la dimension des alvéoles. Dans cette zone, on en profite pour notifier au logiciel central du magasin l'entrée des unités par des moyens automatiques (un laser lit le nu- méro matricule de la boîte ou de la palette, l'inclut dans l'inventaire et lui donne un emplacement) ou manuels (l'employé saisit dans un terminal le numéro matricule dans le même but).

1.Convoyeur à rouleaux :la charge se déplace grâce à la ro- tation des rouleaux actionnés par un système mécanique.

2. Convoyeur à chaînes : un motoréducteur actionne un pignon qui est relié à la chaîne utilisée comme base de transport. En actionnant le système, tout l'ensemble se met en mouvement pour déplacer la charge.

3. Dispositif de transfert :il sert à faire des intersections entre les convoyeurs à rouleaux et ceux à chaînes.

4. Tables pivotantes :également employées pour faire des intersections entre convoyeurs du même genre.

5. Camion-navette : c'est un convoyeur de translation qui roule sur des rails et permet de laisser la charge sur l'un des convoyeurs d'entrée ou de sortie dans les allées.

Il ne permet pas d'accumuler les palettes ou les boîtes, contrairement aux convoyeurs à chaînes ou à rouleaux, qui, eux, peuvent fonctionner comme poumon et ont une capacité équivalente à leur longueur.

De même, selon le mécanisme de prélèvement et de dé- pôt des unités de charge, la machine peut être équipée de fourches télescopiques classiques (une ou plusieurs unités), de fourches télescopiques de stockage en dou- ble profondeur, d'un chariot satellite multiprofondeur, d'extracteurs à fourches rotatives, d'extracteurs spé- ciaux, etc. Pour le maniement manuel ou semi-automati- que, ou bien pour faciliter les tâches d'entretien, il peut incorporer une cabine de commande. Depuis cette cabi- ne, l'employé a la possibilité de procéder aux manœu- vres de prélèvement et de dépôt, de même qu'il peut se déplacer dans l'allée en réalisant des mouvements de translation et de levage.

Les transtockeurs peuvent également avoir différents systèmes de motorisation leur permettant d'ajuster leurs prestations et consommations aux besoins du client et ils disposent d'éléments de positionnement longitudinal et vertical précis ainsi que d'éléments de sécurité, de con- trôle et de détection.

3. ÉQUIPEMENT DE L'ALLÉE

1. Rail inférieur de roulement :sur lequel circule le transtockeur. Fixé au sol.

2. Rail supérieur :stabilise la machine. Il est bridé aux liasons du rayonnage.

3. Butées hydrauliques :elles sont placées à chaque ex- trémité de l'allée pour absorber l'énergie cinétique du transtockeur en cas de choc incontrôlé.

4. Glissière électrifiée :il s'agit d'un rail fixé à la base de la structure du rayonnage et qui fournit la puissance électrique au transtockeur.

Quand on travaille dans des environnements où l'on jongle avec un grand nombre de références et de gros volumes, où des commandes doivent être livrées en moins de 24 heures, où des changements se produisent en faveur de la centralisation de l'approvisionnement (pour éliminer ou minimiser le stock du réseau), etc., il y a lieu d'envisager des améliorations importantes dans le mode de gestion du magasin. C'est alors que le besoin d'automatisation s'impose, c'est-à-dire : substi- tuer aux opérations manuelles réalisées avec des empi- leurs, des chariots élévateurs rétractiles ou trilatéraux l'emploi de transtockeurs assumant automatiquement

l'emplacement et le prélèvement de la charge des alvéo- les des rayonnages, en commençant à travailler selon le principe de la " marchandise vers l'homme ".

N'oublions pas que l'automatisation ne convient pas seulement dans les centres classiques de stockage de produit fini d'un fabricant ou d'un distributeur. Elle est de mise aussi dans le magasin qui sert de poumon dans les chaînes de montage, où l'alimentation des réfé- rences doit être coordonnée à la seconde près avec le processus de fabrication et où les erreurs ne sont pas admises.

Cela dit, quand on passe des opérations manuelles aux opérations automatiques, comme c'est le cas dans toute restructuration de cette nature, ce qui est une bonne solution pour une entreprise ne l'est pas forcément pour une autre. La règle de base est d'évaluer consciencieu- sement si la valeur ajoutée qu'est susceptible d'engen- drer le nouveau système logistique compense le volume d'investissement nécessaire.

Sur le marché actuel, il existe des entreprises qui non seulement se consacrent justement à évaluer si la mise sur pied d'un système automatique sera ou non renta- ble, mais qui se chargent en plus de la conception préci- se du futur centre avec tous ses éléments constituants.

Il est en effet essentiel de considérer toutes les varia- bles ayant une incidence sur le système de fonctionne- ment : les mètres carrés disponibles ou nécessaires, le type et la quantité de produits, leurs mouvements pré- sents (y compris les volumes moyens et les pointes d'ac- tivité) et les prévisions à venir, entre autres aspects.

Ce service de consultance permet de connaître exacte- ment tous les besoins et de réduire les frais dans l'installation. C'est le seul moyen d'assurer le bon fonc- tionnement du magasin automatisé du début jusqu'à la fin : cela évite des problèmes et de devoir modifier la fonctionnalité ou le dimensionnement du magasin, ce qui est difficile à résoudre a posteriori ; il permet de choisir le logiciel de gestion le plus approprié ; les res- sources sont dimensionnées ; il évite des frais superflus en équipements et en systèmes, etc.

Mais le plus significatif pour justifier l'investissement est l'analyse de viabilité où sont prises en compte les re- tombées sur les trois générateurs de coût fondamen- taux (le coût de l'espace, celui de la main-d'œuvre et ce- lui du capital) de même que sur le niveau de service.

La balance penche du côté de l'automatisation

Nombreux sont les facteurs qui peuvent faire pencher la balance du côté de l'automatisation d'un magasin. Les fac- teurs énumérés ci-après aideront le personnel d'enca- drement à prendre la décision qui leur semble convenir : A) Le gain d'espace :dans une installation automati- que, le nombre de mètres carrés nécessaires par rapport à d'autres systèmes de stockage est de la moitié ; l'espa- ce ainsi récupéré est de plus de 40 %, un pourcentage à considérer quand la valeur du terrain augmente tous les jours de même que les coûts de construction.

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B) Le gain de temps :les transtockeurs pour palettes peuvent atteindre une vitesse de levage allant jusqu'à 60 m/min et une vitesse de translation allant jusqu'à 200 m/min, ce qui permet des flux de matériels diffici- les à atteindre avec les machines traditionnelles.

C) Productivité :elle est la conséquence du gain de temps. la grande disponibilité est également significa- tive ; un centre automatisé peut fonctionner 24 h/24.

D) Fiabilité :en réduisant l'intervention humaine, le nom- bre d'étapes à suivre lors du processus et, en conséquence, les erreurs éventuellement commises, diminuent.

E) Polyvalence : ce genre de système s'avère d'une grande utilité pour toutes sortes de marchandises et documents de dimensions, formes et poids divers, à condition qu'ils admettent le stockage sur palettes ou dans des boîtes.

F) Gestion informatique du stock :le Système de Ges- tion du Magasin (SGM) qui émet les ordres aux transtoc- keurs permet une maîtrise parfaite des stocks et un in- ventaire permanent et fiable en temps réel

G) Facilité et rapidité d'utilisation :s'agissant d'une gestion entièrement informatisée et travaillant selon le principe de la " marchandise vers l'homme ", le temps d'adaptation du personnel de magasin à ce genre de systèmes est minime.

H) Sécurité de la charge et protection du stock :grâce à l'enceinte fermée et au contrôle informatique de cha- que référence et de son emplacement, la possibilité que des pertes, des cassures et des manipulations inadé- quates se produisent est éliminée.

I) Sécurité du personnel :les transtockeurs et les convo- yeurs travaillent dans un environnement clos auquel les

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Pour justifier l'investissement dans un magasin automatique, il faut prendre en compte les retombées sur les trois générateurs de coût fondamentaux (le coût de l'espace, celui de la main-d'œuvre et celui du capital) de même que sur le niveau de service

employés n'ont pas accès, ce qui évite des accidents éven- tuels. On n'entre dans le magasin, proprement dit, que pour les entretiens et les réparations ; et ce, avec des systèmes de sécurité qui empêchent le risque d'accidents.

J) Réduction de l'incidence sur l'environnement :les transtockeurs fonctionnent sur courant électrique et ne produisent pas de gaz ; ils ne marchent pas non plus sur batteries et n'utilisent pas d'huile comme les machines de manutention traditionnelles.

Le magasin de détail

Le critère suivi pour établir les caractéristiques de la futu- re installation automatique est fondé sur le flux de mou- vements ou sur les cycles, c'est-à-dire sur le nombre d'en- trées et de sorties journalières d'un centre qui sont nécessaires pour absorber l'arrivée des marchandises et servir les commandes aux clients ou à une chaîne de mon- tage. Il est également essentiel de connaître la journée de travail et les équipes établies. Il faut tenir compte du fait qu'un employé travaille de 7 à 8 heures par jour et qu'un transtockeur peut fonctionner 24 h/24.

En fonction de ce flux de mouvements et des besoins en ce qui concerne la capacité de stockage, il est possible d'é- tablir les éléments principaux du magasin et les caracté- ristiques de chacun d'eux. Évidemment, il est également indispensable de connaître la nature des marchandises à stocker ainsi que la superficie et le budget disponibles.

Bien que chaque centre soit très différent (par exemple : le nombre d'allées et de transtockeurs, de boîtes ou de palettes, l'emplacement des accès d'entrée et de sortie, etc.), dans l'ensemble, ils ont tous en commun les mêmes éléments.

Automatisation versus SGM

L'automatisation comporte l'informatisation du stock et des mouvements qu'il subit. Le SGM est donc un logiciel qui maîtrise efficacement le flux de marchandise ainsi Les magasins " Mini-load " sont indiqués pour

les petites charges pouvant être placées dans des boîtes ou des conteneurs en plastique. Le logiciel qui gère le magasin est prévu pour tra- vailler avec plus d'une référence par boîte. Le principe qui règle le système de fonctionne- ment, de même que dans les systèmes à palet- tes, est celui du " produit vers l'homme ", où les boîtes, situées sur les rayonnages, sont ma- niées automatiquement par les transtockeurs, lesquels les acheminent jusqu'au poste de l'employé, où celui-ci prélève ou dépose le pro- duit. La boîte est ensuite remise dans son alvéo- le en suivant la même procédure.

Chaque poste de travail peut être muni de tous les éléments nécessaires pour améliorer le ren- dement de l'employé : terminal, imprimante, numériseur, boîtes, sacs, etc. Le terminal affi- che le compartiment d'où le matériel doit être prélevé, le nom, la quantité et le solde restant.

MAGASINS POUR BOÎTES

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de maximiser l'espace disponible et, malgré l'apparente désorganisation liée au fait qu'il n'y a que le SGM qui connaît et détermine l'emplacement réel des articles, le système permet de paramétrer le degré de chaos. C'est- à-dire qu'il est possible de maîtriser les décisions prises par le système en vue de maintenir un certain critère qui facilitera les tâches de prélèvement ou de mise en place (regrouper par catégories d'articles ou par éléments de manutention nécessaires).

Le SGM à découvert

Le SGM d'un magasin automatique, concrètement, prend en charge :

1. la gestion des références :maintenance des don- nées, incorporations, radiations, importation du maî- tre depuis un système externe par l'intermédiaire d'interfaces standard, classement multicritère pour dé- finir les spécifications ou les restrictions dans les em- placements et les sorties, gestion de lots, etc.

2. la gestion des incorporations :mis en place de différen- tes références par palette ou par boîte, rotation, zonage, que les ressources d'un magasin. Le système de fonction-

nement repose essentiellement sur l'optimalisation tant des prélèvements et des emplacements que de l'espace requis pour ceux-ci. Il coordonne en plus tous les élé- ments existants afin d'éviter les tâches répétitives.

Le SGM du magasin peut également coordonner toutes les opérations de l'environnement. C'est-à-dire qu'il se char- ge de réceptionner les unités qui viennent juste d'arriver, d'émettre les ordres de prélèvement des palettes ou des boîtes qui se trouvent dans le magasin automatique, de préparer les expéditions ou de confirmer les sorties à des- tination, entre autres multiples fonctions. Les employés, selon l'endroit où ils se trouvent, reçoivent les ordres pour réaliser tous ces travaux par l'intermédiaire de terminaux fixes ou mobiles par radiofréquence. Ce système a l'avan- tage de maintenir aussi la traçabilité et de permettre de connaître immédiatement la situation de chaque mar- chandise et de chaque commande.

Dans le magasin, l'ordre est chaotique, mais il suit la rè- gle de classement A (rotation élevée), B (rotation mo- yenne) et C (rotation faible) des références. Cela permet Hauteur maximale

des colonnes 32 m 12 m

Charge nette maximale 1 200 kg 300 kg

Vitesse maximale

de translation 200 m/min 250 m/min

Accélération de la translation 0,5 m/s² 1,5 m/s²

Vitesse maximale de levage 60 m/min 120 m/min

Accélération du levage 0,50 m/s² 1,2 m/s²

SPÉCIFICATIONS TRANSTOCKEUR TRANSTOCKEUR POUR PALETTES POUR BOÎTES (" MINI-LOAD ")

équilibrage de la charge de travail par transtockeur, restric- tion dans le calcul de l'emplacement (niches ou zones obli- gatoires et interdites, affectation de zones à des catégories de références, quantités maximales et minimales d'un pro- duit, hauteur et dimension d'une alvéole), etc.

3. la gestion des radiations :gestion de multiples bor- dereaux simultanés par poste et radiations par postes de prélèvement, par différents quais, par critères de sé- lection (par date d'entrée ou de péremption ou par pro- ximité à l'entrée de l'allée...), etc.

STOCKAGE AUTOMATISÉ À PALETTES

Un magasin automatique peut servir de poumon d'une chaîne de montage,

où l'alimentation des références doit être coordonnée à la seconde près avec le processus

de fabrication et où les erreurs ne sont pas admises

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4. les consultations et les statistiques :le système permet de consulter toutes les informations et fournit des statistiques tirées des données historiques.

Une solution pour chaque besoin

Comme nous l'avons déjà dit, au moment de l'automati- sation, les flux de mouvements qui se produisent dans un centre de stockage ou de distribution déterminent ses caractéristiques, mais dépendent aussi du type de marchandise qui est manié. Nous présentons ci-après quatre situations avec leurs solutions respectives : A) Grand volume et grand mouvement

Une entreprise (par exemple, un distributeur de pro- duits de grande consommation) a besoin de stocker un volume considérable de palettes (un chiffre supérieur à 6 000) et d'assumer quelque mille mouvements journa- liers (entrées, sorties et replacements). La solution pourrait consister en la construction d'un magasin de plus de 20 m de haut équipé de plus de trois transtoc- keurs, dont le fonctionnement serait réglé sur celui des services de réception, de prélèvement et d'expédition.

B) Grand volume et faible mouvement

Une société qui travaille avec de longs tirages de pro- duction pour optimaliser les processus industriels ou un importateur d'articles de moyenne ou faible rotation (papier, carton, surgelés, pièces de rechange, archives, etc.) ont besoin d'une grande capacité de stockage sur une surface de petites dimensions, même s'ils manipu- lent un petit volume de mouvements. Une solution pos- sible pour ce genre de situation pourrait se résumer en un magasin de palettes de grande hauteur (plus de 20 m), avec des rayonnages à double profondeur (deux ou plusieurs palettes dans la profondeur), desservis par un ou plusieurs transtockeurs et un pont de transborde- ment, au besoin.

C) Intégration dans les processus de production Certains processus de production nécessitent des maga- sins intermédiaires (entreprises d'embouteillage, gros- sistes de fruits ou de légumes, fabricants de produits devant être fermentés ou mis en quarantaine, etc.) pour approvisionner les différents points de la chaîne de pro- duction. La bonne solution pourrait être de construire un centre de stockage de palettes, normalement à l'in- térieur d'une halle, d'une hauteur de 12 m environ, avec des rayonnages classiques ou à double profondeur et équipé de deux ou plusieurs transtockeurs. Il peut éga- lement être équipé de systèmes de contrôle de la tempé- rature et de l'humidité, bien que la clé réside dans l'inté- gration informatisée entre le production et le magasin.

D) Processus de prélèvement intensifs

Les compagnies pharmaceutiques, les parfumeries, les quincailleries, les distributeurs de produits de petite et mo- yenne dimension destinés aux boutiques ou directement au consommateur final sont généralement confrontés à la né- cessité de préparer de nombreuses commandes peu volumi- neuses à livrer d'urgence. Une solution est l'installation d'un magasin automatique pour boîtes (" Mini-load ") ayant les caractéristiques suivantes : une hauteur inférieure à 10 m, rayonnages simples ou double profondeur et desservis par des transtockeurs à grande vitesse. Le système de sortie des boîtes doit également incorporer plusieurs postes de prélèvement et un système de classement.

Par le biais de cet article, nous avons essayé de décrire les composants principaux d'un magasin automatisé. Il s'agit évidemment d'une ébauche et ces éléments peu- vent présenter des variations importantes dans certains cas. Il est donc essentiel de souligner à nouveau l'im- portance de faire une étude préalable par l'intermédiai- re d'une société de consultance afin de déterminer la solution la plus adéquate pour chaque entreprise. I

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Les transtockeurs pour palettes peuvent atteindre une vitesse de levage

allant jusqu’à 60 m/min et une vitesse de translation allant jusqu’à 200 m/min,

ce qui permet des flux de matériels difficiles à atteindre avec les machines

traditionnelles