Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU: NGUYÊN LÝ VÀ MÔ TẢ THIẾT BỊ ột trong những khía cạnh quan trọng nhất khi thiết kế nhà máy mới hoặc hiệu chỉnh một nhà máy sẵn có là phân tích xuyên suốt hệ thống vận chuyển vật liệu. Vận chuyển vật liệu có thể chiếm từ 30 – 75 phần trăm tổng chi phí, và một hệ thống hoạt động hiệu quả có thể giúp giảm chi phí vận hành của nhà máy từ 15 – 30 phần trăm. Cách thức vận chuyển vật liệu có thể quyết định đến yêu cầu xây dựng nhà máy, yêu cầu sắp xếp bố trí các phân xưởng, và thời gian cần thiết để sản xuất một sản phẩm. Khi công nhân vận chuyển vật liệu, anh ta không làm tăng giá trị sản phẩm nhưng làm tăng chi phí sản xuất. Lập kế hoạch xử lý, lưu kho, và vận chuyển vật liệu có liên kết với quá trình sản xuất sẽ làm giảm chi phí vận chuyển vật liệu đáng kể. Ví dụ, trong một dây chuyền lắp ráp, thiết kế hợp lý là tạo khoảng trống sản xuất dọc theo dây chuyền lắp ráp, đưa vật liệu với tốc độ ổn định đến công nhân và gửi chi tiết hoặc cụm chi tiết lắp ráp đến trạm sản xuất kế tiếp khi công nhân hoàn thành công việc của mình. Trong chương này chúng ta sẽ giới thiệu về hệ thống vận chuyển vật liệu. Mục đích của chương này là: giúp người học hiểu mối quan hệ giữa vận chuyển vật liệu và bố trí mặt bằng thiết bị cũng như hiểu sự phức tạp trong việc thiết kế hệ thống này, mô tả những thiết bị vận chuyển vật liệu thông dụng nhất hiện nay.
Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU: NGUYÊN LÝ VÀ MÔ TẢ THIẾT BỊ ột khía cạnh quan trọng thiết kế nhà máy hiệu chỉnh nhà máy sẵn có phân tích xuyên suốt hệ thống vận chuyển vật liệu Vận chuyển vật liệu chiếm từ 30 – 75 phần trăm tổng chi phí, hệ thống hoạt động hiệu giúp giảm chi phí vận hành nhà máy từ 15 – 30 phần trăm Cách thức vận chuyển vật liệu định đến yêu cầu xây dựng nhà máy, yêu cầu xếp bố trí phân xưởng, thời gian cần thiết để sản xuất sản phẩm Khi công nhân vận chuyển vật liệu, không làm tăng giá trị sản phẩm làm tăng chi phí sản xuất Lập kế hoạch xử lý, lưu kho, vận chuyển vật liệu có liên kết với trình sản xuất làm giảm chi phí vận M chuyển vật liệu đáng kể Ví dụ, dây chuyền lắp ráp, thiết kế hợp lý tạo khoảng trống sản xuất dọc theo dây chuyền lắp ráp, đưa vật liệu với tốc độ ổn định đến công nhân gửi chi tiết cụm chi tiết lắp ráp đến trạm sản xuất công nhân hoàn thành công việc Trong chương giới thiệu hệ thống vận chuyển vật liệu Mục đích chương là: giúp người học hiểu mối quan hệ vận chuyển vật liệu bố trí mặt thiết bị hiểu phức tạp việc thiết kế hệ thống này, mô tả thiết bị vận chuyển vật liệu thông dụng 5.1 ĐỊNH NGHĨA HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Có nhiều định nghĩa hệ thống vận chuyển vật liệu Định nghĩa dễ hiểu cung cấp Học Viện Material Handling Institute (MHI): “Hệ thống vận chuyển vật liệu bao gồm tất nguyên công liên quan đến vận chuyển sản phẩm rời rạc, kiện sản phẩm, khối lớn sản phẩm trạng thái rắn bán rắn phương tiện khí, nằm giới hạn nơi sản xuất kinh doanh” Định nghĩa cho thấy vận chuyển vật liệu liên quan đến nhiều công việc di chuyển vật liệu cách sử dụng máy móc Thứ nhất, vận chuyển vật liệu liên quan đến di chuyển vật liệu theo chiều ngang (di dời) chiều thẳng đứng (nâng), chất dỡ hàng hóa Thứ hai, “trong giới hạn nơi sản xuất kinh doanh” ngụ ý vận chuyển bao gồm vận chuyển vật liệu thô đến trạm sản xuất, vận chuyển bán thành phẩm trạm sản xuất vận chuyển sản phẩm hoàn chỉnh khỏi kho chứa Định nghĩa phân biệt vận chuyển vật liệu với vận tải; vận tải chuyển vật liệu từ nhà cung cấp đến nơi sản xuất kinh doanh từ nơi sản xuất kinh doanh đến khách hàng Thứ ba, lựa chọn trang thiết bị phần công việc thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu Thứ tư, khái niệm “khối lớn” ngụ ý vật liệu vận chuyển với khối lượng lớn, không đóng kiện cát, mùn cưa, hay than đá Và cuối cùng, sử dụng phương tiện khí để vận chuyển vật liệu lựa chọn ưa thích chi phí đầu tư cao Sử dụng nhân công vào hoạt động vận chuyển vật liệu liên tục không hiệu tốn kém; phương tiện khí sớm thể tính hiệu nó, đặc biệt xã hội có chi phí nhân công cao 5.2 CÁC MỤC TIÊU CỦA HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Hệ thống vận chuyển vật liệu (MHS) cần phải nghiên cứu lập kế hoạch tỉ mỉ hai yếu tố Thứ nhất, chi phí cho việc vận chuyển vật liệu chiếm phần lớn chi phí sản xuất, đề cập trước Thứ hai, việc vận chuyển vật liệu ảnh hưởng đến trình sản xuất Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU đến thiết kế trang thiết bị liên quan Những điều dẫn đến mục tiêu thiết kế hệ thống MHS, giảm chi phí sản xuất thông qua xử lý vận chuyển vật liệu hiệu quả, hay chi tiết là: Làm tăng suất cách đảm bảo vật liệu sẵn sàng vào thời điểm nơi cần thiết Làm giảm chi phí vận chuyển vật liệu Cải thiện việc sử dụng trang thiết bị Cải thiện độ an toàn điều kiện làm việc Làm đơn giản trình sản xuất Làm tăng suất Chương làm rõ mục tiêu đạt cách 5.3 CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Xương sống hệ thống MHS trang thiết bị máy móc Có nhiều loại thiết bị, loại có tính riêng có giá thành khác Tuy nhiên chia tất thiết bị làm ba loại: băng chuyền, cầu trục, xe nâng Mỗi loại có ưu nhược điểm riêng Một vài thiết bị thích hợp cho số nhiệm vụ thiết bị lại Điều phụ thuộc vào tính chất vật liệu, đặc tính tự nhiên nơi làm việc, tính chất trình xử lý có sử dụng thiết bị vận chuyển Phần mô tả ngắn gọn ba loại thiết bị vận chuyển Phần mô tả chi tiết phía cuối chương 5.3.1 BĂNG CHUYỀN Băng chuyền sử dụng để di chuyển vật liệu liên tục đường dẫn cố định Có nhiều loại băng chuyền khác băng chuyền lăn, băng chuyền chuyền đai, băng chuyền máng Ưu Điểm Băng Chuyền Năng suất cao băng chuyền cho phép di chuyển số lượng lớn vật liệu Tốc độ băng chuyền điều chỉnh Có thể kết hợp đồng thời với hoạt động khác gia công xử lý kiểm tra sản phẩm Băng chuyền có tính đa đặt đất cao Có thể đóng vai trò nơi lưu trữ tạm sản phẩm trạm sản xuất Vận hành tự động không đòi hỏi hỗ trợ nhiều người Băng chuyền không yêu cầu có đường dẫn thẳng Dễ dàng tận dụng không gian nơi làm việc cách sử dụng băng chuyền cao Nhược Điểm Băng Chuyền Băng chuyền phải theo đường dẫn cố định, phục vụ cho khu vực giới hạn Các nút thắt cổ chai xuất hệ thống Một phận dây chuyền bị trục trặc kéo theo toàn hệ thống ngừng hoạt động Vì băng chuyền đặt cố định, chúng cản trở chuyển động thiết bị lưu động đất 5.3.2 CẦU TRỤC VÀ TỜI Cầu trục tời thiết bị cao dùng để di chuyển cách không liên tục vật nặng khu vực giới hạn Chúng ta có loại thiết bị cầu trục dạng cầu, cần trục tay quay, cần trục ray tời Ưu Điểm Cầu Trục Tời Có khả nâng di chuyển vật liệu Ít gây cản trở cho công việc đất Có khả vận chuyển vật nặng Có thể sử dụng để chất hàng dỡ hàng Nhược Điểm Cầu Trục Tời Chi phí đầu tư cao (đặc biệt cầu trục dạng cầu) Chỉ phục vụ khu vực giới hạn Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Một số cầu trục di chuyển theo đường thẳng đổi hướng (ví dụ rẽ ngoặt) Hệ số khai thác không cao mong muốn cầu trục sử dụng khoảng thời gian ngắn ngày Một số loại cầu trục, chẳng hạn cầu trục dạng cầu, yêu cầu phải có người điều khiển Chúng ta thấy cầu trục sử dụng nhiều nơi nhà máy đóng tàu, nhà máy sản xuất công nghiệp nặng 5.3.3 XE NÂNG Chúng ta có loại xe nâng, xe đẩy, xe kéo, thiết bị dẫn hướng tự động Ưu Điểm Xe Nâng Chúng sử dụng đâu nhà xưởng nơi không gian cho phép Có thể chất hàng, dỡ hàng, nâng chuyển vật liệu Hệ số sử dụng cao Nhược Điểm Xe Nâng Chúng nâng vật nặng Giới hạn sức chứa cho chuyến hàng Yêu cầu phải có hành lang, lối đi; không xe nâng gây trở ngại cho công việc nhà xưởng Hầu hết xe nâng phải có người vận hành Xe nâng không cho phép kết hợp song song với hoạt động xử lý gia công hay kiểm tra sản phẩm 5.4 CÁC MỨC ĐỘ CƠ KHÍ HÓA Vận chuyển vật liệu thực hoàn toàn thủ công hay hoàn toàn tự động hóa Chúng ta có mức độ khí hóa khác tồn hai loại hình Sự phân loại mức độ khí hóa hệ thống vận chuyển vật liệu vào nguồn phát lực vận chuyển mức độ liên quan người máy tính vận hành thiết bị Các mức độ khí hóa phân loại sau: Thủ công phụ thuộc vào nỗ lực bắp: Mức độ gồm thiết bị vận hành thủ công xe đẩy Cơ khí hóa: Thay dùng bắp, lực (máy) sử dụng để điều khiển thiết bị Một số xe nâng, băng chuyền, cầu trục thuộc loại Nhân công sử dụng để vận hành thiết bị để cung cấp lực vận chuyển Cơ khí hóa có tích hợp máy tính: (mở rộng chức số hai) Chức máy tính ghi lại kiện di chuyển vận hành Tự động hóa: Giảm thiểu can thiệp người vào điều khiển vận hành thiết bị, hầu hết chức thực máy tính Chúng ta có ví dụ băng chuyền, thiết bị dẫn hướng tự động, AS/RS (automated storage/retrieval system) Thiết bị nhận lệnh hướng dẫn từ bàn phím, nút bấm, băng hay máy đọc thẻ Tự động hóa hoàn toàn: Mức độ tương tự mức độ bốn, máy tính thực việc điều khiển trực tuyến, loại bỏ nhu cầu can thiệp người Chi phí độ phức tạp thiết kế hệ thống vận chuyển tăng mức độ khí hóa tăng Tuy nhiên, đạt hiệu vận hành cao đồng thời tiết kiệm chi phí nhân công Ưu điểm việc khí hóa gia tăng tốc độ vận chuyển vật liệu, từ giảm thời gian sản xuất nói chung; giảm mệt nhọc công việc cải thiện an toàn sản xuất; kiểm soát tốt dòng luân chuyển vật liệu, giảm chi phí nhân công; theo dõi tốt tình trạng tồn kho vật liệu Cũng có số nhược điểm tăng mức độ khí hóa Ví dụ, khí hóa đòi hỏi chi phí đầu tư cao, phải huấn luyện nhân viên vận hành nhân viên bảo trì bảo dưỡng, làm giảm độ linh hoạt sản xuất thiết bị thiết bị chuyên dùng Như cần xem xét cẩn thận ưu nhược điểm hệ thống trước lựa chọn Việc chuyển đổi loại hình vận hành tốn nhiều thời gian Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Khái niệm “đơn vị vận chuyển” sử dụng nhà máy đóng vai trò quan trọng việc định nghĩa vật cần vận chuyển Mức độ khí hóa ảnh hưởng đơn vị vận chuyển; ngược lại, đơn vị vận chuyển định nghĩa tác động đến mức độ khí hóa đạt 5.5 KHÁI NIỆM ĐƠN VỊ VẬN CHUYỂN Khái niệm đơn vị vận chuyển phụ thuộc vào thực tế việc vận chuyển chi tiết vật liệu theo nhóm kinh tế vận chuyển riêng lẻ Đơn vị vận chuyển định nghĩa số lượng chi tiết xếp theo hình thức để chúng vận chuyển đối tượng riêng lẻ Điều đạt cách pa-lết hóa, khối hóa container hóa việc vận chuyển hàng hóa Pa-lết hóa việc xếp cố định chi tiết riêng lẻ lên khay (tấm) vận chuyển xe nâng hay cầu trục Khối hóa xếp hàng hóa, dạng khối Không giống pa-lết hóa, cần dùng thêm vật liệu bổ sung để đóng gói, bao bọc chi tiết lại thành khối (đơn vị) hoàn chỉnh Đơn vị vận chuyển sau xử lý xe nâng, băng chuyền, hay cầu trục phụ thuộc vào kích cỡ trọng lượng Container hóa xếp chi tiết vào thùng hay hộp Nó phù hợp cho việc vận chuyển băng chuyền, đặc biệt cho chi tiết nhỏ Mỗi loại đơn vị vận chuyển thích hợp số trường hợp định Ví dụ, pa-lết thích hợp cho việc xếp chi tiết giống có hình dạng đặn Các chi tiết với kích cỡ hình dạng khác nhóm lại container Một cách tổng quan, yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn loại đơn vị vận chuyển trọng lượng, kích thước, hình dạng vật liệu; tính tương thích với thiết bị vận chuyển vật liệu; chi phí mua sắm (pa-lết, conainer); tính bổ sung cung cấp loại đơn vị vận chuyển chẳng hạn đóng gói bảo vệ vật liệu bên Sử dụng đơn vị vận chuyển có ưu nhược điểm Ưu điểm sử dụng đơn vị vận chuyển cho phép di chuyển số lượng lớn vật liệu, giảm tần số vận chuyển giảm chi phí Tốc độ xếp hàng bốc dỡ hàng tăng lên, tương ứng giảm thời gian xử lý Cung cấp tính bảo vệ chống lại hư hỏng vật liệu Nhược điểm chi phí cao yêu cầu số lượng lớn đơn vị vận chuyển, đặc biệt container tái sử dụng nhiều lần Các thiết bị bốc dỡ hàng hóa khác loại với thiết bị có sẵn thị trường Khi sử dụng để vận chuyển hàng hóa đến khách hàng, gặp vấn đề việc vận chuyển trở lại pa-lết container trống chúng tái sử dụng 5.6 CÁC NGUYÊN LÝ VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Thiết kế vận hành hệ thống vận chuyển vật liệu nhiệm vụ phức tạp có nhiều vấn đề liên quan Không có quy tắc rõ ràng tuân theo để đạt hệ thống vận chuyển hiệu Tuy nhiên, có vài hướng dẫn giúp giảm chi phí cải thiện suất hệ thống Những hướng dẫn biết nguyên lý vận chuyển vật liệu Hai mươi nguyên lý vận chuyển vật liệu liệt kê Bảng 5.1 Chúng thể kinh nghiệm người làm việc lĩnh vực thiết kế vận hành hệ thống Nguyên lý Lập kế hoạch Mô Tả Lập kế hoạch tất hoạt động lưu kho vận chuyển vật liệu để đạt hiệu vận hành cao Dòng hệ thống Tích hợp nhiều hoạt động vận chuyển vào hệ thống vận hành bao gồm cung cấp, nhận, lưu kho, sản xuất, kiểm tra, đóng gói, vận chuyển, khách hàng Dòng vật liệu Cung cấp trình tự vận hành bố trí mặt thiết bị tối ưu hóa dòng vật liệu Sự đơn giản Đơn giản hóa trình vận chuyển cách giảm thiểu, loại bỏ, hay kết hợp di chuyển và/hoặc thiết bị không cần thiết Trọng lực Sử dụng trọng lực để di chuyển vật liệu Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Tận dụng không gian Tối ưu hóa sử dụng không gian nhà xưởng Kích thước đơn vị vận chuyển Tăng số lượng, kích thước, hay khối lượng đơn vị vận chuyển hay nhịp vận chuyển Cơ khí hóa Cơ khí hóa hoạt động vận chuyển vật liệu Tự động hóa Tự động hóa chức sản xuất, xử lý, lưu kho 10 Lựa chọn thiết bị Trong lựa chọn thiết bị, cân nhắc tất khía cạnh vật liệu cần vận chuyển, vấn đề di chuyển, phương pháp sử dụng 11 Tiêu chuẩn hóa Tiêu chuẩn hóa phương pháp vận chuyển kích cỡ loại thiết bị vận chuyển 12 Thích ứng Sử dụng phương pháp thiết bị hoàn thành nhiều loại nhiệm vụ ứng dụng 13 Trọng lượng chế tạo Giảm tỉ lệ trọng lượng chế tạo thiết bị vận chuyển di động tải trọng hàng hóa 14 Tận dụng Lập kế hoạch tối ưu hóa sử dụng trang thiết bị nguồn lực 15 Bảo trì Lập kế hoạch bảo trì phòng ngừa sửa chữa tất thiết bị vận chuyển 16 Lạc hậu Thay tất phương pháp trang thiết bị lạc hậu 17 Kiểm soát Sử dụng hoạt động vận chuyển vật liệu để cải thiện việc kiểm soát sản xuất, tồn kho, đặt hàng 18 Năng suất Sử dụng thiết bị vận chuyển giúp đặt suất sản xuất mong muốn 19 Hiệu Tính toán hiệu thiết bị vận chuyển dựa chi phí cho đơn vị vận chuyển 20 An toàn Cung cấp phương pháp phương tiện thích hợp cho làm việc an toàn Những nguyên tắc diễn giải theo cách khác để mô tả cách đạt mục tiêu Ví dụ, để giảm chi phí vận chuyển, nên cắt giảm hoạt động vận chuyển không cần thiết cách việc lập kế hoạch vận chuyển vật liệu; cách vận chuyển chúng đến nơi yêu cầu mà không bị dừng chừng; cách sử dụng thiết bị vận chuyển thích hợp xe nâng, pa-lết, hộp, băng chuyền; cách thay thiết bị lạc hậu thiết bị suất cao hơn; cách giảm tỉ lệ trọng lượng chế tạo (pa-lết, hộp) tải trọng Chúng ta sử dụng đơn vị vận chuyển di chuyển nhiều chi tiết lần tốt Chúng ta tăng suất cách giảm thời gian chờ người vận hành thiết bị; cách vận chuyển vật liệu thô cụm lắp rắp cần; cách trì nhịp vận chuyển vật liệu mức hợp lý phù hợp với nhịp xử lý công việc người vận hành Chúng ta tăng hiệu suất làm việc công nhân cách loại bỏ hoạt động không sinh lợi; cách loại chi tiết hư hỏng trước chúng đến trạm làm việc; cách không sử dụng thiết bị không đạt tiêu chuẩn lạ thường; cách liên kết vận chuyển vật liệu xuyên suốt toàn nhà máy Chúng ta tăng diện tích sử dụng nhà xưởng cách sử dụng thiết bị vận chuyển vật liệu lên kế hoạch sản xuất cho lượng hàng tồn kho đặt sàn tối thiểu; cách lưu trữ vật liệu nơi không cản trở sản xuất (ví dụ, vật liệu không nên chất đống gần máy móc gây cản trở trình làm việc công nhân); cách bố trí mặt sản xuất cho phép vật liệu lưu chuyển nhịp nhàng trạm sản xuất Tai nạn lao động giảm cách sử dụng thiết bị vận chuyển có tính an toàn cho việc nâng di chuyển vật liệu nặng, cách sử dụng trọng lực để di chuyển vật liệu Chúng ta áp dụng nguyên lý nào? Có số ứng dụng dễ nhận biết Ví dụ, để áp dụng nguyên lý trọng lực, sử dụng cầu trượt Để áp dụng nguyên lý an toàn, giảm thiểu loại bỏ việc vận chuyển vật liệu thủ công gây thương tích Đối với nguyên lý tận dụng không gian nhà xưởng, đóng thùng Băng Chuyền Guồng Xoắn: Băng chuyền guồng xoắn trục xoắn ốc trục vít lớn nằm đường ống hay máng Chuyển động quay trục vít đẩy vật liệu dọc theo đường ống Đặc điểm/ ứng dụng Có thể vận hành theo chiều ngang nghiêng Bởi thể tích nhỏ, băng chuyền sử dụng không gian chật hẹp Băng Chuyền Xích: Băng chuyền xích chuỗi xích vô tận trực tiếp vận chuyển vật liệu, xích đặt bên máng Đặc điểm/ ứng dụng Hữu ích di chuyển hộc (gàu) đựng hàng pa-lết Băng chuyền xích kéo vật liệu dọc theo máng Tổng quát, quãng đường vận chuyển 10 feet 100 feet với tải trọng từ 300 đến 3000 pounds foot thẳng Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Băng Chuyền Một Ray Trên Cao: Băng chuyền ray cao đường ray để dẫn hướng cho thiết bị vận chuyển khác xe đẩy hay móc Đường dẫn tạo thành vòng khép kín, xe đẩy vận hành tay hay máy Đặc điểm/ ứng dụng Xe đẩy vận hành độc lập điều khiển thiết bị cầm tay Đường ray thiết kế chịu tải trọng cao Đường ray thường sử dụng vận chuyển sản phẩm từ buồng phun sơn hay lò nước bánh Các nơi làm việc cần nhịp vận chuyển cố định toàn sản phẩm treo không khí Băng chuyền thường đặt độ cao feet đến feet từ mặt đất Băng Chuyền Xe Đẩy: Băng chuyền bánh xe đường ray khép kín, đặt cao kết hợp với dây xích vô tận vận chuyển xe đẩy đựng hàng Đặc điểm/ ứng dụng Có thể vận chuyển theo chiều ngang dốc so với mặt đất Loại băng chuyền sử dụng để lưu trữ hàng cao, tiết kiệm không gian nhà xưởng Sử dụng nhiều khu vực tẩy rửa dầu mỡ, sơn xịt, lắp ráp, đóng gói Băng chuyền có đường ray trống để xe đẩy luân phiên cần thiết 29 Chiều cao băng chuyền thông thường từ feet đến feet kể từ sàn nhà hoạt động theo chiều ngang, chiều đứng, hay dốc Băng Chuyền Bánh Xe: Băng chuyền bánh xe có chức tương tự băng chuyền lăn; thay lăn dài, bánh xe gắn cố định vào trục Đặc điểm/ ứng dụng Khoảng cách bánh xe phụ thuộc vào tải trọng vận chuyển Băng chuyền bánh xe kinh tế băng chuyền lăn Loại băng chuyền sử dụng cho tải trọng nhẹ Băng Chuyền Kéo: Băng chuyền kéo dây chuyền kéo kéo theo xe đẩy, xe nâng theo đường dẫn cố định Đặc điểm/ ứng dụng Dây chuyền kéo cao đất Dây chuyền lắp đặt cho việc chuyển đổi dây chuyền hoàn toàn tự động Loại băng chuyền thường sử dụng chuyến vận chuyển thường xuyên khoảng cách dài Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Băng Chuyền Gầu: Trong băng chuyền gầu, gầu bố trí dây xích di chuyển độ cao khác Gầu tự động lật nghiêng đỉnh hay đáy băng chuyền để vận chuyển vật liệu Đặc điểm/ ứng dụng Loại băng chuyền sử dụng để vận chuyển vật liệu thô Dây xích nằm ngang nằm nghiêng Băng Chuyền Cart-on-Track: Trong băng chuyền cart-on-track, xe đẩy (cart) đặt dọc theo đường ray, ống tuýp đặt xe để di chuyển xe cách quay tròn Ống tuýp dẫn động bánh xe quay Đặc điểm/ ứng dụng Xe đẩy (cart) chồng lên cần thiết Mỗi xe đẩy điều khiển độc lập Hệ Thống Ống Khí Nén: Hệ thống ống khí nén gồm xylanh thư tín vật thể nhỏ vận chuyển theo đường dẫn xác định trước khí nén hay chân không Đặc điểm/ ứng dụng Loại hệ thống thiết kế để vận chuyển cách nhanh chóng vật thể nhẹ (dụng cụ cắt nhỏ, khuôn, dụng cụ, tiền, thư tín) trạm làm việc phòng dụng cụ, ngân hàng, văn phòng, nhà kho… 31 Do yêu cầu phải có môi trường áp suất chân không liên tục, hệ thống có chi phí vận hành bảo dưỡng cao, kết cấu phức tạp với nhiều nhánh trạm Tời: Tời thiết bị nâng gắn đường ray đơn, cầu trục, hay điểm cố định Tời vận hành tay, động điện, hay khí nén Nói cách chặt chẽ, tời thiết bị nâng tự hành; nhiên, trình sử dụng rộng rãi dần đặt tên theo loại cầu trục mà gắn vào Có ba loại Tời xích: Tời xích làm công việc vận chuyển cho điểm cố định bên tời Tời xích tay có công suất từ 250 pounds đến 30 với chiều cao nâng tiêu chuẩn từ feet đến 10 feet Tời xích điện có công suất từ 500 pounds đến 50 với chiều cao nâng từ 10 feet đến 35 feet Tời ray: Tời di chuyển tự dọc theo đường ray cao vận chuyển vật liệu đến điểm đường ray Tời có cần quay: Tời vận chuyển vật liệu đến khu vực tầm hoạt động cần quay Chiều cao điều chỉnh từ feet đến 30 feet Đặc điểm/ ứng dụng Tời chủ yếu sử dụng để vận chuyển vật có trọng lượng trung bình quảng đường ngắn Tời dùng để treo chi tiết lên cao nguyên công khác tiến hành Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Cầu Trục Trên Cao/ Cầu Trục Dạng Cầu: Đây thiết bị vận chuyển cao có hình dạng giống cầu gắn vào hai đường ray, di chuyển dọc theo ray Ở cầu tời dây cáp, chúng di chuyển đến vị trí dọc theo cầu Đặc điểm/ ứng dụng Loại cầu trục có diện tích làm việc bao phủ bên hình chữ nhật mà di chuyển Khả di chuyển ba chiều: lên xuống, di chuyển theo chiều dọc đường ray, theo chiều dài Với nhiều phụ kiện kèm gầu, điện từ trường, xích, vận chuyển vật liệu từ nhẹ đến nặng, thép phẳng Công suất từ ⁄ đến 50 chiều cao nâng từ 10 feet đến 30 feet Có nhiều loại cầu trục dạng cầu sau: Cầu trục xếp: Thay tời, loại cầu trục sử dụng thép với sắt chĩa Được sử dụng chủ yếu lưu kho lấy đơn vị vận chuyển (vật liệu pa-lết hóa, hộp, container) Cầu trục tháp: Được sử dụng chủ yếu công trường xây dựng lớn Nó gồm tời di chuyển dầm ngang, dầm 33 cố định vào đầu trụ đứng Dầm ngang quay 360 độ xung quanh trụ Cần trục cầu di động: Loại cần trục chạy dọc theo hai đường ray song song Được sử dụng chủ yếu hoạt động vận chuyển nặng trời bốc xếp hàng hóa bên cảng Cầu trục quay: Một cầu trục di chuyển dầm ngang, dầm cố định cột Cột gắn cố định vào nhà trần nhà, dầm ngang gắn trực tiếp vào dầm tường ray tường Cầu trục quay quay 360 độ, kinh tế đa Thiết Bị Nâng Cắt Kéo Thủy Lực: Thiết bị gồm chân cắt kéo xylanh thủy lực với đế đặt đỉnh Thiết bị di chuyển theo chiều thẳng đứng từ mặt đất lên tới độ cao 10 feet Đặc điểm/ ứng dụng Thiết bị sử dụng để nâng, hạ vật nặng trình bốc xếp Thiết bị hầu hết cố định vĩnh viễn di chuyển đoạn đường ngắn Thiết bị thiết kế để di chuyển xe nâng, xe đẩy máy phát điện, đóng vai trò thiết bị định vị công nghiệp nặng Thiết bị sử dụng sàn công tác điều chỉnh Xe Đẩy Tay/ Xe nâng: Xe đẩy tay hay xe nâng tay gồm khung (bệ đỡ) gắn vào bánh xe với tay cầm để đẩy kéo vật liệu cách thủ công Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Đặc điểm/ ứng dụng Đây phương tiện vận chuyển đơn giản rẻ tiền Xe sử dụng để di chuyển vật liệu quảng đường ngắn với nhiều lần ngừng lại để bốc dỡ Xe sử dụng để cất trữ vật liệu nguyên công Yêu cầu bề mặt sàn nhà phải phẳng rắn Khung (bệ đỡ) chịu tải trọng từ 200 đến 10,000 pounds Xe Nâng Kiểu Sàn: Xe nâng kiểu sàn loại xe nâng đẩy tay gắn thêm nhiều sàn chất hàng Đặc điểm/ ứng dụng Xe sử dụng để vận chuyển chi tiết nhẹ vật liệu với số lượng nhiều Những sàn gắn thêm làm gia tăng khả chuyên chở cất trữ xe Có thể gắn thêm từ đến năm khay với tải trọng từ 150 đến 1800 pounds Thiết Bị Nâng Bằng Tay/ Giá Pa-lết: Đây loại xe nâng tay có khả nâng vật liệu phương pháp thủy lực khí để giải phóng mặt sàn trước vận chuyển chúng đến nơi khác Đặc điểm/ ứng dụng Người điều khiển di chuyển vật nặng dễ dàng so với xe nâng tay Có ứng dụng tương tự xe nâng tay xe nâng kiểu sàn Được sử dụng chủ yếu để di chuyển vật liệu vào/ khu vực nhà kho pa-lết bệ Tải trọng từ 500 đến 1000 pounds 35 Xe Nâng Dẫn Động Bằng Máy: Tương tự loại xe nâng tay, xe nâng dẫn động máy vận hành động điện chạy pin Đặc điểm/ ứng dụng Có thể sử dụng khoảng cách di chuyển tương đối xa, khoảng 150 feet đến 300 feet Có thể sử dụng sàn nhà có độ dốc nhỏ Năng suất cao xe nâng tay Người vận hành sau xe nâng Tải trọng từ 500 đến 6000 pounds, chiều cao nâng từ inches đến 54 inches tốc độ từ 4-6 dặm/ Có thể vận hành với pin 12V 24V Xe Nâng Kiểu Sàn Dẫn Động Bằng Máy: Thiết bị có kích thước lớn nhiều so với xe nâng kiểu sàn đẩy tay Nó chuyên chở người hàng hóa Xe sử dụng động diesel, xăng động điện Đặc điểm/ ứng dụng Xe chuyên chở nhiều hàng hóa quãng đường dài; thông thường từ 400 feet đến 500 feet Xe thường sử dụng công tác bảo trì kho chứa hàng hóa nặng Tải trọng từ 200 đến 2000 pounds Xe Nâng Có Chạc Nâng Hàng: Đây loại xe nâng có người điều khiển ngồi trên, dẫn động máy có chạc nâng hàng phía trước để nâng vận chuyển hàng hóa pa-lết hay bốc dỡ Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Đặc điểm/ ứng dụng Xe có tải trọng lên tới hàng nghìn pounds; tải trọng 100,000 pounds Xe có độ cao nâng tới 25 feet sử dụng bốc dỡ Xe sử dụng để chất dỡ hàng hóa cho xe nâng toa chở hàng tàu hỏa Được sử dụng rộng rãi nhà kho, lưu trữ Xe thường cần lối có chiều rộng từ 10 đến 12 feet Tải trọng từ 1000 đến 100,000 pounds Xe vận hành gas điện Xe Nâng Cho Lối Đi Hẹp: Đây biến thể xe nâng công nghiệp thiết kế đặc biệt cho lối nhỏ hẹp, lối xe nâng thông thường vào to Đặc điểm/ ứng dụng Cần không gian lối (5 feet feet) Loại xe nâng động xe nâng công nghiệp thông thường Chạy lượng điện ga Tải trọng từ 1000 đến 100,000 pounds, với chiều cao nâng đến 30 feet 37 Có nhiều loại biến thể xe nâng lối hẹp, là: Side-loader truck: Chạc nâng xe nằm bên hông thay trước xe thông thường Straddle truck: Loại xe nâng có bánh bố trí rộng để cân với tải trọng hàng hóa Reach truck: Xe nâng có chạc nâng hàng hóa lồng vào để vươn tới hàng hóa đặt xa Turret truck: Xe nâng có chạc nâng quay trái phải để lấy hàng hóa Xe nâng không cần rẽ ngoặt lối Đoàn Xe Kéo: Đoàn xe kéo chuỗi xe hàng kéo đầu kéo tự hành Đặc điểm/ ứng dụng Loại xe sử dụng cho di chuyển đoạn đường xa Xe cho phép kết hợp nhiều cấu đựng hàng khác tấm, thùng, giá Một đầu kéo dùng kéo nhiều xe hàng Đầu kéo tháo rời sử dụng để kéo đoàn xe khác đoàn bốc xếp vật liệu Xe vận chuyển vật liệu nặng Xe chủ yếu sử dụng cho hoạt động stop-and-go, lấy vật liệu từ nhiều điểm khác vận chuyển đến nhiều điểm đến khác Xe thường sử dụng khoảng cách vận chuyển từ 200 đến 300 feet Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Máy Nhấc Vật Liệu: Là loại xe nâng tay có kèm theo cấu nâng thủy lực tời với tải trọng tương đối nhỏ Đặc điểm/ ứng dụng Xe chuyển động thủ công Chi phí thấp Xe vận hành người dễ dàng Ổn định, vững chãi Có loại máy hai bánh bốn bánh với tải trọng từ 500 đến 14,000 pounds Khung đỡ có trọng lượng từ đến 127 pounds chế tạo từ nhôm, plastic, thép Hệ Thống Thiết Bị Dẫn Hướng Tự Động: Việc sử dụng máy tính điều khiển áp dụng vào vận chuyển vật liệu Một người vận hành hệ thống trạm điều khiển thiết bị di chuyển theo đường dẫn xác định trước hoàn thành nhiệm vụ Loại cài đặt biết đến với tên gọi hệ thống thiết bị dẫn hướng tự động (Automated Guided Vehicle - AGV) Thiết bị dẫn hướng thiết bị nhiều loại thiết bị xe nâng pa-lết, xe nâng tự động, cánh tay robot Các máy móc tự chất hàng, di chuyển đến điểm đến, dỡ hàng, trở lại điểm xuất phát ban đầu vị trí Ví dụ, thiết bị nâng pa-lết lập trình để lấy pa-lết kho, mang đến điểm chất hàng, trở điểm ban đầu Sự tương tác với người giữ mức tối thiểu để giảm chi phí nhân công, sai sót người, xác suất bị tai nạn Ray Kulwiec (1984) liệt kê ưu điểm bật hệ thống AGV Kiểm soát vật liệu: Việc sử dụng vận chuyển vật liệu tính toán xác hơn, từ giảm nhu cầu tồn kho Sử dụng nhân công hiệu hơn: Hệ thống không cần nhiều công nhân vận hành xe nâng, giảm số lượng nhân công đảm nhiệm công việc vận chuyển vật liệu giảm nhu cầu tương tác họ Môi trường làm việc hiệu quả: AGVs cho phép việc bốc xếp hàng hóa trạm cách độc lập, cho phép công nhân làm việc theo nhịp độ riêng Nhiều AGVs có sàn 39 công tác dịch chuyển cho phép công việc tiến hành cao độ mong muốn Tính linh hoạt: Quãng đường di chuyển thay đổi Tận dụng tốt diện tích sàn nhà xưởng Tính tương thích với tự động hóa: AGVs vận hành hiệu với hệ thống điều khiển vi tính - tự động khác, chẳng hạn robots, hệ thống tích trữ thu hồi hàng hóa tự động, băng chuyền, thang máy, cửa, máy đóng gói bao bì, thiết bị sản xuất tự động Tích hợp với nhà máy: AGVs cung cấp kết nối cho ô làm việc tự động hóa khác nhà máy, nhu tích hợp với toàn công việc sản xuất Tính tương thích với nhà xưởng hữu: Một hệ thống AGV lắp đặt bên nhà xưởng hữu với thay đổi mặt kết cấu Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Tổng kết Chương trình bày nguyên lý để thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu vận hành tốt Các mục tiêu tăng hiệu dòng luân chuyển vật liệu, giảm chi phí vận chuyển vật liệu, làm cho toàn hệ thống hiệu hơn, an toàn Thiết bị phục vụ cho vận chuyển vật liệu phân vào ba loại chính: băng chuyền, cầu trục, xe nâng Băng chuyền dùng nhiều vật liệu tương đối nhẹ di chuyển đường dẫn cố định Cầu trục di chuyển đường dẫn cố định khả tải lớn Xe nâng, ngược lại, tùy ý di chuyển có ưu nhược điểm riêng Mức độ khí hóa ảnh hưởng đến chi phí vận chuyển vật liệu Mức độ phức tạp biến thiên từ hệ thống vận chuyển thủ công đến hệ thống hoàn toàn tự động Chi phí đầu tư ban đầu chi phí vận hành trường hợp dĩ nhiên hòa toàn khác Vận chuyển vật liệu đơn vị vận chuyển cách để giảm tần suất di chuyển, lựa chọn đơn vị vận chuyển tốt khía cạnh quan trọng lập kế hoạch tổng quát Chúng ta có hai mươi nguyên lý đóng vai trò hướng dẫn thiết kế vận hành hệ thống vận chuyển vật liệu Chương liệt kê toàn nguyên lý đề xuất cách áp dụng chúng Rất nhiều nguyên lý có tính tương thích với nhau, việc áp dụng nguyên lý giúp hoàn thiện nguyên lý khác Xác định hệ thống vận chuyển vật liệu cho nhà máy phát triển vẽ thiết kế mặt có quan hệ nội thú vị với Nếu biết trước vẽ mặt điểm xuất phát kết thúc quãng đường di chuyển vật liệu xác định; vậy, thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu phù hợp với mặt Tuy nhiên, xây dựng vẽ thiết kế mặt xung quanh hệ thống vận chuyển vật liệu xác định trước Để đạt hiệu vận hành tối ưu, bố trí mặt thiết bị hệ thống vận chuyển vật liệu phải xem xét đồng thời Quá trình đòi hỏi việc hiệu chỉnh, thiết kế lại hai yếu tố nhiều lần Một hệ thống vận chuyển vật liệu hữu nên kiểm tra phân tích thường xuyên để đảm bảo hoạt động hiệu Chương 41 liệt kê dấu hiệu nhận biết hệ thống vận chuyển vật liệu hiệu cung cấp danh sách đề xuất cải thiện [...]... của công nhân vận chuyển vật liệu đến công việc Mức độ liên hệ giữa vận chuyển và xử lý vật liệu Trong suốt quá trình thiết kế, những mục tiêu và nguyên lý của vận chuyển vật liệu phải luôn được ghi nhớ Càng đạt được nhiều mục tiêu và nguyên lý sẽ càng làm thiết kế trở nên hoàn thiện Trong khi không có một tiêu chuẩn nào đo lường chất lượng thiết kế, một thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu tốt phải... cứu vật liệu và vận chuyển Lựa chọn thiết bị thông thường là nhiệm vụ quan trọng và khó khăn nhất trong thiết kế MHS bởi vì chi phí đầu tư mua sắm thiết bị rất lớn và chúng ta không thể thay đổi đảo ngược tình hình một khi quyết định đã được ban hành và thực thi Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU 5. 10 NHỮNG KHÓ KHĂN TRONG THIẾT KẾ MHS Những khó khăn trong việc thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu, ... có thể dẫn đến kết quả là có nhiều hiệu chỉnh sau khi hệ thống đã được lắp đặt và vận hành 15 5.11 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ HỆ THỐNG MHS Nói một cách tổng quan, các bước cần tuân theo khi thiết kế một hệ thống vận chuyển vật liệu như sau, giả thiết rằng bản vẽ bố trí mặt bằng thiết bí đã hoàn thành 1 Trình bày chức năng mong đợi của hệ thống vận chuyển – cho dù đó là hệ thống vận chuyển vật liệu cho một nhà... cần thiết, và sử dụng đèn trên các phương tiện vận chuyển hơn là ánh sáng cố định 5. 14 TRANG THIẾT BỊ SỬ DỤNG CHO VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Có rất nhiều trang thiết bị vận chuyển vật liệu trên thị trường Lựa chọn sử dụng trang thiết bị nào trong những điều kiện nào phụ thuộc vào đánh giá cá nhân, kiến thức về máy móc thiết bị và chi phí liên quan đến nhiệm vụ di chuyển vật liệu 5. 14.1 LOẠI THIẾT BỊ Thiết bị. .. chuyển, và tận dụng 5. 7 CHI PHÍ CHO HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Những chi phí chính liên quan đến thiết kế và vận hành hệ thống vận chuyển vật liệu là: Chi phí thiết bị, bao gồm chi phí mua sắm và lắp đặt máy móc và các trang thiết bị phụ trợ Chi phí vận hành, bao gồm chi phí bảo trì, nhiên liệu, và chi phí nhân công (gồm tiền lương và tiền bồi thường tai nạn) Chi phí mua sắm đơn vị vận chuyển, ... kiểm tra, và vận chuyển đến khách hàng hay là hệ thống vận chuyển cho một hệ thống sản xuất với các chức năng vận chuyển chi tiết hay các cụm chi tiết từ trạm sản xuất này đến trạm sản xuất khác Sẽ rất hữu ích nếu chúng ta biết được loại hệ thống sản xuất ở đây (sản xuất, xử lý, nhóm công nghệ, hoặc bất kỳ loại nào khác) 2 Thu thập những thông tin cần thiết về vật liệu, chẳng hạn đặc tính của nó và số... nghiệm và tranh luận là hai việc cần thiết và không thể thiếu Công việc thiết kế một hệ thống vận chuyển vật liệu gồm có lựa chọn trang thiết bị, lựa chọn đơn vị vận chuyển, phân bổ thiết bị cho việc vận chuyển, và tính toán quãng đường di chuyển của chúng Có ba thành phần của thiết kế được thể hiện trong phương trình được biết đến như là phương trình vận chuyển vật liệu Phương trình này không có quan hệ. . .Chương 5 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU chi tiết lại và sử dụng thiết bị nâng trên cao Với nguyên lý kích thước vận chuyển, sử dụng container hay pa-lết để di chuyển cụm chi tiết Để áp dụng nguyên lý tận dụng, lựa chọn thiết bị có khả năng hoàn thành nhiều nhiệm vụ tại nhiều khu vực khác nhau, như vậy sẽ trách được tình trạng để không thiết bị 5. 6.1 TÍNH TƯƠNG THÍCH CỦA CÁC NGUYÊN LÝ Các nguyên lý vận. .. các thành phần và được thể hiện như sau: Vật liệu + Vận chuyển = Phương pháp Những vấn đề liên quan đến vật liệu gồm có loại vật liệu, kích thước, hình dáng, số lượng, và trọng lượng Về vận chuyển, vấn đề liên quan đến nơi xuất phát và nơi đến, chiều dài, tần số, và thời gian vận chuyển Quyết định phương pháp vận chuyển vật liệu – đó là, lựa chọn thiết bị và đơn vị vận chuyển – phụ thuộc vào thông tin... tính sau: Tổ chức tốt Vận chuyển kết hợp với xử lý vật liệu bất cứ khi nào có thể Cơ khí hóa bất cứ khi nào có thể Giảm thiểu vận chuyển vật liệu thủ công Giảm thiểu việc công nhân sản xuất phải vận chuyển vật liệu An toàn Bảo vệ vật liệu vận chuyển Giảm thiểu sự thay đổi trong chủng loại thiết bị Tận dụng thiết bị tối đa Giảm thiểu sự lần tìm ngược, vận chuyển, di dời Giảm thiểu