Quantos AGVs você precisa? Dimensionando uma frota sem condutor

By Mirko Peters · 2026-11-11

Quantos AGVs eu preciso? Dimensione uma frota sem condutor a partir de movimentações por hora, tempo de viagem e utilização e, antes de comprar, verifique o congestionamento com uma simulação.

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Quantos AGVs eu preciso? Calcule a carga de transporte em horas-veículo por hora, divida-a por uma utilização-alvo bem abaixo de 100 por cento, arredonde para cima e depois teste o resultado em uma simulação, porque filas e congestionamentos acrescentam mais tempo do que uma fórmula mostra. Este guia é para gerentes de produção que precisam justificar o número de veículos antes de comprar um sistema de veículo guiado automaticamente. Você vai aprender o método da carga de trabalho, por que estimativas simples saem pequenas demais, um exemplo resolvido com números, uma rotina de cinco etapas e os erros que mais custam caro.

Principais conclusões

• Comece pela carga de transporte: movimentações por hora multiplicadas pelo tempo de uma movimentação resultam nas horas-veículo necessárias por hora.
• Uma movimentação inclui o trajeto carregado, o trajeto vazio, o carregamento e o descarregamento, e o veículo também perde tempo com esperas, bloqueios e recarga.
• Divida a carga de trabalho por uma utilização-alvo bem abaixo de 100 por cento, arredonde para cima, acrescente uma reserva e depois teste o resultado em uma simulação.
• Estimativas simples tendem a ser pequenas demais: em um caso de ensino publicado, uma estimativa analítica de dois veículos resultou em tempos de movimentação ruins, e a simulação levou a três.
• Mais veículos nem sempre são melhores, porque a disputa por trechos da pista, cruzamentos e estações pode desacelerar tudo.

Quantos AGVs eu preciso? Comece pela carga de trabalho

O dimensionamento começa pelo trabalho, não pelo veículo. O trabalho é o número de movimentações por hora, e cada movimentação leva um certo tempo. Uma movimentação não é apenas o percurso com carga. Em um caso de ensino do livro Beyond Lean: Simulation in Practice, de Charles Standridge, publicado no Engineering LibreTexts, a utilização do veículo é a soma de cinco partes: trajeto carregado, trajeto vazio, tempo bloqueado, tempo de carregamento e tempo de descarregamento. O mesmo caso calcula o tempo de deslocamento a partir da distância e da velocidade do veículo, e define 30 segundos para cada coleta e cada entrega.

A partir dessas partes, chega-se a uma primeira estimativa. Trata-se de uma ferramenta de planejamento nossa, não de um padrão:

1. Tempo por movimentação = trajeto carregado + trajeto vazio + carregamento + descarregamento.
2. Carga de trabalho em horas-veículo por hora = movimentações por hora × tempo por movimentação em horas.
3. Tamanho da frota = carga de trabalho ÷ utilização-alvo, arredondado para cima, mais uma reserva para falhas e manutenção.

A utilização-alvo precisa ficar bem abaixo de 100 por cento. Um único AGV que trabalha o tempo todo não tem folga para esperar em uma estação, ceder passagem em um cruzamento ou recarregar em uma das estações de recarga. O valor certo depende do layout e do tráfego, e a simulação é a forma de verificá-lo.

Por que a resposta simples costuma ser pequena demais

Uma fórmula trata o trabalho como uma média e os AGVs como independentes. Em uma fábrica, os AGVs esperam uns pelos outros.

O caso Standridge mostra essa lacuna. A estimativa analítica sugeriu dois AGVs. Em seguida, a simulação testou dois e três AGVs ao longo de um dia de 16 horas, com 20 replicações. Com dois AGVs, o tempo médio para concluir um deslocamento foi de 9,4 minutos, e o tempo máximo ficou em média em torno de 81,5 minutos. Com três, o tempo médio caiu para cerca de 3,1 minutos, a utilização foi de aproximadamente 80 por cento, e cerca de 11,8 por cento do tempo foi perdido com congestionamento. A gestão escolheu três. O autor conclui que a simulação era necessária para encontrar o equilíbrio entre capacidade de resposta e disputa por recursos.

Um artigo mais antigo de Onur Ulgen e Pankaj Kedia, da empresa de modelagem Production Modeling Corporation, sem ano informado, compara um método analítico com a simulação para uma planta de montagem celular. O modelo dos autores atingiu a melhor vazão com três AGVs, enquanto o método analítico indicou dois. Quando eles reduziram todos os tempos de ciclo para um décimo, o método analítico indicou cinco AGVs e a simulação, 11. O modelo deles também mostrou que o bloqueio subia de cerca de 1 por cento com três AGVs para cerca de 47 por cento com quatro. Esses são resultados de modelos simplificados, e os autores têm interesse em ferramentas de simulação; portanto, trate-os como uma ilustração do padrão, não como uma regra.

As duas fontes concordam em dois pontos. Uma primeira fórmula é um bom ponto de partida, e o congestionamento faz com que a resposta real seja diferente. O caso Standridge acrescenta que adicionar AGVs reduz os tempos de deslocamento, mas aumenta a disputa por pontos de controle e trechos de trilha, o que pode ser contraproducente.

Esse último ponto tem uma consequência prática. Se o verdadeiro limite for um gargalo, como uma única estação de coleta, um corredor estreito ou um cruzamento compartilhado, mais AGVs não ajudarão. Eles apenas formarão fila no mesmo lugar. Identifique o gargalo antes de adicionar AGVs.

Diferentes tipos de AGVs e navegação de AGVs: o que muda no dimensionamento

Os AGVs vêm em vários tipos, por exemplo AGVs de reboque, que puxam carrinhos, AGVs de carga unitária, que transportam um palete ou uma caixa plástica, e empilhadeiras automatizadas. O tipo define quais cargas podem ser movimentadas e quanto tempo levam o carregamento e o descarregamento, por isso muda os valores de carga e descarga no método de carga de trabalho. A navegação é a segunda diferença. Os AGVs clássicos seguem uma guia fixa, como fita magnética ou linha óptica, ou usam navegação a laser com refletores. Os robôs móveis autônomos (AMRs) encontram sozinhos o caminho ao redor de obstáculos. Uma navegação mais flexível muda as rotas que você pode oferecer, mas não muda a lógica da carga de trabalho. AGVs clássicos e AMRs formam fila em estações e compartilham corredores, então o guia para o dimensionamento continua o mesmo. Pergunte ao fornecedor qual tecnologia de navegação é adequada ao seu piso e qual velocidade o veículo realmente mantém em curvas e perto de pessoas.

Integração de AGVs: o que o sistema de AGVs acrescenta aos veículos

Os veículos são apenas uma parte de um sistema de AGVs. O sistema de controle atribui a cada veículo sua próxima ordem de transporte, por exemplo a partir de um sistema de gerenciamento de armazém (WMS) ou dos sinais de chamada da linha, e gerencia o tráfego nas rotas. Um sensor de segurança em cada AGV permite que ele pare antes de uma colisão com uma pessoa ou um obstáculo, e cada uma dessas paradas acrescenta tempo de espera que o método de carga de trabalho não enxerga. Quando os AGVs transferem cargas para um transportador, um elevador ou uma empilhadeira, a interface determina quanto tempo um veículo espera. Em projetos de movimentação de materiais, esses detalhes podem decidir se a meta de produtividade será atingida. Para o dimensionamento, peça ao fornecedor o comportamento em tempo real do controle de tráfego, porque ele determina quanto tempo os AGVs perdem em cruzamentos.

Automação de armazéns e produção: onde os AGVs operam

Os AGVs aparecem em armazéns, na produção e entre os dois, e os benefícios são os mesmos nos dois casos: transporte constante a um custo conhecido por movimentação, sem um operador para cada trajeto. Em um armazém, eles podem assumir rotas que hoje são feitas por uma empilhadeira, e as ordens de transporte vêm do sistema de gerenciamento do armazém. Na produção, eles abastecem linhas, recolhem produtos acabados e conectam células que uma esteira não alcança. O tipo de rota muda o dimensionamento. Um circuito de armazém com muitas movimentações curtas é limitado pelas estações e pelos corredores. Um circuito de produção com menos movimentações, porém mais longas, é limitado pelo tempo de deslocamento. Automatize primeiro as rotas com maior volume e mais regularidade, porque a carga de trabalho delas é previsível e o ganho de produtividade é fácil de medir. Um operador que carrega e descarrega em uma estação introduz variação, então inclua o tempo de manuseio nos valores de carga e descarga. Trate o projeto como a automação de um fluxo de trabalho, e não apenas como a compra de veículos, e faça com que vários AGVs compartilhem um único controle de tráfego integrado aos sistemas que geram as ordens.

Exemplo: um circuito de abastecimento de linha

Este é um cálculo ilustrativo, não um caso medido. Uma planta movimenta material de um armazém até uma linha. A demanda de pico é de 120 movimentações por hora.

• Percurso carregado: 150 metros a uma velocidade efetiva de 1,2 metro por segundo, que inclui zonas de velocidade reduzida, resulta em 125 segundos.
• Percurso vazio de volta até o próximo ponto de coleta: em média 90 metros, o que equivale a 75 segundos.
• Carregamento de 20 segundos e descarregamento de 20 segundos.

O tempo por movimentação é 125 + 75 + 20 + 20 = 240 segundos, ou 4 minutos.

A carga de trabalho é 120 movimentações × 4 minutos = 480 minutos-veículo por hora, ou seja, 8 horas-veículo por hora. Com uma utilização-alvo de 75 por cento, um valor de planejamento que considera espera, recarga e congestionamento, o número de AGVs é 8 ÷ 0,75 = 10,7, portanto 11 AGVs. Com um veículo de reserva para falhas, a primeira estimativa é 12.

Agora teste a sensibilidade. Se a demanda de pico crescer 20 por cento, chegando a 144 movimentações por hora, a carga de trabalho passa a ser 9,6 horas-veículo, o número fica em 12,8, portanto 13 AGVs, e 14 com a reserva. Cada 10 por cento de volume custa cerca de um veículo a mais. Verifique também o que acontece com uma rota mais longa: se o percurso carregado passar de 150 para 200 metros, o deslocamento carregado sobe de 125 para cerca de 167 segundos, e o tempo por movimentação para cerca de 282 segundos, o que eleva a necessidade para 13 AGVs sem reserva.

A estimativa é um ponto de partida. Em seguida, a equipe modela 10, 11, 12 e 13 AGVs em uma simulação com o layout real, os cruzamentos, a recarga e os horários de pico. A regra de decisão é uma escolha da própria equipe, por exemplo: o menor número de AGVs em que os maiores tempos de movimentação e a parcela de congestionamento permaneçam dentro dos limites que a linha de produção pode tolerar. A simulação pode mostrar que 12 são suficientes, ou que um cruzamento precisa de uma mudança de regra antes que a frota possa crescer.

Como fazer o dimensionamento em cinco passos

1. Colete as movimentações. Conte as movimentações por hora, por rota e por hora do dia, e não apenas a média. O pico define a frota.
2. Meça o percurso. Obtenha as distâncias, as velocidades reais, incluindo zonas de velocidade reduzida e portas, e os tempos de carga e descarga, a partir de um teste de percurso ou do layout.
3. Calcule a primeira estimativa com o método da carga de trabalho e registre as premissas de utilização, recarga e reserva.
4. Simule. Modele os AGVs, os cruzamentos, as estações, a recarga e as falhas. Execute os horários de pico e o cenário de crescimento.
5. Decida com critérios e uma data de revisão. Escolha o menor número de AGVs que atenda às suas metas com uma margem, e planeje revisar os números depois dos primeiros meses de operação.

Erros comuns

• Dimensionar pela hora média. É a hora de pico que decide se a linha recebe o material a tempo.
• Esquecer o percurso vazio. O veículo precisa seguir até o próximo ponto de coleta, e esse tempo conta como trabalho.
• Ignorar recarga, falhas e manutenção. Um veículo em carregador ou em reparo não transporta cargas. Planeje a disponibilidade, não a capacidade nominal.
• Presumir que mais AGVs sempre ajudam. A disputa por espaço e caminhos pode voltar a aumentar o tempo de espera, como mostram as fontes.
• Negligenciar as estações. Se um ponto de coleta atende apenas poucas cargas por hora, ele limita o sistema, independentemente da frota.
• Confiar em um único número. Uma fórmula dá um ponto de partida. A decisão precisa de um teste com o layout real e com o pico.

Como o software pode ajudar

Simulação de fábrica é um modelo controlado de como o trabalho flui por parte de uma fábrica, usando as regras operacionais atuais, recursos, pedidos e a variação normal, para que uma mudança possa ser testada antes de ser feita. Para uma frota, um modelo pode testar a quantidade de AGVs, as regras de tráfego, a recarga e os horários de pico. Na operação, o software de gerenciamento de frota assume o despacho e o controle de tráfego dos AGVs. A simulação apoia a decisão. As pessoas continuam escolhendo as metas.

Próximo passo

Escolha o horário de pico de uma rota de transporte, meça o tempo de um deslocamento desde a coleta até a próxima coleta e aplique o método de carga de trabalho. Em seguida, use uma simulação para responder à pergunta: de quantos AGVs eu preciso quando os AGVs formam filas, recarregam e compartilham os corredores?