Техника движения материалов

Техника движения материалов - одна из важнейших составляющих Логистики. Она отвечает за улучшение логистических процессов, а именно улучшение трёх основных целей логистики (увеличения качества, уменьшения времени, снижения затрат) путём использования современных технических методов транспортирования.

Введение

Логистика

Система, состоящая из двух составных элементов:

• Техника движения материалов,
• Полная обработка информации.

Полем деятельности логистики является четкое управление движением материальных и информационных потоков.

Материальный поток (физическое создание стоимости) движется по цепочке от поставщиков к потребителям через производителя. Задачи, которые выполняются на протяжении всего пути: закупка, снабжение, складирование, управление производством, исполнение заказа, распределение готовой продукции.

В отличие от материального потока направление информационного потока как обратнонаправленное - поток движется от потребителя к поставщику через производителя, включая в себя планирование, предложение и заказ; так и прямонаправленное от поставщика к потребителю, как сопроводительная информация по материальному потоку.

Логистическая цепочка состоит из трёх основных звеньев: поставщиков, производителей и потребителей, которые в свою очередь могут представлять собой целые системы. На основе этой цепочки логистика делится на 4 главных вида логистики:

• Логистика снабжения - делится на логистику закупок и непосредственно логистику снабжения и, соответственно, отвечает за закупку и снабжение производства сырьём и материалами;
• Производственная логистика - отвечает за движение материалов и информации в производственных процессах;
• Логистика сбыта - отвечает за дистрибуцию готовой продукции от производителя к потребителям;
• Логистика утилизации отходов - главным отличием данного типа логистики является её направление - она обратнонаправленная и в зависимости от конечной цели, делится на редистрибуцию, репроизводство и утилизацию.

Но для обеспечения движения потоков по цепочке в одну или другую сторону необходимы ещё две подсистемы логистики:

• Складская логистика - отвечает за хранение материалов или информации и делится на 3 основных процесса: складирование, буферизация, сохранение;
• Транспортная логистика - отвечает за непосредственное передвижение продукции из пункта А в пункт Б и делится на транспортировку (с помощью авиа, ж/д, авто, водного или трубного транспорта) и транспортирование (с помощью, к примеру, конвейеров, погрузчиков, стеллажей и т. п.)

---

Техника движения материалов

Техническое оборудование (механизмы, машины), подразделяющееся на три основные элемента:

• Техника транспортирования,
• Техника хранения и передачи информации,
• Техника управления

Полем деятельности техники движения материалов является планирование, организация и обеспечение экономичности логистических процессов.

Материальный поток - это сцепление всех процессов от добычи сырья, доработки и переработки материалов, через производство вплоть до распределения готовой продукции внутри определённой области. В частности, сюда относятся: обработка, владение, транспортирование, буферизация, пребывание и складирование (VDI 3300)

Технику транспортирования можно разделить на следующие элементы:

• Упаковочная техника и техника создания транспортных единиц;
• Техника транспортирования;
• Техника складирования;
• Техника комплектации (комиссионирования);
• Техника владения;
• Монтажная техника;
• Погрузочно-разгрузочная техника;
• Информационная техника и техника управления.

---

Техника транспортирования

Механизмы, обеспечивающие транспортирование материалов, полем задач которых является определение оптимальных конструкций механизмов и методов их применения.

Технику транспортирования можно разделить на следующие виды:

1. Подъемные механизмы
   1. Краны
      • Мостовой кран
      • Башенный кран
      • Портальный кран
      • Автокран
      • Плавающий кран
      • и др.
   2. Серийные подъемные механизмы
      • Бутылочный прокат
      • Электропрокат
      • Реечный (зубчатый) домкрат
      • Козлы
      • и др.
2. Транспортные средства непрерывного действия
   1. Механические транспортные средства (конвейера)
      • Ленточный конвейер
      • Роликовый конвейер (рольганг)
      • Ковшевый (вертикальный) конвейер (нория)
      • Цепной конвейер
      • Виброконвейер
      • Шнековый (червячный) транспортер
      • Подвесной конвейер
      • и др.
   2. Гидравлические транспортные средства (трубопроводный транспорт)
   3. Пневматические транспортные средства (пневмотранспорт)
3. Наземная техника
   1. Нерельсовая
      • Тележка
      • Тягач
      • Подъёмник
      • Погрузчик
      • Автоматические беспилотные системы
      • и др.
   2. Рельсовые
      • Сдвигаемая установка
      • Вагонетка
      • и др.
4. Складская техника
   1. Складские установки
      • Поддонный стеллаж
      • Проездной стеллаж
      • Прокручивающийся стеллаж
      • Кассетный стеллаж
      • и др.
   2. Техника обслуживания склада
      • Вилочный погрузчик
      • Ричтрак
      • Штабелер
      • и др.
   3. Техника комплектации
   4. Техника управления
5. Особые области
   1. Лифты
   2. Фуникулеры
   3. Погрузочно-разгрузочная техника
   4. Техника владения
   5. и др.

Виды и свойства объектов транспортировки

Виды и свойства объектов транспортировки имеют огромное значение для конструкции транспортеров. Различают сыпучие и поштучные грузы.

Поштучные грузы - это отдельные единицы, например, ящик, мешок, упакованный механизм, ящик для бутылок или даже несколько ящиков на одном поддоне. Показателями поштучных грузов являются:

• Габариты - длина, ширина, высота, вес
• Форма - кубический, продолговатый, с гладкой или шершавой поверхностью и т. д.
• Особые свойства - громоздкий, бьющийся, штапелируемый, восприимчивый к температуре и т. д.

Сыпучие грузы - это массовые грузы, например, песок, уголь, щебень, камни, руда, мука и т. д. Они так же делятся на три группы: кусковые (камни), гранулированные (щебень) и пылеобразные (мука) Показателями сыпучих грузов являются:

• Насыпная плотность
• Угол насыпки
• Размер зерна

---

В зависимости от груза подбирается соответствующий метод транспортировки. Как правило, различают два основных метода транспортировки: постоянный (конвейеры, круговые фуникулеры, лифты непрерывного действия) и периодические (краны, бутылочные транспортеры, лифты, шахтные транспортеры, челночные фуникулеры)

Способность функционировать транспортеров постоянного или периодического действия характеризуется транспортным потоком. Транспортный поток - это объём груза (пропускная способность) за единицу времени. В зависимости от вида груза и метода транспортирования, поток бывает поштучный (шт/ед. вр.), массовый (кг/ед. вр.) и объемный (м³/ед. вр.)

У подъемных механизмов способность функционирования так же характеризуется полезной и предельной нагрузкой.

Предельная нагрузка - это максимальный вес, который может поднять подъемный механизм.
Полезная нагрузка - это предельная нагрузка за вычетом веса крепления и такелажной оснастки.

Транспортирование сыпучих грузов

Транспортирование сыпучих грузов характеризуется массовым (l_m) и объемным потоком (l_v). Оба потока связаны друг с другом насыпной плотностью (ρ).

l_m=ρ·l_v

При постоянной отгрузке действует: l_v=A·v, где
А - площадь поперечного сечения заполнения (м²)
v - скорость транспортирования (м/с)

При пульсирующей или тактовой отгрузке действует: l_v=V·v/e, где
V - максимальный объём захвата (например, ковша) (м³)
v - скорость транспортирования (м/с)
e - интервал между захватами (м)

Транспортирование поштучных грузов

Регулярная поставка - такт

l_шт=1шт·v/s

λ = 1/T, где

l_шт - штучный поток
v - постоянная скорость
λ - пропускная способность
Т - такт (Т = s/v)

Нерегулярная поставка

Среднее время поставки:

$t={\frac {l_{i}+d_{i}}{\bar {v}}}$, где

при $\forall i:t=T=const\Rightarrow \forall i:l+d=const$

t_i - дискретное время поступления i-го груза
l_i - длина i-го груза
d_i - расстояние между i-тым и следующим грузами
${\bar {v}}$ - средняя скорость
Т - такт t_m - самое вероятное время поступления груза

Вероятность поступления груза подчиняется законам теории Вероятности, а именно нормальному распределению

$\int _{0}^{\infty }f(t)dt=1\Rightarrow E(t)=\int _{0}^{\infty }t\cdot f(t)dt$

Для расчёта наиболее вероятного времени поступления и величины ожидания можно использовать следующие функции распределения:

Наименование	Формула	tm	E(t)
Распределение DIRAC	$f(t)={\begin{cases}\infty ,&t{\mbox{ = T}}\\0,&t\not ={\mbox{ T}}\end{cases}}$	T	T
Экспотенциальное распределение	$f(t)={\begin{cases}0,&t<{\mbox{ 0}}\\\lambda e^{-\lambda t},&t\geq {\mbox{ 0}}\end{cases}}$	0	${\frac {1}{\lambda }}$
Равномерное распределение	$f(t)={\begin{cases}{\frac {1}{b-a}},&a<t<b\\0\end{cases}}$	[a,b]	${\frac {b+a}{2}}$
Логарифмическое распределение	$f(t)={\frac {1}{{\sqrt {2\pi }}\cdot \sigma t}}\cdot e^{\frac {-(Int-\mu )^{2}}{2\sigma ^{2}}}$	$\sigma ^{\mu -\sigma ^{2}}$	$\sigma ^{\mu -{\frac {\sigma ^{2}}{2}}}$

Пропускная способность:

$\lambda ={\frac {n}{\sum _{i=1}^{n}{t_{i}}}}={\frac {n{\bar {v}}}{\sum _{i=1}^{n}{(l_{i}+d_{i})}}}$

Причем при $l_{i}\Rightarrow l_{min}$ и $d_{i}\Rightarrow d_{min}$

$\lambda _{gr}={\frac {n{\bar {v}}}{l_{min}+d_{min}}}$ - граничная пропускная способность

Средства транспортировки, вспомогательные средства для погрузки и средства формирования грузов

Транспортная техника делится на две основные категории: техника транспортировки и техника транспортирования.

Техника транспортирования предназначена для транспортирования, распределения и складирования грузов, а также перевозки пассажиров на ограниченные расстояния, как правило, внутри области производства (погрузчик, автоматический беспилотный погрузчик, мостовой кран, роликовый конвейер, ленточный конвейер и т. д.).

Техника транспортировки осуществляет перевозку грузов и пассажиров по улицам, рельсам, воде и воздуху. Бывает как ближнего, так и дальнего следования (автомобиль, поезд, корабль, самолёт и т. д.).

Транспортные системы состоят из трёх составных элементов - транспортные единицы (синоним: груз), процесс транспортирования и средства транспортирования (синоним: транспортное средство)

Транспортная единица состоит из непосредственно транспортируемого товара (деталь, короб, ящик) и вспомогательного средства для погрузки (поддон, короб, кассета)

Процесс транспортирования заключается в исполнении двух главных задач:

1. Организация транспортирования - все диспозитивные и контролирующие функции по организации;
2. Управление транспортированием - переработка информации для планирования и реализации транспортирования.

Вспомогательные средства для транспортировки, складирования и погрузки

Все три термина имеют одно значение и общие функции:

• Образование унифицированной логистической единицы,
• Защитная функция за счёт повышения транспортоспособности.

Переход к стандартным единицам обеспечивает предпосылки к механизации и даже автоматизиции материальных потоков.

---

Основные средства транспортировки

1. Унифицированные кассеты/ящики
Кассеты являются полностью закрытым средством. Выполнены, в основном, из пластмассы в форме стандартизированных ящиков или складских коробов. Главным плюсом данных кассет является их модулярное построение - кассеты одного класса хорошо штабелируются. Существует множество различных модификаций, габаритов и грузоподъёмностей.

2. Евро-поддоны
Поддоны предназначены для объединения множества грузов в единую транспортную единицу, чтобы обеспечить более эффективную погрузку, транспортировку и складирование.
Поддоны по Евро-стандарту имеют габариты 800 мм х 1200 мм; они четырёхсторонние (погрузчик может захватить их с любой из четырёх сторон); выполнены, как правило, из дерева, но существуют варианты и из искусственных материалов; грузоподъёмность - 1000 - 1500 кг.

3. Вспомогательные средства под евро-стандарт
Для удобства погрузки, транспортировки и складирования многие прочие средства были модернизированны под евро-стандарт поддонов. Это, в первую очередь, боксы, стальные контейнеры и решетчатые поддоны. Полностью закрытые средства. Предназначены для перевозки и хранения мелкогабаритных и не штабелируемых грузов, зато благодаря евро-стандартам приобретают возможность к штабелированию и перевозке кранами.

4. Контейнер
Полностью закрытое средство транспортировки, предназначенное для перевозки крупногабаритных и тяжелых грузов на большие расстояния с помощью средств транспортировки (автомобили, суда и т. д.). В зависимости от груза, имеют различные размеры и формы.
ISO-контейнеры имеют ещё одно назначение - их размеры позволяют максимально эффективно размещать унифицированные кассеты/ящики.

Создание погрузочных единиц и упаковок

Термины "груз", "погрузочно-разгрузочная" и "складская единица", "единица комплектации", "производственная, сборочная, готовая единицы" имеют сходное значение, но указывают место нахождения и целенаправленность продукта в логистической цепи.

груз находится в транспортном средстве и направляется к месту разгрузки. После разгрузки "разгрузочная единица" отправляется на склад, где встает на учёт и становится "складской единицей". При формировании заказа работник склада изымает отдельные складские единицы в общий заказ, называющийся комплектацией. Таком образом при в процессе комплектации со склада изымаются "единицы комплектации". Полученные комплекты, как "отгружаемые единицы", погружаются на транспорт и в зависимости от дальнейшей цели становятся производственной единицей (цель - производство), сборочной единицей (цель - сборка) или готовая продукция (цель - сбыт или покупатель)

Примеры наиболее часто используемых упаковок

• Пакет
• Жестяная банка
• Бочка
• Бутылка
• Открытый ящик
• Сундук
• Мешок
• Коробка
• Тюбик
• Стеклянная банка
• Лоток
• Футляр

---

Палетирование

В русском языке укоренилось слово, обозначающее процесс укладки (штабелирования) грузов на поддоны - палетирование. Палетирование - это штабелирование отдельных единиц в штабеля, где каждый штабель состоит из одного или нескольких слоев, а каждый слой из отдельных единиц и т.д. Единицы штабелирования выкладываются по определённому рисунку в зависимости от самого груза, чтобы обеспечить большую надежность.

Помимо ручного палетирования в мировой практике существует множество видов механизированной и автоматизированной техники раскладки груза на поддоны.

Линии могут быть как однолинейными, так и многолинейными. Для палетирования используют, как правило, три вида роботов: робот-рука, портальный укладчик, столбовой (осевой) укладчик.

Так же в зависимости от укладываемого груза существует множество различных механизмов захвата:

• Клещи
• Вилы
• Вакуумные присоски
• Бутылочный или канистровый захват

Обеспечение безопасности грузов

Вышерассмотренная упаковка помимо обеспечения возможности перевозки и хранения, обеспечивает безопасность непосредственного продукта. Так же выше рассмотрено, что для удобства транспортировки и хранения зачастую упакованные единицы укладывают в штабеля на поддоны. Но не всегда это обеспечивает полную безопасность груза, и поэтому необходимы специальные средства по её обеспечению.

Специальные средства обеспечения безопасности делятся на две группы:

1. Внутренние средства обеспечения безопасности
   1. Специальный рисунок укладки
   2. Надпольная прослойка
   3. Средства обеспечения антискольжения
2. Внешние средства обеспечения безопасности
   1. Частичная термоусаживающаяся плёнка
   2. Полная термоусаживающаяся плёнка
   3. Эластичные покрытия
   4. Обручевание/перевязка