P O L I T E C H N I K A W A R S Z A W S K A WYDZIAŁ BUDOWNICTWA, MECHANIKI I PETROCHEMII INSTYTUT INŻYNIERII MECHANICZNEJ ORGANIZACJA I ZARZĄDZANIE Optymaliacja transportu wewnętrnego w akładie mechanicnym Instrukcja ćwiceń projektowych Opracował: dr inż. Ceary Wiśniewski Materiały dydaktycne opracowane w całości na podstawie: Lenard W., Bałuk J., Gąsiorkiewic L.: Organiacja i arądanie - ćwicenia, Wydawnictwa Politechniki Warsawskiej, Warsawa 1979 Płock, 2012
CEL PROJEKTU Celem projektu jest uyskanie pre studentów praktycnej wiedy i umiejętności w akresie metod organiowania transportu wewnętrnego w akładie produkcyjnym. Opracowany projekt umożliwi nabycie umiejętności analiy procesu wytwórcego, w którym wykorystywane są różnego rodaju stanowiska roboce ora stosowania romiescenia tych stanowisk w hali produkcyjnej pryjmując jako kryterium minimaliację pracy środków transportu wewnętrnego. ZADANIE PROJEKTOWE Zadanie wykonania: Zaprojektować sieć powiąań transportowych wewnątr hali wydiału mechanicnego predsiębiorstwa w taki sposób żeby minimaliować pracę środków transportowych prewożących detale i wyroby pomiędy stanowiskami i gniadami obróbcymi. Romieścić 7 gniad technologicnych w hali o podanych parametrach stosując metodę siatki trójkątów i pryjmując transport nieukierunkowany. Zakres projektu: 1. Dokonać obliceń wiąanych buwą maciery prewoów wg ich wielkości 2. Zbuwać siatkę trójkątów 3. Narysować warianty romiescenia stanowisk na powierchni hali (min. 2 warianty) 4. Określić odległości międy stanowiskami pryjmując pomiar odległości międy środkami ciężkości powierchni ajmowanych pre stanowiska roboce ale wdłuż projektowanych dróg transportowych. Pryjąć minimalną serokość drogi transportowej (dla transportu w jednym kierunku) - 2 m. 5. Oblicyć wielkości prewoów (prace transportowe uwględniające odległości i wielkości ładunków) dla pryjętych wariantów romiescenia stanowisk 6. Porównać warianty rowiąań i wskaać wariant apewniający mniejsenie pracy transportowej Uwaga! Dane projektu najdują się w Załącniku 1 na końcu instrukcji. 2
1. WSTĘP W praktyce występuje sereg metod matematycnych, analitycnych i graficnych umożliwiających opracowanie rowiąań organiacyjnych mniejsających tw. pracę środków transportowych. W premyśle najcęściej występuje problem optymaliacji prewoów ładunków wewnątr hal produkcyjnych, międy miejscami skławania surowców, półproduktów, detali i cęści, a stanowiskami produkcyjnymi. Jednym e sposobów minimaliacji prewoów (pracy transportowej) jest odpowiednie romiescenie miejsc produkcji (stanowisk robocych, gniad produkcyjnych, masyn itp.) na powierchni hali produkcyjnej. Pracę transportu P t można osacować a pomocą ilocynu łącnej masy prewożonych ładunków Q ora łącnej długości dróg L, na których te ładunki są prewożone. P t = Q L min. Pracę transportu można mniejsyć też popre takie romiescenie stanowisk by minimaliować prewoy na więkse odległości. Dąży się takiej organiacji miejsc produkcji by jak najwięcej było prekaań wyrobów bepośrednio obiektu obiektu, np. ręcnie lub a pomocą stałych środków transportowych (prenośników). Problem minimaliacji transportu wewnętrnego występuje głównie pry produkcji seryjnej. Pry produkcji jednostkowej brak jest ustalonych prebiegów, a w wiąku tym trudno jest prewoy optymaliować. Natomiast w produkcji masowej prebieg jest ściśle ustalony w procesie technologicnym i jest tylko jedno puscalne rowiąanie. 2. ZAŁOŻENIA DO PROJEKTU 1. W adaniu projektowym roważana będie minimaliacja pracy transportowej pry pryjęciu typu produkcji seryjnej, a obiektami międy którymi będie się odbywał transport będą stanowiska roboce lub gniada. 2. Celem projektu jest opracowanie takiego romiescenia stanowisk lub grup stanowisk, żeby wielkości prewoów uległy mniejseniu. 3. Na stanowiskach robocych wykonuje się różnego rodaju wyroby o różnych prebiegach procesów technologicnych. 4. Nie ma ograniceń na licby produkowanych wyrobów. Wielkości prewożonych ładunków można określić wagowo, objętościowo lub w tw. jednostkach transportowych (J t ), pry cym jednostką transportową naywa się estaw jednej lub kilku jednostek ładunkowych (np. pojemników, palet) premiescanych jednoceśnie jednym środkiem transportowym. Licba wyrobów prypadająca na jednostkę transportową może wynikać ich ciężaru, objętości itp. możliwych jednocesnego premiescania lub układu cyklu produkcyjnego (np. taktu pracy masyny, pojemności pieca itp.). 5. Poscególne operacje technologicne wykonywane są na odrębnych stanowiskach robocych lub grupach stanowisk. Tym samym operację można utożsamiać e stanowiskiem robocym. 3. TOK POSTEPOWANIA PRZY OPTYMALIZACJI TRANSPORTU METODĄ SIATKI TRÓJKĄTÓW Zadanie projektowe prykład Pry obróbce wyrobów A, B, C, D, E, których każdy ma określoną kolejność wykonywania operacji technologicnych (onaconych symbolami 10, 20, 30,...itd.), ustaloną wielkość produkcji i licbę stuk miescących się w jednostce transportowej należy tak romieścić stanowiska roboce, by minimaliować pracę transportu. Dane wejściowe prykładu podane są w tabelach 1 i 2. Tabela 1. Wyrób Kolejność operacji Program miesięcny [st.] P m Licba wyrobów na jednostkę transportową [st.] 3 J t Licba jednostek transportowych [st.] L jt A 20 40 30 20 3000 10 300 B 10 30 20 40 1500 30 50 C 30 10 30 20 500 5 100 D 10 20 30 40 4000 20 200 E 20 10 40 30 1000 4 250
Tabela 2. Stanowisko Zajmowana powierchnia [m 2 ] Wymagania 10 200 intensywna wentylacja 20 150 nośność podłoża 5000 Pa 30 250 sprężone powietre 40 100 iolacja preciw drganiom Ogółem 700 Krok 1. Oblicenie licby jednostek transportowych wg ależności: L jt = P m / J t (wartości oblicone dla prykładu podane są w tabeli 1) Krok 2. Buwa dla każdego wyrobów tw. maciery prewoów, w której wyscególnione są wielkości prewoów pomiędy stanowiskami (w miesiącu). Dane dla prykładu awarte są w tabelach 3 7. Tabela 3. Macier dla wyrobu A 10 20 300 30 300 40 300 Tabela 5. Macier dla wyrobu C 10 100 20 30 100 100 40 Tabela 7. Macier dla wyrobu E 10 250 20 250 30 40 250 Tabela 4. Macier dla wyrobu B 10 50 20 50 30 50 40 Tabela 6. Macier dla wyrobu D 10 200 20 200 30 200 40 Krok 3. Buwa łącnej maciery dla wsystkich wyrobów (tabela 8). W odpowiednich komórkach sumowane są wartości wielkości prewoów poprednich maciery. Tabela 8. Macier łącna 10 200 150 250 20 250 200 350 30 100 450 200 40 550 Krok 4. Buwa maciery nieukierunkowanej. W prypadku prewoów ukierunkowanych tn. gdy istotny jest kierunek prewoów (np. drogi prejawe są jednokierunkowe), dalsych obliceń stosuje się macier łącną (tabela 8). Natomiast gdy prewoy nie są ukierunkowane i prewoy międy stanowiskami odbywają się po tej samej drode w obu 4
kierunkach, buduje się macier nieukierunkowaną (tabela 9). W tym celu daje się wielkości prewoów międy stanowiskami, nieależnie w którym kierunku się odbywały (np. sumuje się prewoy międy 20 40 i 40 20). Tabela 9. Macier nieukierunkowana międy 10 20 450 30 250 650 40 250 350 750 Krok 5. Buwa maciery prewoów wg ich wielkości. W celu spełnienia ałożenia mniejsenia wielkości prewoów (ilocynu dróg i wielkości ładunków) należy useregować je według wartości malejącej i dążyć takiego romiescenia stanowisk by mające najwiękse prewoy były położone najbliżej siebie. W ten sposób nie mogąc mniejsyć wielkości ładunków mniejsamy długości dróg prejadów. Wartości oblicone dla prykładu estawione są w tabeli 10. Tabela 10. Stanowiska 30-40 20-30 10-20 20-40 10-30 10-40 Raem: Wielkość prewoów ΣL jt (jednostek transportowych) 750 650 450 350 250 250 Raem: 2700 Krok 6. Buwa siatki trójkątów. Metoda siatki trójkątów więła swoją nawę od sposobu graficnego predstawienia powiąań międy obiektami. W metodie tej obiekty o najwięksych (najbardiej obciążonych prewoami) powiąaniach anaca się jako najbliżej położone wierchołki w siatce utworonej trójkątów równobocnych. Jeśli wielkości prewoów ΣL jt wyskaluje się jako serokość linii łącącej wierchołki (np. 1 mm = 20 jednostek transportowych) to uyska się obra ułatwiający romiescenie obiektów (stanowisk) w hali produkcyjnej (rys. 1). Ułatwia to sybkie określenie ważności powiąań i analię wielu wariantów romiescenia obiektów. Rys. 1. Siatka trójkątów 5
Krok 7. Warianty romiescenia stanowisk na powierchni hali produkcyjnej. Należy na planie hali produkcyjnej wrysować kontury stanowisk. Wielkości figur repreentujących stanowiska powinny odpowiadać powierchni stanowisk (tabela 2) w pryjętej skali planu hali. Wrysowując stanowiska należy uwględnić również drogi transportowe i specjalne wymagania tycące położenia stanowisk. Należy też pamiętać o istniejących w halach fabrycnych słupach podporowych, które nie mogą np. ogranicać serokości drogi transportowej. W celu optymaliacji należy wykonać co najmniej 2 warianty romiescenia stanowisk w hali produkcyjnej. Krok 8. Określenie odległości międy stanowiskami. Po wrysowaniu stanowisk robocych na planie hali (w skali) należy konać osacowania odległości L pomiędy miejscami aładunku i wyładunku wyrobów tn. określić długości dróg transportowych dla wsystkich występujących w procesie produkcyjnym prejadów. Zmierone na planie odległości należy prelicyć (pryjmując skalę planu) na odległości recywiste. Są try metody oblicania długości dróg transportowych: a) dla obliceń wstępnych odległości miery się od środków ciężkości figur odpowiadających powierchniom ajmowanym pre stanowiska roboce (rys. 2a), b) dla obliceń kładnych odległości miery się od środków ciężkości figur odpowiadających powierchniom ajmowanym pre stanowiska roboce, ale pomiaru konuje się wdłuż istniejących lub projektowanych dróg transportowych (rys. 2b), c) dla obliceń bar kładnych odległości miery się wdłuż istniejących lub projektowanych dróg transportowych międy faktycnymi miejscami aładunku i wyładunku wyrobów (rys. 2c). Rys. 2. Określenie długości dróg transportowych. Krok 9. Oblicenie pracy transportowej. W celu określenia pracy transportowej należy oblicyć ilocyny wceśniej wynaconych odległości transportowych L (recywistych) i wielkości prewoów ΣL jt (jednostek transportowych prewożonych na danej trasie). Dla każdego roważanych wariantów romiescenia stanowisk, oblicone wceśniej ilocyny należy sumować, określając w ten sposób łącną sumę prewoów (pracę transportową) dla określonego wariantu (tabela 11). 6
Tabela 11. Transport międy stanowiskami Odległość L [m] Licba jednostek Ilocyn P t = ΣL jt L Wariant I Wariant II transportowych Wariant I Wariant II 30-40 13,6 13,6 750 10200 10200 20-30 13,6 13,6 650 8840 8840 10-20 13,6 13,6 450 6120 6120 20-40 12,0 12,0 350 4200 4200 10-30 24,0 20,2 250 6000 5050 10-40 13,6 25,2 250 3400 6300 Praca transportowa: 38760 40710 Krok 10. Porównanie wariantów rowiąań. W celu wyboru lepsego (e wględu na mniejsą pracę transportową środków transportu wewnętrnego) wariantu romiescenia stanowisk produkcyjnych należy porównać sumarycną pracę transportową dla pryjętych wariantów i wybrać ten, dla którego praca ta jest mniejsa. W prykławym adaniu będie to wariant I (tabela 11). ΣL jt 7
Załącnik 1. Dane projektu: 1. Dane tycące hali produkcyjnej: Wariant Serokość nawy Rostaw słupów podporowych A 20 m 6 x 6 m B 28 m 6 x 6 m C 34 m 6 x 6 m 2. Dane tycące prebiegu procesu technologicnego i wielkości produkcji Wariant Wyrób Kolejność operacji na wyrobie (gniad) Program produkcji wyrobów tys. st./rok Wielkość jednostki transportowej Wariant F G H st. W1 40-20-10-30-50-60-70 260 240 200 100 D W2 10-20-40-30-50-70-60 160 150 140 800 W3 20-50-30-20-10-40-60 220 200 210 1200 W4 30-50-30-40-10-70-60 140 120 100 500 W5 50-40-30-10-70-60-20 300 250 350 1500 W6 20-10-30-10-50-70-60 220 250 270 1200 E W7 10-40-30-60-70-10-50 80 90 110 500 W8 20-30-20-70-10-40-60 340 320 360 1500 W9 50-30-40-20-10-60-70 180 160 170 1000 W10 30-10-30-20-40-50-70 70 130 60 800 3. Dane tycące gniad obróbcych Gnia (operacja) Powierchnia gniada w [m 2 ] I J K Wymagania 10 150 250 200 brak 20 350 100 160 sprężone powietre 30 200 180 120 woda 40 260 240 300 ga iemny 50 100 300 250 wentylacja 60 150 200 240 para 70 250 200 180 brak 8