Перемещение материалов в процессе производства

Потоковые процессы на любом производстве обычно включают транспортировку и складирование. При управлении материальным потоком в основном оптимизируется решение следующих задач: обеспечение гибкости потока деталей и определение вариантов их прохождения по станкам, свободное смешивание различных групп деталей, подача их в любом, чаще хаотическом порядке; сокращение времени нахождения каждой детали в системе; возможность обработки вне очереди детали, которая срочно требуется на сборке; уменьшение времени загрузки паллет на транспортные средства и передачи их на станки; обеспечение работы транспортных средств, роботов и всего оборудования без столкновения в тех пространствах, где траектории их перемещений пересекаются, причем без затрат времени на ожидание выполнения действий одного или другого; выбор последовательности транспортирования различных деталей к разным станкам по кратчайшему маршруту с наименьшим временем и наименьшим числом транспортных средств.

С одной стороны это типичная транспортная задача из линейной математики, с другой стороны — это организационная задача.

При организации транспортирования и складирования следует руководствоваться следующими правилами:

• · заготовки, детали, инструмент, универсально-сборочные приспособления (УСП) и универсально-наладочные приспособления (УНП), отходы производства должны находиться в контейнерах, на поддонах, на паллетах, в кассетах или магазинах, на которые они устанавливаются и снимаются, если вручную, то только один раз. Дальнейшие перегрузки должны выполняться автоматически роботами или робокарами и специальными устройствами. С развитием средств, главным образом «технического зрения» и техники распознания образов, первичная установка будет осуществляться также роботами;
• · все, что транспортируется, должно находиться в автоматических складах или специальных позициях ожидания и иметь устройство кодирования для автоматического распознавания того, что загружено;
• · приемные места различных видов транспорта, конвейеров, робокаров, позиций ожидания, ячеек склада должны быть по возможности стандартными, принятыми не только для данной отрасли, но и отвечать международным стандартам, быть унифицированными для данного завода;
• · следует разделить назначение торцовых сторон склада с краном-штабеллером — один торец использовать, например, для загрузки заготовок и выгрузки деталей, а второй — для подачи заготовок на станки и получения деталей, поступающих от станков, что разделяет транспортные потоки и ускоряет работу склада;
• · там, где это возможно, склад должен использоваться и как транспортное средство — лифт между цехами, расположенными на разных этажах;
• · следует создавать общие склады в нескольких местах, особенно при преобладании длительных циклов обработки деталей на станках и малых объемах выпуска. Склады можно специализировать на инструментальные, заготовок, деталей и др. Специализированные склады рекомендуются при высоком ритме и большом объеме производства;
• · склады следует располагать ближе к ГПС и в их составе. Главным критерием остаются кратчайшие расстояния между складами и станками. С этой точки зрения специализация складов больше удовлетворяет принципу кратчайшего расстояния. Во всех случаях инструментальный склад желательно располагать ближе к инструментальному участку;
• · готовые детали, как правило, по окончании их обработки должны передаваться на участок сборки через склад комплектации деталей. Это приводит к созданию раздельных складов заготовок и деталей;
• · основным требованием к гибкости транспортного средства является способность обслуживать разные пункты назначения в различных, чаще случайных последовательностях и маршрутах, способность перемещать различные установочные средства;
• · для перемещения на короткие расстояния до нескольких метров предпочтителен портальный робот или робот, перемещающийся по монорельсу, в этом случае не требуется паллет и достаточно трех-четырех осей перемещения робота по программе. С увеличением числа осей уменьшаются грузоподъемность и скорость перемещения робота, а также точность позиционирования;
• · автоматический склад и транспорт должны иметь высокую надежность. Полностью исключать оператора из цикла работы станков и ГПС. Организовывать работы во время перерывов и в третью смену в безлюдном режиме;
• · эффективным является организация движения робокаров по замкнутому маршруту без возврата порожняком и встречного движения тележек.

Начальной точкой обычно является участок (позиция) установки заготовок на паллетах. Робокар, доставив на станок очередную паллету, получает следующее задание. Продолжая движение по замкнутому маршруту, может передать деталь со станка на станок, переместить детали на позиции ожидания, подать комплект УСП, забрать готовую деталь с другого станка и доставить ее в склад сборочного участка, вернуться за новой заготовкой на участок их установки. Такая организация требует единого управления графиками запуска заготовок, загрузки станков, системой автоматического складирования и транспортирования, что стало возможным при использовании ЭВМ и микропроцессорной техники.

К организации транспортирования и складирования относится и станция установки заготовок на паллеты. Основная задача сводится к определению их числа, совмещению установки и снятия деталей на одной или разных станциях и определению месторасположения этих станций. Опыт показывает, что для ГПС из пяти-шести обрабатывающих центров для средних корпусных деталей, устанавливаемых на специальных паллетах, достаточно иметь две совмещенные станции установки и снятия деталей, которые располагаются рядом и обслуживаются одним оператором. При необходимости сборки УСП и УНП норма обслуживания уменьшается и требуется дополнительный оператор для сборки приспособлений. Во всех случаях обращают особое внимание на организацию рабочих мест сборки приспособлений, установки и снятия деталей с соблюдением правил эргономики и техники безопасности. Число станций и численность операторов легко рассчитываются по исходным данным частоты, числа установок и суммарного времени отдельных приемов оператора путем хронометража.

На объем и характер перемещений материалов по производственным помещениям оказывают влияние объем производства, номенклатура выпускаемой продукции, расположение цехов и оборудования в них, размеры незавершенного производства и заделов, а также степень централизации обработки. Принцип непрерывности определил необходимость увеличения степени использования транспортных средств, в данном случае робокар или передвигающихся платформ, для обработки и сборки прямо на их борту деталей, узлов и общей сборки.