LOGISZTIKA Anyagmozgatás Szakálosné Mátyás Katalin
F Az anyagáramlás fizikai megvalósulása Feladó Áramló anyag Út Nyelő N Az anyagáramlás objektumai Anyag: az áramló objektum (tárgy, személy, stb.) Forrás: az anyagáramlás kiindulási helye (pontja), Út: az anyagáramlást biztosító csatorna (a mozgás útvonala), Nyelő: az anyagáramlás rendeltetési helye (célállomása).
Az áramló objektum lehet Természetes anyag (pl. víz, stb.), Személy, Állat, Áru, Egységrakományképző-eszköz, Stb. Az áramlás megvalósulási módja Külső anyagmozgató eszközt nem igénylő folyamat Anyagmozgató berendezést felhasználó folyamat
Külső anyagmozgató eszközt nem igénylő folyamat lehet Saját természetes energiát felhasználó objektumok áramlása (pl. emberek, állatok), Gravitációs energiát felhasználó objektumok áramlása (pl. faanyag úsztatása), Más természeti energiát felhasználó objektumok áramlása (pl. ár-apály jelenség). Anyagmozgató berendezést felhasználó folyamat Külső energiát használó berendezések (pl. vitorlás hajó, stb.), Saját energiát használó berendezések (pl. teherautó, stb.), Nem logisztikai jellegű anyagmozgatóberendezések (pl. szivattyú, stb.).
Az anyagáramlás eszközei Szállítóeszközök: külső (teherautó, busz, vonat, kamion, hajó, repülőgép, stb.), belső: szakaszos (targonca, FSP, stb.), folyamatos (konvejor, görgőspálya, szállítószalag, mozgólépcső, stb.), Rakodóeszközök (pl. daru, stb.). Az anyagáramlás útvonalai Természetes útvonalak: folyók, ösvények, stb. Mesterséges útvonalak: közutak, vasútvonalak, csatornák, csővezetékek, légi útvonalak.
A folyamatok rendszere Folyamat: a folyamatelemek egyértelmű hozzárendelése. Ha a folyamatelemek hozzárendelése az előforduló változatok miatt nem egyértelmű, akkor szükség van a folyamatelemek és kapcsolataik rendszerbe foglalására. Rendszer: az egymáshoz tartozó folyamatelemek és kapcsolataik megadása. Az anyagáramlási rendszer Anyagáramlási rendszerről általában akkor beszélünk, ha az anyagáramlási folyamatok megvalósítása során több (homogén, vagy inhomogén típusú) anyagmozgató berendezést is alkalmazunk.
Az anyagáramlási rendszerek felosztása Külső anyagáramlási folyamatokat megvalósító rendszerek (pl. beszállótói rendszer, stb.), Belső anyagáramlási folyamatokat megvalósító rendszerek (pl. munkahelyi kiszolgáló rendszer, stb.), A belső anyagáramlási rendszerek kiválasztási szempontjai technológiai folyamat jellege, szállítóberendezés funkciója és jellemzői, technológiai helyek elrendezése, szállítórendszer struktúrája, tárolóhelyek struktúrája, alapanyag-, készáru raktárral való kapcsolat.
Az egyes kiválasztási szempontok részletezése Az egyes kiválasztási szempontok részletezése
Az egyes kiválasztási szempontok részletezése Az egyes kiválasztási szempontok részletezése
Az egyes kiválasztási szempontok részletezése
Az anyagáramlási rendszerek jellegzetességei változó méretű, tömegű és alakú termékek rakodását, szállítását, vagy tárolását kell elvégezni egy rendszeren belül, egy feladatra több szállítási útvonal is igénybe vehető, közös pályahasználat több berendezés esetén, az igénybevett berendezések változtatásával szabályozható a szállítás üteme, az anyagáramlás nagysága, általában automatizált, számítógéppel irányított rendszerek. Az anyagáramlási rendszerek működtetésénél jelentkező feladatok 1. az egyes berendezések mozgásának összehangolása: az átadási pontokon, a kereszteződési pontokon, az egyes berendezések kapacitásainak összehangolása: szállítási kapacitások, rakodási kapacitások, mindegyik berendezéstípussal használható tárolóhelyek kialakítása: elérhetőség biztosítása minden berendezés számára, tárolópályák helyének megválasztása, tárolási módok kiválasztása,
Az anyagáramlási rendszerek működtetésénél jelentkező feladatok 2. meghibásodások kezelése: alternatív útvonalak biztosítása, helyettesítő berendezések biztosítása, megfelelő diagnosztika alkalmazása az elkerülésre, az esetlegesen jelentkező várakozási jelenségek kezelése: várakozó helyek kialakítása, várakozási módok megválasztása, eszközlekötöttség feloldása, megfelelő információáramlás biztosítása: a feladatok diszponálásáról, elkezdéséről, elvégzéséről, az eszközök foglaltságáról, stb. A technológiai helyek kiszolgálási változatainak néhány jellemzője munkahelyhez történő beszállítás jellege és jellemzői, munkahelyre való be-és kiszállításnál az anyag átadásának jellemzői, technológiai berendezésre való fel- ill. leadás jellemzői, munkahelyek tárolóinak jellemzői.
Technológiai helyek (munkahelyek) kiszolgálási rendszere Technológiai helyek (munkahelyek) kiszolgálási rendszere
Technológiai helyek (munkahelyek) kiszolgálási rendszere Technológiai helyek (munkahelyek) kiszolgálási rendszere
Az anyagáramlás matematikai leírása Q Bi i j Q Ki q ij Az anyagáram intenzitás dimenziói -darab intenzitás: -ER intenzitás: q E R E E R E R E R = = = = t ó r a m i n s e c
Az anyagáram jellege Diszkrét: csak egyes időpontokban lép fel, definiálható hozzá követési idő, ami lehet állandó vagy változó, Folytonos: az anyagáram igény folyamatosan jelentkezik, nincsenek üres periodusok.
Folytonos anyagáramlási példa (Szállítószalagos szállítás) Feladási pont A Leadási pont B v s = 0,1 m/s Esetek: a) ömlesztett anyag szállítás (folyamatos anyagáram), b) darabáru szállítás (folyamatosnak tekinthető, vagy diszkrét anyagáram). a) Ömlesztett anyag A B q B = A s * v s = 0,2 * 0,1 = 0,02 m 3 /s = 20 dm 3 /s ahol A s = 0,2 m 2 a hasznos szállítási keresztmetszet [m 2 ].
b) Darabáru A B H q B = Q ER * v s / H = 700 * 0,1 / 1 = 70 db/s ahol Q ER = 700 db az egységek tartalma [db], H = 1 m a feladási osztástávolság [m]. Diszkrét anyagáramlási példa (Targoncás szállítás) A B q t = Q ER /(2*s/v s +2*t R ) = 700/(2*95/5+2*60) = = 4,4 db/s = 15950 db/h ahol Q ER = 700 db az egységek tartalma [db], s = 95 m a szállítási távolság [m], v s = 5 m/s a targonca sebessége [m/s], t R = 60 s rakodási idő [s].
Anyagáram-idő függvények strukturálódása Folytonos anyagáram változatai Időben állandó, Szakaszonként kvázi-stacioner anyagáram, folytonosan változó instabil szakaszokkal Periodikusan változó (kvázi-stacionér) anyagáram Szakaszonként kvázi-stacioner anyagáram, ugrásszerű változásokkal Sztochasztikusan változó (kvázi-stacioner) anyagáram Rendszertelen, instacioner anyagáram ugrásszerű változásokkal
Időben állandó (stacioner) anyagáram Szakaszonként kvázi-stacioner anyagáram, folytonosan változó instabil szakaszokkal
Periodikusan változó (kvázi-stacionér) anyagáram Szakaszonként kvázi-stacioner anyagáram, ugrásszerű változásokkal
Sztochasztikusan változó (kvázi-stacioner) anyagáram Rendszertelen, instacioner anyagáram ugrásszerű változásokkal
Diszkrét anyagáram változatai Állandó anyagáram, állandó követési idő Periodikusan változó anyagáram, állandó követési idő Állandó anyagáram, periodikus köv. idő Állandó anyagáram, állandó követési idő
Periodikusan változó anyagáram, állandó követési idő Állandó anyagáram, periodikus köv. idő
Sztochasztikus anyagáram-idő függvények A sztochasztikus hatás származhat: az árukra, termékekre vonatkozó megrendelés véletlenszerűségéből (mennyiség, időpont, fajta), beszállítások pontatlanságából, bizonyos termelési-logisztikai kapacitások rendelkezésre állásának bizonytalanságából, termelő és kiszolgáló berendezések meghibásodásából, zavarokból a logisztikai rendszer irányításában. Folytonos anyagáram
Diszkrét anyagáram, anyagmennyiség sztochasztikus Diszkrét anyagáram, követési idő sztochasztikus
Anyagmennyiség és követési idő egyaránt sztochasztikusan változik Kapcsolati mátrix
A mátrixos felírása az anyagáram függvényeknek a következő előnyökkel jár könnyen áttekinthetjük az anyagáramlást, a számítógépes feldolgozás egyszerűvé válik, bizonyos számításoknál fel lehet használni a mátrix számítási módszereket is.
Anyagáramlási gráf Tárolóhely, raktár készletértelmezési modellje
A be- és kilépő anyagáramokból előállítható a készlet az idő függvényében
Be- és kilépő anyagmennyiségek, készletek változása a tárolónál az idő függvényében folyamatos anyagáram esetén Be- és kilépő anyagmennyiségek, készletek változása a tárolónál az idő függvényében diszkrét anyagáram esetén
Telepítés, elrendezés tervezés A gyárak, üzemek, raktárak, üzemen belüli gépek, tároló helyek telepítése elrendezése esetén több feltétel figyelembe vétele szükséges: energiaforrás, közlekedési csatlakozás, gépek alapozási lehetőségei, a technológiai folyamatok által előírt követelmények stb., Ezekre általában több változatban lehet teljesíteni. Ugyanakkor a működési költségeket igen számottevően befolyásolja az anyagmozgatási költség, az anyagmozgatási munka, mert ezekbe az objektumokba, illetve objektumokból jelentős mennyiségű anyag áramlik folyamatosan be és ki. Közvetlen anyagáramlási kapcsolatban lévő objektumok
Egy vonal mentén telepített objektumok Több vonal mentén telepített objektumok
Egy zárt görbe mentén telepített objektumok Több zárt görbe mentén telepített objektumok
A telepítésre vonatkozó korlátozások Kötöttségi mátrix, Kizárási mátrix, Szomszédsági mátrixok: Szomszédság kizárása, Szomszédság kötöttsége. Kötöttségi mátrix segítségével egyértelműen leírható, hogy melyek azok az objektumok, amelyeket csak egy adott telepítési pontban lehet elhelyezni valamilyen követelmény miatt (pl. a kívánt energiaforrás csak azon a helyen biztosítható, vagy azon a helyen áll rendelkezésre a géphez szükséges különös alapozás stb.):
A kizárási mátrix segítségével előírható, hogy egy adott objektumot melyik telepítési helyre nem lehet telepíteni valamilyen okok miatt nem lehet elhelyezni. A kizárási mátrix:
A mátrixok által definiálható korlátozások és kötöttségek fizikai feltételei: anyag- és energiaforráshoz való csatlakozás lehetősége, különleges alapozás, különleges méret, speciális kiszolgálási kötöttségek, zaj és rezgéshatás, külső anyagmozgató rendszerrel való kapcsolódás, környezeti kötöttségek. A telepítés, elrendezés-tervezés során számos célfüggvény használható: minimális anyagmozgatási út, minimális anyagmozgatási teljesítmény, minimális anyagmozgatási költség, minimális visszaáramlási út, minimális visszaáramlási mennyiség, minimális visszaáramlási munka, minimális keresztáramlási út, minimális keresztáramlási mennyiség, minimális keresztáramlási munka, minimális telepítési költség.
Jellegzetes modellek Partícionált anyagáram mátrix Jellegzetes modellek Partícionált útmátrix
Adott alapterületű és alakzatú objektumok adott területre való optimális telepítése Az adott alapterületű és alakzatú objektumok adott területre való optimális telepítése jellegzetesen mint üzemen belüli elrendezés tervezési feladat jelenik meg. Egyik legismertebb megoldási módszere a heurisztikus módszerek csoportjába tartozó CRAFT módszer, melynek sajátosságai a következők: figyelembe veszi a gépek területszükségletét; a mozgást derékszögű koordináta rendszer szerintinek tételezi fel; az alapterület súlypontját tételezi fel forrásnak, ill. nyelőnek; a gépek alapterületeinek alakja nem változhat, de 90 -al elfordulhat; a műhely alapterületének alakja nem változhat, nem forgatható el. A CRAFT módszer folyamata START A Vizsgáljuk az 1. rasztert Induló elrendezés felvétele Vesszük a vizsgált raszternél az 1. lehetséges cserét Útmátrix meghatározása Meghatározzuk az útmátrixot Anyagmozgatási munka meghatározása Vesszük a következő cserét Kiszámítjuk az anyagmozgatási teljesítményt Meghatározzuk a lehetséges cseréket, megadjuk a cserék sorrendjét igen Lehetséges-e még a vizsgált rasztnernél csere? nem A W0=min. alapján meghatározza az optimális cserét nem Van-e vizsgálandó raszter? igen Vesszük a következő rasztert STOP
Integrált tervezése Időegységre vonatkozó költség minimalizálás: 0 W * µ { ε ε εν } K = Min k + k W S 0 S S ε ; ν ; µ ( 1 L p) ; ( 1 Lr) ; ( 1; 2) ε = ν = µ =
Dinamikus (RST) anyagáramlási műveletek: Statikus anyagáramlási műveletek: Csomagolás Egységrakomány-képzés Gyűjtés és osztályozás Vállalaton belüli, üzemrészek közötti anyagmozgatás Pavilonszerű egységek közötti: anyagáramoltatás általában szakaszos szállítással, talajszinten történik (targonca, nyeregkocsi, teherkocsi stb.). Tömbösített telepítés: az egymás mellett lévő üzemek közötti anyagáramoltatás általában -folyamatos működésű szállítóberendezéssel (hajtott görgőspálya, függőkonvejor) -kötött pályás szakaszos működésű berendezéssel (függőpálya, vezető nélküli targonca) Vegyes: előző kettő kombinációja
Diszkrét: Technológiai folyamaton belüli anyagáramlás Folytonos: Anyagmozgatás
AZ ANYAGMOZGATÓ BERENDEZÉSEK TULAJDONSÁGAI Anyagmozgatási segédeszközök Mindazon eszközök és berendezések, melyek az anyagmozgatási tevékenység során az anyagmozgató gépek és szállítópályák mellett felhasználásra kerülnek. A) Hagyományos eszközök pl.: rakodók, áthidaló lemezek, görgők, láncok, lemezek, stb. B) Korszerű eszközök - Egységrakomány-képző eszközök Pl.: rakodólap, szállítóláda, szállítótartály, zsák - Anyagmozgatási folyamatot jelző, biztosító, ellenőrző berendezések