2.3 Расчет склада и транспортных средств для гпс

2.3.1 Расчет вместимости и размеров склада

Расчет вместимости склада проводим по приведенным выше формулам (12-18) для общего объема поступлений R = Nобщ = 780 деталеопераций. Так как в исходных данных количество партий поступления деталей на склад (за плановый период Т) z не задано (т.е. может быть одно поступление или два или три и т.д.), самостоятельно задаемся значениями z =1, 2, 4, 6, 8 и проводим расчеты для каждого z. На основании расчетов выбираем наиболее подходящий вариант.

Пусть количество поступлений на склад z = 1. Поставляем исходные числовые данные в формулы (12-18):

• страховой запас Sо (см.формулу 12, f=0,5)

Округляем Sо до 552 ячеек (в сторону увеличения).

• общая предварительная емкость склада (см.формулу 13, g=0,4)

• количество этажей Кэ (см.формулу 14)

В данном случае можно округлить Кэ до 5 этажей.

• количество ячеек по длине склада К

Округляем К до 111 ячеек.

• высота склада Н

• длина склада L

• уточненное количество ячеек Sобщ

Варианты расчета для различных количеств z поступлений деталей в склад за плановый период Т=24 ч сведены в таблицу 3.

Таблица 3 – Результаты расчета количества ячеек для различных z

Z			Sо, шт	Sобщ, шт	Кэ, этаж	К, шт	H, м	L, м	Sобщ, шт
1	0,707	0,775	552	552	5	111	3,3	97,7	555
2	0,541	0,606	211	448	5	90	3,3	79,2	450
4	0,399	0,425	78	342	5	69	3,3	60,7	354
6	0,33	0,376	43	288	5	58	3,3	51,1	290
8	0,288	0,329	28	253	5	51	3,3	44,9	255
32	0,146	0,158	4	131	5	27	3,3	23,8	135

2.3.2. Расчет затрат времени на транспортировку деталей

Расчет затрат времени на транспортировку деталей по ГПС осуществляем по формулам (19-29).

а) Первоначально определим затраты времени для транспортного складского робота. Сначала рассмотрим ситуацию, когда работает один транспортный складской робот. Транспортный складской робот осуществляет изъятие детали из ячейки склада и передачу детали на стол-накопитель, а также обратное действие – транспортировку детали со стола-накопителя в ячейку склада. Для удобства и простоты организации работы склада берем один складской робот. Для складского робота принимают То = 0.

Пусть количество поступлений деталей на склад z = 1(т.е.по одной детали), Первоначально определяем соотношения H/L и Vy/Vx , значения H,L, Vy и Vx даны в таблице 2:

Так как H/L < Vy/Vx расчет ведем по формулам (23-26)

Для складского робота принимают То = 0.

Проверим выполнение условий (20) и (21):

• время транспортирования детали со склада до приемного стола ГПМ не должно превышать среднего интервала между запросами а

Ранее было определено а=1,66 мин. В нашем случае . Условие (20) не выполняется.

• суммарное время транспортирования Тсум, приходящееся на один транспортный робот при работе с заданными N деталями и определяющее коэффициент его загрузки, не должно превышать . Для упрощения транспортных операций в системе организуем ГПС по принципу «станок-склад-станок». Это означает, что каждая деталь при обработке по каждой операции попадает на станок через склад

где Jт.р. – число принятых транспортных роботов.

Суммарное время транспортирования всех деталеопераций, приходящееся на один складской робот

Тсум не должно превышать . По результатам имеем 47,06>19,2. Условие (21) тоже не выполняется. При количестве поступлений деталей на склад z = 1 один транспортный cкладской робот не справляется с объемом работ по складу. Аналогичные расчеты выполняем для z = 2, 4, 6, 8 и результаты сводим в таблицу 4.

Таблица 4 – Результаты расчета времени транспортирования для различных z

Z	Txy, мин	Tx мин	Тск, мин	Тсум, час	0,8* Т, час	Примечание
1	0,0099	1,628	1,8046	38,7	19,2	один транспортный cкладской робот не справляется с объемом работ по складу
2	0,0122	1,32	1,21	39	19,2	один транспортный cкладской робот не справляется с объемом работ по складу
4	0,0164	0,983	1,166	30,3	19,2	один транспортный cкладской робот не справляется с объемом работ по складу
8	0,0216	0,748	0,936	24,3	19,2	один транспортный cкладской робот не справляется с объемом работ по складу
32	0,0407	0,396	0,603	15,7	19,2	один транспортный cкладской робот справляется с объемом работ по складу

Как видно из таблицы, склады с z = 1, 2, 4, 8 с одним транспортным роботом работать не могут – робот не справляется даже с объемом работ только по складу, хотя по скоростным качествам он может быть вполне подходящим.

б) определим затраты времени и загрузку транспортного линейного робота. Транспортный линейный робот осуществляет транспортировку деталей со стола-накопителя к гибким модулям (станкам) на обработку и обратно от модулей к столу-накопителю (и далее на склад) после обработки. При первичном проектировании ГПС берем один транспортный линейный робот. Если результаты расчетов будут неудовлетворительны, увеличим количество линейных роботов.

Расчет загрузки транспортного линейного робота зависит от соотношения количества ГПМ и накопителей и их расположения в ГПС (см.выше).

Рассмотрим следующие варианты расположения накопителей в ГПС:

• в ариант №1: модули m и накопители k установлены в одну линию;

столы-накопители ГПМ (станки с ЧПУ или ОЦ с ЧПУ)

линейный робот

перегрузочный стол

склад складской робот

• вариант №2: накопители k введены в состав ГПМ и количество накопителей увеличено до количества модулей (в нашем случае с 5-ти до 8-ми); модули установлены в одну линию;

столы-накопители ГПМ (станки с ЧПУ или ОЦ с ЧПУ)

перегрузочный

стол

складской робот линейный робот

склад

линейный робот

• вариант №3: накопители k введены в состав ГПМ и количество накопителей увеличено до количества модулей (в нашем случае с 5-ти до 8-ми); модули установлены в две линии;

складской робот

перегрузочный стол ГПМ (станки с ЧПУ или ОЦ с ЧПУ)

линейный робот

склад

столы-накопители

• вариант №4: накопители введены в состав склада и не влияют на загрузку транспортного линейного робота; модули установлены в одну линию.

склад

столы- линейный робот

накопители

ГПМ (станки с ЧПУ или ОЦ с ЧПУ)

ВНИМАНИЕ: данные варианты не охватывают всех компоновок ГПС. Студент в контрольной работке может предложить свой вариант компоновки, обосновать и просчитать его.

Для транспортного линейного склада время транспортирования Ттр равно Ттр= 2* То так как для линейного робота время Тск = 0. Время транспортировки от склада к приемным столам ГПМ и нагрузка на один линейный робот определяется по формулам (28-29)

Рассчитаем среднюю длину ГПС (ход линейного транспортного робота) для указанных выше четырех вариантов по формуле (29):

• вариант №1: q – количество накопителей вне ГПМ, q= k = 5;

w – количество ГПМ вдоль пути следования транспортного робота, w = m = 8;

• вариант №2: накопители введены в ГПМ, m = k = 8; модули установлены в одну линию

• вариант №3: накопители введены в ГПМ, m = k = 8; модули установлены в две линии

• вариант №4: накопители с составе склада, модули m = 8 в одну линию

Как видно из расчетов, линейный робот справляется с работой во всех вариантах. Возможно ли использование одного робота для решения всех транспортных задач – на складе и на производственном участке? Теоретически такой вариант возможен – для варианта склада с z = 32 и варианта планировки ГПС №3. В этом случае общее время транспортировки будет равно

Ттр = 18,5 + 11 = 29,5 ч

Однако, коэффициент загрузки в этом случае будет равен

Кз = Ттр : Т = 29,5 : 24 = 1,23,

что в принципе быть не может, т.к. коэффициент загрузки не может быть более 1 (100%). Таким образом, из расчетных возможен один вариант склада (z=32) и 4 варианта производственного участка. Выбор нужного варианта определяется конкретными производственными условиями – наличием свободных площадей, возможностью обеспечения частой доставки на склад и т.п.

Можно выбрать любой из полученных вариантов и обосновать свой выбор. В качестве примера выбираем последний вариант склада с z = 32 и третий вариант участка.

Окончательный вариант ГПС:

Задано деталеопераций – 780;

Общая трудоемкость – 8630 мин;

Плановый период – 24 ч;

Гибких модулей – 8

Столов-накопителей – по расчету 5, увеличено до 8

Склад – 135 ячеек (5х27)

Среднее время подачи деталеоперации 1,66 мин

Среднее время обработки деталеоперации – 11,06 мин

Коэффициент загрузки модулей – 0,83

Число загрузок склада за плановый период – 32

Складской робот – 1, с коэффициентом загрузки 18,5 : 24 = 0,77

Линейный робот – 1, с коэффициентом загрузки 11 : 24 = 0,46