De quantos AMRs precisa? Um guia prático para determinar a dimensão da frota de AMRs

Ao planear a implementação de um AMR, uma das questões mais comuns não é simplesmente: “O robô consegue mover a carga?”, mas sim: De quantos AMRs é que a nossa fábrica precisa, afinal?

Esse número afeta diretamente o orçamento do projeto, a infraestrutura de carregamento, a estratégia de gestão da frota e a expansão futura. A dimensão da frota de AMR não pode ser estimada de forma fiável apenas com base na área útil, nem pode basear-se apenas no volume total de missões ou na velocidade máxima de um robô. Os fatores que realmente determinam a dimensão da frota são pico de procura da missão, tempo de ciclo real e a capacidade efetiva perdida devido ao carregamento, percursos em vazio, tempos de espera e trânsito.

Se estiver a preparar o orçamento de um projeto de AMR, a comparar propostas de fornecedores ou a verificar a capacidade antes de um projeto-piloto, pode utilizar o método abaixo para calcular uma estimativa inicial da dimensão da frota e, em seguida, validá-la em relação à disposição real e aos tempos de execução das missões.

1. O que é o dimensionamento da frota AMR? Defina primeiro o objetivo

A dimensionamento da frota de AMR não consiste em determinar quantos robôs cabem fisicamente dentro de uma fábrica. Também não se trata de determinar o número mínimo teórico de robôs que conseguem manter-se em movimento.

O verdadeiro objetivo é determinar quantos AMRs são necessários para realizar com fiabilidade as missões de transporte durante os picos de procura, mantendo o nível de serviço exigido, mantendo, ao mesmo tempo, uma capacidade razoável para o carregamento, a manutenção e a recuperação em caso de imprevistos.

A lógica principal pode ser resumida em duas etapas:

1. Calcule quantos «minutos-robô» por hora são necessários durante o período de pico.
2. Calcule quantos minutos efetivos de missão um AMR consegue efetivamente proporcionar durante essa mesma hora.

A palavra “Inicial” é importante. Este cálculo destina-se ao planeamento de capacidade numa primeira fase e à comparação de propostas de fornecedores. Não se trata da decisão final de compra.

2. Prepare estes 6 dados antes de calcular a dimensão da frota AMR

Não é necessário um modelo de simulação complexo na fase de elaboração do orçamento

Se conseguir estabelecer pressupostos credíveis para estes seis dados de entrada, poderá passar de “tentar adivinhar quantos robôs precisamos” para uma estimativa inicial da dimensão da frota com uma fórmula clara, pressupostos explícitos e limites conhecidos. À medida que o projeto avança, substitua esses pressupostos por dados reais sobre a disposição, os tempos das missões e os resultados da fase-piloto.

3. Primeiro passo: utilizar a procura máxima da missão, e não apenas a média diária

A dimensão da frota de AMR depende, em primeiro lugar, do número de missões que têm de ser concluídas durante o período de maior movimento. As médias diárias são úteis para compreender a utilização a longo prazo, mas podem ocultar picos de reabastecimento, mudanças de linha de produção, picos de produção e ondas de expedição.

Por exemplo, suponhamos que uma fábrica funcione 16 horas por dia e realize 320 missões de transporte. A procura média é de apenas:

Mas se o reabastecimento concentrado entre as 14:00 e as 15:00 aumentar a procura para 30 missões/hora, uma frota com uma capacidade de cerca de 20 missões por hora pode funcionar normalmente durante os períodos de menor movimento, ao mesmo tempo que acumula continuamente um volume de trabalho pendente durante os períodos de pico.

Por que razão o reabastecimento de materiais críticos também deve ser verificado nos picos de 10 a 15 minutos?

Porque 30 missões numa hora não chegam necessariamente de forma uniforme. Podem ser lançadas dez missões nos primeiros 10 minutos, criando imediatamente uma fila.

O objetivo da análise dos picos de curto prazo é avaliar o tempo de espera das missões, o comprimento da fila e o risco de esgotamento da fila. Isso não significa que 10 missões em 10 minutos devam ser automaticamente multiplicadas por seis e consideradas como uma necessidade sustentada de 60 missões/hora para efeitos de aquisição.

A necessidade de um robô adicional depende do tempo de espera permitido para as missões, da duração do pico de procura e da existência de capacidade de reserva suficiente no processo para absorver esse pico.

4. Segundo passo: calcular o tempo total do ciclo da missão, e não apenas o tempo de condução

No que diz respeito ao dimensionamento da frota, tempo de ciclo refere-se ao tempo total durante o qual um AMR fica ocupado, desde o momento em que começa a executar uma missão até ficar disponível para aceitar a seguinte.

Uma missão AMR completa pode incluir:

• deslocamento sem carga até ao ponto de recolha;
• formação de filas, posicionamento e acoplamento;
• carregamento manual, elevação, transferência por rolos, ligação de reboque ou comunicações entre o PLC e o transportador;
• deslocamento com carga, incluindo curvas, abrandamentos nos cruzamentos e desvio de obstáculos temporários;
• à espera de portas automáticas, elevadores, sistemas AS/RS ou outro equipamento partilhado;
• acoplamento para entrega, descarga, libertação da estação e regresso a um estado de disponibilidade.

Porque não utilizar a velocidade máxima indicada na ficha técnica do AMR? Porque a velocidade máxima é um limite da capacidade do veículo, e não a velocidade média alcançada num ambiente de fábrica real. Dois percursos de 100 m podem ter tempos de execução muito diferentes se incluírem números diferentes de curvas, cruzamentos, peões, portas automáticas ou requisitos de controlo das estações.

Durante a fase inicial de planeamento do projeto, utilize uma estimativa conservadora da velocidade média esperada no local. Assim que o projeto-piloto tiver início, substitua essa hipótese pelos dados medidos relativos ao tempo de ciclo.

Como prova de apoio, um estudo sobre a indústria transformadora realizado em 2026 pela Ekim utilizou o tempo total de deslocamento dos robôs, a disposição da fábrica, os tempos de operação das estações e os fatores de segurança para estabelecer um limite inferior, com base no tempo de ciclo, para a dimensão da frota, tendo posteriormente validado a viabilidade operacional através de um modelo de programação indexado ao tempo. Leia o estudo em Máquinas.

5. Fórmula de dimensionamento da frota AMR: Calcular a dimensão inicial da frota

Se as estruturas das missões forem razoavelmente semelhantes, é possível fazer uma estimativa preliminar utilizando a seguinte fórmula simplificada:

Como se deve escolher a opção E?

Valores como 85% ou 90% não devem ser considerados como normas universais do setor. Se não houver dados históricos disponíveis, utilize «E» como pressuposto explícito de planeamento e realize uma análise de sensibilidade — por exemplo, com valores de 0,80, 0,85 e 0,90.

Assim que o projeto entrar na fase piloto, calibre E utilizando o tempo real de carregamento, o tempo de manutenção e a disponibilidade para missões.

Evitar a dupla contabilização das perdas de capacidade

Se os atrasos de tráfego, o tempo de atracação, a espera pelas portas automáticas ou a espera pelo elevador já tiverem sido incluídos no tempo de ciclo, não deduza novamente essa mesma perda através de E. Caso contrário, a mesma restrição será contabilizada duas vezes e a frota poderá ficar desnecessariamente sobredimensionada.

6. Exemplo prático: Quantos AMRs são necessários para 30 missões por hora?

O exemplo abaixo apresenta o cálculo passo a passo. O seu objetivo é demonstrar o método e não representa o desempenho garantido de nenhum produto AMR específico.

6.1 Calcular o tempo de viagem

Distância média total percorrida:

A uma velocidade média prevista no local de 1,0 m/s, o tempo de percurso é de aproximadamente 240 segundos, ou seja, 4 minutos.

6.2 Adicionar local de recolha, local de entrega e tempo de espera

Recolha de 30 s + entrega de 30 s = 1 minuto.

Tempo médio de atracação e espera no trânsito = 1 minuto.

6.3 Converter o tempo de ciclo em quantidade de AMR

Suponha-se um valor inicial de planeamento de E = 85%:

Então, quatro AMRs correspondem à dimensão inicial da frota para este exemplo. Esta ainda não é a decisão final de aquisição, uma vez que o traçado real pode conter pontos de estrangulamento, tais como cruzamentos, estações partilhadas ou infraestruturas de carregamento.

6.4 Por que razão a utilização da procura média subestima a frota em um robô?

Se a média diária de 20 missões por hora for utilizada de forma incorreta:

No mesmo projeto, basta substituir a procura de pico pela procura média para que o resultado passe de quatro robôs para três. Três robôs podem ser suficientes fora do horário de pico, mas isso não prova que consigam evitar o atraso nas missões durante o pico.

6.5 Qual é a margem de capacidade de quatro AMRs?

Quatro robôs com E = 85% podem fornecer:

A um ritmo de 30 missões por hora, o tempo médio máximo de ciclo que se enquadra nessa capacidade é:

Isto Limite de 6,8 minutos é frequentemente mais útil do que a afirmação “precisamos de quatro robôs”. Se os dados do projeto-piloto revelarem que o tempo de ciclo real excede aproximadamente 6,8 minutos, quatro AMRs poderão ter ultrapassado o limite de capacidade.

Nessa altura, o projeto ou precisa de um quinto robô, ou tem de reduzir o tempo de ciclo através da otimização do percurso, de um melhor acoplamento, de um encadeamento de tarefas melhorado ou da revisão das regras de tráfego.

7. Vários tipos de missão: utilizar «minutos-robô» por hora

Quando diferentes percursos têm tempos de missão muito distintos, limitar-se a contar as “missões por hora” pode ser enganador. Um método mais adequado consiste em converter cada tipo de missão no número de «minutos-robô» que consome por hora e, em seguida, somá-los.

A Tarefa B tem apenas um terço do número de missões da Tarefa A, mas ambas consomem 60 minutos-robô por hora. Para projetos com várias rotas, elabore uma matriz «De-Para» e calcule:

Em seguida, divida a carga de trabalho total por 60 × E para obter a dimensão da frota na primeira fase.

8. Dois fatores que costumam ser ignorados: viagens sem carga e carregamento

8.1 Viagem em vazio: para onde vai o AMR após a entrega?

Se o percurso de sentido único do armazém até à linha de produção for de 150 m e a próxima recolha for ainda no armazém, o AMR terá de percorrer mais cerca de 150 m vazio após a descarga. O percurso total da missão é de cerca de 300 m, e não de 150 m.

Um bom sistema de gestão de frotas pode reduzir as viagens em vazio ao encadear missões — por exemplo, atribuindo ao AMR outra recolha perto do ponto B imediatamente após concluir o percurso A → B. No entanto, esse benefício depende da densidade, da direção e do calendário das missões.

Na fase inicial de dimensionamento da frota, não se deve partir do princípio de que a viagem de regresso em vazio é nula, a menos que os dados históricos ou a simulação corroborem essa hipótese.

8.2 Carregamento: Não considere “8 horas de autonomia da bateria” como “8 horas de trabalho produtivo”

A questão fundamental não é a autonomia nominal da bateria. É saber quantos robôs permanecem operacionais durante o pico de produção.

O carregamento ocasional, o carregamento programado, a troca de baterias, a lógica de ativação com base no estado de carga, a localização do carregador e as filas de carregamento podem, todos eles, alterar a capacidade efetiva de cada AMR durante os picos de operação.

Ekim (2026) comparou cenários com baterias substituíveis e interrupções obrigatórias no carregamento, demonstrando que os pressupostos relativos ao carregamento podem alterar significativamente a dimensão mínima viável da frota e a viabilidade operacional. Selmair et al. (2022) utilizaram simulação para comparar estratégias de carregamento e estacionamento de veículos AMR, recorrendo a métricas como encomendas atrasadas, estado médio de carga, densidade de tráfego, disponibilidade da frota e utilização dos carregadores. Leia o Revista de Fontes de Energia estudo.

A dimensão da frota e a quantidade de carregadores são cálculos distintos

Após calcular a dimensão da frota, a capacidade dos carregadores deve ser verificada separadamente.

Não aplique uma regra fixa, como “um carregador para cada X AMRs”, sem verificar os minutos de carregamento, os intervalos de carregamento disponíveis, as filas de carregamento e o tempo de deslocação não produtivo de e para as estações de carregamento.

9. Por que razão um maior número de AMRs nem sempre resulta num maior rendimento

À medida que uma frota cresce, o ponto de estrangulamento do sistema pode passar de disponibilidade do robô para capacidade de recursos partilhados. Os corredores principais, os cruzamentos, as portas estreitas, os elevadores, os pontos de recolha e entrega, as esteiras transportadoras, as interfaces AS/RS e os carregadores podem, todos eles, fazer com que os AMR tenham de passar mais tempo à espera.

• Mais robôs → mais conflitos nos cruzamentos → menor velocidade média de circulação.
• Capacidade fixa da estação → filas de chegada mais longas → tempo de ciclo mais longo.
• Carregadores insuficientes → filas de carregamento mais longas → menos robôs operacionais.
• Lógica de distribuição deficiente → mais viagens em vazio e concorrência pelos recursos → menor benefício marginal de cada robô adicional.

Kim, Kang e Jung (2026) enquadram o dimensionamento da frota de robôs como um problema de planeamento operacional que varia em função do volume de encomendas, da disposição do espaço e da estratégia operacional. Os seus resultados mostram também que a utilização da frota total disponível nem sempre é a solução ideal e que a dimensão da frota deve ser avaliada em função das condições operacionais reais. Leia o estudo em Engenharia Informática e Industrial.

Se quiser compreender como a atribuição de tarefas a vários robôs, o planeamento de percursos e o controlo de frotas podem influenciar o congestionamento e o rendimento, consulte o artigo da Fdata sobre Guia sobre sistemas de controlo de robôs móveis autónomos e gestão de múltiplos robôs.

Por isso, a melhor otimização nem sempre consiste em “comprar outro AMR”. Em alguns casos, alterar o percurso, introduzir o trânsito em sentido único, adicionar pontos de recolha/entrega paralelos, ajustar o momento de atribuição das missões ou alterar as regras de prioridade de trânsito pode ser mais eficaz do que simplesmente aumentar a dimensão da frota.

10. Quando é que a fórmula não é suficiente? Recorra à simulação ou a um projeto-piloto

A fórmula é útil para responder à pergunta: “De que capacidade aproximada de robôs precisamos?” No entanto, não reproduz todos os conflitos, restrições relacionadas com recursos partilhados ou eventos aleatórios que ocorrem numa fábrica real.

Considere a simulação de eventos discretos, a validação digital ou um projeto-piloto no local quando:

• vários veículos de movimentação de mercadorias (AMR) partilham frequentemente corredores principais, corredores estreitos ou cruzamentos críticos;
• existem muitos pontos de recolha e entrega e os tempos de percurso variam significativamente consoante o percurso;
• as missões dependem de portas automáticas, elevadores, transportadores, sistemas AS/RS ou outro equipamento partilhado;
• as missões são lançadas em rajadas concentradas e a procura máxima é altamente variável;
• a capacidade dos carregadores é limitada e as filas para carregar representam um risco real;
• a perda de um AMR poderia causar uma interrupção na linha de produção;
• Prevê-se que o projeto passe rapidamente de um pequeno projeto-piloto para uma frota de AMR de média ou grande dimensão.

O número de robôs, por si só, não constitui um critério fiável para determinar se é necessária simulação. Três AMR que dependam todos do mesmo elevador podem exigir mais modelação do que uma frota maior que opere em percursos em grande parte independentes.

Numa perspetiva mais ampla de planeamento e controlo, Fragapane et al. publicaram uma revisão a convite na revista Revista Europeia de Investigação Operacional abrangendo as decisões relativas ao encaminhamento, à programação, ao despacho e ao controlo do AMR, e a forma como essas decisões afetam o desempenho do sistema. Leia a revisão da EJOR no ScienceDirect.

Se o seu projeto se centra principalmente em armazéns, a Fdata’s Guia passo a passo para a implementação de AMRs num armazém abrange a avaliação do local, a implementação piloto, a validação dos KPI, a otimização e a expansão faseada.

Não se deve medir apenas o número de “missões concluídas por hora”

11. Deve comprar um AMR de reserva? Faça uma verificação N-1

Não existe nenhuma regra universal que diga: “Se estiverem cinco AMRs a funcionar, compre sempre seis.” Um teste de engenharia mais útil consiste em retirar um robô e avaliar o que acontece.

Utilizando o exemplo anterior das quatro AMR:

A carga de trabalho máxima mantém-se:

Assim, em condições N-1, o sistema apresenta um défice de capacidade de 27 minutos-robô por hora, o que equivale a cerca de 4,5 missões de seis minutos.

A justificação da existência do quinto robô depende do seguinte:

• quanto tempo dura o pico de procura;
• o atraso máximo permitido para missões críticas;
• se existem empilhadores ou outro processo manual alternativo disponível;
• tempo de resposta na manutenção e estratégia relativa às peças sobressalentes;
• o custo da falta de material na linha de produção.

Avaliar, pelo menos, três estados da frota

1. Pico normal: Estão disponíveis N robôs.
2. Interrupção causada por um único robô: Estão disponíveis N-1 robôs.
3. Crescimento futuro: maior volume de missões, percursos mais longos ou mais recursos partilhados.

A quantidade final a adquirir deve ter em conta o risco que cada robô adicional resolve efetivamente, em vez de se basear apenas no resultado de uma fórmula.

12. Forneça estes 8 dados aos fornecedores antes de lhes pedir que calculem a dimensão da frota

1. Número máximo de missões por hora: quantas missões devem ser concluídas na hora de maior movimento; no caso de reabastecimentos críticos, indicar também os picos de 10 a 15 minutos.
2. Pontos de partida e de chegada: todos os pontos de recolha e entrega, as instruções das missões e os tipos de missão.
3. Distância real do percurso: medir os percursos efetivamente percorríveis, em vez das distâncias em linha reta indicadas no desenho.
4. Carga útil e veículo de transporte: peso, dimensões, centro de gravidade e se a carga utiliza paletes, estantes, carrinhos ou outros meios de transporte.
5. Hora de recolha / entrega: tempo efetivamente necessário para a movimentação manual, o levantamento, a transferência por rolos, o reboque ou mecanismos personalizados.
6. Plano das instalações: Desenhos em formato CAD, DWG ou PDF que mostrem corredores, portas, cruzamentos, equipamento partilhado e áreas de carregamento.
7. Horário de funcionamento: Funcionamento de 8 horas, 16 horas ou 24 horas por dia, 7 dias por semana; intervalos de carregamento disponíveis; se a troca de baterias é permitida.
8. Padrão de pico e nível de serviço: quando ocorrem picos e quanto tempo as missões críticas têm de esperar.

Quanto mais completas forem estas informações, mais fácil será para um fornecedor apresentar um resultado explicável sobre o dimensionamento da frota, em vez de se limitar a afirmar: “Recomendamos cinco robôs.”

No que diz respeito à carga útil e ao veículo de transporte, não indique apenas o peso da carga. O módulo superior, o suporte, a estrutura de montagem, o centro de gravidade e as condições operacionais dinâmicas podem todos influenciar a seleção final da plataforma. Para um cálculo mais aprofundado, consulte a Fdata’s Guia de seleção e carga útil do chassis de robôs móveis.

13. Um fluxo de trabalho simples e prático para o dimensionamento de frotas de AMR

1. Identifique as missões de pico por hora e verifique os picos de curto prazo de 10 a 15 minutos.
2. Crie uma matriz «De-Para» e separe as diferentes rotas e tipos de missão.
3. Medir percursos reais, deslocações sem passageiros e o tempo de recolha e entrega.
4. Calcule o tempo total do ciclo para cada tipo de missão.
5. Converter a procura da missão em minutos-robô por hora.
6. Aplique pressupostos relativos à carga, à manutenção e a uma margem de capacidade razoável para calcular a dimensão inicial da frota.
7. Arredonde e calcule qual é a margem de capacidade restante antes de ser necessário adquirir outro robô.
8. Recorra à simulação ou a um projeto-piloto para validar o tráfego, as filas, a cobrança e as estações partilhadas.
9. Validar os cenários N-1 e de crescimento futuro.
10. Confirme a quantidade de AMR a adquirir e, em seguida, verifique separadamente a quantidade de carregadores e as suas localizações.

Conclusão: A definição da dimensão da frota de robôs da AMR tem a ver com um desempenho de pico estável, e não com a aquisição do menor número possível de robôs

O cálculo principal é simples:

Mas esse número é apenas o ponto de partida. Um projeto de AMR (gestão automática de robôs) verdadeiro deve também ter em conta os percursos em vazio, o carregamento, os cruzamentos, os corredores partilhados, as filas nas estações de trabalho, os picos de missões de curta duração, as avarias de um único robô e o crescimento futuro.

Uma frota que, no papel, é “suficientemente grande”, mas que acumula imediatamente um atraso durante os picos de procura, recarga ou manutenção, não é verdadeiramente operacional.

Se o seu cálculo resultar em 3,4 robôs, não se limite a perguntar: “Será que conseguimos fazer com que três funcionem?” Uma pergunta mais útil é: O que é que o quarto robô resolve, na verdade? O pico de procura da missão? O tempo de carregamento? Os atrasos devido ao tráfego? A margem de capacidade? Ou a fiabilidade do sistema?

Assim que esse motivo for quantificado, o dimensionamento da frota de AMR passa a ser uma decisão de engenharia, em vez de uma estimativa.

Está a planear um projeto de AMR?

Comece por organizar os pontos de partida e de destino, as distâncias reais do percurso, o pico de procura da missão, a carga útil, o método de recolha/entrega e o horário de funcionamento. Assim que estes dados estiverem disponíveis, poderá Contacte a Fdata para discutir o seu projeto de AMR.

Nota: Este artigo destina-se à estimativa inicial da capacidade de AMR e à avaliação de soluções. As fábricas, os armazéns, os produtos AMR, os sistemas de gestão de frotas e as estratégias de carregamento variam significativamente. As quantidades finais a adquirir devem ser validadas com base em dados reais do local, simulações e/ou um projeto-piloto no local.

Perguntas frequentes

De quantos AMRs necessita uma fábrica típica?