11. Транспортно-складские производственные системы. Место и роль складов в современном производстве

Задачи дальнейшего совершенствования и интенсификации промышленного производства путем повышения уровня его механизации и автоматизации могут быть успешно решены посредством комплексного совершенствования всех звеньев производственного процесса, в том числе и складского хозяйства предприятий. Для повышения общей эффективности общественного производства, в том числе с гибкой технологией, необходимо использовать имеющиеся в складском хозяйстве следующие резервы:

• сокращение запасов и ускорение оборачиваемости материальных ценностей; повышение ритмичности и организованности основного производства и работы транспорта; сохранение и повышение качества продукции, материалов, сырья; снижение капитальных затрат, улучшение использования основных производственных фондов по складскому хозяйству и предприятию в целом; уменьшение общей трудоемкости производства и себестоимости промышленной продукции;

• улучшение использования территории промышленных предприятий;

• снижение простоев транспортных средств у складов и транспортных расходов по внутризаводскому транспорту; высвобождение рабочих от непроизводительных погрузочно­разгрузочных и складских работ для использования их в основном производстве.

Склады на промышленных предприятиях играют важную роль в общем технологическом процессе производства, они поддерживают или задают ритм производства. Можно даже утверждать, что именно склады являются «организаторами» производства, так как любой процесс производства (на отдельном участке, в цехе или в целом на предприятии) начинается и заканчивается на складах. Поэтому от уровня технической оснащенности и организации работ на этих складах зависят организованность, общий ритм и эффективность производственного процесса. Большую роль складов можно объяснить тем, что они служат не только для временного накапливания грузов. Кроме операций складирования грузов на них выполняют внутрискладские разгрузочные, транспортные, погрузочные, сортировочные, комплектовочные и промежуточные перегрузочные операции, а также некоторые технологические операции, которыми начинаются или заканчиваются производственные процессы (подборка технологических комплектов, предмонтажная подготовка, ориентация и фиксирование заготовок на кассетах и спутниках, технический контроль и т.д.).

Таким образом, цель создания и функционирования любого склада состоит в том, чтобы принимать с транспорта (например, внутризаводского) грузопоток с одними параметрами, перерабатывать и выдавать его на другой транспорт (например, внутрисистемный транспорт ГПС) с другими параметрами и выполнять это преобразование с минимальными приведенными затратами.

Транспортноскладские комплексы — это технические объекты, в которых выполняют операции складирования и перемещения грузов в целях преобразования параметров грузопотоков (геометрических, физических, временных). Склады промышленных предприятий целесообразно классифицировать на склады прибытия (материалы, комплектующие изделия), промежуточные производственные склады (заготовки, полуфабрикаты, инструмент, технологическая оснастка) и склады отправления (готовая продукция). Склады ГПС-участков относятся к промежуточным производственным складам.

По срокам хранения грузов возможны семь групп складов:

1. непосредственной перегрузки грузов (срок хранения тхр = 0);

2. временного хранения (О < тхр < 5 сут);

3. краткосрочного хранения грузов (срок хранения грузов 5 < тхр < 20 сут);

4. со средними сроками хранения (20 < тхр < 40 сут);

5. длительного хранения (40 < тхр < 90 сут);

6. долгосрочного хранения (90 < тхр < 365 сут);

7. многолетнего хранения (тхр > 365 сут).

Склады классифицируют также по размерам порций прибытия и отправления грузов.

Размеры выдаваемых порций грузов могут колебаться даже на одном и том же складе. Для склада сравнительно мелких и легковесных грузов можно условно разделить порции выдачи грузов на мелкие (до 5 ... 10 кг), средние (10 ... 15 кг), крупные (50...300 кг) и весьма крупные (свыше 300 кг). На складах более крупных грузов, естественно, масса партий грузов будет больше, соответственно: до 100 кг, 100...500 кг, 500... 1000 кг и свыше 1000 кг. Для легковесных грузов размеры партий будут другими, но общий методический подход сохраняется. Для некоторых видов грузов целесообразно порции приема и выдачи измерять не в единицах массы, а в штуках (например, 50 деталей или заготовок, 100, 200 и т.д.).

По высоте хранения грузов различают три основных группы одноэтажных складов:

1. низкие — с полезной высотой зоны складирования до 5 м;

2. средней высоты — с полезной высотой зоны складирования от 5 до 8 м;

3. высотные — с высотой зоны складирования грузов свыше 8 м.

По уровню механизации и автоматизации склады подразделяют на пять типов: немеханизированные, механизированные, высокомеханизированные, автоматизированные и автоматические. Характерными особенностями отдельных групп этих складов можно считать следующие:

1. в немеханизированных складах — применение ручного труда при перегрузках, перемещениях и складировании грузов;

2. механизированных — применение средств механизации с ручным управлением для обслуживания зоны хранения грузов;

3. высокомеханизированных — использование средств механизации с ручным управлением на операциях складирования, перемещения, погрузки и выгрузки и отсутствие ручных работ на этих операциях;

4. автоматизированных — применение на высокомеханизированных складах полуавтоматических механизмов с вводом команд на клавиатуре или перфокартами на операциях перемещения или складирования грузов;

5. автоматических — использование на автоматизированных складах автоматических механизмов с вводом команд от ЭВМ по каналам связи.

По технологии работы склады подразделяются на комплектовочные и склады с пакетной переработкой грузов.

По виду складирования склады подразделяются на штабельные и стеллажные.

По взаимному расположению хранилища и экспедиций склады подразделяются на поточные и тупиковые.

По типу строительной части склады подразделяются на закрытые склады, навесы, открытые площадки, однопролетные и многопролетные, одноэтажные и многоэтажные.

По расположению на генеральном плане завода склады подразделяются на отдельно стоящие и сблокированные с производственными корпусами.

Автоматизация складских работ обеспечивает хорошие возможности для комплексной механизации и автоматизации всего производства, особенно с применением современных средств вычислительной техники, с разработкой АСУ ТП и АСУ предприятием. Без создания автоматических складов невозможно создание гибких автоматизированных производственных систем. Роль транспортной подсистемы в ГПС более ограничена. Она служит только для перемещения грузов со складов на производственный участок и с этого участка на склады. При создании автоматизированных транспортных подсистем ГПС целесообразно укрупнять транспортные партии грузов, перемещаемые внутри гибкого производства, а также стремиться к уменьшению расстояний перемещений и планированию наиболее простых, непересекающихся трасс движения транспортных средств, без встречных грузопотоков и с минимальным числом транспортных средств и видов транспорта в ГПС.

К факторам, обусловливающим взаимодействие транспорта и складов промышленного предприятия, относятся следующие: передача грузопотока, обмен информационными потоками, пространственные сочетания устройств в пунктах погрузки и выгрузки, компоновочные схемы размещения складских и транспортных объектов. Эти факторы характерны для всех видов промышленного транспорта (внешнего, внутризаводского, внутрицехового и внутрисистемного транспорта ГПС) и всех типов складов (материально-технического снабжения, комплектующих изделий, технологических, инструментальных, готовой продукции).

Тенденции развития складов. Общие требования экономической эффективности, предъявляемые к складам как к объектам промышленного и транспортного строительства, приводят к коренной перестройке самого подхода к проектированию и созданию складов. Это вызвано развитием новых тенденций в организации складского хозяйства и значительным прогрессом в технологии складирования грузов и технических средствах оснащения складов.

С развитием промышленного производства все более проявляется влияние на его эффективность транспортно-складских и погрузочно-разгрузочных операций, что приводит к повышению требований со стороны производственной подсистемы промышленного предприятия, цеха, ГПС к складской и транспортной подсистемам. В связи с этим происходит совершенствование техники и технологии складирования и переработки грузов на складах, растут потребности промышленности, системы материально-технического снабжения, транспорта и торговли в более крупных и оснащенных современными средствами складах, экономически эффективных в эксплуатации. В соответствии с этими требованиями все более широко осуществляется механизация складов с помощью применения транспортных конвейерных систем, кранов-штабелеров. При этом сокращается продолжительность транспортных операций, необходимых для приема грузов на склад и выдачи их из склада, обеспечивается быстрый доступ к грузу. Складирование фузов на стеллажах дает возможность наиболее полно использовать объемы складов.

Основные тенденции развития техники переработки и складирования тарно-штучных грузов на складах следующие:

• применение высотных стеллажей для складирования грузов и кранов-штабелеров для их обслуживания;

• отказ от строительства многоэтажных складов, размещение складов в одноэтажных зданиях большой высоты;

• максимальное использование объема складского здания для хранения грузов;

• использование штабелирующих машин с поворотными и выдвижными грузоподъемниками, напольных электроштабелеров, способных высоко поднимать грузы, с полуавтоматическим и автоматическим управлением;

• применение специальных типов стеллажей для наиболее полного заполнения объема складов при хранении грузов: тупиковых, проходных, гравитационных, передвижных;

• широкое развитие пакетных перевозок грузов для комплексной механизации погрузочно­разгрузочных работ;

• детальная разработка технологии и организации складских работ;

• создание автоматизированных систем для транспортировки грузов внутри складов с использованием конвейеров, автоматических тягачей и тележек, напольных и подвесных транспортных роботов;

• комплексная автоматизация складов с использованием ЭВМ, работающих в режиме «он­лайн», т.е. в реальном масштабе времени.

Механизация складских работ является первым этапом, необходимым для реализации второго этапа, характерного для развития современных складов,— автоматизации складов. Автоматизация еще более увеличивает перерабатывающую способность складов и обеспечивает сокращение численности складских работников, снижает простои оборудования и персонала и себестоимость складских работ.

Особое развитие за последнее время получила автоматизация складских работ с применением ЭВМ. При этом автоматизируют как отдельные механизмы (краны-штабелеры и конвейеры), так и целые системы штабелирующих машин и конвейеров различных типов.

Для правильного создания гибких производств важными особенностями складов тарно­штучных грузов являются их укрупнение, увеличение размеров, числа мест хранения, количество подъемно-транспортных машин, размеры и числа перерабатываемых партий грузов. Применение автоматизации складских работ на складах с большой оборачиваемостью грузов обеспечивает наибольший экономический эффект.

Число вариантов складов по технической оснащенности, способам складирования, типам и параметрам складской тары, стеллажного и штабелирующего оборудования, по технологии сортировочных и комплектовочных работ, по уровню механизации и автоматизации, компоновочным решениям достигает многих тысяч почти в каждом случае проектирования.

По техническому оснащению зоны хранения грузов в автоматических складах ГПС основными можно считать следующие склады:

• с клеточными стеллажами и автоматическим стеллажным краном-штабелером (складским роботом);

• клеточными стеллажами и автоматическим мостовым краном-штабелером (мостовым складским роботом);

• гравитационными стеллажами и автоматическим стеллажным краном-штабелером (каретками-операторами);

• автоматические элеваторные; автоматические подвесные (на основе подвесного толкающего конвейера с автоматическим адресованием грузов).

В технологическом процессе механизированного и автоматизированного склада имеются два взаимосвязанных уровня: грузовые операции (перемещения грузов) и сопутствующая им переработка информации, обеспечивающая четкий ритм грузовых работ. Всего на складах насчитывают до 40 различных технологических операций (разгрузка, распаковка, сортировка, взвешивание, укладка в складскую тару, складирование, оформление документов и т.д.).

ЭВМ печатает на складах следующие основные виды документов: товарно-транспортные накладные; ярлыки приема грузов;

комплектовочные ведомости; приказы на отпуск грузов; ведомости принятых, выданных (за смену, за сутки) и имеющихся на складе грузов.

Грузы загружают на транспорт при помощи электропогрузчиков, кранов-штабелеров, конвейеров, перегрузочных роботов и манипуляторов или других механизмов и отправляют потребителям. Загрузку пакетированных грузов в большегрузные контейнеры ведет бригада грузчиков под руководством бригадира.

Бригадир распределяет груз внутри контейнера, руководствуясь погрузочным листом, который составляют на каждый контейнер. Для закрепления грузов в контейнере используют различные обвязочные ленты, проволоку, полипропиленовую сетку, зажимы, распорки и деревянный крепеж.

При приеме сырья, материалов, заготовок на автоматизированный склад осуществляют следующие технологические операции:

• разгрузка груженных поддонов с транспортного средства внутрицехового транспорта на приемное устройство;

• проверка соответствия фактически поступивших грузов по количеству и качеству сведениям, содержащимся в сопроводительном документе;

• ввод информации о поступивших грузах в ЭВМ;

• получение от ЭВМ на экране дисплея информации об общем количестве таких грузов на складе с учетом поступившего количества и адреса наиболее рационального расположения этого груза в стеллажах склада;

• подача команды автоматическому крану-штабелеру на установку поступившего груза на стеллажи (нажатием кнопки «Исполнение», если работой склада полностью управляют ЭВМ, или набором программы действия автоматическому крану-штабелеру на пульте оператора склада, если склад работает в автоматизированном режиме);

• сброс информации о поступившем грузе с дисплея одновременным вводом ее в долговременную память ЭВМ или оформление приема груза (при полуавтоматизированном учете грузов на складе).

При выдаче со склада полуфабрикатов и заготовок в производственную подсистему выполняют следующие основные технологические операции:

• получение сигнала с рабочего места в виде номера робототехнологического комплекса (РТК), названия, шифра и числа деталей, которые необходимо к нему подать, — при работе склада в автоматизированном режиме, и только номер РТК, запрашивающего заготовки,— при автоматическом режиме работы АСС;

• ввод поступившего запроса на заготовки в память управляющего вычислительного комплекса (на автоматизированном складе) или автоматическое поступление такого запроса в УВК — при автоматическом режиме работы склада;

• высвечивание на экране дисплея решения управляющей ЭВМ с адресом поддона с полуфабрикатами или заготовками, которые целесообразно выдать со склада на запрашивающий РТК (при автоматизированном управлении участком и транспортно-складской подсистемой);

• набор оператором после визуального контроля и согласия с ЭВМ команды автоматическому крану-штабелеру на выдачу поддона с грузом из адреса, появившегося на экране дисплея (на автоматизированном складе), или нажатие кнопки «Исполнение» — при автоматическом управлении в режиме «он-лайн» непосредственно от управляющей ЭВМ;

• выдача автоматическим краном-штабелером груженого поддона из заданной ячейки стеллажного хранилища на перегрузочное устройство;

• подача сигнала краном-штабелером о выполнении команды (загорается лампочка на пульте управления);

• ввод оператором в память ЭВМ сведений о выдаче груза определенного наименования из определенной ячейки (при автоматическом управлении складом непосредственно от ЭВМ это выполняется автоматически после отработки краном-штабелером заданной команды);

• ожидание поддоном, выданным из зоны хранения склада, подхода транспортного средства транспортной подсистемы ГПС (в случае использования циклических транспортных средств);

• автоматическая перегрузка поддона с заготовками с накопителя на транспортную подсистему ГПС.

Для механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ на складах применяют разнообразное подъемно-транспортное оборудование общего назначения, а также специализированное складское оборудование, специально сконструированное и выпускающееся для механизированных и автоматизированных складов тарно-штучных грузов.

По универсальному подъемно-транспортному оборудованию (электротали, краны, конвейеры и т.д.) сведения можно найти в справочниках.

Оборудование для механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ выбирают на основании разработанного технологического процесса складирования и переработки грузов. При этом во всех случаях предпочтение необходимо отдавать серийно выпускаемому промышленностью оборудованию.