Almacenamiento en estanterías – Sistemas de almacenamiento y estanterías – Sistemas automáticos de almacenamiento y recuperación

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Los transelevadores automatizados para almacenamiento en estanterías están diseñados para el almacenamiento y recuperación automático de piezas y artículos en los sectores de fabricación, ventas, comercio minorista, mayorista e instituciones. Surgieron en los años 60 y se centraron inicialmente en cargas pesadas en palés, pero a medida que la tecnología ha avanzado las cargas a manipular se han hecho más pequeñas. Los sistemas están controlados por computadora y mantienen un inventario de los artículos almacenados. Los artículos se eliminan especificando el tipo de artículo y la cantidad que se eliminarán. La computadora determina en qué parte del área de almacenamiento se puede retirar el artículo y planifica la retirada. Dirige el transelevador automático apropiado al lugar donde se almacena el artículo e indica al dispositivo que coloque el artículo en un lugar donde debe ser recogido. En ocasiones, parte del transelevador es un sistema de cintas transportadoras y/o sistemas de transporte sin conductor. Estos mueven las cargas dentro y fuera del área de almacenamiento y las transportan a la planta de producción o a los muelles de carga. Para almacenar artículos, la paleta o bandeja se coloca en una estación de entrada para el sistema, la información del inventario se ingresa en una terminal de computadora y el transelevador mueve la carga al área de almacenamiento, determina una ubicación adecuada para el artículo y almacena el producto. carga . A medida que se agregan o eliminan artículos de los estantes, la computadora actualiza su inventario en consecuencia.

Los beneficios de un transelevador incluyen una reducción de la mano de obra para mover artículos dentro y fuera del almacén, niveles de inventario reducidos, un seguimiento del inventario más preciso y ahorro de espacio. Los artículos a menudo se almacenan de manera más densa que en los sistemas donde los artículos entran y salen manualmente.

Dentro del almacén, los artículos pueden colocarse en estantes o colgarse de barras unidas a cadenas/transmisiones para moverse hacia arriba y hacia abajo. El equipamiento de una máquina de almacenamiento y recuperación incluye una máquina de almacenamiento y recuperación (RBG), que se utiliza para el almacenamiento y recuperación rápidos de material. SRM (máquina de almacenamiento y recuperación) se utiliza para mover cargas vertical u horizontalmente, pudiendo también moverse lateralmente para colocar objetos en el lugar de almacenamiento correcto.

La tendencia hacia la producción justo a tiempo a menudo requiere disponibilidad de recursos de producción a nivel de subpalet, y el sistema de almacenamiento y recuperación es una forma mucho más rápida de organizar el almacenamiento de artículos más pequeños junto a las líneas de producción.

El Material Handling Institute of America (MHIA), la asociación comercial sin fines de lucro para el mundo del manejo de materiales, y sus miembros han dividido AS/RS en dos segmentos principales:

• Pasillo fijo y
• Carruseles/ascensor

Ambas tecnologías permiten el almacenamiento y la recuperación automática de piezas y objetos, pero utilizan tecnologías diferentes. Cada tecnología tiene sus propias ventajas y desventajas. Los sistemas de pasillo fijo suelen ser sistemas más grandes, mientras que los carruseles y los módulos de elevación vertical se utilizan individualmente o en grupos, pero en aplicaciones de tamaño pequeño a mediano.

Un transelevador de pasillo fijo se presenta en dos estilos principales:

• un solo mástil o
• dos mástiles

La mayoría se basa en un riel y el techo guiado por rieles guía o canales en la parte superior para garantizar una alineación vertical precisa, pero algunos también están suspendidos del techo. Las “lanzaderas” que componen el sistema viajan entre estantes de almacenamiento fijos para cargar o recuperar una carga solicitada (que va desde un solo libro en un sistema de biblioteca hasta una plataforma de mercancías de varias toneladas en un sistema de almacén). Toda la unidad se mueve horizontalmente dentro de un pasillo, mientras que los carros son capaces de elevarse a la altura requerida para alcanzar la carga y extenderse y retraerse para cargar o descargar cargas ubicadas en múltiples posiciones ubicadas en lo profundo del estante. Se puede lograr un sistema semiautomático utilizando únicamente lanzaderas especializadas dentro de un sistema de estanterías existente.

Otra tecnología de transelevadores es la denominada tecnología de lanzadera. Con esta tecnología, el movimiento horizontal se realiza mediante lanzaderas independientes, cada una de las cuales opera en un nivel del estante, mientras que un elevador en una posición fija del estante se encarga del movimiento vertical. Al utilizar dos máquinas separadas para estos dos ejes, la tecnología Shuttle puede alcanzar mayores rendimientos que los transelevadores.

Las máquinas de almacenamiento y recuperación recogen cargas en estaciones específicas o las entregan al resto del sistema de transporte de soporte, donde las cargas entrantes y salientes se colocan con precisión para un manejo adecuado.

Además, existen diferentes tipos de máquinas de almacenamiento y recuperación automáticas llamadas

• Transelevador de carga unitaria, transelevador de carga media
• Transelevador minicarga, sistema de amortiguación vertical / módulos
• Módulo de elevación vertical (VLM)
• Carrusel vertical, rejilla de circulación automatizada o paternoster
• carrusel horizontal

para ser referido a. Estos sistemas se utilizan como unidades independientes o en estaciones de trabajo integradas llamadas pods o sistemas. Estas unidades generalmente están integradas con varios tipos de sistemas pick-to-light y utilizan control por microprocesador para uso básico o software de gestión de inventario.

Estos sistemas son ideales para aumentar la utilización del espacio hasta en un 90 %, la productividad en un 90 %, la precisión hasta más del 99,9 % y el rendimiento hasta 750 líneas por hora/por operador o más, dependiendo de la configuración de los sistemas.

Con la llegada de la producción en masa en la industria, las exigencias sobre el flujo interno de materiales y, por tanto, sobre la tecnología de almacenamiento se hicieron cada vez mayores. La demanda de poder almacenar cada vez más en un área pequeña dio lugar al almacenamiento en bloque en los años 50. Los almacenes de bloques se abastecían con grúas apiladoras, que requerían mucho menos espacio para los pasillos y alcanzaban alturas que no eran posibles con una carretilla elevadora o una carretilla retráctil.

En los años 60 se crearon las primeras máquinas de almacenamiento y recuperación que, a diferencia de las grúas apiladoras, estaban delimitadas por pasillos y, por tanto, no necesitaban un pórtico para circular por toda la nave. Esto no solo aumentó la capacidad de almacenamiento mediante un mayor uso del espacio, sino también el rendimiento, ya que ahora estaba disponible un SRM separado para cada pasillo. Al principio, las RBG se movían como pequeñas grúas pórtico por el techo de la nave y se guiaban por el suelo. Sin embargo, pronto pasaron a transmitir la fuerza no a través de los estantes o el techo de la sala, sino a través del suelo de la sala, ya que era mucho más fácil de controlar mecánicamente. Los RBG de un solo carril en tierra ahora pudieron alcanzar un rendimiento cada vez mayor.

Si bien hasta ahora los RBG eran manejados manualmente por un conductor, el desarrollo de la tecnología de la información en los años 80 hizo posible automatizar en gran medida las máquinas de almacenamiento y recuperación.

Esto condujo a un fuerte crecimiento de la industria a partir de los años 1990. En los años siguientes, el desarrollo de software (LSR (ordenador de control de almacén) y LVR (ordenador de gestión de almacén), véase almacén de gran altura) adquirió cada vez más importancia. Mecánicamente, los RBG se enfrentaban a un rendimiento cada vez mayor, pero el concepto básico sigue siendo el mismo hasta el día de hoy.

El transelevador no es una combinación de carretilla industrial y polipasto, sino que, debido a la guía superior e inferior, se trata de un típico polipasto que se mueve solo en el sentido de la marcha (eje X) y el carro elevador en el sentido de la marcha (eje X). la dirección de elevación (eje Y). El transelevador nunca funciona solo, sino siempre en combinación con un llamado dispositivo de manipulación de carga, que manipula la carga directamente o los llamados medios auxiliares de carga, que actúan como portadores de la carga (en dirección Z).

Por regla general, se instala un transelevador para cada pasillo de estanterías. El cambio del pasillo de estantería requeriría una construcción mucho más compleja y aumentaría considerablemente los tiempos de acceso a un compartimento de estantería; sin embargo, están fabricados (normalmente denominados RBG "curvos"). Si el almacenamiento y la recuperación están separados uno al lado del otro, también son útiles pares de máquinas de almacenamiento y recuperación para cada pasillo de estanterías. La elección de soluciones está determinada no sólo por el tiempo de funcionamiento deseado, sino también por las cargas útiles, las alturas de los edificios, las estrategias de almacenamiento, etc.

tren de aterrizaje

El chasis de vía única conecta las dos ruedas al mástil o bastidor. Las ruedas están guiadas sobre carriles y están montadas de forma giratoria sobre RBG curvados. Dependiendo del tipo de carril (perfiles laminados en caliente como perfiles en U, perfiles en I y carriles ferroviarios) y de la carga de la rueda, se utilizan ruedas de acero, plástico o Vulkollan (buje de acero con banda de rodadura de elastómero moldeado) en ruedas simples o dobles. arcos. Dependiendo de la necesidad de potencia, se acciona una o ambas ruedas.

mástil

El mástil (columna) conecta el chasis con la viga frontal. Dependiendo de la aplicación, son posibles versiones de un mástil o de dos mástiles (dispositivos de marco). El carro elevador se guía a lo largo del mástil. En el mástil también se encuentran otros componentes como el polipasto con accionamiento por cable o cadena, el armario de control principal, plataformas y escaleras con equipo de protección personal (EPI), alimentación eléctrica al armario de control principal y al carro elevador mediante conductores o cables. cadenas.

carro elevador

El carro elevador transporta principalmente la carga a transportar y está equipado con dispositivos para recoger y entregar la carga, el llamado dispositivo de transporte de carga.

Con el RBG automático suele haber una posición de control de emergencia en el carro de elevación (para solucionar problemas). Los SRM manuales suelen disponer de una cabina con equipamiento más o menos completo (EPI, asiento, estanterías, ordenador, escáner, extintor, etc.). Una cuestión importante aquí es el diseño de la ruta de escape.

El movimiento de elevación se realiza mediante un accionamiento por cable, correa o cadena. Para que en caso de bloqueo mecánico del carro de elevación se detenga automáticamente el movimiento de elevación, en las suspensiones están instalados interruptores de seguridad que detectan cuerda floja o sobrecarga. En el carro elevador existen dispositivos para evitar caídas en caso de rotura de la cuerda o cadena. Este equipo de seguridad es particularmente importante si las personas pueden viajar con el RBG.

travesaño de cabeza

El travesaño principal contiene el chasis superior y, si es necesario, conecta los dos mástiles. El chasis superior consta de rodillos guía que se guían en un carril sobre el puente de la estantería (estructura de conexión superior de las filas de estanterías). En máquinas monomástil que no tienen curvas, se puede incluso prescindir del travesaño del cabezal.

La cruceta de cabeza es particularmente importante cuando hay varios RBG curvos en un sistema de rieles. En este caso se debe evitar una colisión. Los dispositivos anti-impacto están integrados en el travesaño del cabezal, que también sirve como amortiguador.

Requisitos de unidad y energía

Los accionamientos de traslación y elevación son ahora predominantemente motores eléctricos con control de velocidad, y las prestaciones de conducción son cada vez mayores para reducir los tiempos de acceso y aumentar el rendimiento del sistema. Los accionamientos hidráulicos ya casi no se utilizan debido al alto riesgo de contaminación, especialmente para las mercancías.

Control manual

Con el control manual, todos los ejes de movimiento son controlados por el operador mediante un joystick o un botón. En este tipo de control, los enclavamientos lógicos y eléctricos deben impedir que todos los movimientos sean posibles en cualquier momento durante el funcionamiento normal. Debido al constante aumento del nivel de automatización, los SRM operados manualmente ya no desempeñan un papel importante en la actualidad. Sin embargo, todavía se utilizan dispositivos accionados por el hombre, especialmente para trabajos de recolección.

Control semiautomático

Con este tipo de control se automatizan determinadas secuencias de movimientos. Es muy útil, por ejemplo: B. el llamado ciclo de horquilla, en el que el operador se acerca al compartimento correspondiente y comienza el siguiente ciclo presionando un botón:

Extender la horquilla telescópica → elevar la horquilla telescópica → retraer la horquilla telescópica

Control automático

Con control automático, todos los movimientos del RBG se controlan y supervisan de forma autónoma en la máquina de almacenamiento y recuperación. El movimiento se coordina mediante los datos del pedido del sistema de gestión de almacenes. La transmisión de datos entre las unidades funcionales puede, p. B. por cable, vías de luz (infrarrojos) o por radio.

El movimiento manual de cada RBG es posible a través de una estación de control de emergencia que se puede utilizar para anular la conexión al sistema de gestión del almacén.

Los costos de un SRB dependen en gran medida del nivel de automatización, las dimensiones, la cantidad de unidades y los datos de rendimiento. Una RBG automática más pequeña ronda los 100.000 euros, para una RBG como la del ejemplo anterior la inversión ronda los 300.000 euros.

Un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación eficaz proporciona varios beneficios para la gestión de la cadena de suministro:

• Un sistema eficiente de almacenamiento y recuperación ayuda a las empresas a reducir costos al minimizar la cantidad de piezas y productos innecesarios en el almacén y mejorar la organización del contenido del almacén. Los procesos automatizados también crean más espacio de almacenamiento mediante almacenamiento de alta densidad, pasillos más estrechos, etc.
• La automatización reduce los costos laborales al tiempo que reduce los requisitos de personal y aumenta la seguridad.
• Modelar y gestionar la representación lógica de instalaciones físicas de almacenamiento (por ejemplo, estanterías, etc.). Si por ej. Por ejemplo, si ciertos productos a menudo se venden juntos o son más populares que otros, estos productos se pueden agrupar o colocar cerca del área de entrega para acelerar el proceso de recolección, empaque y envío a los clientes.
• Permitir una conexión perfecta con el procesamiento de pedidos y la gestión logística para recoger, empaquetar y enviar productos desde la fábrica.
• Seguimiento de dónde se almacenan los productos, de qué proveedores provienen y cuánto tiempo se almacenan. Al analizar dichos datos, las empresas pueden controlar los niveles de inventario y maximizar el uso del espacio del almacén. Además, las empresas están mejor preparadas para la oferta y la demanda del mercado, especialmente en circunstancias especiales como: B. una temporada alta en un mes en particular. A través de los informes generados por un sistema AS/RS, las empresas también pueden recopilar datos importantes que pueden insertarse en un modelo y analizarse.

Un carrusel horizontal es una serie de contenedores que giran sobre una pista ovalada. Cada contenedor tiene compartimentos que son ajustables y se pueden configurar para una variedad de aplicaciones estándar y especiales. El operador simplemente ingresa el número de contenedor, el número de pieza o la ubicación de la celda y el carrusel gira por el camino más corto. Para el cumplimiento de pedidos se utilizan múltiples carruseles horizontales integrados con tecnología pick-to-light y software de gestión de almacén (un carrusel).

La cantidad de pedidos se envía al pod. Se selecciona un grupo de pedidos para crear un lote. El operador simplemente sigue las luces, selecciona los carruseles y coloca los artículos en una estación de lotes detrás de ellos. Cada carrusel está preposicionado y gira durante su extracción. Al aplicar el principio producto a persona, el operador no necesita moverse de su puesto para preparar el trabajo.

Cuando se completa el lote, se alimenta un nuevo lote y se repite el proceso. Los carruseles horizontales pueden ahorrar hasta un 75 % de espacio, aumentar la productividad en 2/3, lograr una precisión superior al 99,9 % y lograr un rendimiento de hasta 750 líneas por hora por operador.

Los sistemas de carrusel horizontal generalmente superan a los sistemas robóticos por una fracción del costo. Los carruseles horizontales son el transelevador más rentable que existe.

También se pueden utilizar dispositivos robóticos de transferencia de entrada/salida para carruseles horizontales. El dispositivo robótico se coloca en la parte delantera o trasera de hasta tres carruseles horizontales al nivel del suelo. El robot toma el contenedor necesario en el pedido y, a menudo, lo rellena al mismo tiempo para acelerar el rendimiento. Luego, el contenedor o contenedores se transfieren a una cinta transportadora que los dirige a una estación de trabajo para su recolección o llenado. Se pueden realizar hasta ocho transacciones por minuto por unidad. Se pueden utilizar contenedores de hasta 36″ x 36″ x 36″ en un solo sistema.

En pocas palabras, los carruseles horizontales se utilizan a menudo como “estanterías giratorias”. Con un simple comando "Obtener", los elementos se llevan al operador, eliminando espacio que de otro modo se desperdiciaría.

Aplicaciones AS/RS: La mayoría de las aplicaciones de la tecnología de transelevadores están asociadas con operaciones de almacenamiento y distribución. También se puede utilizar una máquina de almacenamiento y recuperación para almacenar materias primas y productos sin terminar en producción.

Se pueden distinguir tres campos de aplicación de los transelevadores:

• Almacenamiento y manipulación de carga general,
• recogiendo y
• Almacenamiento de mercancías en curso.

Las máquinas de almacenamiento y recuperación de carga general están representadas por máquinas de almacenamiento y recuperación y máquinas de almacenamiento y recuperación con pasillos profundos. Este tipo de aplicaciones se encuentran comúnmente en el almacenamiento de productos terminados en un centro de distribución, rara vez en la fabricación. Los sistemas subterráneos se utilizan en la industria alimentaria. Como se describió anteriormente, la recolección implica retirar materiales en una cantidad menor que la cantidad total del paquete. Para esta segunda área de aplicación se utilizan sistemas miniload, hombre a bordo y recuperación de artículos.

Una aplicación más nueva de la tecnología de almacén automatizado es el almacén de productos en proceso. Aunque es deseable minimizar la cantidad de trabajo en progreso, el WIP (Trabajo en Proceso) es inevitable y debe gestionarse de manera efectiva. Los sistemas de almacenamiento automatizados, ya sean sistemas de almacenamiento y recuperación automáticos o sistemas de carrusel, proporcionan una manera eficiente de almacenar materiales entre los pasos de procesamiento, especialmente en la producción por lotes y en taller. En la producción a gran escala, los bienes en proceso a menudo se transportan entre pasos de trabajo utilizando sistemas transportadores que realizan funciones tanto de almacenamiento como de transporte.

Trabajo en proceso / mercancías en curso – inventario en circulación

En administración de empresas, el inventario circulante se refiere a la cantidad de inventario inmovilizado por pedidos liberados en las etapas individuales de la producción en curso. Esto incluye materiales que están en progreso, así como aquellos que se encuentran en colas o buffers. Como sustitución del término inglés "work in process", también en alemán se está imponiendo cada vez más el término "ware-in-work".

Una tarea esencial de la planificación y control de la producción (PPS) es mantener las existencias circulantes lo más bajas posible. Inmovilizan liquidez, capital y espacio, a menudo provocan transporte adicional y, a menos que se procesen inmediatamente, generalmente se consideran residuos (Muda). Debido a la relación entre el inventario circulante y el tiempo de entrega (ley de Little), el inventario circulante también limita la flexibilidad.

La contraparte de los inventarios corrientes son los activos corrientes.

Los VLM se pueden construir a una altura bastante alta para adaptarse al espacio disponible en una instalación. Se pueden colocar varias unidades en “góndolas”, donde un operador puede retirar elementos de una unidad mientras las otras unidades se mueven. Las variantes incluyen ancho, alto, carga, velocidad y un sistema de control.

El VLM es un módulo de elevación vertical automático controlado por placa. El inventario dentro del VLM se almacena en los espacios o rieles de las bandejas delantera y trasera. Cuando se solicita una bandeja, ya sea ingresando un número de bandeja en el teclado direccional incorporado o solicitando una pieza a través del software, un extractor se desplaza verticalmente entre las dos columnas de la bandeja, saca la bandeja solicitada de su posición y la lleva a un punto de acceso. Luego, el operador recoge o repone el inventario y la bandeja se devuelve a su ubicación después de la confirmación.

Los sistemas VLM se venden en numerosas configuraciones que se pueden utilizar en diversas industrias, logística y entornos de oficina. Los sistemas VLM se pueden ajustar para aprovechar al máximo la altura de la instalación, incluso en varios pisos. Con la capacidad de crear múltiples aberturas de acceso en diferentes pisos, el sistema VLM puede proporcionar una solución innovadora para almacenamiento y recuperación. El movimiento rápido del dispositivo de selección, así como el software de gestión de inventario, pueden aumentar drásticamente la eficiencia del proceso de selección. Esto se hace retirando y almacenando simultáneamente las bandejas en varias unidades. A diferencia de los grandes transelevadores que requieren una revisión completa del almacén o de la línea de producción, los módulos de elevación vertical son modulares y pueden integrarse fácilmente en el sistema existente o introducirse gradualmente en diferentes fases.

Algunas de las aplicaciones más comunes incluyen: MRO (mantenimiento, reparación y operaciones), preparación de pedidos, consolidación, creación de kits, manejo de piezas, almacenamiento en búfer, almacenamiento de inventario, WIP, almacenamiento en búfer y muchas más.

Los VLM ofrecen ahorro de espacio, mayor productividad laboral y precisión de selección, mejor ergonomía para los trabajadores y procesos controlados.

La mayoría de los VLM ofrecen almacenamiento de espacio dinámico donde la bandeja se mide cada vez que se devuelve al dispositivo para optimizar el espacio, las características de seguridad incluyen una bandeja inclinable para una mejor accesibilidad ergonómica y punteros láser que indican el elemento exacto que se debe retirar de cada compartimiento.

hacer kitesurf

Durante el kit, todos los materiales de un producto se recopilan de antemano, se agrupan en un conjunto y se preparan para que la línea de montaje se ensamble a partir de ahí.

Módulos de almacenamiento de elevación vertical (VLSM)

También se conocen como sistemas de almacenamiento/recuperación automáticos de elevación vertical. Todos los siguientes tipos de transelevadores están construidos alrededor de un pasillo horizontal. Para acceder a las cargas se utiliza el mismo principio del pasillo central, con la diferencia de que el pasillo es vertical. Los módulos de almacenamiento de elevación vertical, algunos con alturas de 10 metros o más, son capaces de acomodar grandes inventarios y al mismo tiempo ahorrar valioso espacio en la fábrica.

Apilador de carga general

El apilador de carga general suele ser un gran sistema automatizado diseñado para manipular carga general almacenada en paletas u otros contenedores estándar. El sistema está controlado por ordenador y los transelevadores están automatizados y diseñados para manipular contenedores de carga general.

Robot pórtico RBG

Se trata de un tipo de transelevador automatizado utilizado en almacenamiento y logística. A menudo se utilizan en la industria de los neumáticos para apilar inventarios de neumáticos. La mayoría de estos sistemas tienen un ancho de 50 a 60 pies y una longitud promedio de 200 a 300 pies. Estos sistemas utilizan efectores finales, también conocidos como “herramientas de extremo de brazo”, para recoger y colocar las pilas de neumáticos de las cintas transportadoras.

Sistemas hombre a bordo

Un sistema de hombre a bordo puede proporcionar importantes ahorros de espacio en comparación con las operaciones manuales o con montacargas, pero no es un verdadero transelevador ya que el proceso sigue siendo manual. La altura del sistema de almacenamiento no está limitada por la altura de alcance del recolector, ya que el recolector se desplaza sobre la plataforma mientras se mueve vertical u horizontalmente a las distintas ubicaciones de almacenamiento. Los estantes o armarios de almacenamiento se pueden apilar tan alto como lo permitan la carga del suelo, la capacidad de peso, los requisitos de rendimiento y/o la altura del techo. Los transelevadores de a bordo son, con diferencia, la variante más cara de los dispositivos de preparación de pedidos, pero más baratos que un sistema totalmente automático. Los transelevadores de pasillo que alcanzan una altura de hasta 12 metros cuestan aproximadamente 125.000 dólares. Por lo tanto, debe haber suficiente densidad de almacenamiento y/o mejora de la productividad con respecto a la recolección con carros y contenedores para justificar la inversión. Debido a que el movimiento vertical es lento en comparación con el movimiento horizontal, las tasas típicas de recolección a bordo están entre 40 y 250 líneas por persona-hora. El abanico es amplio porque existe una gran variedad de esquemas de funcionamiento de los sistemas de hombre a bordo. Los sistemas de tablero de mando suelen ser adecuados para elementos de movimiento lento donde el espacio es relativamente caro.

Almacén de estanterías altas (HLR)

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Almacén automático de piezas pequeñas (AKL)

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Adecuado para:

• Almacenamiento intermedio: para el comercio electrónico, el comercio minorista y las industrias manufactureras