X-Men / 3 / TOPSmax

1.Описание технологического процесса обработки посылок.

Несмотря на значительную насыщенность предприятий средствами механизации, трудоемкость обработки посылок остается высокой. Характерной особенностью технологического процесса обработки посылок в крупном предприятии почтовой связи является его высокая трудоемкость, обусловленная необходимостью коммутации и сортировки значительных потоков почтовых грузов, имеющих большую массу и габариты.

Проведенные исследования фактической трудоемкости по некоторым крупным механизированным почтовым предприятиям дают следующую структуру тру­довых затрат при обработке посылок:

прием, сдача и транспортирование, % ..... 30 - 40

сортировка и накапливание, %.................. 25 - 36

оформление документации, %................... 23 - 32

В связи с тем, что количество накопителей отечественных сортировочных ус­тановок не более 70 единиц, трудоемкость ручной выемки посылок для их под­сортировки по пунктам назначения составляет большую величину. Удельный вес трудоемкости ручной выгрузки из накопителей и подсортировки по отношению к собственно сортировке составляет 75%, а ко всему производственному процессу обработки посылок—27%. Из этого следует, что должны быть приняты меры к ликвидации или резкому ограничению, ручной подсортировки посылок. Эта за­дача может и должна быть решена при условии механизированного и автоматизированного распределения посылок по всем направлениям сортировочного узла и обеспечения накопления всего объема рассортированных посылок.

Естественное стремление к повышению уровня автоматизации технологического процесса практически всегда наталкивается на барьер, определяемый реальной стоимостью средств автоматизации, трудовых ресурсов и эксплуатационных расходов. При разработке технологического процесса для конкретного почтообрабатывающего учреждения необходимо определить рациональный уровень автоматизации, обеспечивающий оптимальную эффективность производственного процесса, ограничиваемую материальными и трудовыми ресурсами. Поэтому не всегда целесообразно автоматизировать все операции по обработке посылок. В настоящее время даже в крупных центрах по обработке посылок доля ручного труда достаточно высока, и поэтому в условиях ограниченного госбюджетного финансирования реальными являются автоматизация только наиболее трудоемких технологических операций и обеспечение первого уровня автоматизации, т.е. создание механизированных процессов обработки посылок.

Технология обработки почтовых отправлений и, в частности, посылок рег­ламентируется Почтовыми правилами и нормами технологического проектирования предприятий почтовой связи.

В табл. 1 приведен типовой технологический процесс обработки посылок на предприятиях почтовой связи. Однако при проектировании процесса на конкретном предприятии учитываются особенности, связанные с объемом и структурой обрабатываемых посылок, количеством направлений сортировки и другими фак­торами.

Наименования производственных операций	Неавтоматизированный процесс					Автоматизированный процесс
	Исходящие отправления		Транзитные отправления		Входя- щие отпр.	Исходящие и транзитные отпр.	Входящие отпр.
	Россыпь	Прямые группы	Россыпь	Прямые группы
Прием посылок с автотранспорта	+	+	-	-	-	+	-
Прием посылок с почтовых вагонов	-	-	+	+	+	-	+
Транспортировка к месту: А) обработки; Б) накапливания до сортировки.	+	-	+	-	+	+	+
Сличение бланков сопроводительных документов с накладной ф.16	+	+	+	+	+	-	-
Сортировка бланков сопроводительных Адресов	+	-	+	-	+	+	+
Сортировка посылок по накопителям	+	-	+	-	+	-	-
Подбор бланков сопроводительных Адресов по восходящим номерам	+	-	+	-	+	-	-
Сличение бланков сопроводительных Адресов с посылками	+	+	+	+	+	-	-
Подсортировка посылок по Предприятиям	+	-	+	-	+	+	+
Приписка бланков сопроводительных адресов к накладной ф. 16	+	-	+	-	+	+	+
Составление общих накладных	+	+	+	+	+	+	+
Транспортировка посылок к месту сдачи	+	-	+	-	+	+	+
Сдача посылок на автотранспорт	-	-	-	-	+	-	+
Сдача посылок в почтовые вагоны	+	+	+	+	-	+	-

Таблица 1

В настоящее время разрабатываются принципиальные схемы автоматизированного производственного процесса обработки посылок в узле с объёмом 30 тыс. посылок в сутки. Принципиальные схемы решаются в двух вариантах:

• при поступлении и отправке из узла основной массы посылок поштучно,

• при поступлении и отправке из узла основной массы посылок в контейнерах.

Производственный процесс при поступлении и отправке из узлового предприятия основной массы посылок поштучно осуществляется по следующей схе­ме. Прием посылок с автомашин осуществляется через окна на первом этаже в цехе обмена. Работник, сдающий почту с автомашины, укладывает посылки на транспортер с телескопической секцией, вдвигаемой в кузов автомашины. С него посылки попадают в накапливающее устройство, при этом одновременно производится их автоматический счет. Из накапливающего устройства посылки автоматически передаются на сборные транспортеры, проходящие вдоль люковых окон. Наличие специальных накапливающих устройств, против каждого люкового окна позволяет организовать выгрузку со всех люковых окон на общий сборный транспортер в заданное время. Для бесперебойной работы всех люковых окон приема посылок выгрузка из упомянутых накопителей на сборные транспортеры должна производиться последовательно, партиями. При этом расстояние между соседними партиями посылок, разгружаемых из накопительных устройств, должно исключать объединение посылок с партиями, выгружаемыми из других накопительных устройств.

Таким образом, исключаются заторы, навал и смешивание посылок разных партий на сборном транспортере при одновременной работе всех люковых окон.

Со сборных транспортеров по соответствующим транспортным линиям исходящие посылки попадают в накопители предварительного накапливания исходящих и переходящих посылок перед их сортировкой. По окончании приема посылок оператор по обмену почты с автотранспортом на основании показаний счет­чика посылок выдает расписку сопровождающему, а диспетчер отключает механизмы приема почты.

Прием посылок из почтовых вагонов предусматривает одновременную разгрузку нескольких кладовых почтовых вагонов, стоящих на двух тупиках. Работник, сдающий почту из кладовой почтового вагона, укладывает посылки на выдвижной лоток механизированного люка. Механизмы приема почты приводятся в рабочее состояние оператором обмена почты с почтовыми вагонами с по­мощью переносного пульта управления. В проеме люка находится передвижной лоток приема посылок, расположение которого в пределах люка определяется положением проема двери кладовой вагона. Лоток имеет выдвижную часть, ко­торая при разгрузке посылок из вагонов входит в проем двери вагона. С лотка посылки попадают на телескопический транспортер, подающий посылки в верх­ний или нижний накапливающие лотки, при этом осуществляется их автомати­ческий счет. Эти лотки выполняют те же функции, что накапливающие устрой­ства при приемке посылок с автотранспорта. Под ними проходят два сборных транспортера, один из которых предназначен для подачи на обработку транзит­ных, а второй — для транспортирования входящих посылок. Со сборных транс­портеров по горизонтально - вертикальным линиям посылки подаются в накопители предварительного накапливания перед их сортировкой.

По окончании разгрузки почты из кладовой оператор по обмену выдает бригаде почтового вагона расписку на основании показания счетчика и приводит все механизмы в исходное положение.

Накапливание посылок перед сортировкой производится на расчетном количестве линий, одни из которых предназначены для входящих, другие для исходящих и транзитных посылок. При необходимости каждая из этих линий или ее часть может быть использована для накапливания тех или других видов посылок за счет переходных устройств, включаемых с пульта диспетчера. Накапливание может производиться в накопителях различной конструкции при мак­симальном использовании объема производственного помещения. Общая емкость всех линий накапливания должна быть 3000—4000 посылок. Загрузка линий на­капливания автоматическая. Разгрузка накопителей осуществляется автома­тически в порядке поступления посылок в сортировочный узел. Посылки вы­гружаются на транспортные линии подачи к установке для сортировки исходящих и транзитных посылок, а также к установке для сортировки входящих посылок.

Сортировка и накапливание транзитных и исходящих посылок предполагается на установке с двумя рабочими местами сортировщиков общей произво­дительностью не менее 2400 пос./ч. В состав установки входят 350 накопителей, из которых 200 закреплены за направлениями сортировки, а остальные подклю­чаются к основным по мере их заполнения. Емкость каждого накопителя около 50 пос., а общая емкость всех накопителей установки позволяет накапливать до 70% суточного объема рассортированных исходящих и транзитных посылок. Посылки к сортировщикам должны подаваться лицованными. Лицовка посылок производится на двух рабочих местах. К рабочему месту лицовщика посылки поступают автоматически по транспортным линиям в соответствии с произво­дительностью лицовщика. Наряду с автоматическим режимом ритм подачи по­сылок может регулироваться лицовщиком.

Каждый из сортировщиков сортирует посылки в любой накопитель установ­ки. Сортировка производится по индексам, которые набирают двумя руками. В накопителях посылки автоматически просчитываются. При заполнении основного или дополнительного накопителя, или при наличии в них 50 посылок, происходит отключение этих накопителей, а посылки, адресованные в них, следуют в допол­нительно подключенный накопитель. Выгрузка из накопителя на разгрузочные транспортеры ведется автоматически по подготовленной программе или по команде с пульта диспетчера. При этом, как правило, дополнительные накопители разгружаются вместе с основными.

Учитывая вышеизложенные требования к технологическому процессу автоматизированной обработки посылок, появляется необходимость иметь такую сор­тировочную установку, которая обеспечивала бы сортировку в несколько этапов при вводе информации в месте загрузки посылки. Установка должна управляться любым из двух сортировщиков или обоими вместе с использованием ее технической производительности.

Транспортирование и сдача входящих посылок после их сортировки осуществляется по транспортным линиям, винтовым спускам и люковому транспортёру в автомашину. Винтовые спуски выполняют двоякую роль: служат для перемещения посылок с верхнего этажа на нижний, с другой стороны, они являются накопителями перед выдачей посылок на внешний транспорт, также возможна сдача посылок на автотранспорт непосредственно из части накопителей установки для сортировки исходящих и транзитных посылок. При необходимости ручную подсортировку можно проводить в зоне загрузочных транспортеров при индивидуальном управлении разгрузкой накопителей.

Транспортирование и сдача исходящих и транзитных посылок в почтовые вагоны могут осуществляться различными способами. Возможен процесс, при котором посылки из накопителей сортировочной установки поступают на расчётное число разгрузочных транспортеров. По этим транспортерам посылки поступают на сборные транспортеры, установленные перпендикулярно к разгрузочным. К каждому из них примыкают устройства, обеспечивающие прием посылок сборных транспортеров.

Указанные устройства заканчиваются транспортером с телескопической секцией в зоне кладовой каждого почтового вагона. С телескопического транспортера посылки направляются в специальные накопители емкостью, вдвое больше емкости накопителей сортировочной установки, размещенных в зоне почтового вагона. Посылки из этих накопителей разгружаются на транспортеры с телескопической секцией, на конце которой имеется винтовой сектор, переходящий в выдвижной лоток, предназначенный для входа в проем двери кладовой почтового вагона.

Все пути поштучного транспортирования посылок от люковых окон и почто­вых вагонов к сортировочной установке и после сортировки в обратном порядке являются либо подвесными, либо проходят под потолком здания, оставляя свободной производственную площадь в цехах и на платформе.

При частичном поступлении и отправлении посылок с почтовыми вагонами в контейнерах разгрузка посылок из пришедших в узел контейнеров может вестись (вручную, механизировано) непосредственно у кладовых почтовых вагонов на транспортеры.

При сдаче посылок в вагон в контейнерах рассортированные посылки по разгрузочным транспортерам, имеющим выход на нижний этаж, загружаются в контейнеры, которые с мест отстоя подаются в почтовые вагоны или на автомашины.

Производственный процесс при поступлении и отправке из узла основной массы посылок в контейнерах осуществляется по следующей схеме. Прием и транспортирование посылок, поступающих с автомашин поштучно, осуществляется через люковые окна и транспортные линии аналогично выше описанному. Контейнеры с посылками выгружаются с автомашин кран - балками, затем подвозятся к трассе конвейера, который подает их в склад предварительного накапливания.

Прием посылок, поступающих в узел из почтовых вагонов поштучно, преду­сматривает возможность одновременной разгрузки почтовых вагонов, стоящих на одной из линий почтового тупика. Контейнеры с посылками, выгружаемые из почтовых вагонов, подвозятся к трассе конвейера, с помощью которого их подают на склады предварительного накапливания.

Накапливание контейнеров с исходящими и переходящими контейнерами производится на отдельном складе.

Накапливание посылок, поступивших в узел поштучно, производится на трех линиях вышеописанным способом. Общая емкость этих линий до 2000 посылок.

Выгруженные из контейнеров посылки по транспортным линиям подаются к линиям накапливания перед их сортировкой. Существенным отличием установки для сортировки исходящих и транзитных посылок по сравнению с вышеописанным способом является отсутствие большого числа дополнительных накопителей, роль которых в данном случае выполняют контейнеры.

Загрузка рассортированных посылок в контейнеры происходит при подготовке их к отправке на внешний транспорт, а также по мере заполнения накопителей, закрепленных за направлениями. Со склада порожних контейнеров они подаются к местам загрузки специальным конвейером.

Загруженные посылками контейнеры с помощью конвейера распределяются по линиям склада в соответствия с направлениями отправки.

Накапливание, транспортировка и сдача входящих посылок на автомашины производится описанным раньше способом, а транспортирование и сдача контейнеров с исходящими и переходящими посылками—по следующей схеме. Контей­неры с линий склада выводятся конвейерами на так называемые круги упоря­дочения, расположенные под зоной сдачи контейнеров в почтовые вагоны. С этих кругов контейнеры выбираются в последовательности, соответствующей порядку их загрузки в кладовые почтового вагона, и при помощи опускной секции кон­вейера устанавливаются на платформу у почтового вагона, откуда вагонным кра­ном контейнеры загружаются в кладовую.

Внедрение автоматизированного производ­ственного процесса приводит к значительному уменьшению числа работников на операциях обработки посылок. Кроме того, внедрение автоматизированного процесса должно привести к серьезным качественным изменениям при обработке посылок (ускорение процесса обработки и доставки клиенту, лучшая сохранность вложения и т. д.).

Все вышеописанные процессы можно изобразить в виде схемы, изображенной на рис 1. На этом рисунке: а) – обработка исходящих посылок; б) – обработка транзитных посылок, поступающих россыпью; в) – обработка прямых групп транзитных посылок; г) – обработка исходящих посылок, поступающих в контейнерах; д) – обработка крупногабаритных (нестандартных) посылок; е) – обработка входящих посылок поступающих россыпью; ж) – обработка входящих посылок поступающих в контейнерах.

Дополнительные условные обозначения, принятые в изображении рис.1 процесса обработки посылок, приведены в табл.2.

Р ис..1

Табл.2

2.Описание аналитической методики расчета интенсивностей потоков свободных платформ I_С и интенсивности потока повторно сортируемых грузов I_П для матричного соединения конвейеров размером r*h, где r-число загрузочных конвейеров, h-число сортировочных конвейеров, m-емкость накопителя.

Матричная транспортно – распределительная конвейерная система.

Имеется r загрузочных конвейеров, которые представляют собой движущиеся платформы, на которых находятся грузы. В зависимости от адреса грузы подходят к соответствующему узлу перегрузки перемещаются на платформу сортировочного конвейера, количество которых h и поступают в соответствующий накопитель. Если к моменту перемещения груза к узлу перегрузки подойдет занятая платформа или вообще не подойдет платформа груз отправится на повторную сортировку. Совершенно очевидно, что желательно снизить поток отказов, т.е. поток повторно сортируемых грузов. Решить эту проблему можно несколькими способами: 1) В узлах перегрузки поставить накопительные емкости; 2) Увеличить производительность сортировочных линий. Но при снижении потока отказов возрастает количество свободных платформ на выходе сортировочной установки. Т.о. задача имеет оптимизационный характер и заключается в следующем: необходимо рассчитать суммарные затраты от отказов и холостого пробега и выбрать такое соотношение между производительностью сортировочной и загрузочной линии, чтобы минимизировать эти потери. Если обозначить П_з – производительность загрузочной линии, а П_с – производительность сортировочной линии, то исследовать данную систему мы будем при П_с>П_з. Эта система имеет ярко выраженный вероятностный характер. Это связано с тем, что грузы на разные адреса поступают с разной вероятностью. Обозначим P_ij вероятность того, что груз поступает в адрес ij-го узла, а через m – емкость накопителя в узлах перегрузки. Будем считать, что время перегрузки меньше чем время движения платформы сортировочной линии от одного узла перегрузки к другому.

Требуется определить два показателя интенсивности работы сисмы: 1) Интенсивность потока повторно сортируемых грузов (груз/время); 2) Интенсивность потока повторно сортируемых платформ на выходе сортировочной установки.

При определения первого необходимо найти составляющие этого потока в каждом узле перегрузки. А для определения второго найти только выходные значения. Для того чтобы определить интенсивности необходимо найти вероятность того, что после каждого узла перегрузки платформа остается свободной.

Методика расчета системы с накопителем

Платформа после j-го узла будет свободна, если она была свободна до него, могла участвовать в загрузке и подошедший груз направился в адрес другой сортировочной линии, или возможна другая ситуация: платформа свободна до узла и в загрузке не участвовала. Вероятность того, что платформа участвует в загрузке – 1/L, а вероятность того, что не участвует – (1-1/L). Вероятность того, что платформа свободна, вычисляется по формуле:

Где P_0J – вероятность того, что в накопителе груза нет.

Рассмотрим переходные вероятности. Переходными вероятностями называются такие вероятности, величины которых показывают изменение состояния накопителя за время первого такта, т.е. за время движения платформы от одного узла перегрузки до другого. Обозначим Р_-1 – вероятность того, что за время первого такта состояние накопителя уменьшится на единицу; Р₊₁ – вероятность того, что состояние накопителя увеличится на единицу; Р_const - вероятность того, что состояние накопителя останется неизменным. Эти вероятности вычисляются по формулам:

Где (1- Р_J) – вероятность того что новый груз в накопитель не поступил.

Имея описание переходных вероятностей нужно выяснить вероятности, когда накопитель пустой и других состояний. Т.о. получаем систему:

После того как мы распишем все вероятности Р_ij через Р₀, просуммируем все вероятности от Р₀ до Р_m и приравняем их к 1 (т.е. используем условие нормировки). Т.о. вычислим Р₀. После чего определяем выражения всех вероятностей. Полученных данных достаточно для определения интенсивностей. Тогда интенсивность свободных платформ одной ветви будет равна:

,

а интенсивность свободных платформ всего конвейера:

.

Для нахождения интенсивности потока повторно сортируемых грузов найдем вероятность повтора:

, где Р_m=max – вероятность того что накопитель полный.

Тогда интенсивность потока повторно сортируемых грузов будет равна: