O Armazém do Futuro

 

Prefácio

Professor Yossi Sheffi, Diretor, MIT Center for Transportation & Logistics

O poder transformador do comércio eletrônico nos últimos anos levou a um cenário de varejo quase irreconhecível em comparação ao de cerca de uma década atrás. A introdução da entrega rápida em um ou dois dias e o varejo e atendimento omnicanal estão entre as muitas mudanças que se tornaram padrão.

Em nenhum lugar essa transformação é mais evidente do que no armazém. Esses centros de atividade são agora impulsionados por inovações revolucionárias em automação, incluindo robótica e inteligência artificial, além da necessidade de enfrentar os desafios de construir cadeias de suprimentos sustentáveis.

Hoje, as empresas precisam otimizar suas operações de armazenagem para agilidade, flexibilidade, precisão e, talvez o mais importante, adaptabilidade, à medida que as mudanças no varejo se aceleram ainda mais. Este white paper é leitura obrigatória para empresas que desejam se manter à frente e garantir que suas redes de armazéns continuem competitivas em um mundo em rápida transformação.

O MIT Center for Transportation & Logistics tem o prazer de manter uma parceria tão duradoura e produtiva com a Maersk, cujas percepções diretas da indústria têm se mostrado um recurso inestimável para a pesquisa do Centro e para o avanço da inovação em cadeias de suprimentos.

 

O Armazém do Futuro

Os armazéns sempre foram nós importantes nas cadeias de suprimentos, mas até alguns anos atrás, essas instalações de armazenamento operavam, em grande parte, nos bastidores, por vezes sendo subestimadas e recebendo pouca atenção pública. Isso está mudando rapidamente. Hoje, os armazéns são cada vez mais reconhecidos não apenas como essenciais para a capacidade de uma empresa de oferecer um excelente serviço ao cliente, mas também como centros de inovação tecnológica e líderes na mitigação dos impactos ambientais das cadeias de suprimentos — atributos centrais do armazém do futuro. Neste white paper, exploramos como as empresas podem aproveitar o poder de forças transformadoras como automação, digitalização e sustentabilidade no armazém, para se manterem à frente da concorrência e desempenharem um papel crucial na construção de um futuro mais verde e responsável para as cadeias de suprimentos.

As oportunidades para avançar em automação, digitalização e sustentabilidade em armazéns estão crescendo — e até se tornando uma exigência de negócios. Um dos motivos é que o setor de armazenagem testemunhou uma expansão significativa nos últimos anos.¹ O comércio eletrônico tem sido um dos principais motores desse aumento na demanda por espaço de armazenagem. Isso se deve ao fato de que o e-commerce provocou um aumento no número de unidades de manutenção de estoque (SKUs), ao mesmo tempo em que elevou as expectativas dos clientes quanto à velocidade de entrega. Como resultado, a estratégia anterior de preparar pedidos online nas lojas físicas tornou-se inviável devido ao aumento dos custos de separação, e as empresas passaram a focar em estratégias de atendimento eletrônico baseadas em armazéns.²

Além disso, as empresas foram obrigadas a expandir o espaço de armazenamento para acomodar os atrasos imprevisíveis na manufatura e no transporte que ocorreram desde 2020, quando a confiabilidade nos cronogramas atingiu níveis historicamente baixos devido à pandemia de Covid-19.³ Ademais, os padrões de demanda passaram a mudar mais rapidamente do que antes, em razão de restrições variáveis quanto a viagens, interações sociais e atividades comerciais; em resposta a essa instabilidade, mais empresas adotaram estratégias de estoque de segurança, o que, por sua vez, exigiu mais espaço de armazenagem.⁴ Por fim, a escassez de mão de obra nos mercados desenvolvidos impôs grande pressão sobre as cadeias de suprimentos. Empresas de muitos setores continuam enfrentando falta de trabalhadores qualificados em todos os processos. Essa escassez é impulsionada pelo elevado número de trabalhadores da geração Baby Boomer que estão se aposentando e por uma mudança geracional nas prioridades e expectativas em relação ao ambiente de trabalho, especialmente entre os trabalhadores das gerações Millennial e Z, caracterizada por uma ênfase crescente no equilíbrio entre vida pessoal e trabalho, em atividades com propósito e em uma cultura empresarial sólida. Essas questões trabalhistas afetam tarefas manuais, como separação de pedidos ou descarregamento de caminhões, que impactam fortemente as operações de armazém.⁵

Para lidar com os desafios impostos por essas tendências, muitas empresas estão focando na automação de armazéns. Embora o conceito de automação não seja novo no ambiente de armazenagem, ele passou por uma evolução notável. No início, a automação envolvia principalmente tecnologias que melhoravam o manuseio de paletes, como transelevadores, empilhadeiras, veículos guiados automaticamente (AGVs) e paletizadores e despaletizadores. Durante muitos anos, essas tecnologias tornaram as operações de armazém mais eficientes e produtivas. No entanto, a digitalização dos armazéns, ou o uso de tecnologias digitais para melhorar as operações de armazenagem, está revolucionando a automação.⁶

Os armazéns atuais empregam avanços de ponta, como braços robóticos alimentados por inteligência artificial (IA), que utilizam visão computacional, aprendizado por reforço profundo e sensores avançados para selecionar itens de qualquer tipo com a precisão de cirurgiões.⁷ Essas capacidades estavam antes limitadas ao domínio de processos industriais altamente padronizados. Já se foram os dias em que quase todos os armazéns seguiam um design e um fluxo de processos padrão. Além disso, para competir no ambiente logístico atual, as empresas precisam adaptar a automação às suas necessidades operacionais específicas, o que as levou a buscar soluções mais eficientes e personalizadas.⁸ O armazém do futuro incorpora essa mudança, representando um sistema altamente automatizado e interconectado que utiliza automação e digitalização para aumentar a precisão, a flexibilidade e a eficiência, adaptando-se às mudanças nas tendências de mercado e da cadeia de suprimentos.

Contudo, apesar do potencial de benefícios significativos em produtividade que pode oferecer, a crescente adoção da automação e da digitalização também traz novos desafios relacionados ao consumo de energia.⁹ Durante anos, os armazéns foram contribuintes significativos para as emissões de gases de efeito estufa (GEE), representando até 3% das emissões globais de GEE.¹⁰ Consequentemente, integrar a sustentabilidade ambiental à inovação tecnológica está se tornando uma parte indispensável da jornada rumo ao armazém do futuro.

No início de 2023, o MIT Center for Transportation & Logistics (MIT CTL) e a Maersk, gigante dinamarquesa de transporte marítimo e logística, organizaram uma mesa-redonda intitulada “O Armazém do Futuro”, com duração de dois dias, na instalação de armazenagem da Maersk na Califórnia. Essa mesa-redonda reuniu mais de 30 executivos de cadeias de suprimento de 20 diferentes empresas para discutir alguns dos desafios mencionados acima, que a maioria das empresas considera ao projetar o armazém do futuro. As discussões animadas do evento revelaram várias questões que estavam no topo da mente dos executivos:

• Quais são os principais desafios enfrentados pelas empresas ao implementar soluções inovadoras de automação em uma rede global de armazéns em constante expansão?

• Como a digitalização pode impulsionar a automação como uma força transformadora, permitindo maior precisão, flexibilidade e eficiência nas operações de armazenagem?

• Na busca por um armazém sustentável do futuro, como as empresas podem equilibrar os avanços tecnológicos com a responsabilidade ambiental?

Nas seções a seguir, apresentamos uma visão abrangente das transformações tecnológicas e ambientais que estão em andamento e serão essenciais para os armazéns do futuro.

 

Automação no Armazém

A Nova Fronteira

A automação surgiu como uma força transformadora na indústria de armazenagem, revolucionando operações e redefinindo a maneira como os produtos são manuseados, armazenados e distribuídos. Com os avanços tecnológicos e a crescente necessidade de maior eficiência e produtividade, os armazéns estão adotando cada vez mais soluções de automação em todos os processos. Um dos principais motivos é que a automação pode liberar os trabalhadores humanos de tarefas de armazém que, historicamente, eram fisicamente exigentes e monótonas. Exemplos incluem o uso de robôs avançados, como os da Amazon¹¹ ou da Locus Robotics,¹² que automatizam o movimento de produtos pelo armazém, ou a nova tecnologia de descarregamento de caminhões desenvolvida pela Boston Dynamics.¹³ Ambas as soluções minimizam tarefas manuais fisicamente exigentes, reduzindo o risco de lesões no ambiente de trabalho e permitindo que os trabalhadores do armazém se concentrem em atividades de maior valor, como a melhoria de processos e a manutenção e gestão de equipamentos. Isso significa que o fator humano é algo que as empresas precisam avaliar cuidadosamente ao adotar a automação em armazéns, embora seja apenas uma entre muitas considerações.

Os participantes da mesa-redonda mencionaram a crescente importância de considerar a flexibilidade ao avaliar novas soluções de automação. A flexibilidade pode ser vista de diferentes maneiras, como a capacidade de uma solução para escalar operações para cima ou para baixo com base na demanda flutuante; a capacidade de lidar com diferentes cargas, incluindo diversos tamanhos de SKU e tipos de embalagem; e a adaptabilidade da tecnologia a diferentes instalações, à medida que as empresas movem recursos de armazém em resposta às necessidades de negócios em mudança. Por essas razões, as empresas podem obter uma vantagem significativa ao integrar novas soluções de automação às suas instalações existentes, já que podem se adaptar a diferentes locais e às demandas de negócios em transformação.

Nos últimos anos, a Maersk adotou essa abordagem para modernizar seus armazéns legados. Exemplos notáveis incluem o uso de drones de inventário da empresa suíça Verity, que melhoram a gestão de estoques em instalações tradicionais, permitindo verificações mais eficientes e precisas.¹⁴ A solução da BionicHive, um robô instalado em sistemas de estantes tradicionais para levantar e transportar mercadorias pelo armazém sem ocupar espaço adicional no piso, é outro exemplo.¹⁵ Além disso, a Maersk fez parceria com a Fabric, fornecedora de tecnologia de automação para atendimento de pedidos, para instalar um Micro Centro de Atendimento (MFC) de armazenamento denso e flexível, capaz de automatizar parte ou toda a operação de um armazém existente, podendo ser ampliado posteriormente conforme o aumento da demanda.¹⁶

A velocidade no atendimento de pedidos foi outro fator considerado crítico pelos participantes da mesa-redonda, já que o comércio eletrônico exige prazos curtos. Os armazéns estão sob enorme pressão para entregar pedidos com rapidez e eficiência, e a automação é uma ferramenta essencial para acelerar o processo de atendimento e, assim, aumentar a satisfação do cliente. A automação do atendimento de pedidos não é novidade; o que é novo é a velocidade inédita com que alguns pedidos estão sendo separados e embalados. A solução em grade da Ocado, por exemplo, é um sistema de armazenamento em cubo de última geração para atendimento de pedidos de supermercado online que consegue montar um pedido de 50 itens em apenas cinco minutos¹⁷, algo que levaria mais de 10 vezes esse tempo para um trabalhador humano.¹⁸ A solução utiliza milhares de robôs que se movimentam sobre um sistema de grade, separando e embalando os pedidos de supermercado, e está sendo implementada por várias redes de varejo ao redor do mundo, incluindo a Kroger, dos EUA, e a Morrisons, do Reino Unido.

Muitas empresas enfrentam o desafio relacionado de integrar efetivamente novas tecnologias de automação às suas operações de armazém. Os participantes da mesa-redonda destacaram a crescente importância da interoperabilidade: a capacidade de a nova automação funcionar com os sistemas de armazém existentes. À medida que mais empresas buscam personalizar a automação de armazéns de acordo com suas necessidades específicas, o número de startups desenvolvendo tecnologias únicas para resolver desafios específicos da armazenagem cresceu exponencialmente.¹⁹ Embora isso possa ser um desenvolvimento bem-vindo, há uma desvantagem: diferentes soluções de automação estão sendo projetadas com base em plataformas, padrões ou protocolos diversos. Os sistemas de armazém tornaram-se mais complexos e, com tantos elementos interconectados, o potencial de erros aumenta. Uma falha ou erro em uma parte do sistema pode ter um efeito em cascata, levando a problemas operacionais generalizados. Além disso, múltiplas soluções dificultam a manutenção, a atualização e a adaptação do sistema integrado ao longo do tempo. As empresas precisam lidar com diversos fornecedores com políticas distintas de suporte, manutenção e atualização. Também, múltiplas soluções de automação exigem diferentes conjuntos de habilidades para operar e manter, aumentando a complexidade do sistema e exigindo “camadas de suporte”.²⁰ Para lidar com isso, as empresas precisarão recrutar e treinar pessoal para gerenciar um ambiente com múltiplas soluções, o que pode ser demorado e custoso.

Diante dessas circunstâncias, os gerentes de armazém enfrentam o desafio de selecionar as tecnologias de automação certas que estejam alinhadas com os requisitos específicos de seus armazéns. Executivos da cadeia de suprimentos presentes na mesa-redonda enfatizaram que a proliferação de soluções e fornecedores de tecnologia está tornando muito mais difícil acompanhar os avanços tecnológicos. Além disso, essa diversidade aumenta o tempo necessário para analisar cada tipo de automação, já que muitos fatores, como layout da instalação, perfis de pedidos, padrões de demanda e tempo de implementação, precisam ser considerados sempre que uma nova solução é avaliada. Também, embora a automação geralmente ofereça benefícios de longo prazo, o investimento inicial em capital (CAPEX) pode ser substancial. Empresas que estão considerando soluções de automação precisam avaliar o retorno sobre o investimento (ROI) e as economias de custo de longo prazo que cada iniciativa pode proporcionar e decidir cuidadosamente qual é a melhor opção.

De modo geral, há uma tendência clara entre os operadores de armazéns de desenvolver uma estratégia abrangente de automação, avaliando o potencial de melhoria de cada processo e, em seguida, criando uma abordagem personalizada para incorporar a automação às suas operações. Três percepções principais são cruciais para as empresas considerarem ao planejar a implementação dessas soluções. Primeiro, a velocidade continua sendo uma preocupação central, especialmente nas operações de comércio eletrônico, onde o atendimento rápido de pedidos é essencial. Segundo, a flexibilidade emergiu como um fator crítico, diferenciando as soluções modernas de automação de suas predecessoras. Terceiro, o desafio de integrar múltiplas tecnologias de automação complexas destaca a necessidade de planejamento cuidadoso e sistemas de suporte robustos. As empresas devem navegar por uma gama crescente de soluções enquanto garantem a interoperabilidade, gerenciam a complexidade e tomam decisões bem fundamentadas sobre os investimentos de capital e os benefícios de longo prazo.

 

Como selecionar a automação certa para o seu armazém

A Abordagem da Maersk para Avaliação de Tecnologia

Como uma empresa global com inúmeras instalações e milhares de clientes ao redor do mundo, a Maersk segue uma abordagem estruturada e abrangente para avaliar e implementar novas tecnologias de armazém. Por meio desse método metódico e rigoroso, a Maersk garante que a seleção e a implementação de tecnologias de automação sejam não apenas estratégicas, mas também personalizadas para proporcionar máxima eficiência operacional e satisfação do cliente. A seguir, estão as quatro principais etapas desse processo comprovado:

1. Avaliar o impacto da solução nos negócios: As tecnologias precisam resolver um ponto crítico de dor tanto para o cliente quanto internamente. Uma caminhada gemba é realizada após essa avaliação inicial, para observar em primeira mão o problema no armazém que a tecnologia poderia resolver.

2. Utilizar análise multicritério (MCA) para comparar as soluções potenciais: A MCA avalia o valor de resolver o problema com uma determinada solução. Os principais critérios são segurança, melhoria na capacidade de processamento (especialmente durante os períodos de pico) e eficiência de custos. As tecnologias com melhor pontuação nesses critérios avançam para a fase de prova de conceito (PoC).

3. Desenvolver uma prova de conceito (PoC): Esta etapa abrange o estudo, o design, os testes e, em seguida, a execução física da solução. A duração pode variar de algumas semanas a vários anos, dependendo se a tecnologia é nova ou já consolidada. O processo favorece a análise de cenários com base em probabilidades de sucesso, em vez da execução de simulações, que são frequentemente complexas e cheias de suposições.

4. Testar a solução em piloto: Por fim, após obter uma PoC bem-sucedida, a Maersk escolhe um armazém para realizar o piloto com base em vários fatores:

a. Ter uma equipe local capacitada no armazém, com a mentalidade certa para testar e aprimorar a tecnologia

b. Um local com potencial significativo de escalabilidade, que permita observar a implementação completa e resultados imediatos

c. Forte apoio de fornecedores e clientes nesse armazém, fator vital para uma implementação eficaz e para o retorno de feedback

 

Digitalização

Um elemento-chave para a decolagem da automação

No cenário dinâmico da armazenagem moderna, a digitalização é um elemento-chave para a adoção de tecnologias de automação em armazéns.²¹ Todos os participantes da mesa-redonda na Califórnia concordaram que a precisão e a visibilidade dos dados compõem a base essencial dessa conexão entre digitalização e automação em armazéns.

Sistemas automatizados dependem cada vez mais de dados precisos e atualizados para tomar decisões corretas. Isso significa que uma pequena discrepância nos dados pode levar a erros operacionais significativos. Além disso, as operações de armazenagem precisam se ajustar em tempo real a condições variáveis, como pedidos inesperados ou atrasos no transporte. A visibilidade em tempo real permite respostas rápidas a mudanças como essas. Além disso, à medida que os armazéns incorporam mais robótica às suas operações, dados precisos e conectividade de alta velocidade são necessários para que esses sistemas funcionem de forma eficaz.²² A solução em grade da Ocado é um exemplo perfeito disso, com milhares de robôs colaborativos (“cobots”) gerando cerca de 5.000 pontos de dados mil vezes por segundo em um único armazém.²³ Os cobots, que são controlados por um avançado sistema de inteligência artificial (IA) operando na nuvem, se comunicam 10 vezes por segundo com esse sistema de IA para coordenar seus movimentos.

Sistemas avançados de IA estão entre as várias tecnologias digitais que podem apoiar a automação de armazéns. Um desenvolvimento promissor viabilizado pela IA são os exoesqueletos de última geração para operadores de armazém. Exoesqueletos são dispositivos robóticos vestíveis projetados para trabalhar em harmonia com o corpo humano, oferecendo suporte, aumentando a força e reduzindo o esforço físico. A Verve Motion, uma startup sediada na região de Boston, desenvolveu uma solução focada em auxiliar trabalhadores de armazém em tarefas de levantamento e movimentos repetitivos, criando um ambiente de trabalho mais saudável.²⁴ Esses novos exoesqueletos utilizam IA para realizar ajustes dinâmicos e adaptar o suporte que fornecem à tarefa específica em execução. Usando sensores e algoritmos de aprendizado de máquina, o exoesqueleto pode reconhecer o tipo de tarefa que o trabalhador está executando e ajustar seu nível de suporte com base na atividade, tornando-o uma solução muito mais flexível do que os modelos rígidos anteriores.

A visão computacional é outra ferramenta digital que desempenha um papel vital em diversos aspectos da automação em armazéns. Ela fornece a capacidade de reconhecer imagens visuais e convertê-las em dados, aprimorando a precisão de determinados tipos de operações. Por exemplo, a visão computacional permite que braços robóticos selecionem itens com máxima precisão — até mesmo produtos delicados e de formato irregular, como mantimentos. Outra aplicação dessa tecnologia, que a Maersk compartilhou na mesa-redonda, é uma solução que rastreia caixas em esteiras transportadoras. Com base em análises de vídeo, a ferramenta pode prever se uma determinada caixa ficará presa. Ao alertar a Maersk sobre esse risco antes que ele ocorra, os operadores dos equipamentos podem evitar congestionamentos nas esteiras.²⁵

Gêmeos digitais, outra aplicação revolucionária da digitalização em armazéns,²⁶ representam virtualmente o armazém físico, abrangendo todos os seus elementos de infraestrutura física e processos logísticos. Esse sistema virtual opera em tempo real e pode ser integrado com capacidades avançadas de percepção, raciocínio e recomendação, que podem interagir diretamente com a automação no armazém para fazer recomendações e até tomar decisões autônomas. Os participantes da mesa-redonda concordaram que a criação de um “espelho” virtual de uma instalação ajudará na simulação de cenários futuros e na avaliação do impacto de diferentes tipos de automação em armazéns, refinando suas estratégias antes de implementar mudanças no mundo real. A incorporação de aprendizado por reforço em gêmeos digitais poderia permitir que futuras soluções de automação aprendessem com seu comportamento passado e melhorassem autonomamente o desempenho das tarefas.²⁷

Embora a digitalização seja muito promissora e possa oferecer benefícios transformadores, ela também apresenta certos desafios que os armazéns precisarão superar. Encontrar o talento certo para gerenciar a transformação digital dos armazéns foi a tarefa mais difícil mencionada por executivos durante a mesa-redonda. O desafio, como expressou um dos participantes, está em “encontrar talentos que combinem um sólido conhecimento em operações e cadeia de suprimentos com domínio suficiente sobre análise de dados e automação.” Como exemplo, a maioria dos participantes concordou que os gêmeos digitais são uma solução com grande potencial, não apenas para o armazém do futuro, mas também para toda a cadeia de suprimentos. No entanto, apenas alguns participantes disseram que suas empresas estão implementando gêmeos digitais — situação que atribuíram à dificuldade de formar equipes para supervisionar a adoção da tecnologia. A digitalização em armazéns altamente automatizados exige profissionais qualificados que possam desenvolver, implementar e gerenciar soluções tecnológicas sofisticadas. Como o exemplo acima sugere, as empresas precisarão investir em aquisição e desenvolvimento de talentos para atrair e reter indivíduos com expertise em análise de dados, IA e outros domínios digitais — competências essenciais para uma transformação digital bem-sucedida em armazéns.

O cenário tecnológico em constante evolução exige soluções flexíveis e replicáveis que possam se adaptar a futuros avanços tanto em software quanto em automação. Embora a automação traga eficiência e precisão às operações de armazém, é a integração das tecnologias digitais que pode liberar o verdadeiro potencial dos armazéns altamente automatizados. Elementos-chave incluem conectividade de alta velocidade para ajustes em tempo real e sistemas de IA para aprimorar a precisão das operações robóticas. No entanto, a jornada de transformação enfrenta desafios: a necessidade de precisão nos dados e a aquisição dos talentos certos. Esses fatores são essenciais para concretizar as sinergias entre automação e digitalização.

 

Como preparar sua força de trabalho para o Armazém do Futuro

A Parceria Maersk–MIT CTL

Um dos desafios mais urgentes enfrentados pelos operadores de armazém atualmente é garantir que possuam os talentos necessários para implantar e gerenciar novas tecnologias de automação e digitalização. O Centro de Inovação da Maersk desenvolve inovações e análises avançadas de dados para armazenagem e distribuição — mas uma parte crucial de sua função é desenvolver talentos, ajudando a empresa a identificar e cultivar equipes com o conhecimento e as habilidades adequadas.

Uma parte significativa desse esforço de desenvolvimento de talentos é a parceria da Maersk com o MIT CTL. Essa colaboração resultou em um programa educacional personalizado, projetado para treinar indivíduos de vários departamentos dentro da Maersk, especialmente em áreas cruciais para a inovação em cadeias de suprimento. O currículo, fornecido pelo MIT CTL, abrange uma ampla gama de tópicos, incluindo as tecnologias mais recentes em operações de armazenagem, bem como sustentabilidade em cadeias de suprimento e aplicações de inteligência artificial na logística.

Esse programa abrangente vai além da sala de aula, oferecendo aos participantes oportunidades de visitar empresas líderes em robótica e obter percepções diretas sobre os avanços mais inovadores da indústria. Inspirado no conceito do “Shark Tank”, a culminação do programa é um evento competitivo único, no qual os participantes apresentam suas ideias inovadoras para executivos da Maersk em uma apresentação de cinco minutos. As propostas mais promissoras não apenas recebem reconhecimento, mas também têm a oportunidade de serem desenvolvidas como projetos reais de prova de conceito.

A iniciativa Maersk–MIT CTL provou ser um sucesso retumbante. Em apenas dois anos, o programa já treinou mais de 75 líderes em inovação. Esses indivíduos tornaram-se embaixadores da inovação dentro da Maersk, demonstrando o compromisso da empresa em fomentar talentos e impulsionar soluções visionárias no setor logístico.

 

Sustentabilidade

Um desafio multidimensional para o futuro das operações de armazém

A sustentabilidade no armazém abrange uma ampla gama de práticas voltadas à redução do impacto ambiental das operações de armazenagem. Isso inclui a diminuição da pegada de carbono da instalação por meio da implementação de práticas energeticamente eficientes, uso de fontes de energia renovável e uso eficiente de suprimentos. Esse esforço multifacetado torna a definição de um “armazém sustentável” mais complexa do que pode parecer à primeira vista. Desde os materiais utilizados na construção até as fontes de energia que abastecem a instalação, cada componente desempenha um papel na sustentabilidade geral desse nó fundamental da cadeia de suprimentos. Os participantes da mesa-redonda admitiram que melhorar a sustentabilidade dos armazéns requer uma abordagem holística que ainda não foi plenamente abordada nem pela pesquisa nem pela prática.

Na busca por sustentabilidade, os tomadores de decisão envolvidos no desenvolvimento de armazéns devem, primeiro, pesar os benefícios de modernizar instalações existentes com soluções inovadoras em comparação com a construção de novos armazéns. A modernização envolve custos adicionais, é claro, mas pode ser mais sustentável do que construir novas instalações. Isso porque a modernização exige menos materiais e recursos do que a construção de um novo armazém e a adição de nova automação, que contribuiria para as emissões de carbono incorporado. As emissões de carbono incorporado são o total de emissões de carbono liberadas ao longo de todo o ciclo de vida dos materiais de construção, incluindo extração, fabricação, transporte, construção e descarte.²⁸

Os profissionais também podem reduzir as emissões de carbono aplicando tecnologias e fazendo certas escolhas de design para a automação de armazéns. Essa abordagem está se tornando uma prioridade maior, à medida que a implementação de tecnologias de automação nos armazéns levou ao aumento da demanda por energia, principalmente eletricidade.²⁹ Equipamentos de movimentação de materiais (MHE) representam uma área com oportunidades de redução no consumo de energia. Por exemplo, empilhadeiras elétricas e tratores de pátio eletrificados apresentam diversas vantagens em relação aos veículos tradicionais movidos a diesel, incluindo custos operacionais potencialmente mais baixos e menores emissões. Um projeto de conclusão de curso recentemente realizado no MIT CTL por Osama Alhasan ’23 e Kirill Lobanov ’23, patrocinado pela Maersk, mostrou que, embora o custo inicial de aquisição de MHE elétrico possa ser maior do que o de MHE tradicional, a economia de longo prazo em combustível e manutenção pode compensar essa diferença com o tempo, o que pode levar a períodos de retorno de investimento de até três anos.³⁰ Pesquisadores também estudaram empilhadeiras movidas a hidrogênio, mas constataram que essas empilhadeiras apresentam custos mais altos de infraestrutura de armazenamento e manutenção. Do ponto de vista econômico, portanto, a vantagem tende para as soluções elétricas, especialmente as mais novas, alimentadas por baterias de íons de lítio.

Outro projeto recente de conclusão de curso no MIT CTL, conduzido por Taylor Peterson ’22 e Miguel García González ’22, também patrocinado pela Maersk, mostrou que a incorporação de sistemas automatizados de armazenagem e recuperação (AS/RS) pode reduzir tanto as emissões de carbono quanto a área física ocupada pelos armazéns, devido ao armazenamento de alta densidade desses sistemas e aos ganhos de eficiência que eles proporcionam. No entanto, a energia utilizada na fabricação, transporte e instalação dos sistemas AS/RS — que contribui para as emissões de carbono incorporado —, assim como a potência computacional necessária para operar essas soluções altamente automatizadas, pode neutralizar os benefícios potenciais de sustentabilidade. Peterson e González também apontaram a redução de mão de obra como outra possível oportunidade para diminuir as emissões de dióxido de carbono (CO₂) ao automatizar um armazém. Como a automação pode reduzir o número de funcionários, menos trabalhadores se deslocariam diariamente até a instalação.³¹ No entanto, a redução esperada no número de trabalhadores é difícil de mensurar, já que instalações altamente automatizadas exigem profissionais mais qualificados para controlar e manter a tecnologia utilizada.³²

Com a eletrificação do MHE, o aumento no consumo de eletricidade por sistemas AS/RS e o crescimento no número de soluções tecnológicas nos armazéns, torna-se crucial aproveitar fontes de energia verde para melhorar a sustentabilidade dos armazéns. Tanto novas construções quanto armazéns mais antigos podem integrar painéis solares e pequenas turbinas eólicas em seus telhados ou instalá-los em áreas próximas, o que pode gerar energia suficiente para suprir todas as necessidades energéticas da instalação.³³ Embora essas soluções ofereçam economias significativas em despesas de energia no longo prazo, podem exigir um investimento inicial considerável. No entanto, as empresas podem contornar essa barreira inicial optando por contratos de compra de energia (PPAs). Sob esse tipo de contrato, os fornecedores de energia desenvolvem, financiam e operam o projeto de energia verde. A empresa então compra toda a energia produzida pelo sistema a uma tarifa predefinida por quilowatt-hora, por um período acordado. Dependendo das tarifas de serviços públicos, essa opção pode reduzir imediatamente os custos de energia sem investimento de capital inicial, tornando-se uma opção atraente de “fruto fácil de colher” para algumas empresas.

Essa mudança em direção a fontes de energia alternativas, como a solar e a eólica, ressalta a necessidade de uma abordagem integrada ao avaliar múltiplas soluções dentro do armazém do futuro. A interdependência dessas soluções torna-se particularmente evidente ao considerar a economia operacional de equipamentos sustentáveis de movimentação de materiais (MHE), como as empilhadeiras elétricas. A relação custo-benefício das empilhadeiras elétricas, por exemplo, depende fortemente do custo da eletricidade — um fator diretamente influenciado pela escolha de fontes de energia verde. Como destacam Alhasan e Lobanov, a adoção de energia solar e eólica pode reduzir significativamente os custos com eletricidade, afetando, assim, o período de retorno dos investimentos em MHE sustentáveis. Essa interconexão entre decisões relacionadas a fontes de energia e equipamentos de armazém ressalta a importância de uma abordagem holística na avaliação e implementação de medidas de sustentabilidade nas operações de armazenagem.

Por fim, a pesquisa conduzida no MIT CTL por Alhasan e Lobanov avaliou todas as principais soluções sustentáveis para modernização de um armazém, incluindo sistemas de aquecimento, ventilação e ar-condicionado (HVAC); iluminação; e captação de água da chuva para reduzir o consumo de água. Essa pesquisa mostrou que os sistemas HVAC, que estão entre os maiores consumidores de energia nos armazéns,³⁴ podem se tornar mais eficientes com o uso de janelas inteligentes (vidros especializados que retêm calor no inverno e o dissipam no verão), ventiladores de alto volume e baixa velocidade (HVLS), aquecedores infravermelhos e telhados brancos, que refletem a luz solar. O estudo também constatou que a captação de água da chuva — uma solução que pode canalizar a água coletada para usos não potáveis, como jardinagem ou encanamento interno — terá custos mais baixos e trará maiores benefícios de sustentabilidade quando incorporada ao projeto inicial do layout do armazém. A iluminação LED é outra solução básica que tem se mostrado muito eficaz na redução do consumo de energia, com alguns estudos de caso apontando reduções de até 90% em comparação com a iluminação incandescente.³⁵

A implementação de tecnologias de automação nos armazéns está forçando as empresas a reavaliar suas estratégias de sustentabilidade. Essa reavaliação abrange tanto as emissões de carbono incorporado dos materiais usados na automação de armazéns quanto o consumo de energia dos novos sistemas automatizados, como MHE elétrico e AS/RS. Para mitigar esses impactos, os operadores de armazém estão considerando soluções como a modernização de instalações existentes com materiais mais sustentáveis e o uso de tecnologias mais eficientes em termos energéticos. A mudança rumo à geração de energia verde, como solar e eólica, complementa esses esforços, podendo reduzir significativamente os custos energéticos de longo prazo e a dependência de fontes de energia tradicionais. A transição para um projeto e operação de armazéns mais sustentáveis, no entanto, exige uma abordagem integrada de avaliação da sustentabilidade que considere a interdependência de diversos fatores, como o custo da eletricidade, a escolha das fontes de energia e a economia operacional geral do armazém.

 

Dicas para uma jornada bem-sucedida rumo a armazéns sustentáveis

Percepções da Mesa-Redonda “Armazém do Futuro”

Os participantes da mesa-redonda do MIT CTL, organizada pela Maersk, consideraram múltiplos caminhos para alcançar a sustentabilidade em armazéns. Eles compartilharam algumas recomendações sobre como viabilizar essa transformação:

1. Identifique os “frutos fáceis de colher”. Para iniciar uma iniciativa de sustentabilidade de forma eficaz, considere começar com vitórias rápidas: iniciativas que demonstrem um impacto econômico positivo e ganhos significativos de sustentabilidade em curto prazo. Um início bem-sucedido pode levar a um maior apoio organizacional para transformações de sustentabilidade mais amplas e complexas.

2. Conheça as implicações entre propriedade e aluguel. A titularidade da instalação do armazém influencia fortemente o sucesso na obtenção de metas de sustentabilidade. Empresas que alugam armazéns podem enfrentar desafios na implementação de iniciativas sustentáveis que exijam a instalação de ativos fixos, como painéis solares, caso não tenham controle total sobre o imóvel.³⁶ Empresas que não podem ou não desejam ser proprietárias de seus armazéns podem estabelecer cláusulas contratuais com os proprietários que incluam disposições para permitir o desenvolvimento de iniciativas de sustentabilidade.

3. Atenção aos desafios na adoção de fontes de energia verde. Fontes como solar e eólica frequentemente apresentam picos de produção em determinados horários, de modo que soluções de armazenamento de energia podem ser necessárias para os períodos fora de pico. Além disso, os participantes levantaram preocupações de que muitas cidades dos EUA não possuem redes elétricas preparadas para atender à demanda de uma eletrificação ampla em armazéns e outras instalações.

4. Melhore o acesso a dados para decisões sustentáveis. Gerentes de armazéns muitas vezes não dispõem de dados essenciais para decisões com foco em sustentabilidade. As empresas devem instalar sistemas capazes de rastrear e monitorar métricas-chave de sustentabilidade, como o consumo de energia de equipamentos MHE, e utilizar ferramentas de análise de dados para processar e interpretar os dados coletados. Isso ajudará a identificar padrões, ineficiências e áreas com potencial de melhoria.

5. Crie uma cultura de sustentabilidade no armazém. Uma vez que os dados corretos estejam disponíveis, é necessário treinamento em todos os contextos (dentro e fora do armazém) para destacar a importância de decisões com foco em sustentabilidade. Incentivos baseados em metas sustentáveis podem impulsionar a inovação no armazém, recompensando os pioneiros em sustentabilidade.

6. Expanda a abordagem da sustentabilidade além das quatro paredes. Além de suas atividades internas, os armazéns influenciam atividades externas da cadeia de suprimentos que também contribuem para emissões e consumo de energia. Enxergar o armazém como parte de um ecossistema da cadeia de suprimentos cria oportunidades adicionais para ampliar a sustentabilidade. Por exemplo, os armazéns podem apoiar a sustentabilidade do transporte de entrada e saída da instalação ao oferecer estações de recarga para caminhões elétricos. Isso estaria alinhado com a adoção esperada de caminhões elétricos para o transporte de mercadorias,³⁷ posicionando os armazéns como centros de mudança sustentável.

 

Rumo a sistemas de armazém sustentáveis, interconectados e altamente automatizados

A automação está transformando o cenário da armazenagem, permitindo que as instalações operem com níveis inéditos de precisão, velocidade e eficiência. De drones para controle de inventário a robôs colaborativos e veículos guiados automaticamente (AGVs), as tecnologias de automação estão impulsionando o setor. Ao mesmo tempo, as empresas enfrentam o desafio de integrar diversas tecnologias de automação nos armazéns. O aumento de startups que oferecem soluções únicas de automação não apenas dificultou o acompanhamento dos avanços tecnológicos, mas também aumentou a complexidade dos sistemas de armazenagem, exigindo profissionais especializados para gerir ambientes com múltiplas soluções. Além disso, o futuro da armazenagem é dinâmico, e os operadores devem estar preparados para responder rapidamente a novos e imprevistos tipos de carga e necessidades operacionais. Por essa razão, os projetistas devem criar soluções de automação com foco na adaptabilidade.

A integração da digitalização está ampliando ainda mais as capacidades dos sistemas automatizados nesse sentido, criando armazéns que utilizam dados e análises para alcançar desempenho ideal e permitem uma automação mais flexível graças ao desenvolvimento da inteligência artificial. As tecnologias digitais podem possibilitar uma integração fluida dos sistemas automatizados, nos quais a tomada de decisão orientada por dados e a análise em tempo real impulsionam a excelência operacional. No entanto, para aproveitar o poder das soluções digitais, os armazéns precisam primeiro atingir níveis mais altos de visibilidade e precisão dos dados, e formar equipes com as habilidades e conhecimentos adequados para compreender e tomar decisões corretas com base nesses dados. Olhando para o futuro, espera-se que os sistemas de armazenagem estejam mais interconectados — tomando decisões conjuntas com outros elementos da cadeia de suprimentos, como outros armazéns, fábricas e veículos autônomos, sobre alocação inteligente de estoque, agendamento de transporte e assim por diante. Em última instância, tais capacidades aumentarão a eficiência geral da cadeia de suprimentos.

Por fim, para garantir um armazém do futuro mais verde e ambientalmente responsável, é necessário complementar a adoção de automação com práticas sustentáveis. Os crescentes requisitos energéticos dos sistemas automatizados tornam necessária a adoção de soluções de energia verde, como empilhadeiras elétricas, e outras tecnologias ecologicamente corretas para minimizar as emissões de gases de efeito estufa. Pesquisas mostraram que há “frutos fáceis de colher” nos armazéns atuais que as empresas podem aproveitar para avançar rumo a um futuro sustentável. Além disso, as soluções digitais facilitarão as iniciativas de sustentabilidade ao fornecer dados em tempo real sobre consumo de energia, emissões e uso de recursos. À medida que os armazéns se tornam mais inteligentes e eficientes por meio da digitalização e automação, seus esforços em sustentabilidade ganharão ainda mais impulso. E, conforme o mundo da armazenagem continua a evoluir, a fusão entre automação, digitalização e sustentabilidade moldará os armazéns do amanhã, criando um ecossistema de cadeia de suprimentos mais ágil, eficiente e ambientalmente amigável.

 

Sobre o Relatório

Muitas das percepções detalhadas neste relatório tiveram origem em uma mesa-redonda do MIT Center for Transportation & Logistics organizada pela Maersk em fevereiro de 2023, na instalação de armazenagem da empresa na Califórnia, com a presença de mais de 30 especialistas em cadeias de suprimentos de 20 diferentes empresas. As percepções aqui apresentadas baseiam-se nas discussões da mesa-redonda e em extensas pesquisas conduzidas pelos autores em suas respectivas organizações.

As mesas-redondas do MIT Center for Transportation & Logistics são abertas às empresas-membro do programa Supply Chain Exchange do Centro, uma parceria com a indústria que oferece às empresas diversas oportunidades exclusivas de engajamento com pesquisas, percepções e orientações do Centro. Para mais informações sobre como ingressar no Supply Chain Exchange, entre em contato conosco.

Citação sugerida:

Miguel Rodríguez García and Erez Agmoni, The Warehouse of the Future: Toward Highly Automated, Interconnected, Sustainable Warehouses (Cambridge, Mass.: MIT Center for Transportation & Logistics, 2024).

 

Sobre o MIT Center for Transportation & Logistics

Fundado em 1973, o MIT Center for Transportation & Logistics (MIT CTL) é um centro de pesquisa dinâmico e orientado a soluções, onde estudantes, docentes e líderes da indústria reúnem seus conhecimentos e experiências para impulsionar a educação e a pesquisa em cadeias de suprimentos. Por meio de sua rede Global Supply Chain and Logistics Excellence (SCALE), o MIT CTL está no coração de uma rede internacional com seis centros de excelência, contando com mais de 80 pesquisadores e professores de múltiplas disciplinas, e mais de 150 parcerias com empresas.

 

Autores e Colaboradores

Miguel Rodríguez García

Pesquisador de Pós-Doutorado, MIT Center for Transportation & Logistics

Miguel Rodríguez García é pesquisador de pós-doutorado no Omnichannel Supply Chain Lab do MIT Center for Transportation & Logistics. Ele possui conhecimento em todos os aspectos da gestão da cadeia de suprimentos, incluindo compras, armazenagem, manufatura e transporte, com foco em comércio eletrônico e logística omnicanal. Ao longo de sua carreira, colaborou com líderes da indústria em projetos de pesquisa aplicada com impacto econômico direto e positivo.

No MIT Omnichannel Supply Chain Lab, Miguel realiza pesquisas de ponta sobre o futuro das cadeias de suprimento e da armazenagem, impulsionadas pelo crescimento do comércio eletrônico e pelos avanços tecnológicos.

Miguel obteve seu doutorado em Gestão da Cadeia de Suprimentos de Supermercados Online pela Escola de Engenharia Industrial da Universidade de Vigo, Espanha, em 2021. Seu trabalho de doutorado teve como objetivo servir como guia para varejistas omnicanal do setor de e-grocery na escolha das estratégias de atendimento eletrônico mais adequadas e econômicas.

Miguel também atua em educação digital, apoiando o desenvolvimento, a pesquisa e a gestão do Programa MITx MicroMasters® em Gestão da Cadeia de Suprimentos.

Erez Agmoni

Head de Inovação Global (Logística & Serviços), Maersk

Dr. Erez Agmoni é o Head Global de Inovação da Maersk, liderando o Maersk Innovation Center com seus três pilares: P&D, Inovação Digital e Inovação de Produto. Seu papel também inclui o desenvolvimento de ecossistemas envolvendo partes interessadas internas, clientes, instituições acadêmicas, órgãos governamentais e parceiros de capital de risco. Com mais de 25 anos de ampla experiência em gestão da cadeia de suprimentos, agenciamento de cargas, logística, engenharia e inovação digital, Erez se destaca na criação de soluções sofisticadas para melhorias abrangentes nas cadeias de suprimentos.

Sua formação acadêmica é tão diversa e impressionante quanto sua trajetória profissional. Erez possui graduação em Engenharia da Computação, mestrado em Ciência das Telecomunicações e doutorado em Desenvolvimento Organizacional. Sua carreira global o levou de Israel para várias regiões da Ásia e da América Latina, e atualmente está baseado em Nova Jersey, EUA.

A vida pessoal de Erez é tão plena quanto sua vida profissional. É casado, pai de três filhos, e encontra prazer em viajar, fazer trilhas e andar de mountain bike. Sua paixão por aprender e vivenciar novas culturas é evidente em suas habilidades linguísticas; ele é fluente em hebraico, inglês e tailandês, e possui nível iniciante em japonês.

Colaboradores

James B. Rice Jr.

Vice-Diretor, MIT Center for Transportation & Logistics

Toby Gooley

Professor, MIT Center for Transportation & Logistics

 

Referências

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