Оборудование для обработки материалов ( ОМП ) — это механическое оборудование, используемое для перемещения, хранения, контроля и защиты материалов, товаров и продуктов на протяжении всего процесса производства, распределения, потребления и утилизации. [1] Различные типы оборудования можно разделить на четыре основные категории: [2] транспортное оборудование, позиционирующее оборудование, оборудование для формирования грузовых единиц и складское оборудование.
Транспортное оборудование используется для перемещения материалов из одного места в другое (например, между рабочими местами, между погрузочной площадкой и складской зоной и т. д.), в то время как позиционирующее оборудование используется для манипулирования материалами в одном месте. [3] Основными подкатегориями транспортного оборудования являются конвейеры, краны и промышленные грузовики. Материалы также можно транспортировать вручную без использования оборудования.
Конвейеры используются, когда материал должен часто перемещаться между определенными точками по фиксированному пути и когда имеется достаточный объем потока, чтобы оправдать инвестиции в фиксированный конвейер. [4] Различные типы конвейеров могут быть охарактеризованы по типу обрабатываемого продукта: штучный груз или насыпной груз ; по расположению конвейера: в полу , на полу или подвешенный , и по тому, могут ли грузы накапливаться на конвейере. Накопление позволяет прерывистое движение каждой единицы материала, транспортируемого по конвейеру, в то время как все единицы движутся одновременно на конвейерах без возможности накопления. [5] Например, в то время как и роликовый, и плоский ленточный конвейеры являются напольными конвейерами для штучных грузов, роликовый обеспечивает возможность накопления, а плоский ленточный — нет; аналогично, как силовой, так и троллейный являются подвесными конвейерами для штучных грузов, при этом силовой и свободный спроектированы так, чтобы включать дополнительную дорожку, чтобы обеспечить возможность накопления, отсутствующую в троллейном конвейере. Примерами конвейеров для обработки сыпучих материалов являются конвейеры с магнитной лентой, желобчатой лентой, ковшовые и винтовые конвейеры. Система сортировочного конвейера используется для объединения, идентификации, введения и разделения продуктов, которые должны быть доставлены в определенные пункты назначения, и обычно состоит из сегментов плоского ленточного, роликового и желобчатого конвейера вместе с различными подвижными рычагами и/или выдвижными колесами и цепями, которые отклоняют, толкают или тянут продукты в различные пункты назначения. [6]
Краны используются для транспортировки грузов по переменным (горизонтальным и вертикальным) путям в пределах ограниченной области и когда объем потока недостаточен (или прерывист), так что использование конвейера не может быть оправдано. Краны обеспечивают большую гибкость в движении, чем конвейеры, поскольку обрабатываемые грузы могут быть более разнообразными по форме и весу. Краны обеспечивают меньшую гибкость в движении, чем промышленные грузовики, поскольку они могут работать только в пределах ограниченной области, хотя некоторые могут работать на переносном основании. Большинство кранов используют тележки и гусеницы для горизонтального перемещения и подъемники для вертикального перемещения, хотя манипуляторы могут использоваться, если требуется точное позиционирование груза. Наиболее распространенные краны включают стреловые, мостовые, козловые и штабелирующие краны.
Промышленные грузовики — это грузовики, которые не имеют лицензии на движение по дорогам общего пользования ( коммерческие грузовики имеют лицензию на движение по дорогам общего пользования [7] ). Промышленные грузовики используются для перемещения материалов по переменным путям и при недостаточном (или прерывистом) объеме потока, так что использование конвейера не может быть оправдано. Они обеспечивают большую гибкость в движении, чем конвейеры и краны, поскольку нет ограничений на охватываемую площадь, и они обеспечивают вертикальное перемещение, если грузовик имеет подъемные возможности. Различные типы промышленных грузовиков можно охарактеризовать по тому, имеют ли они вилы для перемещения поддонов или нет , обеспечивают ли они механизированные или требуют ручных возможностей подъема и перемещения, позволяют ли оператору ездить на грузовике или требуют, чтобы оператор шел вместе с грузовиком во время движения, обеспечивают ли они возможность штабелирования грузов и могут ли они работать в узких проходах .
Ручные тележки (включая тележки и подкатные тележки), простейший тип промышленного грузовика, не могут перевозить или укладывать поддоны, не имеют привода и требуют, чтобы оператор шел пешком. Тележка для поддонов, которая не может укладывать поддоны, использует передние колеса, установленные внутри конца вил, которые выступают до пола, поскольку поддон поднимается только настолько, чтобы освободить пол для последующего перемещения. [8] Противовесный погрузчик (иногда называемый вилочным погрузчиком , но могут использоваться и другие навесные приспособления, помимо вил) может перевозить и укладывать поддоны и позволяет оператору ездить на грузовике. Вес транспортного средства (и оператора) за передними колесами грузовика уравновешивает вес груза (и вес транспортного средства за передними колесами); передние колеса действуют как точка опоры или поворота. Узкопроходные грузовики обычно требуют, чтобы оператор стоял во время езды, чтобы уменьшить радиус поворота грузовика. Механизмы выдвижения и выносные опоры, которые охватывают и поддерживают груз, могут использоваться в дополнение к простому противовесу грузовика. На башенном погрузчике вилы вращаются во время штабелирования, что устраняет необходимость поворота самого погрузчика в узких проходах. Комплектовщик заказов позволяет поднять оператора вместе с грузом, чтобы обеспечить сбор грузов меньше, чем на поддоне. Автоматизированные управляемые транспортные средства (AGV) — это промышленные погрузчики, которые могут перевозить грузы без участия человека-оператора.
Рельсовые или колесные тележки для перемещения предпочтительны для областей, где нет благоприятных условий для работы вилочных погрузчиков. Рельсовые тележки для перемещения — это тележки, которые могут перемещаться по рельсам. Колесные тележки для перемещения могут перемещаться независимо от маршрута с помощью аккумуляторных энергетических систем.
Электрический тягач — это небольшая машина, работающая на аккумуляторных батареях и управляемая пешеходом, способная толкать или тянуть груз, значительно тяжелее себя.
Ручное погрузочно-разгрузочное оборудование, такое как тележки для поддонов, контейнеры и мешковые тележки, обычно используется для перемещения небольших грузов, с которыми более крупное оборудование не справится. Оно может стать неотъемлемой частью любой погрузочно-разгрузочной операции.
Садовая рампа, иногда называемая мобильной садовой рампой, представляет собой подвижную металлическую рампу для погрузки и разгрузки транспортных средств. Садовая рампа размещается в задней части транспортного средства, чтобы обеспечить доступ для подъема по ней погрузчиков . Использование садовой рампы для погрузки или разгрузки транспортного средства позволяет выполнять работу с помощью вилочного погрузчика. [10]
Позиционирующее оборудование используется для обработки материалов в одном месте. Его можно использовать на рабочем месте для подачи, ориентации, загрузки/выгрузки или иного манипулирования материалами, чтобы они находились в правильном положении для последующей обработки, транспортировки или хранения. По сравнению с ручной обработкой использование позиционирующего оборудования может повысить производительность каждого работника при высокой частоте обработки, улучшить качество продукции и ограничить повреждение материалов и оборудования, когда обрабатываемый предмет тяжелый или неудобный для удержания, а повреждение вероятно из-за человеческой ошибки или невнимательности, и может снизить усталость и травмы, когда окружающая среда опасна или недоступна. [11] Во многих случаях позиционирующее оборудование требуется и может быть оправдано эргономическими требованиями задачи. Примерами позиционирующего оборудования являются подъемные/наклонно-поворотные столы, подъемники, балансиры, манипуляторы и промышленные роботы . Манипуляторы действуют как «умножители силы», уравновешивая вес груза, так что оператор поднимает только небольшую часть (1%) веса груза, и они заполняют пробел между подъемниками и промышленными роботами: их можно использовать для более широкого спектра задач позиционирования, чем подъемники, и они более гибкие, чем промышленные роботы, благодаря использованию ручного управления. [12] Они могут приводиться в действие вручную, электрически или пневматически, а рабочий орган манипулятора может быть оснащен механическими захватами, вакуумными захватами, электромеханическими захватами или другими инструментами.
Оборудование для формирования единичных грузов используется для ограничения материалов, чтобы они сохраняли свою целостность при обработке одной партии во время транспортировки и хранения. Если материалы являются самоудерживающимися (например, одна часть или взаимосвязанные части), то они могут быть сформированы в единичный груз без какого-либо оборудования. Примерами оборудования для формирования единичных грузов являются поддоны, салазки, прокладочные листы, контейнеры, контейнеры/корзины, коробки, мешки и ящики. Поддон — это платформа, сделанная из дерева (наиболее распространенная), бумаги, пластика, резины или металла с достаточным зазором под ее верхней поверхностью (или лицом), чтобы можно было вставить вилы для последующего подъема. [13] Прокладочный лист — это толстый лист бумаги, гофрированного волокна или пластика, на который помещается груз, и имеет выступы, которые можно захватить специальными насадками для погрузчиков с функцией толкания/тяги. Они используются вместо поддона для уменьшения веса и объема, но загрузка/разгрузка происходит медленнее.
Складское оборудование используется для хранения или буферизации материалов в течение определенного периода времени. Конструкция каждого типа складского оборудования, а также его использование в проектировании склада , представляет собой компромисс между минимизацией затрат на обработку, делая материал легкодоступным и максимизируя использование пространства (или куба). [14] Если материалы укладываются прямо на пол, то складское оборудование не требуется, но в среднем каждый отдельный предмет на складе будет иметь стопку только наполовину заполненной; для повышения использования куба можно использовать стеллажи для хранения, чтобы позволить нескольким стопкам различных предметов занимать одну и ту же площадь пола на разных уровнях. Использование стеллажей становится предпочтительным по сравнению с напольным хранением, поскольку количество единиц на предмет, требующих хранения, уменьшается. Аналогичным образом, глубина, на которой хранятся единицы предмета, влияет на использование куба пропорционально количеству единиц на предмет, требующих хранения.
Поддоны можно хранить на стеллажах одинарной и двойной глубины , когда количество единиц на единицу товара небольшое, в то время как стеллажи с потоком поддонов и стеллажи с толкателем используются, когда количество единиц на единицу товара среднее, а стеллажи с напольным хранением или стеллажи с заездом используются, когда количество единиц на единицу товара большое, при этом заезд обеспечивает поддержку для грузов на поддонах, которые нельзя складывать друг на друга. Отдельные коробки можно либо выбирать из грузов на поддонах, либо хранить на стеллажах с потоком поддонов, которые спроектированы так, чтобы обеспечить доступ к коробкам по принципу «первым пришел — первым ушел» (FIFO). Для хранения отдельных предметов можно использовать стеллажи с ячейками, ящики для хранения, карусели и А-образные рамы.
Инженерные системы — это автоматизированные решения, предназначенные для упрощения и оптимизации процессов обработки материалов. [15] Автоматическая система хранения/извлечения (AS/RS) — это интегрированная система хранения с компьютерным управлением, которая объединяет носитель информации, транспортный механизм и элементы управления с различными уровнями автоматизации для быстрого и точного случайного хранения продуктов и материалов. [16]
Оборудование, используемое для сбора и передачи информации, которая используется для координации потока материалов внутри объекта и между объектом и его поставщиками и клиентами. Идентификация материалов и связанный с ними контроль могут выполняться вручную без специального оборудования. [17]
