proyecto

INGENIERIA EN LOGISTICA

SmartRack Solución de Almacenamiento Inteligente

ANTECEDENTES

Racks Modulares (Recientemente)

Automatización (Últimas décadas)

Racks Especializados (Décadas posteriores)

Tecnología y Sostenibilidad (Actualidad)

Sistemas Selectivos (Década de 1970)

Estandarización de Palets (Década de 1940)

Orígenes (Mediados del siglo XX)

ANTECEDENTES

Análisis histórico del fenómeno de estudio

El Altiplano hidalguense ha evolucionado de la minería y agricultura a industrias manufactureras y logísticas, impulsado por la escasez de recursos minerales. Aunque la adopción de tecnologías avanzadas es más lenta, proyectos como SmartRack podrían transformar la región en un centro logístico clave.(G.Robles,2023)

NIVEL LOCAL

En América Latina, la adopción de tecnologías avanzadas en la gestión de inventarios ha sido más lenta que en otras regiones, pero se ha acelerado en Brasil y México. El comercio electrónico impulsó la modernización logística.(Morales,2023)

NIVEL NACIONAL

La gestión de inventario ha evolucionado desde métodos manuales en la Revolución Industrial hasta sistemas avanzados como Just-In-Time (JIT), con tecnologías como IoT, IA y automatización robótica integradas por empresas como Amazon.(García, 2023)

NIVEL INTERNACIONAL

La gestión de inventarios en almacenes tradicionales enfrenta desafíos como la ineficiencia en el uso del espacio (hasta un 40% no se utiliza adecuadamente) y la falta de visibilidad en tiempo real, lo que afecta la capacidad de respuesta a la demanda. La dependencia de procesos manuales puede resultar en desabastecimientos, exceso de inventario, y errores que cuestan entre un 5% y 15% de los ingresos anuales. La adopción de tecnologías avanzadas como Smartrack puede reducir los costos operativos en un 30% y mejorar la eficiencia en un 25%, aumentando la competitividad empresarial.

Planteamiento del problema

La globalización ha complicado las cadenas de suministro, aumentando desafíos en eficiencia y costos operativos (García, 2021). Smartrack, que integra racks automatizados y tecnología IoT, mejora la gestión logística en almacenes, reduciendo errores humanos y costos operativos (Martínez & Pérez, 2022; Rodríguez & Hernández, 2023). Además entre sus impactos esta que agiliza la respuesta al mercado mediante la automatización y monitoreo en tiempo real del inventario (Sánchez, 2021; Fernández, 2022). Esto permite una mejor planificación estratégica y promueve la sostenibilidad empresarial (Gómez & Ruiz, 2023; Navarro, 2020), fortaleciendo la competitividad de las empresas (Vega, 2021).

Justificación

Delimitación espacial

Delimitación temporal

Identificación del objeto de estudio

El proyecto se desarrollará durante un período de aprox. 5 meses y se dividirá en cuatro fases: diseño y creación de prototipos, integración y desarrollo, pruebas y ajuste, y despliegue y evaluación. Este período abarca desde el concepto inicial del sistema hasta su implementación a escala en los almacenes de la región.

El proyecto se centra principalmente en almacenes y centros de distribución ubicados en el Altiplano de Hidalguense, región con creciente desarrollo industrial y logístico. Sin embargo, el diseño del sistema SmartRack es adaptable a otros entornos geográficos con necesidades similares, permitiendo su implementación en diferentes regiones a nivel nacional e internacional.

El proyecto SmartRack se enfoca en la gestión de inventarios en almacenes y centros de distribución mediante tecnologías avanzadas para mejorar la eficiencia operativa. Integrando automatización, IoT, visualización holográfica y mantenimiento predictivo, busca optimizar el uso del espacio y reducir errores en las cadenas de suministro.

1. Diseñar racks modulares automatizados que se puedan personalizar para adaptarse a varios tipos de productos y configuraciones de almacenamiento.
2. Implementar sensores IoT para monitoreo en tiempo real de inventario, temperatura, humedad y movimiento.
3. Desarrollar una interfaz holográfica y aplicaciones de realidad aumentada (AR) para una gestión y visualización eficiente del inventario.
4. Comparar la eficiencia del inventario con y sin Smartrack

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Desarrollar un sistema de estanterías logísticas inteligente que integre automatización, IoT, visualización holográfica y mantenimiento predictivo para optimizar la gestión de inventario en almacenes y centros de distribución, mejorando la eficiencia operativa y la sostenibilidad.

OBJETIVO GENERAL

Visualización Holográfica y Realidad Aumentada (AR)

Mantenimieto Predictivo

Tecnología IoT

Automatización

Relación entre Variables de Estudio

¿Cómo puede la integración de tecnologías avanzadas como la automatización, IoT y visualización holográfica mejorar la eficiencia operativa en la gestión de inventarios en el Altiplano Hidalguense?¿Qué impacto tiene el uso de mantenimiento predictivo en la reducción de tiempos de inactividad y costos operativos en almacenes que implementan el sistema SmartRack?¿Cómo contribuye la adaptación de sistemas modulares y la utilización de energías renovables en el SmartRack a la sostenibilidad y flexibilidad de la gestión de inventarios en un entorno logístico en desarrollo?¿Cuál es la percepción de los operarios y gerentes sobre la adopción de interfaces holográficas y AR para la mejora de la visibilidad y manejo del inventario?

Peguntas de investigación

Hipótesis

La implementación de un sistema de estanterías logísticas inteligente que integre automatización, IoT, imágenes holográficas y mantenimiento predictivo mejora significativamente la eficiencia operativa y reduce los costos de gestión de inventario en almacenes y centros de distribución en comparación con los métodos tradicionales de almacenamiento y control de inventario.

Mejorar la eficiencia de la gestión de inventario reduce la necesidad de espacio adicional y reduce la huella de carbono de las operaciones logísticas

Las empresas en crecimiento o aquellas que cuentan con una amplia Procesamiento de una gama de productos es de crucial importancia: optimización de recursos.

La implementación de tecnología de mantenimiento predictivo en los sistemas de estanterías minimiza el tiempo de inactividad y los costos de reparación

Impacto ambiental

Adaptabilidad

Innovación y competitividad

Impactos

El uso de la tecnología de imágenes holográficas en la gestión de inventario abre una nueva dimensión de control y análisis, lo que permite una planificación más efectiva y una respuesta más rápida a las demandas del mercado

La integración de sensores IoT en los estantes permite monitorear en tiempo real el estado y la ubicación de los productos en el almacén. Esto reduce el tiempo de búsqueda de productos y facilita la recopilación de datos para tomar mejores decisiones.

Al automatizar los procesos logísticos, se puede reducir significativamente el tiempo necesario para procesar los productos, optimizar el uso del espacio y minimizar los errores humanos.

Reducción de costos

Internet de las Cosas

Eficiencia operativa mejorada

Tipo de investigación

variables

Consideraciones éticas y validez del estudio.

Confidencialidad

Validez y confiabilidad

Consentimiento informado

Diseño de investigación

Implementación y desarrollo del prototipo

Análisis de impacto y recomendaciones finales

Pruebas de validación.

Diseño conceptual del sistema

Búsqueda de literatura y análisis exploratorio.

Tipo de investigación

METODOLOGIA Y DISEÑO

Seguridad y Privacidad en Sistemas IoT para la Gestión de Almacenes

7. Evaluación del Impacto Económico de la Implementación de Tecnologías Avanzadas en la Logística

El Rol de la Realidad Aumentada en la Mejora del Rendimiento Laboral

Optimización del Almacenamiento mediante Sistemas Inteligentes

Tiene un color adecuado a su Optimización del Almacenamiento mediante Sistemas Inteligentes

Tecnologías de Visualización Holográfica en la Logística

Impacto de la Realidad Aumentada en la Eficiencia Operativa de Almacenes

Integración del Internet de las Cosas (IoT) en la Gestión de Almacenes

Estudios previos

Rack modular

Reduccion de huellas de carbono

Reportes y monitorizacion real de inventario

Sistemas de Control

Gestión de Inventarios

Interfaz IoT (Internet de las Cosas)

Visualización y Monitoreo

Realidad Aumentada (AR)

Mantenimiento Guiado

Optimización de Picking

Sensores

Visualización Holográfica

MARCO TEORICO

El estudio examina cómo la logística y la cadena de suministro contemporáneas se benefician de tecnologías avanzadas como JIT, Internet de las cosas y visualización holográfica para optimizar la gestión de inventarios. Las tecnologías RFID, IoT e IA mejoran la eficiencia y la precisión operativa. Los racks y sistemas automatizados, como Smartrack, se destacan por integrar estas tecnologías para optimizar el espacio, reducir costos y permitir una respuesta ágil a la demanda del mercado. Además, se discuten la relevancia de la sostenibilidad y la eficiencia energética en los almacenes modernos, así como los desafíos y ventajas de implementar estas tecnologías en todo el mundo.

IMPACTOS

1. Impacto económico: Tecnologías como IoT y realidad aumentada reducen los costes operativos, aumentan la eficiencia en la gestión de almacenes y así mejoran la competitividad de las empresas.2. Impacto Social: La automatización mejora las condiciones laborales y reduce los errores, facilitando la seguridad y el desarrollo de habilidades tecnológicas entre los trabajadores.3. Impacto Sostenible: La eficiencia tecnológica reduce los residuos y optimiza la utilización de recursos, contribuyendo a la sostenibilidad ambiental en las operaciones logísticas.

PRUEBA PARAMETRICA

Para evaluar la efectividad del sistema propuesto se utiliza la prueba t de Student como método paramétrico. Esta prueba compara las medias de dos grupos: el desempeño del almacén antes y después de la implementación del sistema inteligente. Se miden variables como el tiempo de actividad, la precisión de la gestión de inventario y la reducción de costos operativos. La prueba t determina si las diferencias son estadísticamente significativas para validar la hipótesis de mejora en la eficiencia logística.

El SmartRack no es solo un sistema de almacenamiento; es una solución integral que combina automatización, monitoreo avanzado, y tecnologías de vanguardia para mejorar la eficiencia, la seguridad, y la sostenibilidad en la gestión de inventarios. Su diseño modular permite adaptarse a diferentes necesidades, mientras que su integración con tecnologías IoT y sistemas robóticos garantiza una operación ágil y precisa.

PROTOTIPO

Robots

Rack modular

Reduccion de huellas de carbono

Reportes y monitorizacion real de inventario

Sistemas de Control

Gestión de Inventarios

Interfaz IoT (Internet de las Cosas)

Visualización y Monitoreo

Realidad Aumentada (AR)

Mantenimiento Guiado

Optimización de Picking

Sensores

Visualización Holográfica

FUNCIONES

GRACIAS

Aparecieron racks modulares y ajustables, ofreciendo flexibilidad para adaptarse a diferentes cargas y tamaños de productos.

Objetivo: Crear y configurar un prototipo funcional para pruebas.Métodos: Desarrollo de software, integración de hardware y pruebas unitarias.Productos: prototipo funcional, software de gestión e infraestructura de red

Herramientas que permiten observar el estado de procesos y equipos en tiempo real para una gestión más eficiente.

Este estudio revisa el uso de AR en diversas industrias, incluyendo la logística. Muestra cómo la AR puede mejorar la precisión y velocidad en almacenes mediante la superposición de información digital en el entorno físico, guiando a los trabajadores y minimizando errores.Azuma, R. T., & Bishop, G. (2015). "A survey of augmented reality." Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 4(3), 355-385. DOI: 10.1162/pres.1995.4.3.355

Objetivo: Desarrollo de un diseño conceptual para la integración de tecnologías en un sistema funcional.Métodos: Talleres de diseño, simulaciones y consultas con proveedores.Productos: planos, esquemas y especificaciones técnicas.

Implementa tecnología solar y prácticas que optimizan el uso de energía y materiales, reduciendo el impacto ambiental asociado con la operación del rack.

Genera informes detallados sobre el uso del rack, las tasas de ocupación y el movimiento de productos, proporcionando una visión completa para mejorar la gestión logística.

Este estudio investiga un sistema de gestión de almacenes inteligente que combina IoT y computación en la nube. Presenta un modelo que optimiza la disposición y acceso a productos usando datos en tiempo real, mejorando la eficiencia operativa en la gestión de inventarios..Wang, X., & Qin, H. (2020). "Intelligent warehouse management system based on IoT and cloud computing." Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, 11(2), 547-556. DOI: 10.1007/s12652-019-01361-9

Estas tecnologías brindan a los operadores una vista clara y accesible del inventario, mejorando la eficiencia en la localización y manipulación de productos.

Estructuras de almacenamiento configurables que se adaptan a diferentes necesidades y optimizan el espacio en almacenes.

Los racks se usaron inicialmente en almacenes para maximizar el espacio de almacenamiento, siendo estructuras simples de estanterías.

Integración de elementos digitales en el entorno físico, mejorando la interacción con el sistema mediante superposición de información útil.

Surgieron racks selectivos que permitían un acceso directo a cada palet, optimizando el espacio y la rapidez en el almacén.

Este artículo revisa los desafíos de seguridad y privacidad en la implementación de IoT en entornos industriales, como almacenes. Proporciona estrategias para mitigar riesgos, esenciales para desarrollar un sistema de racks inteligentes que maneje datos sensibles.Borgia, E. (2014). "The Internet of Things vision: Key features, applications and open issues." Computer Communications, 54, 1-31. DOI: 10.1016/j.comcom.2014.09.008

La visualización holográfica y la realidad aumentada (AR) están revolucionando la gestión de almacenes al ofrecer nuevas formas de interactuar con el entorno y optimizar las operaciones logísticas. Estas tecnologías avanzadas permiten una mayor precisión, eficiencia y seguridad en la gestión de inventarios, el mantenimiento de equipos y la formación del personal.

Objetivo: Identificar tecnologías y su potencial para un sistema de estanterías inteligente.Métodos: Investigación bibliográfica, estudios de casos, entrevistas a expertos y análisis de patentes.

Ofrece instrucciones detalladas y en tiempo real para el mantenimiento preventivo y correctivo del rack, ayudando a prolongar la vida útil del sistema y prevenir fallos.

Consecteelit

Los robots colaborativos (cobots) pueden interactuar con el rack inteligente para realizar tareas de carga y descarga de productos, mover artículos entre diferentes partes del almacén, y asistir en la reposición de productos, mejorando la eficiencia y seguridad en el entorno de trabajo.

Conjunto de dispositivos y software que gestionan y automatizan operaciones logísticas, asegurando el flujo eficiente de materiales.

Control y supervisión de existencias en un almacén, garantizando la disponibilidad de productos y minimizando excedentes o faltantes.

- Variable independiente: Implementación de tecnología IoT en racks inteligentes.- Variable dependiente: Eficiencia en la gestión de inventarios y reducción de tiempos de operación.

Mejoras en los procesos de recolección de productos en un almacén, reduciendo tiempos y errores mediante sistemas automatizados y guiados.

Uso de métodos estadísticos robustos y condiciones controladas.

El proyecto Smartrack requiere una investigación mixta:Cuantitativa: Para medir eficiencia, tiempos operativos y costos.Cualitativa: Para entender percepciones, desafíos en la implementación e implicaciones culturales.

Registra automáticamente las entradas y salidas de productos del rack, actualizando en tiempo real el inventario disponible y facilitando la planificación y reabastecimiento.

Monitorean constantemente las condiciones del rack, como peso, temperatura, y posición de los productos, enviando alertas si se detectan problemas como sobrecarga o desajuste de temperaturas.

Sistema que proporciona instrucciones precisas para el mantenimiento de equipos, optimizando tiempos y recursos.

Consecteelit

Sistemas que generan informes detallados sobre el estado del inventario y permiten su seguimiento constante.

Protección de la información y datos recibidos.

Dispositivos que capturan y transmiten datos relevantes como temperatura, humedad o ubicación para monitoreo en tiempo real.

Permite la reconfiguración del espacio de almacenamiento según las necesidades específicas de cada momento, facilitando la adaptación rápida a cambios en el inventario o en los productos almacenados.

Plataforma que conecta dispositivos y sensores a través de internet, permitiendo la recopilación y análisis de datos en tiempo real.

Objetivo: Evaluar el sistema bajo condiciones simuladas para medir tiempos de respuesta, precisión y otros parámetros.Métodos: Experimentos controlados, comparación con métodos tradicionales.Productos: Datos experimentales, análisis estadísticos y recomendaciones.

Exploratorio: En primer lugar, se revisan las tecnologías existentes y su aplicación en diversas industrias, analizando literatura científica, estudios de casos y nuevas tecnologías.Descriptivo: Se describen las propiedades y funcionalidades de las tecnologías seleccionadas y su integración en un sistema unificado.

Permite a los operarios y supervisores ver en tiempo real la disposición y estado de los productos almacenados en el rack a través de imágenes 3D, facilitando la toma de decisiones y la detección de anomalías.

La automatización de un rack se refiere a la integración de tecnología avanzada para optimizar y mejorar el funcionamiento de sistemas de almacenamiento. Este tipo de automatización puede involucrar la implementación de sensores, actuadores, sistemas de control y software especializado para gestionar y controlar el movimiento, la organización y el almacenamiento de productos en estanterías o racks.

Automatiza y guía el proceso de selección de productos dentro del rack, reduciendo errores y acelerando el tiempo de preparación de pedidos mediante algoritmos que determinan la ruta más eficiente.

Este trabajo revisa la aplicabilidad de tecnologías de realidad virtual y holográfica en logística. Destaca cómo estas tecnologías pueden transformar la planificación y ejecución de operaciones logísticas mediante visualizaciones tridimensionales en tiempo real.Mujber, T. S., Szecsi, T., & Hashmi, M. S. J. (2014). "Virtual reality applications in manufacturing and logistics: A review." Journal of Materials Processing Technology, 155-156, 1834-1838. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2004.04.401

Se desarrollaron racks como los de gravedad y doble profundidad, diseñados para usos específicos y mayor aprovechamiento del espacio.

Tecnología que proyecta imágenes tridimensionales para facilitar la interpretación de datos y procesos en tiempo real.

Al analizar datos históricos y en tiempo real, intentamos predecir fallas y realizar un mantenimiento proactivo para reducir el tiempo de inactividad y los costos de reparación.

Los racks ahora se integran con IoT y sensores inteligentes para monitoreo en tiempo real, además de usar materiales sostenibles.

Implementación de prácticas y tecnologías que minimizan el impacto ambiental

Objetivo: Evaluar el impacto del sistema y proponer recomendaciones para su implementación.Métodos: Análisis de ROI, encuestas y evaluación de impacto ambiental.Productos: Informe final, recomendaciones de implementación y futuras líneas de investigación.

Los racks se integraron con sistemas automatizados, como los AS/RS, para mejorar la eficiencia mediante robótica y tecnología.

Permite observar el funcionamiento del rack en tiempo real desde un panel de control centralizado, mostrando gráficos y métricas clave para una supervisión continua y eficaz

Se refiere al uso de robots y sistemas automatizados para la manipulación de inventarios, que impactan directamente en la velocidad y precisión del manejo de productos.

Proporciona a los trabajadores información superpuesta sobre el rack, como instrucciones para colocar o recoger productos, optimizando las tareas de carga y descarga.

Garantizar el consentimiento de todos los participantes.

Este estudio presenta cómo los sensores IoT pueden proporcionar datos en tiempo real para la toma de decisiones automatizadas, aplicable en logística. La metodología puede ser adaptada para mejorar la eficiencia y reducir errores en la gestión de inventarios en almacenes.García, L., Parra, L., Jiménez, J. M., & Lloret, J. (2018). "IoT-based smart health monitoring system for managing air pollution." Future Generation Computer Systems, 93, 47-67. DOI: 10.1016/j.future.2018.10.004

Este estudio investiga un sistema de gestión de almacenes inteligente que combina IoT y computación en la nube. Presenta un modelo que optimiza la disposición y acceso a productos usando datos en tiempo real, mejorando la eficiencia operativa en la gestión de inventarios..Wang, X., & Qin, H. (2020). "Intelligent warehouse management system based on IoT and cloud computing." Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, 11(2), 547-556. DOI: 10.1007/s12652-019-01361-9

Regula y coordina todas las funciones del rack inteligente, desde la activación de los sensores hasta la implementación de tareas automatizadas, asegurando un flujo continuo y eficiente.

La adopción del palet estándar (48x40 pulgadas) impulsó la evolución de racks diseñados para manejar estos formatos, mejorando la eficiencia en el manejo de mercancías.

Este artículo explora cómo la AR puede mejorar el rendimiento laboral al proporcionar instrucciones visuales en tiempo real, aplicable en logística. Esto reduce la necesidad de formación intensiva y mejora la precisión en tareas de manejo de productos en almacenes.Yuen, S. C. Y., Yaoyuneyong, G., & Johnson, E. (2018). "Augmented reality: An overview and five directions for AR in education." Journal of Educational Technology Development and Exchange, 4(1), 119-140. DOI: 10.18785/jetde.0401.10

Este libro examina el impacto económico de la implementación de tecnologías avanzadas como IoT y AR en la logística. Los estudios de caso demuestran cómo estas tecnologías pueden llevar a ahorros significativos en costos y mejoras en la eficiencia operativa.Rushton, A., Croucher, P., & Baker, P. (2014). "The handbook of logistics and distribution management: Understanding the supply chain." Kogan Page Publishers

Conecta el rack inteligente a una red más amplia de dispositivos, permitiendo el acceso y control remoto de las funciones del rack, así como la recopilación y análisis de datos operacionales.