Quante batterie di riserva sono necessarie per gli scanner di magazzino?

Quante batterie di riserva sono necessarie per gli scanner di magazzino?

Un magazzino può disporre di computer portatili sufficienti per ogni operatore eppure perdere tempo produttivo perché il piano per le batterie è stato considerato solo in un secondo momento.

Il problema si manifesta di solito nel momento peggiore. Una squadra di picking inizia il turno serale, diversi scanner hanno già una carica inferiore al 30% e le batterie di ricambio nell’area di ricarica sono o scariche, o obsolete oppure ancora in uso. I dispositivi funzionano perfettamente. Il parco batterie no.

Acquistare troppe poche batterie causa interruzioni. Acquistarne troppe immobilizza risorse finanziarie e lascia inutilizzati pacchi agli ioni di litio. Il numero corretto dipende da quattro fattori pratici: quanti dispositivi sono in funzione, per quanto tempo operano, quanto dura effettivamente una batteria e quanto velocemente un pacco esaurito può tornare in servizio.

Questa guida spiega come trasformare tali dati in un piano realistico per batterie e caricabatterie per PDA da magazzino, computer portatili e scanner di codici a barre senza fili.

Prima di tutto, definire cosa si intende per "batteria di riserva"

I conteggi delle batterie sono spesso fonte di confusione perché tre gruppi diversi vengono definiti "di riserva". È preferibile distinguerli chiaramente.

• Batterie installate sono quelle inserite nei dispositivi attualmente in servizio.

• Batterie di rotazione consentono di mantenere operativo il turno successivo mentre i pacchi scarichi vengono ricaricati.

• Batterie di riserva coprono guasti, ritardi nella ricarica, straordinari, picchi stagionali e batterie rimosse dal servizio.

Supponiamo che un magazzino utilizzi 50 terminali portatili distribuiti su due turni. Potrebbe avere 50 batterie nei dispositivi, altre 50 nel pool di rotazione e da 5 a 10 vere e proprie batterie di riserva.

In tal caso, il sito possiede complessivamente da 105 a 110 batterie, ma solo da 55 a 60 di esse sono «di riserva», oltre a quelle già installate.

Tenere distinte queste categorie evita errori sia negli acquisti sia nei registri di inventario.

I quattro numeri necessari prima del calcolo

1. Numero di dispositivi in uso simultaneo

Usare il numero di dispositivi attivi nel momento più intenso della giornata, non il numero totale indicato nel registro delle risorse.

Un’azienda potrebbe possedere 80 scanner, ma se solo 60 vengono utilizzati contemporaneamente, il numero di partenza è 60. D’altra parte, lavoratori temporanei durante la stagione di punta potrebbero far salire l’uso simultaneo al di sopra del livello normale.

Usare il valore di picco quando il piano per le batterie deve coprire anche tali periodi.

Chiameremo questo numero N .

2. Ore operative giornaliere

Non limitarsi a «un turno» o «due turni». Registrare le ore effettive durante le quali ciascun dispositivo rimarrà lontano dalla stazione di ricarica.

Un turno di otto ore può includere una pausa di trenta minuti, durante la quale i dispositivi possono essere collegati alla stazione di ricarica. Un’operatività nominale di sedici ore può prevedere una finestra di passaggio di un’ora.

Questi dettagli influenzano il numero effettivo di batterie fisiche necessarie.

Definiremo questo come periodo operativo richiesto H .

3. Autonomia utilizzabile sotto carico reale

La capacità della batteria indicata sull’etichetta non corrisponde all’autonomia effettivamente utilizzabile nel vostro magazzino.

Frequenza delle scansioni, traffico Wi-Fi, luminosità dello schermo, applicazioni vocali, utilizzo di RFID, temperatura e età della batteria influenzano tutti il consumo energetico.

Il valore di autonomia dichiarato dal produttore rappresenta un utile punto di partenza, ma la decisione d’acquisto dovrebbe basarsi su un test pilota effettuato durante un turno rappresentativo.

Utilizzare il tempo intercorso tra una carica iniziale normale e la soglia di sostituzione prevista sul sito — ad esempio, quando il team sostituisce normalmente la batteria al 15% o al 20% — anziché scaricare ogni batteria fino all’arresto automatico del dispositivo.

Definiremo questa come autonomia utilizzabile testata Barra .

4. Tempo di ricarica e numero di stalli di ricarica disponibili

Il tempo di ricarica determina se una batteria può tornare in servizio prima che ne venga nuovamente richiesto l’uso. La capacità del caricabatterie determina quante batterie possono essere ricaricate contemporaneamente.

Entrambi i valori sono rilevanti.

Una batteria che si ricarica in quattro ore non è effettivamente pronta per il riutilizzo dopo quattro ore se trascorre due ore in attesa di un posto libero nel caricabatterie.

Chiameremo questo tempo totale di ricarica C .

Un metodo pratico per la pianificazione delle batterie

Non esiste un rapporto universale applicabile a tutti i magazzini. Il metodo descritto di seguito è più affidabile rispetto all’applicazione meccanica della regola «una batteria di riserva per dispositivo» in ogni operazione.

Passo 1: Verificare se una singola batteria copre l’intero periodo lavorativo

IF H è minore o uguale a R , una batteria in buone condizioni dovrebbe coprire l’intero periodo lavorativo pianificato.

Un sito con turni singoli può quindi partire con una batteria installata per ogni dispositivo e aggiungere un pool di riserva per casi eccezionali.

Per un funzionamento stabile in ambiente interno, dal 10% al 20% della flotta attiva rappresenta un intervallo ragionevole per il pool di riserva. Questo è un punto di partenza, non una regola industriale. La percentuale va adeguata dopo aver esaminato i guasti effettivi, le ore straordinarie e la domanda di picco.

Per 30 dispositivi attivi:

• Batterie installate: 30

• Intervallo iniziale di riserva: da 3 a 6

• Inventario totale di batterie: da 33 a 36

Se alcune batterie non riescono a completare il turno durante la fase pilota, non aumentare semplicemente la percentuale di riserva.

Verificare innanzitutto se la causa è l’età delle batterie, un carico insolitamente elevato sui dispositivi o una specifica di autonomia non rappresentativa dell’applicazione.

Passo 2: Aggiungere una batteria di rotazione quando un pacco non copre l’intera giornata

Se i dispositivi operano in due turni e una singola batteria non riesce a coprire l’intero periodo di funzionamento, un pool di rotazione 1:1 costituisce di solito il punto di partenza più semplice.

Un pacco alimenta il dispositivo mentre l’altro è disponibile per il successivo cambio o è in fase di ricarica.

Il valore di riferimento diventa:

Batterie di rotazione = N

Aggiungere quindi un pool di riserva più piccolo per guasti e variazioni operative.

Per 30 dispositivi attivi distribuiti su due turni:

• Batterie installate: 30

• Batterie di rotazione: 30

• Batterie di riserva: circa 3–6

• Inventario totale di batterie: circa 63–66

Questo piano funziona solo se le batterie restituite possono essere ricaricate prima del loro prossimo utilizzo. È per questo che le stazioni di ricarica devono essere calcolate separatamente.

Passo 3: Verificare la condizione di rotazione continua

Per il funzionamento continuo, la domanda chiave non è quante turnazioni compaiono nel programma. È piuttosto se una batteria scarica può completare la ricarica mentre un’altra batteria alimenta il dispositivo.

Un utile controllo teorico è:

Numero minimo di batterie fisiche per dispositivo attivo ininterrottamente = arrotondamento per eccesso di (R + C) ÷ R

Se una batteria funziona per otto ore e si ricarica in quattro ore:

Arrotondamento per eccesso di (8 + 4) ÷ 8 = 2 batterie per dispositivo

Dal punto di vista matematico, una batteria installata e una batteria di riserva possono supportare il funzionamento continuo.

Nella pratica, il sito necessita comunque di scorte di riserva perché i magazzini reali non operano con l’efficienza di un laboratorio. Le batterie vengono restituite in ritardo, le stazioni di ricarica guastano, le temperature variano e i pacchi più vecchi perdono autonomia.

Se la ricarica richiede più tempo della durata utile, due pacchi per dispositivo potrebbero non bastare più.

Ad esempio, un’autonomia di otto ore combinata con un tempo di ricarica di nove ore richiede almeno tre batterie fisiche per ogni dispositivo in funzione continua, prima ancora di aggiungere qualsiasi riserva.

Questo è il motivo per cui una regola fissa 1:1 non dovrebbe mai essere approvata senza verificare sia l’autonomia sia il tempo di ricarica.

Si dispone di un numero sufficiente di stalli di ricarica?

Un piano per le batterie può sembrare corretto su carta e tuttavia fallire presso la stazione di ricarica.

Per stimare il numero minimo di stalli di ricarica, definire innanzitutto:

• D: numero di batterie scariche restituite durante un cambio

• W: ore disponibili prima che tali batterie siano nuovamente necessarie

• C: tempo di ricarica per batteria

Quindi calcolare quante batterie uno stallo riesce a ricaricare completamente durante tale finestra temporale:

Ricariche completate per stallo = parte intera di W ÷ C

E:

Numero minimo di stalli per caricabatterie = arrotondamento per eccesso di D ÷ cariche completate per stallo

IF W è più corto di C , un pacco scarico non può essere completamente ricaricato prima della scadenza, anche se uno stallo è immediatamente disponibile.

Il sito deve estendere la finestra di ricarica, aggiungere un altro set di rotazione o utilizzare un sistema di ricarica più veloce qualificato. L’aggiunta di stalli da sola non risolve il problema dei tempi.

Ecco un esempio semplice.

Un’operazione con 50 dispositivi restituisce 50 pacchi scarichi. I pacchi sono nuovamente necessari entro otto ore e una carica completa richiede quattro ore.

• Ogni stallo può teoricamente completare due batterie in otto ore.

• Il numero teorico minimo è 25 stalli.

Questa cifra presuppone che il primo lotto di ricarica inizi immediatamente e che il personale lo sostituisca non appena la ricarica è completata.

Se le batterie rimangono nel contenitore di restituzione per un’ora, o se gli operatori non caricano il secondo lotto in tempo, 25 stalli non forniranno il risultato atteso. Nei casi in cui i passaggi di consegna sono intensi o la ricarica non è attentamente gestita, un numero maggiore di stalli costituisce un piano più sicuro.

I caricabatterie multi-bay sono spesso più pratici rispetto alla ricarica delle batterie all'interno di dispositivi singoli. Centralizzano il pool di batterie, riducono il disordine dei cavi e rendono più semplice verificare quali pacchi sono pronti.

Prima dell'acquisto, accertarsi che le batterie di ricambio siano state testate negli esatti modelli di caricabatterie o supporti utilizzati sul sito.

Tabella di pianificazione rapida

La tabella seguente rappresenta un punto di partenza per la stima del budget, non un sostituto di un test effettuato sul sito.

Presuppone batterie rimovibili, autonomia utile sufficiente a coprire un turno di otto ore, tempo di ricarica inferiore alla durata operativa e numero sufficiente di bays di ricarica per completare la rotazione.

Dispositivi attivi	Un turno da 8 ore: pool di riserva	Due turni: pool di riserva	funzionamento 24/7: pool di riserva
10	2	11–12	12–13
30	3–6	33–36	35–38
50	5–10	55–60	58–63
100	10–20	110–120	115–125

il termine «pool di riserva» in questa tabella include sia le batterie di rotazione sia quelle di riserva aggiuntive rispetto al pacco installato in ciascun dispositivo attivo.

Ad esempio, un’operazione 24/7 con 50 dispositivi e 60 batterie di riserva richiederebbe circa 110 batterie in totale.

Aumentare l’intervallo quando:

• Il sito prevede spesso straordinari o picchi stagionali.

• Le batterie vengono utilizzate in celle frigorifere o in aree esterne di carico.

• Gli operatori restituiscono le batterie in ritardo o in punti di ricarica diversi.

• Vengono mescolati lotti di batterie vecchi e nuovi.

• I tempi di approvvigionamento per le sostituzioni sono lunghi.

• Alcune postazioni di ricarica risultano regolarmente non disponibili.

Ridurre l’intervallo solo dopo che i dati operativi dimostrino che il pool di rotazione dispone costantemente di capacità inutilizzata.

La progettazione del dispositivo può modificare la risposta

Non tutti gli scanner per magazzino utilizzano le batterie nello stesso modo.

Computer mobili con batteria rimovibile

Molti PDA robusti e computer mobili sono progettati intorno a pacchi batteria rimovibili. Questi dispositivi sono la scelta migliore per un pool di rotazione gestito.

Ad esempio, Zebra elenca l’MC3300x con una batteria rimovibile da 7000 mAh, un tempo di ricarica completo inferiore a cinque ore e supporto per lo scambio a caldo.

Queste specifiche sono utili per la pianificazione, ma non sostituiscono un test di autonomia effettuato con le applicazioni, le impostazioni wireless e il volume di scansione propri del magazzino.

Alcuni i terminali portatili iData supportano anch’essi batterie rimovibili, alimentazione di riserva durante la sostituzione della batteria o accessori per la ricarica multi-slot.

L’insieme esatto di funzionalità varia in base al modello, pertanto modello del dispositivo, numero di parte della batteria e caricabatterie devono essere verificati congiuntamente.

Scanner senza fili ricaricati come dispositivo completo

Alcuni scanner di codici a barre senza fili vengono caricati posizionando l’intero scanner in un supporto di ricarica.

Anche se la batteria interna può essere sostituita durante la riparazione, potrebbe non essere progettata per essere cambiata dagli operatori durante un turno.

In tal caso, il sito potrebbe aver bisogno di scanner di riserva anziché di un ampio stock di batterie sciolte.

Questo è particolarmente importante quando si pianifica il supporto per gli scanner compatti Mindeo e altri dispositivi ricaricati tramite supporto. Verificare se la batteria è rimovibile dall’utente e se esiste un caricabatterie separato prima di applicare i rapporti indicati in questo articolo.

La funzione Hot-Swap non significa tempo illimitato per lo scambio

Il supporto Hot-Swap si basa generalmente su una piccola fonte di alimentazione di riserva interna che mantiene attiva la sessione per un periodo limitato.

L’operatore deve comunque seguire la procedura del produttore e installare tempestivamente la batteria carica.

Non assumere mai che ogni versione all’interno di una famiglia di prodotti supporti lo stesso comportamento. Generazione del dispositivo, sistema operativo ed elettronica della batteria possono influenzare tutti il processo di scambio.

Cinque modi per tenere sotto controllo il parco batterie

1. Assegnare a ogni batteria un ID univoco

Etichettare ogni modulo con un semplice numero di bene o codice a barre. Registrare il lotto di acquisto, la data del primo utilizzo e il sito assegnato.

Quando un dispositivo si spegne prematuramente, il personale può segnalare l'ID della batteria invece di descriverla come «una delle batterie nere».

2. Separare le aree «Pronte all'uso», «In carica» e «In quarantena»

Non lasciare che le batterie cariche e quelle scariche condividano lo stesso scaffale.

Utilizzare aree chiaramente contrassegnate per:

• Pronte all'uso

• In attesa di carica

• Ricarica

• In ispezione o rimosse dal servizio

Il processo deve essere intuitivo per un nuovo operatore, senza necessità di una lunga spiegazione.

3. Ruotare le scorte invece di prelevare il pacco più vicino

Senza una regola di rotazione, le batterie più vicine alla parte anteriore del caricatore vengono utilizzate ripetutamente, mentre altre rimangono inutilizzate.

Una semplice procedura FIFO (first-in, first-out) distribuisce il carico di lavoro in modo più uniforme sull’intero parco e genera dati sulle prestazioni più significativi.

4. Misurare i ritorni anticipati

Registrare quanti pacci vengono restituiti prima della soglia normale di sostituzione e il motivo.

Un aumento del tasso di ritorni anticipati potrebbe indicare celle invecchiate, problemi di ricarica, una nuova applicazione particolarmente energivora o contatti difettosi tra batteria e dispositivo.

5. Rivedere il piano dopo la stagione di picco

Il primo calcolo è una previsione.

I tempi effettivi di rientro, le code di ricarica e i registri dei pacchi non funzionanti mostrano se il parco è sovradimensionato o insufficientemente coperto.

Rivedere tali numeri dopo un intero ciclo operativo e dopo ogni modifica significativa degli turni, del software o della temperatura del magazzino.

Errori comuni nella pianificazione

Utilizzare la capacità indicata sull’etichetta come garanzia di durata operativa

Due batterie con lo stesso valore in mAh possono offrire tempi di funzionamento diversi, poiché il carico del dispositivo, lo stato delle celle, il design della protezione e i metodi di prova variano.

Pianificare in base alla durata operativa verificata, non sul numero più alto riportato sull’etichetta.

Contare i caricabatterie ma non le relative baie di ricarica

affermare «Abbiamo otto caricabatterie» non è utile se non si conosce il numero effettivo di baie operative per ciascun caricabatterie.

Un’unità a quattro baie con una sola presa guasta fornisce tre baie, non quattro.

Presupporre che ogni batteria si adatti a ogni supporto

Una batteria di ricambio può alimentare il dispositivo portatile ma non riuscire comunque a caricarsi correttamente su un caricabatterie per batterie di riserva.

Testare la batteria nel dispositivo, nella base a singolo alloggiamento e in ogni modello di caricatore multipresa utilizzato dal cliente prima di approvare un ordine in grandi quantità.

Miscelazione di batterie senza registrazioni per lotto

Quando vecchi e nuovi pacchi vengono miscelati senza identificazione, i supervisori non riescono a stabilire se l’autonomia ridotta sia dovuta a un problema del dispositivo o a un problema di invecchiamento della batteria.

Le registrazioni per lotto rendono le decisioni di sostituzione più rapide e meglio giustificabili.

Domande frequenti

Quante batterie di riserva deve tenere un magazzino per ogni scanner?

Per un singolo turno coperto comodamente da una batteria, iniziare valutando una riserva pari approssimativamente al 10%–20% della flotta attiva.

Per operazioni su due turni o continue, una batteria di rotazione per ogni dispositivo attivo rappresenta un valore di riferimento comune, ma è valido soltanto quando il pacco scarico può essere ricaricato prima che ne venga nuovamente richiesto l’uso.

Una sola batteria di riserva per dispositivo è sufficiente per un’operazione 24/7?

Può essere sufficiente quando l’autonomia utile è superiore al tempo di ricarica, la capacità dei caricabatterie è adeguata e il sito dispone inoltre di una piccola riserva per guasti e ritardi.

Se il tempo di ricarica supera la durata operativa, potrebbero essere necessarie più di due batterie fisiche per dispositivo.

Dobbiamo acquistare più batterie o più stalli di ricarica?

Controllare prima la coda di ricarica.

Se le batterie cariche sono disponibili ma i dispositivi si esauriscono comunque, il parco batterie potrebbe essere troppo piccolo o distribuito in modo inefficiente.

Se le batterie scariche attendono stalli liberi, l’aggiunta di sole batterie genera soltanto una coda più lunga. Il sito necessita di maggiore capacità di ricarica o di un programma di ricarica ottimizzato.

Una batteria di sostituzione con capacità superiore riduce il numero di batterie di riserva?

Possibilmente, ma solo se il pacco batteria a maggiore capacità è compatibile con il dispositivo, funziona con il suo caricatore e garantisce una durata operativa maggiore in un test rappresentativo.

La capacità da sola non conferma la compatibilità meccanica, elettrica o di comunicazione.

I dispositivi con batterie a scambio rapido necessitano di batterie di riserva?

- Sì, è vero.

La sostituzione a caldo rende la sostituzione più rapida e può preservare la sessione utente, ma non fornisce energia aggiuntiva. Una batteria di rotazione caricata deve comunque essere pronta quando il pacco installato raggiunge la soglia di sostituzione.

Progettare il sistema, non solo l'acquisto della batteria

Il miglior piano per batterie di riserva è il pool più piccolo che garantisce il funzionamento di tutti i dispositivi richiesti senza creare colli di bottiglia nella ricarica.

Iniziare dal numero di dispositivi attivi, misurare l'autonomia effettiva nell'applicazione reale, verificare il tempo di ricarica con il caricatore effettivo e mappare la finestra di rientro tra i turni.

Aggiungere quindi una riserva in base al rischio operativo del sito, non una percentuale generica copiata da un altro magazzino.

Cowon fornisce soluzioni di batterie di ricambio per PDA da magazzino, terminali portatili e scanner per codici a barre, inclusi i computer mobili Zebra serie MC33, alcuni dispositivi portatili iData e i modelli di scanner Mindeo.

Per i progetti fleet, inviaci il modello del dispositivo, il numero di parte originale della batteria, la quantità richiesta, il programma dei turni e le informazioni sul caricabatterie. Possiamo aiutarti a verificare la compatibilità della batteria, eseguire test su campioni e valutare i requisiti di fornitura a lungo termine prima della produzione in serie.