دانلود مقاله مکانیزه

چکیده

جابجاکننده ها و سیستم های انبار و تخلیه  نظیر کامیونهای صنعتی ، چرخهای دستی، لیفت تراک ها و مسیر های فعالیت آنها بیش از 40% فضای کارخانه رااشغال می نماید.

علاوه بر اینها، نیاز به ابزارها و ماشین‌های گران‌قیمت، نگهداری دقیق در محیطهای کاری و جلوگیری از صدمه‌پذیری نیز بعنوان معضل روشهای سنتی، نظر هر مهندسی را به خود جلب خواهد نمود.

روشی که در این مقاله ارائه خواهد شد تمامی مسائل فوق را حل نموده و مزایایی را جایگزین آنها خواهد نمود.

در این مقاله ابتدا پارامترهای ضروری مکانیزه نمودن کارخانجات و سپس از این میان جابجایی بعنوان مهمترین معیار اتوماسیون صنایع انتخاب خواهد شد.

بعد روش AS/RS بعنوان آخرین یافته علمی در زمینه انبار ، تخلیه و جابجایی موادتعریف خواهد شد سپس نیازمندی سیستم های انبار و تخلیه مکانیزه یا AS/RSبیان خواهد شد و نهایتا آخرین کاربرد روش فوق و مزایای آن ارائه خواهد گردید.

واژه های کلیدی:انبار و تخلیه ، مکانیزه ،جابجایی، AS/RS

دیباچه

کارخانه مکانیزه، انتقال کنترل‌شونده و پیوسته مواد و فرایند ها را عملی می‌کند.

در واقع سیستم انتقال مواد، مناطق تومات شده که مانند جزیر ه هایی در نقاط مختلف کارخانه متمرکز شده اند را بهم پیوند داده و تولید حداکثر را با صرف منابع حداقل به ارمغان می آورد ، بطور کلی نتایج اتوماسیون یک کارخانه در موارد زیر خلاصه می‌شود :

1 کاهش زمان سیکل2

2 کاهش جزئیات کارها 3

3 کارخانه فیزیکی کوچکتر

4 استفاده بهینه از سرمایه و کارگر

واحدهای تولیدی بزرگ پروسه‌ها را با انواع نرخهای عملیاتی و قابلیت اطمینان ترکیب می کند.

در هر مسئله تولیدی بایستی مواد در ایستگاههای مختلف ذخیره شود لذا در این مرحله اهمیت سیستم های انبار و جابجایی مشخص می‌گردد.

 در یک کارخانه مکانیزه شش فرایند عمده جهت سهولت ساخت و تولید که در آنها انتقال و جابجایی مواد، یک واحد ضروری بنظر می رسد و باعملیات دیگری مرتبط است وجود دارد و عبارتند از:دریافت ،بازرسی، انتخاب 4،تولید 5، مونتاژ  و  فروش6

پنج عملیات برای یک کارخانه مکانیزه در ارتباط با سیستم جابجایی و انبار وجود دارد.

1 اتوماسیون داده :

روشهای سنتی جمع‌کردن دستی، ثبت، چک و کنترل، اصلاح و به روزکردن هزینه‌بر، کند و غیردقیق می باشد و در اثر این کار کنترل جزئیات به روز 7همه مواد در انبار و گذر 8 با مشکلات عدیده ای مواجه خواهد شد.

 در کارخانه مکانیزه ، ورود و حس تجهیزات یا داده‌ها از روی پایانه صفحه کلید اسکنرها، کلیدهای محدودکننده، وند 9مغناطیسی و .

.

سریع و دقیق خواهد بود.

2 کنترلهای شبکه :

امروزه کنترل خودکار تجهیزات جا افتاده می باشد ولی در کارخانجات مکانیزه، تجهیزات بایستی در تداخل و ارتباط مستقیم با داده‌های دیگر از تمامی عملیات مانند انبار و سیستم های انتقال، مدیریت و ...

یک شبکه کنترل را تشکیل دهد.

3 اتوماسیون عملیات :

اتوماسیون عملیات شامل استفاده از ماشینهای مکانیزه جهت جوشکاری ، ریخته‌گری ، رنگرزی، ماشینکاری، مونتاژ و سیستم حمل و نقل و ....

می باشد و در مورد  سیستم های مکانیزه جابجایی و انبار ، به دو مقوله تأمین خودکار ابزار و تأمین خودکار قطعه و انبار آن در بین عملیات توجه کافی بایستی مبذول شودکه مورد بحث این تحقیق خواهد بود.

4 انعطاف‌پذیری  :

تقریباً 75% از تمامی ساخت‌ها در آمریکا در حال حاضر بصورت تولید انفرادی 10یادسته ای 11می باشد و عنصر انعطاف‌پذیری در کارخانه مکانیزه خیلی  ضروری و اساسی به نظر می رسد بطوریکه ،توانایی تغییر سریع در فرایندهای کارخانه یک کار مقدماتی برای نصب سیستم‌های کنترل تجهیزات مکانیزه می‌باشد.

انعطاف‌پذیری همچنین توانایی جدایش ماشین‌ها موقعی که نیاز به تعمیر و سرویس دارد بدون قطع کلی سیستم و جابجایی موثر مواد را بین ایستگاههای کاری مقدور خواهد ساخت.

5 جابجایی مکانیزه مواد :

عنصر کلیدی در کارخانه مکانیزه، اتوماسیون جابجایی فیزیکی و کنترل مواد است.

براساس نظر خیلی از متخصصین ، جابجایی مشخصه ضروری کارخانه مکانیزه است بدین دلیل که : تداخل عمومی با تمامی عملیات و فرایندها دارد.

راهنمایی‌های ذیل جهت به کارگیری پروژه کارخانجات مکانیزه در ارتباط با جابجایی مکانیزه مواد پیشنهاد می گردد.

1 قبل از تغییرات هر عنصر سیستم انتقال مواد، طرح جامع لازم و ضروری است .

2 سیستم مفهوم پیوسته ای از عناصر وابسته که شامل مسائل تنظیمی، اقتصادی و کیفی است، می‌باشد. 

3ـ کنترل تولید، مبنایی برای هر سیستم است .

4ـ سیستم های جابجایی و انبار مکانیزه، کنترل مثبت برای حرکت و انبار فراهم می‌کند و بایستی کنترل تولید را بدست گیرد.

5ـ دقت12 و داده13 بموقع برای کنترل تولید سودمند و ضروری است .

بعبارتی گزارش زنده برای کنترل جزئیات مثبت لازم و ضروری است .

دریافت14 سختی های کار در دریافت سنتی معلوم و مشخص هستند و به نظر می‌رسد کنترل زنده جهت محدوده دریافت سنتی غیرممکن است و در یک محدوده دریافت مکانیزه مواد دقیقاً در لحظه دریافت و کنترل، مدیریت می‌گردد.

سیستم کنترل اطلاعات مستقیماً قادر به انبار مواد ، بازرسی ، انتخاب ، ساخت ، مونتاژ و توزیع می‌باشد و حتی ممکن است کامپیوتر لیست مواد ضروری را بصورت بلیط در اختیار کاربران قرار دهد.

از طریق انبارهای مکانیزه تقریباً فضای اشغال شده یک سوم فضای انبارهای سنتی است.

بازرسی15 مدیریت سیستم اطلاعات می‌تواند نیاز و اندازه نمونه‌هایی را که برای بازرسی مقدور است را تعیین کند، پس لازم نیست کلیه قطعاتی که به محدوده دریافت می‌روند در هر حال انتظار بمانند و می‌تواند قطعه از محدوده دریافت به کنترل کیفیت و پس از آن جهت ذخیره به انبار رود.

با یکپارچه‌کردن سیستم های جابجایی و انبار مکانیزه، با فرایندهای بازرسی استفاده از زمان به وسیله جریان موثر مواد حداکثر می‌شود و نیاز به انبار بزرگ جهت دپارتمان بازرسی بدلیل حذف جابجایی مشابه و حرکت تجهیزات مکانیزه و انبار مواد منتفی خواهد شد.

انتخاب عمل انتخاب، کاری عمیق و سنگین در انواع کارخانجات از جمله در بخش های بازرسی ، تولید، مونتاژ .

می باشد.عمل انتخاب سنتی معمولاً نیاز به تعداد زیادی از کارگران دارد و ضمناً خطای کاری هم زیاد است .

بعلاوه نظارت ، ثبت مرتب نتایج، کند و رفت و برگشت به محیط انتخاب زمان غیرتولیدی ایجادمی‌کند.

همچنین شرایط جزئی رفاهی مثل گرما و نور بایستی در حد رضایتمندی کارگران باشد نه در جهت تولید زیاد .

سیستم کامپیوتری می‌تواند انتخاب را مستقیماً از روی یک 16CRT یا پرینت بلیط یا انتخاب مواد و ارسال جهت محیط طراحی عملی کند به هر حال تعداد روش‌های انتخاب محدود است.

ساخت و تولید17 در جمله کوتاه ، سیستم های جابجایی و انبار مکانیزه، بهره وری فر ایند ساخت و تولید را به وسیله انتقال سریع و دقیق مواد از انبار به محیط کار مستقیماً تامین می‌کند.

گرچه نیازمند حرکت عمودی و افقی پیچیده‌ای جهت یک چیدمان بزرگ است .

مونتاژ18 بستن یک خط مونتاژ درست طراحی نشده ، در ارتباط با عرضه کم مواد یا قطعات غیرانتخابی خیلی هزینه‌بر است .

در مونتاژهای سرعت بالا عمل انتقال مواد برای کارگران سخت و شدید است سیستم های جابجایی و انبار مکانیزه، می‌تواند افزایش بازده موجود را از روی انتقال کنترل شده مواد برعکس صدمه دیدن مواد در روشهای دستی و سنتی فراهم نموده و افزایش دهد.

خط مونتاژ هم علاوه بر خط تولید از طریق سیستم های جابجایی و انبار مکانیزه، با فرآوری کنترل زنده، همگرا و بهینه خواهد شد و همچنین دراین سیستم از صدمات یا گم‌شدن که ممکن است درمحدوده مونتاژ اتفاق افتد محافظت خواهد شد.

فروش در این مرحله از فرایندهای ساخت و تولید صدمه خیلی گران قیمت‌تر از هر زمان دیگر است.

متاسفانه احساس میشود که صدمات بیش از هر قسمت موقع انتقال از مرحله ساخت ، مونتاژ ، بسته‌بندی در انبار فروش انجام گیرد .

در انبارهای خوب و استاندارد بیش از یک سوم فضای انبار جهت حرکت ماشین و کامیونهای صنعتی و کارگران اشغال می‌شود.

در یک سیستم جابجایی و انبار مکانیزه، مواد و قطعات تمام شده از خط مونتاژ یا ساخت و تولید سپس بسته‌بندی و پالت‌کردن برای فروش و محیط انبار که برای کامپیوتر تعریف شده حرکت می‌کند براساس لیست جزئیات فروش، به انبار و یا فروش فرستاده خواهد شد.

تعریف سیستم های انبار و تخلیه مکانیزه (AS/RS) AS/RS یک عنصر کلیدی جهت انتقال مواد در تولید یکپارچه کامپیوتری می‌باشد و موسسه جابجایی مواد آمریکا این واژه مهم صنعتی را چنین تعریف می‌کند: یک ترکیبی از تجهیزات و کنترل‌ها که کار جابجایی، انبار و برگرداندن مواد را با دقت و سرعت، تحت درجه اتوماسیون مدنظر انجام می‌دهد.

این روش اولین بار در سال 1965 در اروپا برای استفاده موثر از فضای محدود و استفاده بهینه از انرژی کارگران انجام شد.

مطمئناً AS/RS نقش کلیدی خود را در آینده محیط ساخت و تولید FMS، FMC و CIM انجام خواهد داد.

جهت اطمینان از کارکرد قطعی تکنولوژی انبار و جابجایی و بهبود تولید ترم بالا، استفاده‌کننده باید نکات کلیدی زیر را در نظر گیرد و چون تشریح تک تک این موارد از مجال این مقاله خارج است لذا فقط به ذکر عناوین بسنده خواهیم نمود: 1.

مشخص‌نمودن خصوصیات فیزیکی مواد 2.

امتحان نمودن نیازمندیهای خاص مواد 3.

تعریف سطح مشترک 19پردازش جریان مواد .

4.

تعیین معیار و بحران قراردهی سراسری جریان مواد .

5.

توسعه مفهوم سیستم جابجایی ابتدایی مواد 6.

تعریف نیازمندیهای سیستم کنترل کامپیوتر 7.

توسعه مشخصات و مختصات سیستم جابجایی مواد 8.

آماده‌سازی قرارداد فروش سیستم نیازمندی سیستم انبار و تخلیه مکانیزه: تکنولوژی AS/RS می‌تواند راه‌حل قابل اطمینان و انعطاف‌پذیری در یک محدوده وسیع از مسائل انتقال قطعه شامل انبار مواد، انتقال سرتاسری و استفاده از مدیریت نقطه را فراهم کند.

توسعه سیستم انتقال مواد AS/RS نیاز به ارزیابی پنج عنصر کلیدی دارد.

1ـ سیستم امنیت در برابر آتش‌سوزی 2ـ ساختار انبار 3ـ وسایل تغذیه به داخل و تغذیه به خارج 5ـ ماشین انبار و خروج (SIR) 5ـ سیستم کنترل کامپیوتری 1ـ سیستم امنیت از آتش سوزی : طراحی سیستم محافظت از آتش سوزی نیاز به مرور و رعایت روش نصب خط هدایت جریان به وسیله استاندارد NFPA 231C متعلق به سازمان آتش نشانی ملی و شرکت مهندسی ارزش آمریکا را برای سیستم‌های AS/RS که از پالت‌های سنتی برای پوشش مواد استفاده می‌کند را می طلبد.

2ـ ساختار انبار : طراحی سیستم ساختار انبار نیاز به مرور و رعایت روش نصب خط هدایت جریان به وسیله استاندارد Rack برای سیستم‌های AS/RS که ازپالت های چوبی ، پلاستیکی ، سیلندری فلزی، کفی فلزی و چوبی .

که مورد بهره‌وری قرار می گیرد را می طلبد.

بطور عمومی ساختار انبار می‌تواند برای فرآوری انبارتکی20 ، جفتی21 یا چندگانه22 طراحی گرددکه ساختمان هر کدام را در اشکال زیر می بینیم.

شکل(1): ساختارهای استاندارد مربوط به طبقه بندی قطعات در داخل انبار 3ـ وسایل تغذیه ورودی و خروجی : انتخاب کانوایرهای دستگاه ورودی و خروجی نیازمند مرور و رعایت روش نصب خط هدایت جریان به وسیله استاندارد (CEAM) می باشد.

انواع وسایل تغذیه وروردی و خروجی به انبار در تکنولوژی AS/RS عبارتند از : 1ـ کانوایر غیرقدرتی چرخی و غلطکی 2ـ کانوایر تسمه‌ای 3ـ کانوایر زنجیری عملکرد صحیح وسایل تغذیه ورودی و خروجی نیازمند فهم صحیح پارامترهای بار مانند سطح مخزن بار، وزن مخزن بار، صلبیت بار داخل مخزن و...

می باشد.

4ـ ماشین انبار / تخلیه (SIR) : انتخاب ماشین (SIR) نیازبه رعایت اصول خط هدایت جریان تثبیت شده به وسیله مهندسان مکانیک جامعه آمریکا می‌باشد.

براساس داده های مقدماتی در مورد خواص فیزیکی مواد و پروسه جریان مواد ، تجهیزات ماشین SIR می‌تواند جهت تعیین موارد زیر طراحی گردد.

1ـ نوع ماشین SIR موردنیاز 2ـ تجهیزات سخت‌افزاری Aisle موردنیاز جهت تعیین و تائید ماشین SIR در داخل ساختار انبار 3ـ زمان سیکل ماشین SIR جهت رسیدن به حد استاندارد خط جریان مواد .

انواع ماشین برای جابجایی قطعه وجود دارد که نمونه ای از آن در اینجا نشان داده شده است که شامل 6 قسمت عمده مکانیکی و تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی می‌باشد و جزئیات آن را همراه شکل(2) می بینیم.

شکل(2):پیکربندی عمومی مربوط به ماشینهای سیستم AS/RS شکل(3)یک نمونه از ماشین واقعی مربوط به سیستم AS/RS 5- سیستم کنترل کامپیوتر : تعیین نیازمندی طراحی سیستم کنترل کامپیوتر مرور خطوط هدایت جریان استانداردهای EIA وASCII و و IEEEو FCCمتعلق به تبادل اطلاعات کد استاندارد آمریکا،موسسه صنعتی الکترونیک،کمیسیون مکاتبه فدرال ،موسسه مهندسی برق و الکترونیک را الزامی می کند.

برای تعریف واضح از نیازمندی طراحی سیستم کنترل کامپیوتر نکات زیر بایستی بررسی و امتحان شود .

1ـ محدوده کار 23 و وضعیت سیستم 2ـ معماری و فلسفه کار سیستم 3ـ نیازمندیهای نرم‌افزار 4ـ آموزش 24 و نصب سیستم 5ـ تست ، قبول و گارانتی هرگاه که زمان و تفکر صحیحی برای استفاده از انواع مختلف AS/RS در نظر گرفته می شود قطعا" پارامترهای ذیل دخیل بوده است.

1ـ اگر فضای انبار کافی نبوده و زمان کارکرد غیرموثر باشد.

2ـ اگر انرژی کارگران به بن‌بست رسیده و سلامت افراد بصورت بالقوه به خطر افتد .

3ـ اگر تک‌تک طرح نتواند عملی شود.

4ـ اگر عملیات و کارکردها اصول مهندسی افراد را از بین ببرد.

5ـ اگر اطلاعات انبار بطور محدود مدیریت شود.

6ـ اگر محیط انبار در معرض خطر بوده و مدیریت موجودی غیرموثر باشد.

نمونه ای از نتایج کاربرد سیستم انبار و تخلیه مکانیزه در تایوان: AS/RS در تایوان برای اولین بار در سال1980 میلادی به علت افزایش حقوق کارکنان، کمبود کارگر و مشکلات موجوددر ارتباط با زمین ارائه شدو صنایعی که خود را با AS/RS وفق دادند از صنایع فعال دیگر در زمینه سرویس ، الکترونیک، ‌پلاستیک‌، ‌مکانیکی ،غذا ،منسوجات و...

جلو افتادند.

تعداد AS/RSهای بکار برده شده از سال 1992 تا 1996 را در تایوان در شکل شماره (3) می بینید .

جدول (1) تعداد AS/RS بین سال 1995 و 1996 نصب شده در تایوان را نشان می‌دهد.

در آن میان صنعت الکترونیک بیشترین استفاده از AS/RS را نسبت به صنایع مکانیکی، فلزی ، غذایی ، پتروشیمی ، نساجی.

داشته است و نهایتا" در شکل (5) نمون های از کاربرد مدرن سیستم های انبار و تخلیه مکانیزه را بعنوان ایستگاه پارکینگ می بینیم.

جدول(1): تعداد و درصد کارخانجات در حال کار و تنظیمی بر اساس AS/RS در سال 1996 در تایوان شکل(4): نمودارتعداد کارخانجات در حال کار بر اساس AS/RS در تایوان از سال 1992 تا 1996 شکل (5): نمونه ای از ایستگاه پارکینگ مدرن با استفاده از سیستم انبار و تخلیه AS/RS بحث ونتیجه گیری: یک معیار اساسی جهت قبول مکانیزاسیون و بهره‌وری تولید، انبار و تخلیه یا جابجایی تجهیزات و قطعات جهت طراحی ، تولید قطعات، فروش، بسته‌بندی و محافظت مواد و .

می‌باشد.نهایتا اگر سیستم‌های جابجایی مکانیزه درست طراحی و اجرا شود، لینک عمومی جهت مکانیزاسیون تمامی نقاط کارخانه فراهم آورده و در نهایت نتایج زیر را میدهد.

1ـ فضای انبار مواد برای هر عملیات کافی خواهد بود.

2ـ سرعت لازم برای ورود و خروج مواد به/از انبار کافی خواهد بود 3ـ سرعت کنترل انتقال مواد از پروسه‌ای به پروسه های دیگر مطلوب خواهد بود.

4ـ کنترل جزئیات به روز همه مواد در انبار و گذر یک کارخانه مکانیزه فرایندهای داخلی و عملیات‌ها را تا حد ایده الی افزایش و توسعه خواهد داد.

منابع و مراجع: 1.Amy Hsin-I Lee and Chiu-Chi Wei* & Chen-Mei Fuong Wang “The application of AS/RS and AGV in Taiwan” Int.

J.

Manufacturing Technology and Management, Vol.

5, Nos.

1/2, 2003 2.

Howard Zollinger, P.E.&Zollinger Associates, Inc.” AS/RS application, benefits and justification in comparision to other storage methetods”peplenishment system for distribution center, Copyright® 2001 3.

Bill Edwards systems salesmanager munck automation technology, INC.161 enterprise drive Newport news, Virginia 23603 “Small parts AS/RS trends in the technology and its application” 8720 Red Oak Boulevard Suite 201Charlotte, North Carolina 28217-3992 4.

Hackman, S.

and Rosenblatt, M.

(1990) “Allocating items to an automated storage and retrieval system”, IIE Transactions, Vol.

22, No.

1, pp.7–14.

Bozer, Y.A.

and J.A.

White, “Travel-Time Models for Automated Storage/Retrieval Systems” IIE Transactions, Vol.

16, No.

4, 1984, 329-338.

6.

Elsayed, E.A.

and O.I.

Unal, “Order Batching Algorithms and Travel Time Estimation for Automated Storage/Retrieval Systems” International Journal of Production Research, Vol.

27, No.

7, 1989, 1097-1114.

8.

Han, M.H., L.F.

McGinnis, J.S.

Shieh, and J.A.

White, “On Sequencing Retrievals In An Automated Storage/Retrieval System” IIE Transactions, March 1987, 56-66.

% of total standsNumber of stands% of total setsNumber of setsIndustry22.53827.215Electronic20.13414.58Plastic group14.22410.96Petrochemical5.3910.96Mechanical8.3147.34Metal1.221.81Foods5.9107.34Textile1.221.81Newspaper