
книги из ГПНТБ / Адельсон, Ю. А. Автоматизированные склады штучных грузов, обслуживаемые штабелерами с многоместным захватом
.pdfгде N — нормативный срок хранения продукции на |
складе, (дни); |
||||
Vrpобъем груза, (м3); |
|
объема |
помещения |
||
Kv — коэффициент |
использования |
||||
(Kv = 0,2-0,3). |
|
|
|
|
|
После подстановки значения L в формулу имеем: |
|
|
|||
( |
253-B-H- Vrp , X |
|
|
|
|
Ofii-Q-N- |
+ ɪ / |
(пакетов грузов). |
(9) |
||
Q⅛⅛ |
Kv |
||||
153520 (В — 2,3) — QZrp (0,S + 0,25 H') |
|
|
|
||
РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ |
|
||||
Основные принципы расчета экономической эффективности |
ав |
томатизированных складов, обслуживаемых штабелерами с много местным захватом, базируются на типовой методике определения эффективности капитальных вложений, утвержденной постановле нием Госплана СССР, Госстроя СССР и Президиума Академии наук СССР.
Экономическая эффективность определяется сравнением приве денных расходов или удельных затрат на тонну перерабатываемого груза, которые складываются из капитальных затрат и эксплуата ционных расходов, отнесенных к одной тонне груза, при норматив
ном сроке окупаемости дополнительных капиталовложений: Приведенные расходы:
где К ■— капитальные затраты, связанные с осуществлением меха
низации; Э —годовые эксплуатационные расходы (текущие затраты);
Q —годовой грузооборот склада в тоннах; (шт);
T0 — нормативный срок окупаемости дополнительных капита
ловложений, принятый для складов 4—5 лет.
Критерием экономической эффективности сравниваемых вари антов механизации склада принимается минимум приведенных за
трат на тонну груза.
Оптимальный вариант соответствует наименьшим удельным за тратам на тонну перерабатываемого груза.
Капитальные затраты на механизацию склада могут быть вы ражены как сумма затрат
K=K1 + K2 + K3÷K4 + K5+K6 руб., |
(11) |
где Ki — затраты на приобретение или изготовление |
погрузо-раз- |
грузочных машин, руб.; |
|
Кг — затраты на изготовление рольгангов, руб.; |
|
20
Кз — затраты на поддоны для грузов, руб.; K4 — затраты на стеллажи, руб'.;
K5 — затраты на автоматизацию склада, руб.;
Kf — затраты на строительство здания склада, руб.
Затраты на приобретение и изготовление погрузо-разгрузочных машин, рольгангов, поддонов ті стеллажей определяются из их ко личества и единичной стоимости
Ki = ZiiCi; K2=tt2C2; K3 = n3C3; K4-ft4C4, |
(12) |
где п — количество единиц оборудования, шт.;
C — стоимость единицы, руб.
Затраты на строительство склада определяются, исходя из стои мости 1 м2 складской площади
Кб = a ∙S = 140∙ S руб.,
где S — площадь склада, м2;
а — удельная стоимость м2 площади склада (α=140 руб.).
Годовые эксплуатационные расходы (текущие затраты) по ме
ханизации складских работ могут быть выражены как сумма го-'
довых расходов: |
√ '< |
Э = Эі + Э2 + Э3 + Э4 +35 + 36÷37 + 38py6,, |
■' (13) |
где Э] — основная и дополнительная заработная плата |
работаю |
щих на складе, руб.;
Э2 — отчисления на социальное страхование, руб.;
Эг — отчисления на амортизацию здании и оборудования, руб.; Э4 —затраты на текущий ремонт зданий и оборудования, руб.;
’Э5 — затраты на электроэнергию, руб.; Э6— затраты на эксплуатацию внутренних санитарно-техниче
ских систем зданий и складов, руб.;
:Э-/ — затраты на охрану труда, руб.;
⅛g — затраты на обтирочно-смазочные материалы, руб.
Расходы на заработную плату подсчитываются с учетом чис ленности обслуживающего персонала и тарифных ставок
Э;=Э'(/г5 —2) + Э"=1580«5 —640 руб.,
где Э' — заработная плата одного рабочего, руб.; Э''— заработная плата завскладом и кладовщика, руб,; ∕ι5 —численность работающих на складе;
21
Э' = |
12 ∙ a ∙ Ki ∙ K2= 1580 руб.; . |
|
|
|
Э" = |
12(90 + 70) ∙ Ki ∙ K,2 = 2520 руб., |
|
|
|
где а —тарифная месячная ставка |
рабочего |
(100 руб); |
||
Ki— коэффициент, учитывающий средний |
размер приработка |
|||
|
(1,2); |
дополнительную |
зарплату |
|
K2 — коэффициент, учитывающий |
||||
|
рабочих (1,1). |
|
|
|
Отчисления на социальное страхование принимаются |
в разме |
ре 6,6% от основной и дополнительной заработной платы
Э2 = 0,006Эі = 104«5—42 руб.
Отчисления на амортизацию зданий и складского оборудования рассчитываются по действующим нормам амортизации исходя из сметной стоимости.
33 = 0,08С,«і + 0,1 47C2π2 + 0,5C3n3 + 0,04C4n4 + 0,1C5 + 3,64 ∙ S руб. (14)
Затраты на текущий ремонт принимаются в соответствии с нор мами: для зданий — в размере 1,5% от их сметной стоимости, для кранов-штабелеров — 6%, для рольгангов — 10%, для поддонов — 25%, для стеллажей — 2%, для средств автоматики — 6%.
34 = 0,06C1774 + 0,1 C2H2+ 0,25C3∕ι3 + 0,02C4∕γ4 +0,06C5+ 2,1 -S руб. |
(15) |
|||||
|
Затраты на электроэнергию: |
|
|
|||
|
|
35 |
= 35'+95"=37,2Nι + 0,372S, руб., |
|
||
где |
Э5' — расходы, |
связанные с работой |
подъемно-транспортного |
|||
|
|
оборудования, руб.; |
руб; |
|
||
|
Э5" — расходы на |
освещение склада, |
|
|||
|
|
35, = ∕3∙ |
η о ∙ η і η ∙ T-Λ,'1 = 37,2 N↑, руб. |
(16) |
||
где |
I3 |
—стоимость 1 кВт.ч электроэнергии (0,015—0,02 руб).; |
в се- |
|||
|
η о — коэффициент, учитывающий потери электроэнергии |
|||||
|
,■ |
ти (1,15); |
|
|
|
|
|
ηі |
— коэффициент использования электродвигателей во време |
ни (0,2-0,7);
η — КПД электродвигателей (0,8) ;
T —число часов работы электродвигателей в течение года; уѴі — установленная мощность электродвигателей, кВт.
(17)
1С00
где φ — удельная мощность освещения 1 м2 площади, Вт/м2 (для складов φ=4 вт/м2;
S — площадь освещения (склада), м2.
Затраты на эксплуатацию внутренних санитарно-технических систем зданий складов представляют собой совокупность расходов на отопление, вентиляцию, непроизводственное водоснабжение и канализацию:
36 = 36' + 36" + 36'" = 4,6∙ S руб.,
где 36' —расходы на отопление в руб (0,22 руб/м3);
Эб" —расходы на вентиляцию в руб (0,5 руб/м3);
36"z— расходы на непроизводственное водоснабжение и кана лизацию в руб (0,27 руб/м3).
Удельные расходы на эксплуатацию внутренних санитарно-тех нических сйстем зданий рассчитаны по данным работы ЦНИИПромзданий «Методика и нормативы для определения стоимости эксплуатации промышленных зданий на стадии проектирования».
Затраты на охрану труда установлены в сумме 50÷100 руб. на одного работающего исходя из отчетных данных анализируемых промышленных предприятий
37 = 80 ∙ п6 руб.
Затраты на обтирочно-смазочные материалы принимаются в размере 15% от стоимости электроэнергии
38=0,153s = 5,53Λ∕ι + 0,0555 руб.
После подстановки полученных значений составляющих капи тальных и текущих затрат в формулу приведенных расходов на тонну перерабатываемого груза, принимая нормативный срок оку паемости дополнительных капиталовложении T0 = 4 года, и выпол нив ряд преобразований и упрощений, имеем следующее выраже
ние:
П —---- |
( 1 >56 ∏ιC1 + 2,0 ∕⅛C23-4,0 tt3C3+l,24 /Ї4С4 + |
4 Q |
' |
+ l,64K5 + 7056n5+183S+I70,9jV1-2728) руб/шт. или руб/т- ɑ8)
:В тех случаях, когда оптимальный вариант механизации склада должен быть выбран из значительного количества сравниваемых вариантов, данная формула может быть использована в качестве
алгоритма при программировании расчета для ЭВМ.
Результаты сопоставления приведенных расходов по несколь
ким вариантам механизации складов при различных грузооборотах приведены на графике (рис. 9).
23
Результирующие данные сравнения вариантов механизации
■склада готовой продукции с грузооборотом 500,0 тыс. шт. в год по мещены в таблицу.
Рис. 9. Зависимость приведенных |
расходов |
от величины |
|
|||||
I — вариант с |
|
грузооборота: |
грузов; |
II |
— вариант |
с |
||
напольным |
хранением |
|||||||
ячеечными стеллажами, обслуживаемыми мостовым краном-штабе |
||||||||
лером с ручным управлением; III — вариант с тупиковыми стелла |
||||||||
жами, обслуживаемыми |
мостовым |
краном-штабелером; IV — ва |
||||||
риант с гравитационными стеллажами; V —ι вариант с подвижны |
||||||||
ми стеллажами, |
обслуживаемыми |
мостовым краном-штабелером; |
||||||
VI —■ вариант с хранением грузов в стеллажах с тележками-поддо |
||||||||
нами; VII — вариант со |
сквозными стеллажами, |
обслуживаемыми |
||||||
напольными электроштабелерами; VIII — вариант с |
туннельными |
|||||||
стеллажами; IX — вариант с хранением грузов в стеллажах, обслу |
||||||||
живаемых штабелером с |
многоместным |
захватом; |
X — вариант |
|||||
с ячеечными стеллажами, обслуживаемыми стеллажным штабелером |
||||||||
Расчеты показывают, что |
автоматизированные склады, |
обслу |
живаемые штабелерами с многоместным захватом, имеют лучшие
показатели по сравнению с прочими за счет высокой производи тельности оборудования, отсутствия поддонов, эффективного ис пользования складских помещений и полной автоматизации складских операций, включая формирование пакета.
24
|
|
|
|
Q = 500 тыс. |
шт в год; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
H = Q м; |
||
|
|
|
|
|
|
|
.V = 5 дней. |
|||
Вариант |
|
|
грузов |
|
|
|
|
Приведен- |
||
|
|
|
|
|
|
расходы, |
||||
|
Способ складирования |
|
|
/ |
ные |
|||||
і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(руб./т) |
Склад |
с |
напольным |
хранением |
|
6,20 |
|||||
|
грузов в стоечных поддонах, обслу |
|
|
|||||||
Il |
живаемый |
|
электропогрузчиками |
|
5,35 |
|||||
Склад с ячеечными стеллажами и |
|
|||||||||
|
укладкой |
грузов |
на поддонах |
мо |
|
|
||||
Ill |
стовым краном-штабелером |
|
. . . |
|
6,02 |
|||||
Автоматизированный |
склад |
с ту |
|
|||||||
|
пиковыми стеллажами, обслужива |
|
|
|||||||
IV |
емый мостовым |
краном-штабелером |
|
7,18 |
||||||
Автоматизированный |
склад |
с гра |
|
|||||||
|
витационными стеллажами и хране |
|
|
|||||||
V |
нием грузов |
на поддонах |
. . . . |
|
6,52 |
|||||
Автоматизированный |
склад |
с |
пере |
|
||||||
|
движными |
стеллажами |
и |
хранением |
|
|
||||
|
грузов -на поддонах, обслуживаемый |
|
|
|||||||
Vl |
мостовым |
краном-штабелером |
v . |
|
7,15 |
|||||
Автоматизированный |
склад |
с |
хра |
|
||||||
|
нением грузов в |
стеллажах |
на те |
|
|
|||||
|
лежках-поддонах, |
обслуживаемый |
|
|
||||||
|
спаренными |
передвижными |
|
подъем |
|
|
||||
VIl |
никами |
|
.................................................... . |
|
6,70 |
|||||
Автоматизированный |
склад |
со |
|
|||||||
|
сквозными |
стеллажами, |
с |
укладкой |
|
|
||||
|
грузов на поддонах напольными эле |
|
|
|||||||
VIIl |
ктроштабелерами |
....................................... |
|
5,10 |
||||||
Автоматизированный |
склад с |
тун |
|
|||||||
|
нельными |
стеллажами |
и |
хранением |
|
|
||||
|
грузов без поддонов, обслуживаемый |
|
|
|||||||
|
самоходной |
тележкой |
........................... |
|
|
Производи |
Площадь |
тельность |
|
труда, |
склада, |
(тонн в. год |
(М2) |
на чел.) |
1050 |
770 |
|
1000 |
1000 |
1430 |
- 950 |
1665 |
1150 * |
1430 |
920 |
3330 |
810 |
667 |
1000 |
5000 |
950 |
IX |
Автоматизированный склад с |
хра |
2,72 |
10000 |
670 |
||
нением грузов в стеллажах без |
под |
|
|
|
|||
донов, обслуживаемый |
штабелером |
|
|
|
|||
с |
многоместным захватом |
. . . . |
5,72 |
1430 |
|
||
X |
Склад с |
ячеечными стеллажами и |
950 |
||||
укладкой |
грузов на поддонах |
стел |
|
|
|
лажным штабелером
25
По аналогии с выведенной выше формулой можно выразить приведенные расходы на тонну перерабатываемого груза при су
ществующем уровне механизации следующим |
образом: |
П1= -(l,56ni'Ct'+2,0n2'C-2'.+4,0n3'C3'+l,24n4'C4' + |
|
4Q |
(19) |
+ l,64Λ5,÷7056∕√+183S'+170,9Λ'Y—2728) |
руб./шт.; руб./т. |
Тогда годовой экономический эффект от внедрения автомати зированного склада, обслуживаемого штабелером, с многоместным захватом, можно представить в виде следующей формулы
9φ = Q(ΓΓ'—П) =0,39 (zi¡'С/—niCl) + 0,5(n2'C2'—n2C2) +
+ (n√C√-n3C3) +0,31 (n4'C4'→ι4C4) +0,41 (K5'-K5) + (20)
+ 1764(ttδ'—ns) +45,75(S'—S)-і-42,7((V/—Ni) руб. в год.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ВЫСОТЫ СКЛАДА
Научно обоснованный выбор высоты складских помещений яв ляется одним из условий решения задачи повышения эффективно сти складских работ.
Наиболее экономичные и производительные способы складиро вания характеризуются наименьшей величиной работы, совершае мой грузоподъемными устройствами по укладке грузов на складе. Наименьшая работа, как правило, соответствует наименьшим энергозатратам и эксплуатационным расходам.
Величина работы при определенном грузообороте и заданных размерах складского помещения зависит от траектории перемеще ния складируемых грузов, определяемой конструкцией грузоподъ емных машин, а также от производительности машин, их веса и веса грузов.
В общем виде совершаемая |
за год |
работа по складированию |
||
грузов может быть выражена следующей формулой |
|
|||
А=п |
|
|
|
|
— n |
(¿-+В) (7 + 27ι) + |
2 (7 + 272) j , |
(21) |
|
где L, В, H — размеры склада; |
|
укладки грузов |
и высотой |
|
h — разница между высотой |
||||
|
склада; |
|
|
грузоподъ |
W — коэффициент сопротивления движению |
||||
|
емных машин; |
грузоподъемных машин в год; |
||
и — количество рейсов |
26
q∙, |
ñ; |
<72 — вес транспортируемых грузов, |
машин и ее грузоза |
|||
|
|
|
хватного органа; |
транспортируемых |
||
|
|
|
(⅛=Z∙⅛,rp; |
Z — количестве |
||
|
|
|
грузов). |
|
|
|
Длина склада A = |
V |
■ |
|
|||
|
|
|
|
BH ’ |
|
|
где 'V |
—объем' складских помещений; |
|
||||
V = |
|
Kv |
|
|
(22) |
|
|
|
Q-TV-Zrp |
|
|
|
|
|
|
грузооборот склада; |
|
|||
Q |
— |
253 |
|
|
|
|
N |
—нормативный срок хранения грузов на складе; |
Vrp — объем единицы груза;
Kv — коэффициент использования |
объема складских помеще |
||
ний; |
|
Vrp |
|
250 K |
|
|
|
Q-N- |
|
(23) |
|
тогда |
v-B-H ’ |
||
|
|
Подставляя полученные выражения в формулу работы, полу
чим:
O-N- Vrp + д)(?+2<7,)+ÎÏ—⅛÷2 ?2)> . (24)
253 Kv-B-H
Как видно из формулы, при определенной ширине склада В
=f(H). Следовательно, оптимальной высотой складского поме щения при любых способах и средствах механизации будет та высота, при которой работа на укладке грузов будет наимень
шей. Другими словами, значение оптимальной высоты определит ся в случае, когда первая производная величина работы стремится к нулю.
Приведем формулу работы к дифференциальному, виду, обоз
начив постоянные величины |
|
|
||
|
Q-Tv-Ztp |
= C-, |
q + 2qi=D; q + 2q2 = E, |
(25) |
тогда: |
253 Kv -В |
|
|
|
A = п |
\yLiÇ-. + B\D+{H-h}E]=^- |
+ |
||
|
2 H |
) |
2 J 2 H |
(26) |
+ НЕ + ВДМ—Ье}.
Первая производная
(27)
2 \ № /
27
Оптимальная высота определится при z4z = 0
= 0; откуда H= |
CDW |
(28) |
|
№>
Окончательно:
|
253K -B(q(<z+2 |
|
|
||
H = |
Q-N-Vri-W |
q1) |
|
(29) |
|
v |
+ 2q2) |
’ |
|||
|
|
Оптимальная высота склада, как видно из формулы, при опре деленном грузообороте и нормативном запасе хранения зависит от эффективности использования складских помещений, веса грузо подъемной машины и ее грузозахватного органа и от ширины склада.
Расчеты, произведенные с учетом появления накопителей в кон
струкции штабелеров при грузооборотах более 200,0 тыс. шт. |
з |
|
год, показывают, что значения оптимальных высот складских |
по |
|
мещений находятся в диапазоне высот типовых |
строительных |
|
конструкций складов — 4,8—8,4 м. |
|
|
Таким образом, при решении строительной части складов следу ет иметь в виду, что для складов, обслуживаемых штабелером с многоместным захватом достаточна высота типовых строительных конструкций складских помещений, и они могут быть успешно размещены в многоэтажных складских корпусах. В каждом кон кретном случае значения оптимальных высот, определенных теоре
тически из условия совершения наименьшей работы, могут быть скорректированы с учетом затрат на строительство зданий и дру
гих практических соображений.
ВЫВОДЫ
1. Внедрение в проекты и производство автоматизированных
складов тарно-штучных грузов на базе штабелера с многомест
ным захватом и накопителем может обеспечить значительное по вышение производительности труда и эффективности капиталовло жений при любых грузооборотах.
Например, использование нового складского оборудования только на 13 предприятиях с массовым характером производства,
высвобождает до 600—700 рабочих, сокращает потребность в пло щадях под склады однородных грузов на 25—40% и дает годовой экономический эффект 2,5—3,0 млн. руб.
2. Средства механизации и автоматизации рассмотренных вы ше складов, являются достаточно простыми универсальными, обеспечивают возможность осуществления полной автоматизации складских операций, включая формирование пакета, и могут быть
28
рекомендованы к использованию на отечественных промышлен
ных предприятиях.
3. Автоматизированные склады, обслуживаемые штабелерами с многоместным захватом хорошо размещаются в типовых строи тельных конструкциях складов, включая многоэтажные здания, и
сохраняют высокую эффективность при небольшой высоте помеще ния.
Литература
•1. Адельсон Ю. А., Вайнштейн Μ. С. Описание изобретений к автор ским свидетельствам № 327113, 356225, 370142, 391980.
V 2. П е р т е н Ю. |
А. Механизация и автоматизация складов |
штучных гру |
|
зов. Л., «Машиностроение». 1972. |
1962. |
|
|
. 3. C м ех о в А. А. Автоматизация на складах. Μ., Машгиз, |
|
||
4. Ивановский К. И. Теоретические основы перемещения штучных гру |
|||
зов. Μ., «Машиностроение». 1969. |
|
«Машино |
|
Ÿ5. Зерцало в |
А. И., Певзнер Б. И. Краны-штабелеры. Μ., |
||
строение», 1968. |
определения экономической эффективности внедре |
||
6. Методика |
|||
ния новой тёхники, |
механизации и автоматизации производственных |
процессов |
впромышленности. Изд. АН СССР. Μ., 1962.
7.Методика определения экономической эффективности механи зации погрузочно-разгрѵзочных работ. Труды ВНИИПТмаш, вып. 3(25). Μ.,
1962. . .
8. Левитина С. Μ. Достижения белорусских новаторов. ■—Механизация и автоматизация производства, Ks 8. 1973.