ANYAGÁRAMLÁSI RENDSZEREK TERVEZÉSE

ANYAGÁRAMLÁSI RENDSZEREK TERVEZÉSE OKTATÁSI SEGÉDLET

Összeállította: DR. TELEK PÉTER egy. adjunktus

MISKOLCI EGYETEM Anyagmozgatási és Logisztikai Tanszék

2013.

1. AZ ANYAGÁRAMLÁSI FOLYAMAT Az iparban alkalmazott anyagáramlási rendszerek alkalmazási területük és körülményeik függvényében jelentősen eltérhetnek. Az elméletileg lehetséges variációk száma a végtelenhez közelít, a gyakorlat szempontjából jelentősebb változatok száma lényegesen kisebb, de a tervezés szempontjából még így is nehezen kezelhető. Ahhoz, hogy anyagáramlási rendszerekről beszélhessünk, első lépésben definiálni kell az anyagáramlási folyamatot és a rendszer fogalmát. Az anyagáramlás tulajdonképpen egy alapvető fizikai folyamat, amelynek során anyagok, tárgyak vagy élőlények áramlanak egy adott csatornán keresztül két, vagy több objektum között (1. ábra). F

Áramló anyag

Csatorna

Nyelő N

1. ábra Az anyagáramlás modellje Az anyagáramlás leírásához a következő objektumokat kell megadni: 

anyag: az áramló objektum (tárgy, személy, stb.).



forrás: az anyagáramlás kiindulási helye (pontja).



út: az anyagáramlást biztosító csatorna (a mozgás útvonala).



nyelő: az anyagáramlás rendeltetési helye (célállomása).

Az áramló objektumok lehetnek: 

természetes anyag (pl. víz, stb.),



személy,



állat,



áru,



egységrakományképző-eszköz, stb.

1

Az anyagáramlás megvalósításához felhasználható csatornák is különbözőek lehetnek az alkalmazható áramlási módok és lehetőségek függvényében: 

természetes útvonalak: o folyók, o ösvények, stb.



mesterséges útvonalak: o közutak, o vasútvonalak, o csatornák, o csővezetékek, o légi útvonalak.

Az anyagáramlási rendszerek forrásai és nyelői lehetnek: 

gépek, berendezések: o technológiai, o anyagmozgatási,



külső objektumok: o raktárak, o üzemek, o terminálok, stb.

Az anyagáramlás megvalósulási módját tekintve beszélhetünk 

külső anyagmozgató eszközt nem igénylő folyamatokról: o saját természetes energiát felhasználó objektumok áramlása (pl. emberek, állatok), o gravitációs energiát felhasználó objektumok áramlása (pl. víz – rönkszállítás, öntözés, stb.), o más természeti energiát felhasználó objektumok áramlása (pl. árapály jelenség, stb.).



anyagmozgató berendezést felhasználó folyamatokról: o külső energiát használó berendezések (pl. vitorlás hajó, stb.), o saját energiát használó berendezések (pl. teherautó, stb.), o nem logisztikai jellegű anyagmozgató-berendezések (pl. szivattyú, stb.).

2

Anyagmozgató berendezések esetén, az eszközök az áramlási feladat jellegétől függően lehetnek: 

szállítóeszközök: o külső (teherautó, busz, vonat, kamion, hajó, repülőgép, stb.), o belső: 

szakaszos (targonca, FSP, stb.),



folyamatos (konvejor, görgőspálya, szállítószalag, mozgólépcső, stb.),



rakodóeszközök (pl. daru, stb.),



tárolóeszközök, raktári kiszolgáló eszközök,



csomagoló eszközök,



egységrakomány-képző eszközök, stb.

2. AZ ANYAGÁRAMLÁS JELLEMZŐ PARAMÉTEREI Az anyagáramlási rendszerek jellemzőinek meghatározása során az alap anyagáramlási mutatókból indulunk ki, amelyeket egy egyszerű áramlási modell segítségével definiálhatunk (2. ábra). Qki i

Qij j Qbj

2. ábra Egyszerű anyagáramlási kapcsolat Qki – i-edik objektumból kilépő anyagmennyiség [db], Qij – i-edik objektumból a j-edik objektumba átáramló anyagmennyiség [db], Qbj – j-edik objektumba belépő anyagmennyiség [db].

A közvetlen, objektumok közötti anyagáramlásokhoz kötődő mutatók: 

áramló anyagmennyiség,



anyagáram intenzitás,



áramlási úthossz,

3



áramlási idő,



áramlási költség,



anyagáramlási munka,



anyagáramlási teljesítmény, stb.

Az anyagáramlást leíró paraméterek szempontjából lényeges az anyagáramlás időbeli lefolyása. Ha az anyagáramlás időben állandó, akkor minden paraméter egyszerűen, állandó értékek segítségével meghatározható. Ha az áramlás időben változik, akkor a paraméterek időfüggvények lesznek [pl. qij(t)]. Az anyagáramlási függvény lehet: 

diszkrét: csak egyes időpontokban lép fel, definiálható hozzá követési idő, ami lehet állandó, vagy változó,



folytonos: az anyagáram igény folyamatosan jelentkezik, nincsenek üres periódusok.

Sztochasztikus változás esetén az anyagáram-függvény közvetlenül nem írható fel, a számításoknál statisztikai eszközökkel meghatározott eloszlásfüggvényeket kell használni. A sztochasztikus hatás oka lehet: 

az árukra, termékekre vonatkozó megrendelés véletlenszerűsége (mennyiség, időpont, fajta, stb.),



beszállítások pontatlansága,



bizonyos termelési-logisztikai kapacitások rendelkezésre állásának bizonytalansága,



termelő és kiszolgáló berendezések meghibásodása,



zavarok a logisztikai rendszerben (pl. irányítási, forgalmi, környezeti, stb.).

Amennyiben az anyagáramlás során az objektumok közötti kapcsolatok összetettek (3. ábra), akkor a fenti mutatók mátrix formában történő megadása szükséges. A mátrixok alkalmazásának előnyei: 

könnyen áttekinthetjük az anyagáramlást,



a számítógépes feldolgozás egyszerűvé válik,



bizonyos számításoknál fel lehet használni a mátrix-számítási módszereket is,



a sorok és oszlopok vizsgálata járulékos információkat nyújt az objektumok anyagáramlási tulajdonságairól, stb.

4

qkk

qik

i

qbk2

qki

k qbk1

qjk

qij

qkj j qbj

3. ábra Komplex anyagáramlási kapcsolatok qkk – k-edik objektumból kilépő anyagáram intenzitás [db/s], qjk – j-edik objektumból a k-adik objektumba átáramló anyagáram intenzitás [db/s], qik – i-edik objektumból a k-adik objektumba átáramló anyagáram intenzitás [db/s], qbk – k-edik objektumba belépő anyagáram intenzitás [db/s].

Abban az esetben, ha az áramlási tulajdonságok nem írhatók le egy értékkel egy adott viszonylat esetén, akkor használhatunk több egyedi mátrixot, vagy többdimenziós mátrixokat is. A többdimenziós mátrixok alkalmazási jellemzői: 

matematikai, számítástechnikai oldalról a több dimenziós mátrixok használata egyszerűbb,



anyagáramlásban 3-nál több dimenzió alkalmazása nem jellemző,



több dimenzió használatát indokolhatja: 

többféle szállítandó anyag,



többféle figyelembe vehető útvonal,



több elkülönülő időszak, stb.

2.1. Áramló anyagmennyiség Az anyagáramlási folyamat legegyszerűbb mutatója, meg mutatja, hogy az egyes relációkban mekkora mennyiségű anyag áramlik (Qij). A mennyiségi mátrix:

1   m  Q  i    n 

j

1

Qij

n       

5

ahol Qij – az i-edikből a j-edik objektumba áramló anyag mennyisége [db]. Az áramló anyagmennyiség lehetséges dimenziói: 

a tömegáram:

Qij = [kg],



a térfogatáram:

Qij = [m3],



az áramló egység:

Qij = [db],



az áramló egységrakomány:

Qij = [ER].

2.2. Anyagáram intenzitás Az anyagáram-intenzitás az időegység alatt átáramló anyag leírására szolgáló mutatószám, értelmezhető: 

egyedi objektumok esetén: o belépő anyagáram, o kilépő anyagáram,



objektumok között – átáramló anyagmennyiség.

Anyagáram-intenzitás számítása: qij 

mij t

ahol t– az anyagáramlás időhorizontja [s], mij – i-edik objektumból a j-edik objektumba t időegység alatt átáramló tömeg [kg/s]. Az anyagáram-intenzitás mátrix [1]:

1    Q i    n 

j

1

qij

m       

ahol qij - az i-edik objektumból a j-edik objektumba áramló anyag intenzitása [kg/s],

6

n - a források száma, m - a nyelők száma. Az anyagáram-intenzitás lehetséges dimenziói: 

a tömegáram-intenzitás:

qij = [kg/s],



a térfogatáram-intenzitás:

qij = [m3/s],



az áramló egység-intenzitás:

qij = [db/s],



az áramló egységrakomány-intenzitás:

qij = [ER db/s].

Az anyagáram-intenzitás mátrix jellemzése: 

a sorösszegek az adott forrásból elszállítandó összes mennyiséget jelentik,



az oszlopösszegek az adott nyelőbe beszállítandó összes mennyiséget jelentik,



ha n=m, akkor minden objektum lehet forrás és nyelő,



ha minden objektum lehet forrás és nyelő, akkor a főátló minden eleme zérus, stb.

2.3. Áramlási úthossz Az anyagáramlási folyamat másik alapmutatója az áramlás úthossza, amelyik azt mutatja meg, hogy az egyes relációkban milyen hosszúságú úton áramlik az anyag (Lij). Az áramlási úthossz dimenziója általában [m] vagy [km]. Az útmátrix felépítése:

1    L i    n 

j

n

lij

      

1

ahol lij – az i-edik és a j-edik objektum közötti áramlási úthossz [m]. Mivel egy áramlási kapcsolat esetén több útvonal változat (anyagáramlási reláció) is előfordulhat (4. ábra), ezért szükség lehet három-dimenziós mátrix alkalmazására, amely tartalmazza a lehetséges útváltozatokat. 7

Fi lij3 lij2 lij1 Nj

4. ábra Anyagáramlási relációk lijk - a k-adik útvonal hossza [m], k=1, 2, 3 – az adott útvonal-változatok száma.

Útvonal-változatok megadása:

1

j

   L i    n 

n

1

lijk

       1

p k

ahol k - az adott útvonal-változat száma, p - az összes lehetséges útvonal száma. 2.4. Áramlási idő Az anyagáramlási folyamatok fontos eleme az áramlás ideje (tij), amit elsősorban az alkalmazott anyagmozgató eszközök határoznak meg. Az áramlási idő tartalmazza a folyamat során jelentkező összes időtényezőt (szállítási idő, rakodási idő, várakozási idő, stb.). Áramlási idő mátrix:

1    T i    n 

j

n

tij

      

1

8

ahol tij – az i-edik és a j-edik objektum közötti áramlási idő [s]. Dimenzióját tekintve az áramlási idő lehet [s], [min], [óra], [műszak], [nap], [hét], [hónap], [év]. A dimenzió megválasztását elsősorban az anyagáramlási folyamat jellege és időtartama határozzák meg. Mivel az anyagáramlás intenzitása (pl. [kg/s]) az időben változik, ezért az alkalmazott időköz fontos információt hordoz az anyagáramlásról. Az időköz (t) megválasztását befolyásolják: 

a felhasználás célja (pillanatnyi, vagy kvázistacionér átlagértékek szükségesek-e),



q milyen dinamikával változik, stb.

2.5. Áramlási költség Az anyagáramlási folyamatok fontos minősítő eleme az áramlási költség (kij), amely tartalmazza az adott anyagáramlási feladat során jelentkező összes költséget (szállítási költség, rakodási költség, stb.). Dimenzióját tekintve az áramlási költség lehet [Ft], [EUR]. Áramlási költség mátrix:

1    K i    n 

j

1

K ij

n       

ahol Kij – az i-edik és a j-edik objektum közötti áramlási költség [s]. 2.6. Anyagáramlási munka Az anyagáramlási folyamatok teljesítményének mérésére szolgáló mutató az anyagáramlási munka, amely tartalmazza az adott anyagáramlási feladat elvégzésére fordított energiát. Anyagáramlási munka definíciója: adott útszakaszon mozgatott tömeg (térfogat, egység, ER, stb.). Az anyagáramlási munka meghatározása: Wij  Qij  lij

9

ahol Qij – az i-edikből a j-edik objektumba áramló anyag mennyisége [db], lij – a távolság az i-edik és j-edik objektum között [m]. Dimenzióját tekintve az anyagáramlási munka lehet [kg·m], [t·km], [ER·m], [db·m], stb. Az anyagáramlási munka mátrixa:

1    W i    n 

j

n       

1

wij

ahol wij – az i-edik és a j-edik objektum közötti anyagáramlási munka [kg·m]. 2.7. Anyagáramlási teljesítmény Abban az esetben, ha az anyagáramlás-intenzitás az alapadat, akkor a befektetett energia anyagáramlási teljesítményként számítható. Anyagáramlási teljesítmény definíciója: adott útszakaszon időegység alatt kifejtett anyagáramlási munka. Az anyagáramlási teljesítmény meghatározása [1]: Pij  qij  lij 

Qij  lij tij

ahol qij – az anyagáram intenzitás az i-edik és a j-edik objektum között [db/s], tij – az áramlás ideje az i-edik és j-edik objektum között [s]. Az anyagáramlási teljesítmény mátrixa:

1    P i    n 

j

1

pij

n        10

ahol pij – az i-edik és a j-edik objektum közötti anyagáramlási teljesítmény [kg·m/s]. Dimenzióját tekintve az anyagáramlási teljesítmény lehet [kg·m/s], [t·km/h], [ER·m/min], [db·m/s], stb. 3. ANYAGÁRAMLÁSI RENDSZEREK Az anyagáramlási folyamatokról akkor beszélhetünk, ha a folyamatelemek egyértelműen hozzárendelhetőek egymáshoz. Ha a folyamatelemek hozzárendelése az előforduló változatok miatt nem egyértelmű, akkor szükség van a folyamatelemek és kapcsolataik rendszerbe foglalására. Ebből következően anyagáramlási rendszerről akkor beszélünk, ha az anyagáramlási folyamatok megvalósítása során több anyagmozgató berendezést és áramlási feladatot is figyelembe kell venni. Az anyagmozgatási feladatok többsége általában - a feladat komplexitásától függően - nem oldható meg egyetlen berendezéssel, csak összetett anyagáramlási rendszer segítségével. Az anyagmozgató berendezések között vannak olyanok is, amelyeket többnyire csak rendszerben alkalmaznak (pl. fűggősínpálya), de minden anyagmozgató berendezés rendszerbe szervezhető. Az anyagáramlási rendszerek (5. ábra) négyféle rendszerelem típust tartalmaznak [2]: 

objektumokat,



útvonalakat,



anyagáramlásokat,



anyagmozgató eszközöket.

A rendszer-objektumokat tekintve alapvető különbséget kell tenni a belső és a kapcsolódó objektumok között. A belső objektumok csak az adott anyagáramlási rendszerhez tartozó objektumokkal állnak kapcsolatban, a kapcsolódó objektumok más belső, vagy külső anyagáramlási rendszerhez is kapcsolódnak. Hasonló megállapítások tehetők az anyagáramlásokkal kapcsolatban, a belső anyagáramlások a belső objektumok között értelmezhetők, a kapcsolódó anyagáramlások közé az adott rendszerbe érkező, vagy onnan kilépő áramlások tartoznak.

11

Belső objektumok

K1

O1

Anyagáramlások

O4

...

...

Kapcsolódó anyagáramlások

Útvonalak ...

O2

...

...

...

...

O3

...

On

Km

Kapcsolódó objektumok

Anyagmozgató eszközök

5. ábra Anyagáramlási rendszerek általános felépítése [2] Amennyiben definiáljuk az egyes objektumok közötti anyagáramlást (6. ábra), akkor már meghatározhatók a rendszer értékelésére szolgáló mutatók.

RjL

RjF Oj

Ok Sjk

6. ábra Anyagáramlási feladatok komplex rendszere [2] Oj, Ok Sjk RjF, RkL

- a j-edik és k-adik objektumok, - a j-edik és k-adik objektumok közötti szállítási feladat, - a j-edik és k-adik objektumok közötti szállításhoz kötődő fel és lerakodás.

Az anyagáramlási rendszerek, a feladatok jellegétől és volumenétől függően három nagy csoportba sorolhatók [3]: 

belső (üzemi) anyagáramlási folyamatokat megvalósító rendszerek (pl. ipari anyagmozgató rendszerek, kórházi anyagmozgató rendszerek, stb.),



munkahelyi kiszolgáló rendszerek,



külső anyagáramlási folyamatokat megvalósító rendszerek (pl. beszállótói rendszerek, közlekedési rendszerek, stb.).

3.1. Üzemi anyagáramlási rendszerek Belső (üzemi) anyagáramlási rendszerek esetén az 5. ábrán látható séma módosul (7. ábra), a kapcsolódó objektumok integrálódnak a belső objektumok közé.

12

Útvonalak Bemenő anyagáram

Objektumok

O2

O3

Kimenő anyagáram On-1 On

O1 O4

...

On-2

Anyagmozgató eszközök

Belső anyagáramlás

7. ábra Üzemi anyagáramlási rendszerek általános felépítése [2] Üzemi anyagáramlási rendszerek sajátosságai: 

van legalább egy belépési pont az üzemi anyagáramlási rendszerbe,



van legalább egy kilépési pont az üzemi anyagáramlási rendszerből,



az objektumok típusai: o belső objektumok, o csatlakozó objektumok (belépő, vagy kilépő),



az anyagmozgató eszközök lehetnek: o üzemi szállítóeszközök (szakaszos, vagy folyamatos működésű), o üzemi rakodóeszközök,



a szállítási távolságok rövidek (általában [m] a dimenzió),



a szállítások egyedileg szervezhetők, egyedi szabályozás alakítható ki (prioritások),



a szállítás útvonalak egyedileg kialakíthatók, az anyagáramlási rendszer részei (tulajdonságok befolyásolhatók), stb.

Üzemi anyagáramlási rendszereket meghatározó fontosabb tényezők [1]: 

a technológiai folyamat jellege (8. ábra),



a technológiai helyek elrendezése (9. ábra),



a szállítóberendezések jellemzői (10. ábra),



a szállítóberendezések funkciói (11. ábra),



a szállítórendszer struktúrája (12. ábra),



a tárolóhelyek struktúrája (13. ábra),



az alapanyag-, készáru raktárral való kapcsolat (14. ábra), stb.

13

Technológiai folyamat

Diszkrét

Folyamatos

Megszakítás nélkül

Vegyes

Megszakításos

Nincs szükség a szállítóberendezéshez kapcsolódó tárolóra

A szállítórendszerhez tárolópálya kerül illesztésre

8. ábra A technológiai folyamat jellege [1]

Technológiai helyek

Szétszórt

Egy vonalra telepített

Több vonalra telepített

Csoportos elrendezés

Mátrix elrendezés

9. ábra A technológiai helyek elrendezése

Szállítóberendezés jellemzői

Működés

Szakaszos

Kézi vezérlés

Félautomata

Pályavezetés

Folyamatos

Automatizált

Pályához nem kötött

Padlószinten

Pályához kötött

Fejfelett

10. ábra A szállítóberendezések jellemzői

14

A szállítóberendezés funkciói

Rakodás Szállítás

Tárolás

Teherfelvétel

Teher leadás

Alkalmas

Nem alkalmas

11. ábra A szállítóberendezések funkciói

A szállítórendszer eszközei

Homogén eszközök

Csak szakaszos működésű

Inhomogén eszközök

Csak folyamatos működésű

Csak szakaszos működésű

Szakaszos és folyamatos működésű

Csak folyamatos működésű

12. ábra A szállítórendszer struktúrája

Tárolóhelyek elhelyezkedése

Munkahelyi tárolók

Egyedi

Csoportos

Központi

Kimenő tároló

Műveletközi tároló

Bemenő tároló

Technológiai folyamatok közötti tároló

13. ábra A tárolóhelyek struktúrája [1]

15

Kapcsolat az alapanyag-, készáruraktárral

Alapanyag-raktár

Önálló beszállítói rendszer

Készáru-raktár

A technológiai folyamat anyagáramlási rendszere

Önálló kiszállítói rendszer

14. ábra Kapcsolat a raktárakkal [1] 3.2. Munkahelyi anyagáramlási rendszerek Munkahelyi anyagáramlási rendszerről akkor beszélhetünk, ha az anyagáramlások egy zárt, adott gyártóberendezéshez kötődő területre korlátozódnak, a szállítási távolságok rövidek és az objektumok száma kicsi. Az anyagáramlási műveletek közül a rakodás az elsődleges, a szállítási megoldások háttérbe szorulnak [2]. Munkahelyi anyagáramlási folyamatok az üzemi anyagáramlás leírására szolgáló modell (8. ábra) segítségével modellezhetők. Legnagyobb különbség az üzemi anyagáramláshoz képest az alkalmazott anyagmozgató eszközöknél jelenik meg (adagolók, manipulátorok, stb.). Munkahelyi kiszolgálást meghatározó fontosabb tényezők [1]: 

a munkahelyi tárolók jellemzői (15. ábra), stb.



a munkahelyhez történő beszállítás jellege és jellemzői (16. ábra),



a munkahelyi tárolók esetén az anyag átadásának jellemzői (17. ábra),



a technológiai berendezésre való fel- ill. leadás jellemzői (18. ábra),

Munkahelyi tárolók elhelyezése

Egyedi

Csoportos

Központi

Vegyes

15. ábra Munkahelyi tárolók jellemzői

16

Munkahelyi beszállítás ütemezése

Aszinkron

Szinkron

Egységrakomány

Egyedi munkadarab

Nincs szükség munkahelyi tárolóra

Munkahelyi tároló szükséges

16. ábra A munkahelyi beszállítás jellemzői [1]

Anyagátadás a munkahelyi tárolón

Beszállítás

Kiszállítás

Automatikus

Beavatkozást igénylő

Rakodóberendezés szükséges

Szállítóberendezés végzi

17. ábra A munkahelyi tárolók anyagátadási jellemzői

17

Technológiai berendezés kiszolgálása (Fel-, illetve leadás)

Külön rakodó-egység szükséges

Kézi

Automatikus (szállítóberendezés, vagy tárolópálya végzi)

Manipulátor

Robot

18. ábra Technológiai berendezés kiszolgálása [1] 3.3. Külső anyagáramlási rendszerek Külső anyagáramlási rendszerek esetén az 5. ábrán látható séma szintén módosul (19. ábra), a legfontosabb változás a kapcsolódó objektumok elmaradása. Ennek oka az, hogy a rendszer forrásai és nyelői (objektumai) belső anyagáramlási rendszerek, vagy más külső anyagáramlási rendszerek lesznek.

Útvonalak O1

...

On-1 Anyagáramlások

Objektumok

O2

...

On-2

O3

...

On

Anyagmozgató eszközök

19. ábra Külső anyagáramlási rendszerek általános felépítése [2] Külső anyagáramlási rendszerek sajátosságai: 

az anyagáramlási folyamatnak egy, vagy több kiindulási, illetve befejezési pontja van,



az objektumok között tetszőleges kapcsolat állhat fenn,



az objektumok különböző hierarchiai szinteken helyezkedhetnek el,

18



az objektumok függetlenek egymástól,



az anyagmozgató eszközök lehetnek: o külső szállítóeszközök (közúti, vasúti, vízi, légi, kombinált), o üzemi, vagy speciális rakodóeszközök,



a szállítási távolságok hosszúak (általában [km] a dimenzió),



a szállítás útvonalakon az általános közlekedési szabályok érvényesek,



általában nincsenek közvetlen kapcsolatok az objektumok között,



a szállítás útvonalak függetlenek az anyagáramlástól (minőség, forgalom nem befolyásolható),



jelentős környezeti hatásokkal kell számolni (időjárás, forgalmi viszonyok, stb.),



a szállítások lebonyolítása a forgalom függvénye, stb.

Külső anyagáramlási rendszereket meghatározó fontosabb tényezők [2]: 

logisztikai rendszer struktúrája (20. ábra),



logisztikai folyamat jellege (21. ábra),



szállítási objektumok elhelyezkedése (22. ábra),



raktárak funkciója és elhelyezkedése (23. ábra),



alkalmazott szállítóeszközök funkciója és jellemzői (24. ábra),



szállítási módok (25. ábra),



járatokra vonatkozó sajátosságok (26. ábra).

A logisztikai rendszer

Decentralizált

Centralizált

Párhuzamos

Gyűjtő

Elosztó

Vegyes

20. ábra A logisztikai rendszer struktúrája

19

A logisztikai folyamat

Beszerzési

Elosztási

Külső újrahasznosítási

Karbantartási

21. ábra A logisztikai folyamat jellege

Szállítási objektumok

Lokális előfordulás

Nagy területre kiterjedő előfordulás

Egyenletesen szétoszló

Több centrumos

Sztochasztikus

22. ábra A szállítási objektumok elhelyezkedése

A raktárak jellemzői

Felhasználók szerint

Egy felhasználó

Funkció szerint

Több felhasználó

Saját tulajdonú raktár

Áruk szerint

Alapanyag

Bérraktár

Késztermék

Konszignációs raktár

23. ábra A raktárak funkciója és elhelyezkedése

20

Alkalmazott szállítóeszközök

Funkció

Szállítóeszközök

Jellemzők

Önrakodó eszközök

Teherbírás

Szállítási kapacitás

Raktér kialakítás

24. ábra Az alkalmazott szállítóeszközök funkciója és jellemzői

Szállítási módok

Közúti

Vasúti

Vízi

Légi

Kombinált

25. ábra A szállítási módok változatai

Járatok jellemzői

Objektumok hozzárendelése

Objektumok száma

Kettő (vonaljárat)

Kettőnél több (körjárat)

Gyűjtő

Elosztó

Állandó

Változó

Vegyes

26. ábra A járatokra vonatkozó sajátosságok

21

3.4. Jellegzetes anyagáramlási rendszerek Az anyagáramlási rendszerek mindhárom szinten négyféle objektumtípust tartalmazhatnak [3]:

A



anyagmozgató berendezéseket,



funkcionális objektumokat,



raktárakat, tárolókat,



külső, vagy belső átadási helyeket.

különböző

rendszerek

között

jelentkező

különbség

elsősorban

a

funkcionális

objektumoknál jelentkezik, amely 

külső anyagáramlási rendszerek esetén termelő, illetve szolgáltató egységek, üzemek, telephelyek, stb.



belső anyagáramlási rendszerek esetén technológiai berendezések,



munkahelyi kiszolgálás esetén egy adott technológiai berendezés.

Az anyagáramlási rendszerek tervezése során mind a négy objektumtípus befolyása érvényesül, amelyek jelentős hatást gyakorolhatnak a rendszer felépítésére. A technológiai berendezések szerepe elsődleges az anyagáramlási rendszerek tervezése során, de az anyagáramlás szempontjából minden technológiai objektum definiálható néhány jellemző paraméterrel [3]: 

helyszükséglet (gépméret, kiszolgálási terület, stb.),



kapcsolódási mód az anyagáramlási folyamatokhoz (pl. szakaszos, folyamatos, stb.),



ütemezési jellemzők (intenzitás, követési időköz, stb.).

Ha a fenti paramétereket meg tudjuk határozni, illetve ezek alapján tipizálni tudjuk a technológiai berendezéseket, akkor a feladat lényegesen egyszerűsíthető. A másik három objektum típus szerves részét képezi az anyagáramlási folyamatoknak, ezért ezeket csak integráltan tudjuk kezelni. Elmondható, hogy ezen objektumok szerepe és jellemzői az alkalmazott anyagmozgató berendezések által definiálhatók. Az anyagáramlási rendszerek tulajdonképpen összesítik az egyes anyagmozgató berendezések működési sajátosságait, de az integrálás miatt némely jellemző hatása gyengülhet, vagy erősödhet a rendszer működése során. Természetesen az integrálás eredményeképpen új sajátosságok is megjelennek a működési paraméterek között.

22

Az integrációból eredő jellegzetességek: 

változó méretű, tömegű és alakú termékek rakodását, szállítását, vagy tárolását kell elvégezni egy rendszeren belül,



egy feladatra több szállítási útvonal is igénybe vehető,



közös pályahasználat több berendezés esetén,



az igénybevett berendezések változtatásával szabályozható o a szállítás üteme, o az anyagáramlás nagysága,



általában automatizált, számítógéppel irányított rendszerek.

Az anyagáramlási rendszerek működtetésénél jelentkező járulékos feladatok: 

az egyes berendezések mozgásának összehangolása: o az átadási pontokon, o a kereszteződési pontokon,



az egyes berendezések kapacitásainak összehangolása: o szállítási kapacitások, o rakodási kapacitások,



mindegyik berendezéstípussal használható tárolóhelyek kialakítása: o elérhetőség biztosítása minden berendezés számára, o tárolópályák helyének megválasztása, o tárolási módok kiválasztása,



meghibásodások kezelése: o alternatív útvonalak biztosítása, o helyettesítő berendezések biztosítása, o megfelelő diagnosztika alkalmazása az elkerülésre,



az esetlegesen jelentkező várakozási jelenségek kezelése: o várakozó helyek kialakítása, o várakozási módok megválasztása, o eszközlekötöttség feloldása,



megfelelő információáramlás biztosítása: o a feladatok 

diszponálásáról,



elkezdéséről,

23



elvégzéséről,

o az eszközök foglaltságáról, stb. Az egyes feladatok megvalósítására szolgáló eszközök a tervezési eljárás során: 

a technológiai berendezések kiszolgálásához megfelelő anyagmozgató berendezésnél meghatározni o a kiválasztási feltételeket, o a kiválasztás módját, stb.



a technológiai és anyagmozgató berendezések esetén a szállítópályával kapcsolatban meghatározni o a szállítópályák számát, helyét, hosszát, o a tárolópályák számát, helyét, hosszát, o az átadási pontokat, o a kereszteződési pontokat, o a technológiai berendezések helyét, o az anyagmozgató berendezések helyét, stb.



az anyagmozgató berendezések kapacitásainak meghatározásánál o a szállítási kapacitásokat, o a rakodási kapacitásokat, o a tároló kapacitásokat, stb.



a szállítási feladatok ütemezését meghatározni o a technológia berendezéseknél, o az átadási pontoknál, o a kereszteződési pontoknál, o a tárolópályáknál, stb.

A fontosabb anyagáramlási rendszerek csoportosítása:  csak azonos típusú berendezést tartalmazó rendszerek (pl. görgőspályás rendszerek, függősínpályás rendszerek, szállítószalag rendszerek, stb.),  különböző típusú berendezéseket tartalmazó rendszerek (konvejor-targonca rendszerek, daru-targonca rendszerek, konvejor-görgőspálya rendszerek, stb.). Csak azonos jellegű berendezést tartalmazó rendszerek esetén a tervezési, működtetési feladat elsősorban a berendezések működésének összehangolásából és folyamatos anyagáramlás 24

biztosításából áll. Ilyen jellegű integráció esetén a tervezési feladat elsősorban a berendezések működésének összehangolására és a folyamatos anyagáramlás biztosítására terjed ki. A működtetés során viszonylag egyszerű biztosítani az egyes berendezések mozgásának összehangolását és a kapacitások kiegyenlítését az azonos működési sajátosságok miatt. Különböző berendezéseket tartalmazó géprendszerek alkalmazása esetén a működési sajátosságokból adódó eltéréseket ki kell küszöbölni a tervezés során. Ezek az eltérések adódhatnak 

a folyamatos és szakaszos üzem eltérései miatt,



a pályához kötött és szabad mozgás eltérései miatt,



a kézi és automatizált működtetés eltérései miatt.

Fontos tényező, hogy az anyagáramlási rendszereken belül az áramlási folyamat, illetve folyamatok milyen viszonyban vannak egymással. Ehhez igazodva megkülönböztetünk [3]: 

egy anyagáramlási folyamatot tartalmazó rendszert,



egy fő anyagáramlási folyamatot és azt kiegészítő mellékáramlásokat tartalmazó rendszert,



párhuzamos anyagáramlási folyamatokat tartalmazó rendszert,



párhuzamos anyagáramlási folyamatokat és azt kiegészítő mellékáramlásokat tartalmazó rendszert.

Egy anyagáramot tartalmazó rendszereknél minden objektumot és folyamatelemet egy lineáris folyamatmenetre lehet felfűzni. Ebben az esetben minden áramló objektum ugyanazon a csatorna-rendszeren halad végig. Az anyagáramlás egy, vagy több típusú berendezéssel is megvalósítható. Egy fő anyagáramlási folyamatot és azt kiegészítő mellékáramlásokat tartalmazó rendszerek (27. ábra) esetén a mellék áramlások a fő áramlási csatorna kiszolgálását valósítják meg. A kiegészítő áramlások lehetnek: 

alapanyag és alkatrész beszállítások az objektumokhoz,



félkész és késztermék kiszállítások az objektumoktól,



termék szállítások a fővonal és az objektumok között, 25



raktári szállítások,



göngyöleg szállítások, stb.

Technológiai berendezés

Technológiai berendezés

Egyedi tárolók Beszállító görgőspálya

Kiszállító görgőspálya

1. Csatorna

Tároló pályaszakaszok

2. Csatorna

27. ábra Görgőspályás anyagmozgató rendszer [3] Példa egy fő anyagáramlási folyamatot és azt kiegészítő mellékáramlásokat görgőspályás berendezéssel megvalósító rendszerre

Az ilyen rendszereknél a fővonal áramlását egy adott típusú berendezéssel valósítják meg, míg a mellék áramlások eszközei általában a feladatokhoz igazodnak. Párhuzamos anyagáramlási folyamatokat tartalmazó rendszereknél (28. ábra) több fő áramlási vonalon valósul meg az anyagáramlás, amelyeken a különböző termékekhez, terméktípusokhoz igazodva különböző objektumok érintésével történik az anyagáramlás. A párhuzamos anyagáramlás lehet [3]: 

elágazó,



összefutó,



egymástól függetlenül futó,



összetett (több elágazást, illetve összefutást tartalmazó).

Az alkalmazott anyagmozgató berendezések általában egy adott típushoz tartoznak minden pályán, de előfordulhatnak kevert rendszerek is.

26

1. Csarnok

2. Csarnok

Beszállító görgőspálya

Híddaru Beszállító görgőspálya

Híddaru Átadó pálya Gyártóberendezés Híddaru

Kiszállító görgőspálya

Híddaru Kiszállító görgőspálya

Átadó pálya Gyártóberendezés Darupálya

Darupálya

28. ábra Daru-görgőspálya rendszer [3] Példa párhuzamos anyagáramlási folyamatokat tartalmazó rendszerre

Párhuzamos anyagáramlási folyamatokat és azt kiegészítő mellékáramlásokat tartalmazó rendszereknél (29. ábra) a mellék áramlások szintén a fő áramlási csatornák kiszolgálását valósítják meg. Egyedi kocsitárolók

Beszállító pálya

Kiszállító pálya

Gyártóberendezés

Munkahelyi tároló

Szállítópálya

Csoportos kocsitárolók

29. ábra Függősínpályás anyagmozgató rendszer [3] Példa párhuzamos anyagáramlási folyamatokat és azt kiegészítő mellékáramlásokat függősínpályával megvalósító rendszerre

27

4. ANYAGÁRAMLÁSI RENDSZEREK TERVEZÉSE Az anyagáramlási rendszerek tervezése egy olyan önálló logisztikai feladathalmaz, amely szerves részét képezi az általános logisztikai rendszertervezési feladatoknak. Amennyiben az anyagáramlási rendszerek tervezési feladatait más kapcsolódó folyamatok jellemzőinek figyelembevételével, integráltan kívánjuk alkalmazni, akkor az alapfeladatok módosítására, kiegészítésére lehet szükség. Az integrált rendszerek esetén felmerülő feladatok megoldásához először fel kell tárni az alapfeladatokat, majd az integrációból adódó sajátosságok figyelembevételével specifikálni az alkalmazási lehetőségeket és megoldásokat. 4.1. Tervezési feladatok Egy anyagáramlási folyamat számos elemből tevődik össze, melyek közül legfontosabbak az objektumok és az áramlást biztosító eszközök. Az objektumok egy része (technológiai berendezések, kapcsolódási pontok, stb.) a rendszer tervezésénél adottnak tekinthető, másik részükhöz tervezési feladatok kapcsolódnak (raktárak, áramlási útvonalak, stb.). Az áramlást biztosító eszközök, berendezések megválasztása minden esetben egy konkrét tervezési folyamat eredménye. A fenti megfontolások alapján egy anyagáramlási rendszer tervezése megvalósítható diszkrét tervezési feladatok megoldásával, de a tervezési feladatelemek nem függetlenek egymástól, ezért a tervezést általában integrált módon (30. ábra) kell végrehajtani (iteratív tervezés). Anyagáramlási rendszerek általános tervezési feladatai [1]: 1. Objektumok telepítésének, elrendezésének tervezése 2. Egységrakomány-képzés tervezése 3. Anyagmozgató-eszközök tervezése: a. szakaszos működésű berendezéseknél b. folyamatos működésű berendezéseknél 4. Anyagmozgató berendezések járattervezési feladatai A fenti tervezési feladatok alkalmazásával a legtöbb anyagáramlási rendszer szükséges paraméterei meghatározhatók, egyszerűbb esetekben bizonyos tervezési elemek elhagyhatók.

28

Az anyagáramlási rendszer lehatárolása

Az anyagáramlási feladatok feltárása

Az anyagáramláshoz kapcsolódó útmátrix feltárása

Egységrakomány-képzés megválasztása

Eszköz típus megválasztása

Rakodóhelyek kialakításának tervezése

Szükséges eszköz szám, ERKE szám meghatározása

Irányítási rendszer tervezése: - irányítási stratégia, - információs rendszer.

JÁRATTERVEZÉS Járattípus megválasztása, állomások hozzárendelése a járatokhoz, sorrend, időrend meghatározása

30. ábra Anyagáramlási rendszerek integrált tervezési folyamata Természetesen

vannak

olyan

egyedi

(adott

technológiai

folyamatokhoz

kötődő)

anyagáramlási feladatok, amelyekhez speciális tervezési feladatok szükségesek (munkahelyi kiszolgáló robotok tervezése, megfogó-szerkezetek tervezése, stb.), de ezek jelentősége az integrált anyagáramlási rendszerek általános tervezése szempontjából kisebb jelentőségű. Az általános tervezési feladatoknál adottságként tekintjük az anyagáramlás alapadatait, jellemzőit, amelyek meghatározása az anyagáramlási alapismeretek és alapműveletek felhasználásával történik, amelyek a következőek: 

anyagáramlási kapcsolatok,



anyagáramlási intenzitás,



anyagáramlási munka, teljesítmény,



anyagáramlási mátrixok,



útmátrixok, kapcsolati mátrixok,



anyagáramlási függvények, és jellemző adataik, stb.

Az anyagáramlás tervezése szempontjából adottnak tekintjük a pontszerű anyagáramlási objektumok paramétereit (pl. raktárak, tárolók), azok méretezése általában az anyagáramlás tervezésétől függetlenül, külön történik. Az anyagáramlási rendszerek tervezési feladatai egy-egy, az anyagáramlásra jellemző tulajdonság-halmaz előállítására szolgálnak, ami a bemenő paraméterek függvényében definiálja az adott rendszer konkrét jellemzőit.

29

A tervezési feladatok hasonló sémát követnek, ahol a cél, egy adott paraméterhalmazból a kiválasztási folyamat eredményeként előállítani a rendszer működését leíró jellemzőket (31. ábra).

Bemenő alap-paraméterek

Befolyásoló tényezők

TERVEZÉSI FELADAT

Tervezési módszerek

Kimenő rendszerjellemzők

31. ábra Az anyagáramlás tervezési feladatainak általános sémája [4] A továbbiakban ismertetjük az egyes tervezési feladatok definícióit, jellemzőit, feladatelemeit és leírjuk az integrációból adódó sajátosságokat. 4.1.1. Telepítés, elrendezés tervezés A telepítési, elrendezés tervezési feladat az anyagáramláshoz szükséges objektumok optimális helyének megkeresése. Bizonyos esetekben a kiszolgált, vagy kapcsolódó objektumok helye is módosításra kerülhet, ha a telepítési célok ezt szükségessé teszik. Az alapvető cél a telepítés során az anyagáramlási szükségletek minimálása, illetve az anyagáramlásban előforduló hibalehetőségek kizárása. A telepítési feladat során különböző szinteket definiálhatunk annak függvényében, hogy a telepítési objektumok és a közöttük fennálló kapcsolatok milyen volument jelentenek: 

nagyobb logisztikai és nem logisztikai objektumok (gyűjtőközpontok, logisztikai központok, ipari parkok, stb.) földrajzi elhelyezése,



logisztikai és nem logisztikai objektumok (gyárak, elosztóraktárak, stb.) településen belüli elhelyezése,



logisztikai és nem logisztikai objektumok (üzemek, belső raktárak, stb.) gyárterületen belüli elhelyezése,

30



logisztikai és technológiai objektumok (gépek, anyagmozgató berendezések, útvonalak, stb.) üzemen belüli elhelyezése.

Bemenő alap-paraméterek Objektum vektor

Befolyásoló tényezők: - kapcsolati mátrix, - anyagáram mátrix, - objektum jellemzők, - terület és útjellemzők, - korlátozások, stb.

Helyvektor

TELEPÍTÉS, ELRENDEZÉS TERVEZÉS

Tervezési módszerek: - partícionált mátrixok, - CRAFT módszer, - integrált tervezés, stb.

Kimenő rendszerjellemzők Helykijelölő mátrix

32. ábra A telepítés, elrendezés tervezés elvi sémája A telepítési feladat integrált tervezésénél a kapcsolódó illetve kiszolgált objektumok kétféle formában fordulhatnak elő: 

járulékos objektumokként,



járulékos anyagáramlási csatorna formájában.

A járulékos, statikus (vagy kvázi-statikus) objektumok technikailag könnyen beilleszthetőek az objektumvektorba és a legtöbb esetben rögzített helyfoglalással is rendelkeznek. Ez általában nem növeli a feladat komplexitását, sőt bizonyos esetekben - mivel csökkenti a lehetséges változatok számát - még előnyös is lehet. Az integrációhoz fontos feladat a járulékos objektumok logisztikai (illetve a telepítéshez szükséges) jellemzőinek pontos meghatározása. Az időben változó tulajdonságokkal (pl. anyagáram igény) rendelkező objektumok esetén a tervezési feladat megoldásánál általában kétféle megközelítés használható: 

átlagértékek (illetve azokból képzett jellemző értékek) figyelembevétele,



átlagértékek és szélsőértékek (szórás) együttes figyelembevétele.

Amíg az anyagáramláshoz kötődő objektumok esetén a fenti megközelítések, ha nem is minden esetben egyszerűen alkalmazhatók, de használatuk általában könnyen értelmezhető,

31

addig más integrált objektumok esetén már a szükséges objektumjellemzők meghatározása is nehézséget okozhat. A járulékos anyagáramlási csatornáknál is hasonló a helyzet. Állandó áramlási útvonalak és determinisztikus anyagáramlás esetén egyszerű peremfeltételként könnyen integrálható, de ha az anyagáramlás útvonala, illetve nagysága sztochasztikusan változik, akkor a feladat megoldása csak bonyolult módszerekkel lehetséges. 4.1.2. Egységrakomány-képzés tervezés Az egységrakomány-képzés tervezése azt a feladatot jelenti, amikor különböző típusú anyagok (termékek) esetén, egységrakomány-képző eszközöket (ERKE) választunk az adott anyagáramlási feladatok elvégzésének megkönnyítése céljából (az egyszerre mozgatható árusúly növelése, adott mennyiségű áru rakodása esetén a rakodások számának csökkentése, a kezelt áruféleségek homogenizálása, stb.).

Bemenő alap-paraméterek Termék vektor

Befolyásoló tényezők: - termék jellemzők, - ERKE jellemzők, - berakási jellemzők, - jármű jellemzők, - raktári jellemzők, - korlátozások, stb.

ERKE vektor

EGYSÉGRAKOMÁNYKÉPZÉS TERVEZÉS

Tervezési módszerek: - determinisztikus, - heurisztikus, - többszintű tervezés, - stb.

Kimenő rendszerjellemzők Hozzárendelési mátrix

33. ábra Az egységrakomány-képzés tervezés elvi sémája Az egységrakomány-képzés tervezése az anyagáramlás különböző területeire és szintjeire terjed ki (34. ábra), felölelve az egységrakomány-képzési feladatok (35. ábra) teljes vertikumát. Az egységrakomány-képzési feladatok integrált tervezésénél a következő járulékos elemeket kell figyelembe venni: 

technológiai ERKE alkalmazása,



definiált ERKE jellemzők,

32



definiált egységrakomány-képzési és bontási jellemzők,



definiált berakási módok, stb.

Az egységrakomány-képzés felosztási szempontjai

Funkció

Tartalom

Homogén

Inhomogén

Többfokozatú

RST ERKE

Felhasználási hely

Beszerzés

Termelés

Elosztás

Újrahasznosítás

Technológiai paletta

34. ábra Egységrakomány-képző eszközök osztályozása [1]

Az egységrakomány-képzés feladatai

ERKE típus és berakási mód megválasztása

Árufajtánként

ERKE homogenizálás

Többfokozatú egységrakomány-képzés

ERKE eszközszám meghatározása

Komissió típusonként

35. ábra Az egységrakomány-képzés feladatai [1] Az egységrakomány-képzési feladatok esetén az integráció következtében beépítésre kerülő előre definiált jellemzők általában nem növelik a feladat komplexitását, sőt bizonyos esetekben - mivel csökkentik a lehetséges változatok számát – redukálhatják azt. Az integrációhoz fontos feladat a járulékos követelmények anyagáramláshoz igazodó jellemzőinek pontos meghatározása. A legnagyobb probléma az egységrakomány-képzési feladatok integrált tervezése során a különféle külső (néha ellentmondó) követelmények összehangolása és a tervezési folyamat során történő egyértelmű figyelembevétele.

33

4.1.3. Anyagmozgató eszközök tervezése Az anyagmozgató eszközök tervezése azt a feladatot jelenti, amikor adott anyagáramlási folyamatok esetén anyagmozgató eszközöket választunk a felmerülő feladatok elvégzésre. A tervezési folyamat ebben az esetben a megfelelő eszközök kiválasztását és optimális működési jellemzőik meghatározását jelenti (36. ábra).

Bemenő alap-paraméterek Lehetséges eszköz vektor

Befolyásoló tényezők: - termék, ERKE jellemzők, - feladat jellemzők, - eszköz jellemzők, - útvonal jellemzők, - raktári jellemzők, - korlátozások, stb.

Feladat vektor

ANYAGMOZGATÓ ESZKÖZ TERVEZÉS

Tervezési módszerek: - csak szakaszos eszközök, - csak folyamatos eszk., - integrált tervezés, - stb.

Kimenő rendszerjellemzők Optimális eszköz vektor

Eszköz jellemzők

36. ábra Az anyagmozgató-eszköz tervezés elvi sémája A tervezési folyamat megvalósítása szempontjából eltérő módszereket és összefüggéseket kell alkalmazni 

szakaszos működésű berendezések és



folyamatos működésű berendezések esetén.

A működési jelleg megválasztásánál az objektumok kapcsolata és az anyagáramlás folytonossága a mérvadó paraméter. A szakaszos működésű anyagmozgató gépek megszakításos anyagáramlást hoznak létre, munkaciklusokban működnek és bizonyos mennyiségű anyagot szállítanak a feladási helyről a leadási helyre. Az anyag leadását követően a gép “üresen” visszatér az anyagfeladás helyére, hacsak közben nem kap a visszaúthoz is szállítási feladatot. A szakaszos működésű anyagmozgató gépek működésének alapelve, hogy R rakományt el kell szállítani s úthosszon, ahol az s általában változik. A folyamatos működésű anyagmozgató berendezések olyan helyhez kötött, telepített gépek, melyeknél a mozgatási útvonalat (szállítópályát) a berendezés méretei és kialakítása

34

egyértelműen meghatározzák. Fontos jellemző, hogy egy-egy feladatra általában csak egy berendezést telepítenek, melynek teljesítményét kell az anyagáramlási feladat által definiált igényekhez igazítani. Folyamatos működésű anyagmozgató berendezések a szállítás megvalósítása szempontjából lehetnek 

összefüggő anyagáramot szállító berendezések (szállítószalag, görgőspálya),



követési távolsággal szállító berendezések (konvejor, kötélpálya, görgőspálya).

Összefüggő anyagáramot szállító berendezéseknél az anyag folytonosan kitölti a szállítóberendezésen rendelkezésre álló helyet, és a szállítás a berendezés teljes hosszával lehetséges (akkor is használható, ha nem összefüggő az anyagáram). Görgőspályás szállításnál az anyagáram csak kvázi-összefüggő, lehetnek a berendezésen terheletlen szakaszok. Követési távolsággal szállító berendezéseknél a szállító-berendezés nem egyenletesen terhelt, a szállított anyagok adott nagyságú adagokban, adott távolságban követik egymást. A szállítás leggyakrabban függesztékeken, vagy önálló, vonszolt kocsikon történik. A szállítás során nem minden függeszték, illetve kocsi terhelt. Görgőspályás szállításnál a követési távolság változhat. Az anyagmozgató gépek integrált tervezésénél a következő járulékos elemeket kell figyelembe venni: 

eltérő szállítási egységek alkalmazása,



eltérő rakodási módszerek alkalmazása (megfogók, eszközök, stb.),



eltérő útvonalak igénybevétele, stb.

Anyagmozgató gépek integrált tervezésénél alapvető probléma, hogy a kapcsolódó (elsősorban technológiai) objektumok által igényelt egységek mérete nem igazodik az optimális szállítási egységek méretéhez (darabszám, méret, stb.). Ennek feloldására két lehetőség adódik: 

a szállítási és a kapcsolódó feladatok közé egységrakomány-képzési, illetve bontási műveletet kell beiktatni,



a kapcsolódó feladatok által igényel szállítási egységben kell a szállítást tervezni.

Az első megoldás esetén járulékos idő és teljesítményszükséglet merül fel, a másodiknál a szállítás nem lesz optimális. Tovább bonyolítja a helyzetet, ha a különböző kapcsolódó

35

feladatok különböző igényeket támasztanak a szállítás felé. Ezen problémák kezelése egyedi megoldásokat igényel, amelyre általános séma előre nem definiálható. Az eltérő rakodási módszerek figyelembe vétele általában nem növeli a feladat komplexitását. Számos berendezés esetén alkalmaznak modulrendszerű, cserélhető megfogó berendezéseket, amelyek használatával ez a probléma kiküszöbölhető. Bizonyos esetekben a rakodási kötöttségek növekedése - mivel csökkentik a lehetséges változatok számát – csökkentheti a feladat komplexitását. Az eltérő útvonalak igénybevételénél hasonló a helyzet, mint a telepítés tervezésénél, ahol a járulékos elemek állandó áramlási útvonalak és determinisztikus anyagáramlás esetén egyszerű peremfeltételként könnyen integrálhatóak, de ha az anyagáramlás útvonala, illetve nagysága sztochasztikusan változik, akkor a feladat megoldása csak bonyolult módszerekkel lehetséges. 4.1.4. Szakaszos működésű anyagmozgató berendezések járattervezése A járattervezés azt a feladatot jelenti, amikor adott feladat és eszközhalmaz esetén, a feladatok időparamétereinek függvényében egyértelműen hozzárendeljük a rendelkezésre álló kiszolgáló eszközkapacitásokat a megvalósítandó anyagáramlási feladatokhoz.

Bemenő alap-paraméterek Optimális eszköz vektor

Feladat vektor

Befolyásoló tényezők:

Tervezési módszerek:

- termék, ERKE jellemzők, - eszköz jellemzők, - feladat jellemzők, - kiszolgálási jellemzők, - útvonal jellemzők, - korlátozások, stb.

JÁRATTERVEZÉS

- egy eszközzel, - üresjárat nélkül, - üresjáratok optimálásával, - stb.

Kimenő rendszerjellemzők Hozzárendelési mátrix

37. ábra A járattervezési folyamat elvi sémája A járattervezési feladatoknál az elsődleges cél az anyagáramlási feladatok minél rövidebb idő alatti teljesítése, minimális anyagmozgatási teljesítmény igény és maximális eszközkapacitás kihasználás mellett.

36

A tervezési folyamat megoldási módszere a járattervezési feladat, illetve a működési feltételek függvényében választható ki, amely lehet: 

egyszerű járatok: o üresjárat nélküli ingajáratok, o üresjáratokkal kiegészített ingajáratok, o üresjáratokkal kiegészített szólójáratok,



összetett járatok (körjáratok): o kapcsolt szólójáratok, o gyűjtőjáratok, o elosztójáratok, o vegyes (gyűjtő-elosztó) járatok.

A járattervezésnél az integrált elemek figyelembe vétele hasonló szempontok alapján történik, mint a szakaszos működésű anyagmozgató gépek integrált tervezésénél. 4.2. Integrált tervezés Az általános anyagáramlás-tervezési feladatelemek felépítése, struktúrája adott be- és kimeneti paraméterek figyelembevételére, az azok közötti összefüggések megadására szorítkozik. A felhasznált paraméterek általában logisztikai jellegű paraméterek, ezért azok egy adott anyagáramlási rendszer működéséhez igazodnak. A gyakorlatban az anyagáramlási rendszerek általában nem öncélúak, hanem valamilyen technológiai, vagy szolgáltatási folyamathoz kapcsolódóan, annak kiszolgálásra kerülnek alkalmazásra. Ebből kifolyólag az anyagáramlási rendszerek tervezése a legtöbb esetben integrált tervezési folyamat, amelynek igazodnia kell a kiszolgált, vagy kapcsolódó folyamatok sajátosságaihoz. Természetesen az integráltság szintje a különböző gyakorlati alkalmazásokban eltérő lehet, ezért a tervezési folyamatok komplexitása is eltérő lesz. Az integráltság szempontjából [4] a kiszolgált folyamatok lehetnek technológiai, vagy szolgáltatási folyamatok, a kapcsolódó folyamatok lehetnek technológiai, szolgáltatási, vagy anyagáramlási folyamatok. Az integrált folyamatok jellemzőinek a tervezési elemekre gyakorolt hatása kétféleképpen jelenhet meg a tervezésnél [4]: 

pontszerű hatásként: 37

o adott objektumokban, o anyagáramlási utak kapcsolódási pontjaiban, 

vonalszerű hatásként: o adott anyagáramlási útvonal mentén.

Az integrált technológiai és szolgáltatási folyamatok általában adott objektumoknál jelennek meg, a kapcsolódó anyagáramlási folyamat hatása mindhárom formában jelentkezhet. A tervezési feladatot tekintve, általában jól kezelhetőek az integrációból adódó jellegzetességek, ha az integrált folyamatok hatása pontszerűen jelentkezik. A feladat komplexitását az érintett objektumok száma és jellemzői határozzák meg, amelyek alapján megkülönböztetünk 

statikus objektumokat,



kvázi-statikus (kismértékben, vagy jól kezelhetően változó) objektumokat,



dinamikusan változó objektumokat.

A vonalszerűen jelentkező hatások általában nehezen kezelhetőek a tervezési feladatoknál, jelentős egyszerűsítést jelenthet, ha a vonalszerű jelleget le tudjuk redukálni diszkrét pontokban jelentkező hatásokká. Mivel az integráció hatásai eltérően jelennek meg a különböző tervezési feladatoknál, azok tényleges figyelembevételét az egyes tervezési feladatok részletezésénél mutatjuk be. 5. ANYAGÁRAMLÁSI RENDSZEREK TERVEZÉSI MÓDSZEREI A korábbi fejezetekben definiált tervezési feladatok megoldására számos elvi és gyakorlati lehetőség áll rendelkezésre. Azt, hogy egy feladat esetén melyik megoldást részesítjük előnyben, azt az adott feladat jellemzői döntik el. A tervezési módszer kiválasztásánál két tényezőnek van kiemelt szerepe: 

a rendszerben figyelembevett objektumok száma,



az anyagáramlási folyamat időbeni lefolyása.

Ha az anyagáramlás statikus és az objektumok száma kicsi, akkor a legegyszerűbb tervezési módszerek is használható eredményt szolgáltatnak, akár manuális számításokkal. Az objektumszám növekedésével az egyszerűbb feladatok számítási igénye is nő, de

38

számítástechnikai eszközök igénybevételével ez kezelhető. Bonyolultabb módszerek, illetve extrém méretű objektum-halmaz esetén a megoldást valamilyen optimáló eljárás segítségével célszerű megkeresni (sok esetben ez a megoldás csak közelítő eredményt szolgáltat). Amennyiben a megoldandó probléma matematikai eszközökkel megfogalmazható, az elérendő cél célfüggvény segítségével definiálható, de nem áll rendelkezésre olyan algoritmus, mely elfogadható időn belül a probléma pontos megoldását szolgáltatja, akkor heurisztikus módszerek alkalmazása válik szükségessé [5]. Az anyagáramlás időbeli lefolyása sokféle lehet (38. ábra). A megoldáskeresés szempontjából három alapvető esetet különböztetünk meg: 

időben állandó anyagáram,



időben determinisztikusan változó anyagáram,



időben sztochasztikusan változó anyagáram.

Anyagáram-időfüggvény

Determinisztikus

Sztochasztikus

Diszkrét

Folytonos

Időköz

Állandó

Diszkrét

Folytonos

Mennyiség

Mennyiség sztochasztikus

Idő sztochasztikus

Mennyiség és idő is sztochasztikus

Változó

38. ábra Az anyagáram időfüggvényének változatai [1] A legegyszerűbb eset az állandó anyagáram, ahol az objektumszám hatásánál részletezett megoldási módszerek használhatóak. A determinisztikusan változó anyagáram is egyszerűen kezelhető, ha a vizsgált időintervallumot

állandó

szakaszokra

tudjuk

bontani,

ekkor

a

megoldáskeresés

visszavezethető az állandó anyagáram esetére. A megoldáskeresés kissé hosszadalmasabb lesz, de egyszerűen kivitelezhető.

39

Az anyagáramlás tervezési nehézségeit elsősorban az időben sztochasztikusan változó anyagáram okozza. Mivel ez a sztochaszticitás egy rendszeren belül több objektumnál is jelentkezhet, ezért a megoldáskeresés során ezek szuperponálódhatnak. Bizonyos esetekben a sztochasztikus jellemzők a teljes folyamatban, illetve annak egyes szakaszaiban jól közelíthetőek determinisztikus, vagy állandó anyagáramlással, ekkor a feladat jelentősen egyszerűsíthető. Ha a folyamat időbeni sztochaszticitása nem eliminálható, akkor eloszlásfüggvények segítségével kell megoldani a feladatot, ami azonban csak közelítő eredményt szolgáltat. Azt, hogy egy adott feladat megoldásánál milyen módszert alkalmazunk, azt az anyagáramlási folyamat jellemzői, illetve a tervezési feladat sajátosságai döntik el. 5.1. Telepítés, elrendezés tervezés módszerei A telepítés, elrendezés tervezés során tulajdonképpen a rendelkezésre álló terület adott nagyságú elemeihez (helyvektor) rendeljük hozzá a rendszer objektumait (objektum-vektor). A tervezés eredménye egy ún. hozzárendelési mátrix formájában áll elő, amely a helyek és az objektumok egyértelmű hozzárendelését tartalmazza [1]:

1    X i    n 

j

m

1

xij

      

ahol xij – az i-edik objektum és a j-edik hely közötti kapcsolat (ha xij=1, akkor az i-edik objektum a j-edik helyre kerül telepítésre), n – az objektumok száma [db], m – a lehetséges telepítési helyek száma [db]. A telepítési feladat általános lépései: 1. A telepítésnél figyelembe vehető terület lehatárolása 2. A telepítésnél vizsgált objektumok paramétereinek definiálása: a. helyszükséglet,

40

b. működési sajátosságok, stb. 3. Az objektumok közötti kapcsolatok definiálása 4. A telepítési terület felosztása 5. A telepítésnél figyelembe veendő korlátozások megadása, hozzárendelése 6. A telepítésnél figyelembe vehető útvonalak megadása 7. A optimumkeresési módszer megválasztása. A telepítés, elrendezés tervezési folyamatok eltérőek lesznek a különböző telepítési feladatok esetén, ezért eltérő optimumkeresési módszereket kell alkalmazni a megoldáskeresésre. Az ismertebb módszerek [1]: 

partícionált mátrixok vizsgálata (Magyar módszer),



Craft-módszer,



optimális telepítés sztochasztikus anyagáram esetén,



objektumok elrendezésének integrált tervezési módszere, stb.

5.2. Egységrakomány-képzés tervezési módszerei Az egységrakomány-képzés tervezését tekintve különbséget kell tenni az egy és többfokozatú tervezési folyamat között. A tervezési séma hasonló lesz mindkét esetben, a különbséget többfokozatú tervezés esetén a különböző fokozatok integrált vizsgálata jelenti. Az egyfokozatú tervezés során tulajdonképpen a különböző típusú termékekhez (termékvektor) rendeljük hozzá az alkalmazható egységrakomány-képző eszközöket (ERKEvektor). A tervezés során általában egy ún. berakási mátrix kerül felírásra és vizsgálatra, amely a termékek és az ERKE-k egyértelmű hozzárendelését, illetve az alkalmazható berakási módokat tartalmazza [1]:

1    Z i    m 

j

1

zij

n        1

p



ahol zij –

az i-edik termék és a j-edik ERKE közötti kapcsolat esetén a -edik berakási

41

móddal behelyezhető termékszám [db], m–

a termékek száma [db],

n–

az ERKE típusok száma [db],

–

a berakási mód.

A tervezés eredménye itt is egy hozzárendelési mátrix, ami hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, mint a telepítésnél használt változat, de itt az egyes dimenziók a termékeket és az ERKE-ket tartalmazzák. Az egyfokozatú egységrakomány-képzés tervezési feladat általános lépései: 1. A rendelkezésre álló ERKE fajták megadása 2. Az egyes termékeknél alkalmazható berakási módok meghatározása 3. Az egységrakomány-képzés feltételeinek (jármű jellemzők, raktári jellemzők, stb.) megfogalmazása 4. A kiválasztási célfüggvények megválasztása 5. A rendelkezésre álló ERKE fajták halmazából az adott áruknak és egyéb feltételeknek megfelelők kiválasztása 6. A feltételeknek megfelelő ERKE-k esetén az optimális (a célfüggvénynek leginkább megfelelő) berakási mód megválasztása 7. Az egységrakomány-képzési és bontási folyamat meghatározása 8. Az optimális (a célfüggvénynek leginkább megfelelő) ERKE-k megválasztása 9. Az egységrakomány struktúra homogenizálása A tervezési folyamat végeredménye eltérő lesz a különböző célfüggvények alkalmazása esetén, amelyek általában: 

az ERKE-be berakható darabszám,



az ERKE térfogat kihasználtsága,



a kapcsolódó raktári helyek, vagy járműtérfogat kihasználtsága,



az ERKE-k homogenitási foka, stb.

Természetesen lehetséges több célfüggvény egyidejű figyelembevétele is, de ebben az esetben fontos a súlyozás pontos meghatározása.

42

5.3. Anyagmozgató eszközök tervezési módszerei Az anyagmozgató-eszközök tervezési feladatainak általános lépései, amelyek mind a szakaszos, mind a folyamatos működésű berendezések esetén mérvadóak: 1. Az anyagmozgató-eszközök működési jellegének lehatárolása 2. Az alkalmazható eszköztípusok meghatározása 3. Az eszközök működési jellemzőinek feltárása 4. A kiválasztási célfüggvények megválasztása 5. Az anyagáramlási feladatnak legjobban megfelelő eszközök kiválasztása 6. A kiválasztott eszközök méretezése az adott feladatokhoz A tervezés első és második fázisa gyakorlatilag megegyezik mindkét működési jelleg esetén, a tervezés során ismert a szállítandó mennyiség és a szállítási relációk, amely alapján az alkalmazott eszközstruktúra kiválasztható. A tervezési folyamat a harmadik lépéstől eltérő lesz a különböző működési módok esetén, mert a működési jelleg meghatározza a az anyagáramlási paramétereket is. A szakaszos működésű eszközöknél, a jellemzők feltárása után az elsődleges célparaméter a berendezés célfüggvényekhez igazodó eszközszámának meghatározása, amelynél ismert 

a járművek kapacitása,



a szállítási úthossz,



a szállítási sebesség.

Különösen fontos paraméter a szükséges eszközszám szempontjából a berendezések szállítási ciklusideje, amely nagymértékben függ a szállítási feladatoktól (39. ába). A felmerülő sztochasztikus hatások miatt a ciklusidő meghatározása problémát jelenthet. Az átlagos ciklusidő meghatározása és elemei [1]: m

T0 

T j 1 m

j

 j

 j 1

 t R  ts  tü  tw j

ahol m - a szállítási feladatok száma [db], j - a j-edik szállítási feladatnál a fordulatok (járatok) száma [db], j - a j-edik szállítási feladatnál a fordulási idő [min],

43

tr - rakodási idő [min], ts - szállítási idő [min], tü - üresjárati idő [min], tw - várakozási idő [min].

Átlagos ciklusidőt befolyásoló tényezők

Szállítási relációk struktúrálódása

Anyagáramlás

Sztochasztikus

Sorbanállás elmélet

Források és nyelők elhelyezkedése

Determinisztikus

Szimuláció

Folytonos eloszlás

Diszkrét pontok

Vonal mentén

Relációk kapcsolódása

Síkrészen

Egyszerű

Összetett

Térben

39. ábra Szakaszos működés ciklusidejének elemei [1] Szakaszos működésű eszközöknél a tervezés nehézségeit elsősorban a sokféle eszközvariáció (40. ábra) és a sztochasztikusan változó anyagáramlás jelenti. Szakaszos működésű eszközök struktúrája

Fix telepítésű eszköz

Pályához kötött mozgás

1 szabadságfok

Mobil eszköz

Korlátozott mozgás

2 szabadságfok

Szinkron mozgás

Szabad mozgás

3 szabadságfok

Több szabadságfok

Aszinkron mozgás

40. ábra Szakaszos működésű eszközök változatai

44

Folyamatos működésnél, az eszközök jellemzőinek feltárása után a berendezések célfüggvényekhez

igazodó

teljesítőképességének

meghatározása

következik,

amely

különböző paraméterekkel írható le: 

összefüggő anyagáramot szállító berendezések esetén: o anyagjellemzők (adott), o folytonossági tényező (adott), o a szállítási sebesség (számított jellemző), o szállítási keresztmetszet (számított jellemző),



követési távolsággal szállító berendezések esetén: o termékjellemzők (adott), o kihasználtsági tényező (adott), o a szállítási sebesség (számított jellemző), o függeszték-távolság (számított jellemző).

Folyamatos működésű anyagmozgató berendezések esetén a rendszer feladási és leadási helyei határozzák meg a szállítás teljesítményszükségletét. Mivel az egyes objektumok között lévő szállítási szakaszok eltérő terhelésűek, ezért a tervezés fontos feladata a maximális terhelésű szakasz kiválasztása, amelyhez meg kell határozni az egyes szakaszok egyedi teljesítmény-igényét (zárt pálya esetén) [1]:

k

Qk  k 1  

n



i 1 j  k 1

aij 

n

i 1

 

i  k  2  j  k 1

k

i 1

aij   aij i  2 j 1

ahol Qk(k+1) – a k-adik és k+1-edik pont közötti szakasz anyagárama [db/min], n – az objektumok száma [db]. aij – az i-edik és j-edik objektum közötti anyagáram igény [db/min]. A tervezés nehézségeit itt a nyomvonal bonyolultsága, az objektumok eltérő anyagáram igénye és a sztochasztikusan változó anyagáramlás jelenti. 5.4. Anyagmozgató berendezések járattervezési módszerei A járattervezési folyamat során különböző feladatok merülhetnek fel, amelyek megoldása vezet a kívánt paraméterek előállításához. A különböző feladatok különböző jellemzőket

45

igényelnek, s mivel a feladatok sok esetben rendkívül komplexek (sok objektum, sok általában sztochasztikus - feladat), ezek előállítása jelenti a járattervezési folyamat kiinduló feladatát (41. ábra).

Targoncás járattervezés struktúrája

Anyagáram intenzitás

Targonca eszközállomány

Járatkapacitás

Rakodási képesség

Szállítási időpontok kötöttsége

Várakozási idők

Számítógépes irányítás

Járattípusok

41. ábra A járattervezés befolyásoló tényezői A járattervezési feladat általános elemei: 1. Az adott feladatra alkalmazható anyagmozgató-eszköz típusának lehatárolása 2. Az alkalmazható eszközök szabad kapacitásainak vizsgálata 3. Az adott anyagáramlási feladat ütemezése 4. Az alkalmazott eszközök működésének összehangolása 5. Az összes anyagáramlási feladat együttes ütemezése 6. A rendszerparaméterek optimálása A tervezésnél leggyakrabban alkalmazott célfüggvény a járatok ciklusideje, amely a következő elemetek tartalmazza:

T  th  tü  tR  tw  min! ahol: th - az összes hasznos járatidő [min], tü - az összes üresjárati idő [min], tR - az összes rakodási idő [min], tw - az összes várakozási idő [min].

46

6. ANYAGÁRAMLÁSI RENDSZEREK MODELLEZÉSE 6.1. Folyamatok és rendszerek modellezése A modellalkotás az ember egyik legősibb tevékenysége, gondolkodásának alapvetően fontos része. A modellek létrehozása során egy valóságos vagy elképzelt folyamatból, illetve rendszerből kiindulva absztraháljuk annak legfontosabb tulajdonságait [6]. A modellezés célja egy olyan, a valóságoshoz „hasonló”, de egyszerűbb folyamat leírása, amelynek segítségével az eredeti folyamat vizsgálhatóvá válik [7]. A modellalkotás nem öncélú folyamat, a modelleket mindig egy adott cél érdekében hozzuk létre. Ennek következtében egy adott folyamatnak többféle modellje is létezhet, például: 

statikus viselkedés vizsgálatára alkalmas mechanikai modell,



dinamikus viselkedés vizsgálatára alkalmas mechanikai modell,



hőtani modell, stb.

Egyes bonyolultabb fizikai folyamatok modellezésénél egyszerre több modell felírására is szükség lehet a tényleges folyamatjellemzők meghatározásához (pl. a pneumatikus működtető elemek elméleti vizsgálata). A modellek felépítése és vizsgálata különbözik a modellalkotás során figyelembevett törvényszerűségek szerint, így beszélhetünk: 

matematikai,



fizikai,



kémiai,



biológiai,



társadalmi modellekről, stb.

Az ipari folyamatok szempontjából (így az anyagáramlási folyamatok szempontjából is) a matematikai és a fizikai modellek a meghatározóak. Egy valós folyamat matematikai modelljén olyan absztrakt leírást értünk, amely matematikai módszerekkel tanulmányozható. A matematikai modell tulajdonképpen azon összefüggések összessége, amelyek leírják a folyamat állapotjellemzőit. A matematikai modell csak az adott folyamat alapvető törvényszerűségeit írja le, a vizsgálat szempontjából nem lényeges tényezőket elhanyagolja [8].

47

A fizikai modellek esetén az absztrakt leírás a matematikai összefüggések mellett, a kapcsolódó fizikai törvényszerűségeket és a környezet jellemzőit is magában foglalja. A fizikai modellek érvényessége általában csak adott környezeti és működési feltételekre vonatkozóan értelmezhető. A folyamatok és rendszerek modellezésének kulcskérdése a modell előállítása. A modellképzés során a valós vagy elképzelt folyamatot alapelemekre kell bontani, majd a vizsgálatok szempontjából lényegtelen elemeket elhagyva, de a folyamat alapvető lényegét megtartva, egyszerűbb, kezelhetőbb formában újra fel kell építeni. A módszeres géptervezésben elterjedt módszerekhez hasonlóan [9], a modellalkotás során is elsődleges az alapelemek definiálása, amely történhet alapvető funkciójuk alapján, vagy az elemek jellege, illetve kapcsolatuk alapján. Az adott feladathoz alkalmazott alapelemek megválasztása mindig a vizsgált folyamat, illetve rendszer függvénye. A modell tényleges felépítését az alkalmazott alapelemek, funkcióik és a közöttük fennálló kapcsolatok határozzák meg. Egy adott folyamatra, azonos vizsgálati célok esetén is különféle modellek építhetők fel. A modell struktúrája az alapelemek kapcsolódásától függően különböző lehet (42. ábra).

a) Soros c) Kör

b) Párhuzamos

d) Hurok e) Csillag

f) Vegyes

g) Több csomópontos

42. ábra A modellelemek lehetséges kapcsolódásai

48

A modellképzés nem lineáris, hanem iteratív folyamat. A képzés során ellenőrizni kell az elkészült modell alkalmazhatóságát, és az eredmények tükrében szükség lehet módosításokra, amelyek visszahatnak az eredeti modellre (43. ábra).

A feladat lehatárolása

Modellalkotás

A feladat megoldása a modell segítségével

A megoldás vizsgálata

A modell szükség szerinti módosítása

Az elfogadott megoldás

43. ábra A modell segítségével elvégzett vizsgálatok struktúrája [10] A modellalkotási folyamatnak mindenképpen tartalmaznia kell a modell érvényességének vizsgálatát és annak lehatárolását. Egy adott folyamatot leíró modell definiálásához a következő jellemzőket kell megadni (44. ábra): 

célfüggvények,



modellstruktúra,



leíró összefüggések,



működési feltételek,



érvényességi korlátozások,



megoldási módszerek, stb.

A célfüggvények segítségével determinálhatjuk a valós folyamat azon paramétereit, amelyeket vizsgálni kívánunk a modellezéssel. Célfüggvények lehetnek: 

a folyamat különböző időjellemzői (pl. átfutási idő, stb.),



teljesítmény jellemzők,



költségek, stb.

49

Alapjellemzők: - alapelemek, - kapcsolatok, - törvényszerűségek, - környezeti hatások.

Leíró jellemzők: - alkalmazhatóság, - működési paraméterek, - egyéb sajátosságok.

FOLYAMAT MODELL Modell jellemzők: - célfüggvények, - modellstruktúra, - leíró összefüggések, - működési feltételek, - érvényességi korlátozások, - megoldási módszerek, stb.

44. ábra Általános folyamatmodell A modellstruktúra definiálja az alapelemek helyét és kapcsolatait, valamint a környezet szerepét a folyamatban. Sok esetben a modell kétdimenziós megjelenítése is a modellstruktúra felvázolásával történik. A leíró összefüggések adják meg a folyamat alapelemei, illetve a környezet között fennálló kapcsolatok

matematikai

definícióját,

igazodva

a

fennálló

fizikai,

vagy

egyéb

törvényszerűségekhez. A működési feltételek határozzák meg azokat a korlátozásokat és kötöttségeket, amelyek a folyamat működését lehatárolják, az érvényességi korlátozások pedig a modell alkalmazási területét definiálják. Abban az esetben, ha a folyamat egy feladat megoldására irányul, akkor a modell tartalmazhatja

a

megoldáskeresés

módszerét,

vagy

módszereit,

illetve

a

kapott

megoldásváltozatokat is. A folyamat modell felhasználásával az alapjellemzők (alapelemek és kapcsolataik, törvényszerűségek, környezet, stb.) ismeretében már elvégezhetők azok a célfüggvény(ek)hez igazodó vizsgálatok, amelyek a folyamatot leíró jellemzők előállítására szolgálnak. Egy folyamat alapvetően akkor meghatározott, ha a folyamatelemek hozzárendelése egyértelműen megadható. Ha a folyamatelemek hozzárendelése nem egyértelmű, akkor szükséges a folyamatelemek és kapcsolataik rendszerbe foglalása. Rendszerekről beszélünk nagyméretű, párhuzamos folyamatokat tartalmazó feladatok modellezésekor akkor is, ha a folyamatelemek hozzárendelése az egyes részfolyamatokon belül egyértelműen megadható. Rendszermodellek felírásakor általában kiindulhatunk a rendszer alapját képező folyamat (vagy folyamatok) modelljéből (44. ábra), hiszen a modell alapelemei azonosak lesznek. Párhuzamos folyamatokat tartalmazó rendszerek modellezéséhez a részfolyamatok modelljeit kell alkalmazni. 50

Az általános rendszermodell (45. ábra) felépítésében nem különbözik a folyamat modellektől, az eltérés a jellemzők tényleges megadásánál jelentkezik.

Alapjellemzők: RENDSZERMODELL + az egyes folyamatok alapjellemzői: - alapelemek, - kapcsolatok, - törvényszerűségek, - környezeti hatások, + rendszerjellemzők: - a folyamatok kapcsolatai, - hozzárendelés változatok, - változó jellemzők, stb.

Modell jellemzők: - célfüggvények, - modellstruktúra, - leíró összefüggések, - működési feltételek, - érvényességi korlátozások, - megoldási módszerek, stb.

Leíró jellemzők: - alkalmazhatóság: - folyamatokra, - rendszerekre, - működési paraméterek: - folyamatokra, - rendszerekre, - egyéb sajátosságok.

45. ábra Általános rendszermodell [9] Rendszermodellek esetén a célfüggvények eltérhetnek a folyamatmodellnél alkalmazottól, sok esetben több célfüggvény is figyelembe vehető egyidejűleg (különösen párhuzamos folyamatoknál). A rendszermodellek struktúrája általában komplexebb, mint az egyedi folyamatoké. Párhuzamos folyamatokat tartalmazó rendszerek esetén a modellstruktúra is tartalmazhat egymástól független, különálló folyamatokat. A több célfüggvényhez igazodva a leíró összefüggések is különfélék lehetnek, ezért a rendszermodellek általában sokkal komplexebbek. A működési feltételek, illetve az érvényességi korlátozások párhuzamos folyamatok esetén teljesen eltérhetnek egymástól, de a rendszer egészére vonatkozóan is szükség lehet működési feltételek, illetve az érvényességi korlátozások definiálására. A megoldáskeresés módszerei, illetve a kapott megoldásváltozatok is különbözhetnek a különböző folyamatokra, illetve a teljes rendszerre vonatkozóan. A rendszermodellnél az egyes folyamatok alapjellemzői mellett szükség van a rendszerjellemzők (a folyamatok kapcsolatai, hozzárendelési változatok, változó jellemzők, stb.) megadására is, és a leíró jellemzőket legtöbbször külön-külön elő kell állítani a folyamatokra és a teljes rendszerre vonatkozóan.

51

6.2. Anyagáramlási folyamatok modellezése Az anyagáramlási folyamatok modellezésének célja egy olyan modell felállítása, amelyen a tervezési feladatok elvégezhetők, illetve a folyamat megfelelő működése ellenőrizhető, optimálható. Az anyagáramlási folyamat-modellek esetén három szintet különböztethetünk meg [10]: 

az anyagmozgató berendezések működési modelljei,



az anyagáramlási alapfolyamatok modelljei,



komplex anyagáramlási folyamatok modelljei.

Az anyagmozgató berendezéseknél a modellezést általában a dinamikus viselkedés vizsgálatára alkalmazzák, ahol feltárhatók a berendezések esetleges működési zavarai. Az anyagáramlási alapfolyamatok (rakodás, szállítás, tárolás, csomagolás, egységrakományképzés, komissiózás, stb.) modelljei elsősorban a megvalósíthatóság, működőképesség ellenőrzésére szolgálnak és jelentősen eltérhetnek egymástól. A modellezésnek komplex anyagáramlási folyamatok vizsgálatánál van a legnagyobb jelentősége, amelyek több különböző alapfolyamatot tartalmaznak. Minél nagyobb a feladatok komplexitása, annál bonyolultabb modellt kell alkalmazni, a folyamatok modellek alkalmazása nélkül sok esetben egyáltalán nem kezelhetőek. Statikus modellekkel a folyamatok általános felépítését és működését lehet vizsgálni, a dinamikus modellek általában az instacionér és a sztochasztikus folyamatelemek elemzésére használhatók. Az anyagáramlási folyamatok általában egy-egy modell segítségével vizsgálhatók (egy adott célfüggvény esetén), amelyek jellemzően 

matematikai modellek,



fizikai modellek, vagy



strukturális modellek.

A strukturális modellek csak a modellstruktúrát tartalmazzák és az elemek kapcsolatát szemléltetik. Ez a fajta modell nem alkalmas mélyebb vizsgálatokra, de fontos eszköze a megvalósíthatóság vizsgálatának és a dolgozók (a folyamatot működtető operátorok) tájékoztatásának [11]. Az anyagáramlási folyamatok vizsgálatára alkalmazható modellek nagyon sokfélék, ezért az egyes modellek alkalmazhatósága, illetve érvényessége jelentősen korlátozott lehet. 52

Általában eltérő modellt kell alkalmazni (egy adott folyamat esetén) 

eltérő működésű eszközök esetén (folyamatos, vagy szakaszos),



eltérő mozgási jelleg esetén (kötött, vagy szabad mozgás),



eltérő anyagjelleg esetén (darabáru, vagy ömlesztett anyag).

A modell felépítéséhez szükséges alapjellemzők igazodnak az anyagáramlási folyamatok sajátosságaihoz (46. ábra).

O2

O3

O1

O4

O5

Objektumok

Útvonalak

Eszközök

Áramlások

46. ábra Példa anyagáramlási alapfolyamatra (üzemi szállítás) [10] Az anyagáramlási folyamatokban leggyakrabban előforduló alapelemek a következők: 

objektumok,



útvonalak,



anyagmozgató eszközök.

Az alapelemek között fennálló kapcsolatot az anyagáramlási jellemzők határozzák meg, melyek különböző formában definiálhatók: 

anyagáramlási mátrix,



kapcsolati mátrix,



anyagáram intenzitás mátrix, stb.

Az anyagáramlási folyamatok során figyelembe vett törvényszerűségek általában fizikai összefüggések, amelyek az anyag mozgatásához kötődnek (pl. gravitáció, mozgási jellemzők,

53

súrlódások, stb.). A folyamat alapjellemzői között megadott környezeti hatások két különböző csoportban jelentkezhetnek: 

a pálya sajátosságai,



a csatlakozó folyamatok és objektumok jellemzői.

Igazodva az alapjellemzőknél elmondottakhoz, a modell jellemzői is igazodnak az anyagáramlási folyamatok sajátosságaihoz (47. ábra).

Alapjellemzők: - alapelemek: - objektumok, - utak, - telepítési helyek, - szállítóeszközök, stb. - kapcsolatok: - kapcsolati mátrix, - anyagáram mátrix, - törvényszerűségek: - sebesség, - billentő nyomaték, stb. - környezeti hatások: - lejtős pálya, - forgalom, stb.

FOLYAMAT MODELL Modell jellemzők: - célfüggvények: - minimális anyagáramlás, - minimális úthosszak, stb. - modellstruktúra, - leíró összefüggések: - anyagáramlási munka, - távolságok, stb. - működési feltételek: - korlátozások, - kötöttségek, - szomszédság, - érvényességi korlátozások: - kötött pálya, - folyamatos működés, stb. - megoldási módszerek: - partícionált mátrixok, - CRAFT módszer, - integrált tervezés, stb.

Leíró jellemzők: - alkalmazhatóság: - gépméret, - eszköz típus, stb. - működési paraméterek: - összes szállítási munka, - szállítási távolságok, stb. - egyéb sajátosságok: - helykijelölő mátrix, - alapterület igény, stb.

47. ábra Példa egy anyagáramlási folyamat modelljére (telepítés tervezéshez) Az anyagáramlási folyamatok vizsgálatánál alkalmazható célfüggvények: 

idők: o termék átfutási idő, o eszköz működési idők, o várakozási idők, stb.



költségek: o kialakítási költségek, o működési költségek, o veszteség költségek, stb.

54



teljesítmények: o anyagmozgatási munka, o üresjárati munka, stb.



kapacitás kihasználtságok: o szállítási kapacitás, o rakodási kapacitás, o tárolási kapacitás, stb.

Az anyagáramlási folyamatoknál a leíró összefüggések elsősorban a célfüggvények által definiált képletek, illetve az azok kiszámításához szükséges fizikai (az objektumokkal kapcsolatos) összefüggések lesznek. Az anyagáramlási folyamatoknál a folyamatjellemzők csak a működési területet határolják le, a modell által ténylegesen lefedhető területet a működési feltételek definiálják, amelyek két fő kategóriába sorolhatók: korlátozások és kötöttségek. A korlátozások a rendszerparamétereket, vagy a működés bizonyos jellemzőit adott intervallumon belül engedik csak változni. Ennek következtében az anyagáramlási folyamat csak a működési feltételek által meghatározott tartományon belül működhet. A kötöttségek a folyamatok egyes paramétereit rögzített értéken tartják, tehát csökkentik a lehetséges változatok számát. A kötöttségek és korlátozások a folyamat bármely elemére, illetve kapcsolatára vonatkozhatnak. Az érvényességi korlátozások az anyagáramlási folyamatok azon paraméter-tartományait definiálják, ahol a modell segítségével nyert vizsgálati eredmények fedik a valós folyamat viselkedését (pl. a pályához kötött eszközökkel kiszolgált folyamat modellje nem alkalmas a kötetlen mozgású eszközökkel kiszolgált folyamatok vizsgálatára). Az anyagáramlási feladatoknál alkalmazott megoldási módszerek egy része általánosan (több féle feladatnál) használható a modellekben, egy részük azonban feladat specifikus és igazodik a tervezési feladatokhoz. Általános jellemzője az anyagáramlási folyamatoknak, hogy ha az objektumok között a kapcsolat lineáris (egy objektum csak egy be- és egy kimenő anyagárammal rendelkezik) akkor a felmerülő feladatok egyszerűen megoldhatók. Ha az objektumok több be- és kimenő anyagárammal rendelkeznek, akkor általában optimálni kell a felmerülő áramlási feladatokat (pl. centrumkeresés). A folyamatot leíró jellemzők közül az alkalmazhatóság elsősorban az optimális eszköztípusok (megoldások) kiválasztását jelenti, a működési paraméterek pedig a modell általános jellemzőit számszerűsítik. Ezen kívül a kapott egyedi jellemzők (pl. helykijelölő mátrix – 55

telepítés tervezési feladatok esetén) a modell alkalmazásával lefolytatott vizsgálatok eredményét tartalmazzák. 6.3. Anyagáramlási rendszerek modellezése Az anyagmozgatási feladatok többsége általában - a feladat komplexitásától függően - nem oldható meg egyetlen folyamat működtetésével, hanem csak összetett anyagáramlási rendszer segítségével. Anyagáramlási rendszerek esetén a tervezési, működtetési feladat elsősorban a berendezések működésének összehangolásából és folyamatos anyagáramlás biztosításából áll. Anyagáramlási rendszerről akkor beszélhetünk, ha 

a változó anyagáramlás következtében az objektumokhoz történő hozzárendelések időben változnak,



ha a feladatok végrehajtására, annak nagyságrendje miatt, több függetlenül működő eszközt kell biztosítani.

Az anyagáramlási rendszerek a modellezés szempontjából három, jól elkülönülő főbb csoportra bonthatók: 

folyamatra egyszerűsíthető rendszerek,



időben változó anyagáramlást tartalmazó rendszerek,



nagyméretű, sok eszközt és független feladatot tartalmazó rendszerek.

Az

anyagáramlási

rendszereket

folyamat

modellre

egyszerűsíthetjük

(kisméretű

rendszereknél) abban az esetben, ha az áramlások időben állandóak az objektumok között és az eszközkiosztás sem változik. Nagyméretű rendszereknél az egyszerűsítés további feltétele az egyes részfolyamatok párhuzamos működése, ami független objektum és eszköz hozzárendeléseket feltételez. A mennyiben az anyagáramlás időben változik, akkor a rendszermodell felírásánál két lehetőség adódik: 

olyan célfüggvényt kell alkalmazni, amelynél a változó paraméterek hatását ki tudjuk küszöbölni (pl. változó áramlások esetén az anyagáramlási munka helyett az áramlási úthosszakat vizsgáljuk),



statisztikai eszközökkel kell a változó értékeket kezelni (pl. átlagértékek, szélsőértékek használata), de ehhez előzetes statisztikai elemzésekre van szükség.

56

Időben változó áramlásnál a modellek csak közelítő pontosságú eredményeket szolgáltatnak és leszűkítik az érvényességet. Nagyméretű, sok eszközt és független feladatot tartalmazó rendszereknél célszerű a modell felírásához az objektumokat adott részterületekhez rendelni, amelyek áramlási jellemzőit statisztikai eszközökkel, az egyes változó értékek figyelembevételével kell előállítani. Az ilyen modelleknél az eredmények csak az adott területekre vonatkozóan értelmezhetők. A rendszer-objektumokat, illetve a kapcsolatokat tekintve alapvető különbséget kell tenni a belső és a kapcsolódó modellelemek között. A belső elemek csak az adott anyagáramlási rendszer belső objektumaival állnak kapcsolatban, a kapcsolódó elemek más rendszerhez is kapcsolódnak (48. ábra). Ezen túl a rendszer objektumok különböző hierarchiai szinteken helyezkedhetnek el, amely meghatározza a kapcsolataik jellegét.

K1

O1

O4

...

...

...

O2

...

...

...

...

O3

...

On

Km

Belső objektumok Kapcsolódó objektumok Eszközök Belső áramlások Kapcsolódó áramlások Útvonalak

48. ábra Példa komplex anyagáramlási rendszerre Az anyagáramlási rendszermodellek (49. ábra) felépítésükben szintén nem különböznek a folyamat modellektől, az eltérés itt is főleg a jellemzők megadásánál jelentkezik. Az anyagáramlási rendszermodelleknél az egyes folyamatok alapjellemzői mellett szükség van a rendszerjellemzők megadására is, amelyek a következők: 

az egyes folyamatok kapcsolatai: o független (párhuzamos folyamatoknál),

57

o beágyazott (egyszeresen, vagy többszörösen), o kapcsolt (kevés érintkezési pont), stb. 

hozzárendelési változatok: o állandó, o változó, 

folyamatos,



szakaszos, stb.

o rugalmas, stb. 

változó jellemzők: o determinisztikus: 

egyenletes,



periodikus,



ugrásszerű, stb.

o sztochasztikus, stb.

Alapjellemzők: RENDSZERMODELL + az egyes folyamatok alapjellemzői: - alapelemek: - objektumok, - utak, - telepítési helyek, - szállítóeszközök, stb. - kapcsolatok: - kapcsolati mátrix, - anyagáram mátrix, - törvényszerűségek: - sebesség, - billentő nyomaték, stb. - környezeti hatások: - lejtős pálya, - forgalom, stb. + rendszerjellemzők: - a folyamatok kapcsolatai: - független, - beágyazott, stb. - hozzárendelés változatok: - állandó, - változó, stb. - változó jellemzők: - determinisztikus, - sztochasztikus, stb.

Modell jellemzők: - célfüggvények: - minimális anyagáramlás, - minimális úthosszak, stb. - modellstruktúra: - párhuzamos, - komplex, stb. - leíró összefüggések: - anyagáramlási munka, - távolságok, stb. - működési feltételek: - korlátozások, - kötöttségek, - szomszédság, - érvényességi korlátozások: - kötött pálya, - folyamatos működés, stb. - megoldási módszerek: - partícionált mátrixok, - CRAFT módszer, - integrált tervezés, stb.

Leíró jellemzők: - alkalmazhatóság: - folyamatokra: - gépméret, - eszköz típus, stb. - rendszerekre: - közös utak, - közös eszközök, stb. - működési paraméterek: - folyamatokra: - összes szállítási munka, - távolságok, stb. - rendszerekre: - eszköz kihasználtság, - várakozások, stb. - egyéb sajátosságok: - helykijelölő mátrix, - alapterület igény, - folyamat típus, stb.

49. ábra Példa egy anyagáramlási rendszer modelljére (telepítés tervezéshez) 58

Anyagáramlási rendszermodellek esetén olyan célfüggvények is alkalmazhatók, amelyek az egyedi folyamatoknál kevésbé jellemzőek: 

kapacitás kihasználtság,



teljesítőképesség (a rendszer eszközeinek potenciálja),



helyettesíthetőség (alternatív eszköz biztosítás), stb.

Anyagáramlási rendszermodellek struktúrája lényegesen összetettebb, mint az egyedi folyamatoké és tükrözi az egyes folyamatok kapcsolatainak komplexitását. A

működési

feltételeket,

illetve

az

érvényességi

korlátozásokat

anyagáramlási

rendszermodellek esetén mind az egyes folyamatokra, mind a teljes rendszerre vonatkozóan definiálni kell. Bizonyos esetekben ezek egybeeshetnek, de teljesen eltérő feltételrendszerek is előfordulhatnak. A leíró jellemzőket legtöbbször külön-külön elő kell állítani az egyedi folyamatokra és a teljes anyagáramlási rendszerre vonatkozóan. Az anyagáramlási rendszert leíró jellemzők közül az alkalmazhatóság elsősorban a rendszer egésze szempontjából optimális eszköztípusok (megoldások) kiválasztását jelenti, de az egyedi folyamatoknál alkalmazható eszközökre is kiterjed. A működési paraméterek között megjelennek azok az elemek, amelyek csak a rendszer leírására szolgálnak: 

várakozások,



kihasználtságok,



torlódások, stb.

Az egyedi jellemzők közül kiemelkednek azok, amelyek a modell alkalmazásával lefolytatott vizsgálatok eredményeként a rendszer folyamatainak a modellben betöltött szerepét minősítik az alkalmazhatósággal kapcsolatban. 7. ANYAGÁRAMLÁSI RENDSZEREK ÉRTÉKELÉSI MÓDSZEREI Mivel egy adott anyagáramlási folyamat esetén több féle megoldás is alkalmazható a kiszolgálási feladatok megvalósítására, ezért szükség van az egyes modellek, illetve modellváltozatok, összehasonlítására. Az összehasonlításhoz olyan módszerekre van szükség, amivel az egyes változatok értékelhetők, minősíthetők.

59

Az anyagáramlási rendszerek jellegéből adódóan jelentős különbségek lehetnek az egyes modellek között, amelyek közvetlenül nem összehasonlíthatók, ezért külön kell választani a 

belső (üzemi) és



a külső anyagáramlási rendszermodelleket.

A különböző esetekben eltérő módszereket kell alkalmazni az anyagáramlási rendszerek értékelése során. Integrált anyagáramlási rendszermodellek lehetséges értékelési módszerei [12]: 

teljesítmény-alapú értékelés,



idő-alapú értékelés,



eszköz-teljesítőképesség alapú értékelés,



eszköz-kihasználtság alapú értékelés,



költség-alapú értékelés, stb.

7.1. Teljesítmény-alapú értékelés A teljesítmény-alapú értékelésnél az anyagmozgató berendezések által kifejtett teljesítményt (munkát) tekintjük az értékelés alapjának. Az anyagmozgató berendezések háromféle aktív tevékenységet fejthetnek ki a kiszolgálás során: 

szállítás,



rakodás (felrakodás és lerakodás),



raktári kiszolgáló tevékenységek (betárolás, kitárolás, áttárolás, stb.).

Fentiek alapján az anyagáramlási rendszer összteljesítménye [12]: PÖ  PS  PR  PRT

ahol PS

- a rendszerben alkalmazott szállítóberendezések összes teljesítménye [kg·m/s],

PR

- a szállítási feladatokkal kapcsolatban felmerülő összes rakodási teljesítmény [kg·m/s],

PRT

- a rendszer raktáraiban, tárolóiban felmerülő összes kiszolgálási teljesítmény [kg·m/s].

60

A szállítóberendezések összes teljesítményét az egyes szállítási relációkhoz rendelhető anyagáramlási teljesítmények összegeként állíthatjuk elő: n

PS 

n



n

pij 

i 1 j 1

n

 q  l  ij

ij

i 1 j 1

ahol pij

- az egyes relációkhoz rendelhető teljesítmény [kg·m/s],

qij

- az egyes relációk anyagáram intenzitása [kg/s],

lij

- az egyes relációkhoz kötődő úthosszak [m].

n

- a rendszer objektumainak száma.

A szállítási feladatokkal kapcsolatban felmerülő rakodási teljesítmény szintén köthető az egyes szállítási relációkhoz: n

PR  PRF  PRL 

n

 p

RFij

 pRLij



i 1 j 1

ahol pRFij

- az egyes relációkhoz kötődő, berendezésre történő felrakási teljesítmény [kg·m/s],

pRLij

- az egyes relációkhoz kötődő berendezésről történő lerakási teljesítmény [kg·m/s].

A rendszer raktáraiban, tárolóiban felmerülő összes kiszolgálási teljesítményt az egyes tárolási, raktározási feladatokhoz kötődő mennyiségek összegeként állíthatjuk elő: m

PRT 

ki

 p

RTij

i 1 j 1

ahol p RTij

- az egyes raktárakhoz, tárolókhoz kötődő átlagos kiszolgálási teljesítmény [kg·m/s],

ki

- az i-edik raktárhoz, tárolóhoz kötődő kiszolgálások száma [db],

m

- a rendszer raktárainak, tárolóinak száma [db].

61

Az egyes raktárakhoz, tárolókhoz kötődő átlagos kiszolgálási teljesítmény tartalmazza minden, a raktárban, tárolóban felmerülő feladat esetén a szükséges befektetett anyagáramlási teljesítmény. A teljesítmény-alapú értékelésnél az anyagmozgató berendezések passzív tevékenységei (várakozások, üresjáratok, stb.) matematikailag nem vehetők figyelembe, mert a szállított mennyiség zérus. Külső anyagáramlási rendszerek esetén a szállítóberendezések teljesítménye lényegesen nagyobb, mint a rakodó, illetve a raktári kiszolgáló berendezéseké, ezért bizonyos esetekben az utóbbi kettő elhanyagolható (az anyagáramlási feladattól függően). 7.2. Idő-alapú értékelés Az idő-alapú értékelésnél az anyagáramlási rendszer működése során mért átfutási időket tekintjük az értékelés alapjának. Az átfutási időket rendelhetjük: 

termékhez,



egységrakományhoz,



gyártási sorozathoz,



teljes rakományokhoz (külső).

Az anyagáramlási folyamat értékelése szempontjából a legjobban használható az egységrakományok átfutási idejét alapul vevő értékelés. Fentiek alapján az egységrakományoknak az anyagáramlási rendszerben töltött átfutási ideje a következő elemekből tevődik össze [12]: tER  tGY  tS  tR  tRT  tV

ahol tGY

- az összes gyártásban eltöltött idő [min],

tS

- az összes szállítási idő [min],

tR

- az összes rakodási idő [min],

tRT

- a rendszer raktáraiban, tárolóiban eltöltött összes idő [min],

tV

- az anyagáramlási rendszerben várakozással eltöltött összes idő [min].

62

A külső anyagáramlási rendszerek során jelentkező várakozások csak a szállítási, vagy rakodási időkbe integrálva szerepelhetnek, mert önállóan nem fordulnak elő. A gyártási idők általában nem befolyásolják a folyamatot, a rakodási idők itt is elhagyhatók. A gyártásban eltöltött, az adott egységrakományhoz kötődő időt az egyes technológiai műveletekhez kötve, a különféle gyártáshoz kapcsolódó idők (előkészítési, gyártási, stb.) összegeként állíthatjuk elő: p

tGY 

t

GYi

i 1

ahol tGYi

- az i-edik technológiai műveletben felmerülő átlagos gyártási idő [min],

p

- a technológiai objektumok száma.

A szállítások összes idejét, az adott egységrakományhoz kötődő, az egyes szállítási relációkhoz rendelhető szállítási idők összegeként állíthatjuk elő: n

tS 

n

t

Sij

 rij



i 1 j 1

ahol tSij

- az egyes relációkhoz kötődő szállítási idők [min],

rij

- az egyes relációkhoz kötődő szállítások száma [db]: rij 

Qij

qij Qij

- az i-j. relációban egyszerre szállított mennyiség [db].

A rakodások összes idejét, az adott egységrakományhoz kötődő az egyes szállítási relációkhoz rendelhető rakodási (fel- és lerakodás) idők összegeként állíthatjuk elő: n

tR 

n

t i 1 j 1

n

Rij

n

  tRFij  tRLij   rij 

 rij 

i 1 j 1

ahol tRij

- az egyes relációkhoz kötődő rakodási idők [min],

tRFij

- az egyes relációkhoz kötődő felrakodási idők [min],

tRLij

- az egyes relációkhoz kötődő lerakodási idők [min].

63

A rendszer raktáraiban, tárolóiban az adott egységrakomány által eltöltött összes időt az egyes tárolási, raktározási feladatokhoz kötődő idők összegeként állíthatjuk elő: m

t RT 

t

RTi

i 1

ahol tRTi

- az i-edik raktárhoz, tárolóhoz kötődő tárolási idő száma [min].

A várakozások összes idejét, az adott egységrakományhoz kötődő az egyes szállítási relációkhoz rendelhető várakozási idők összegeként állíthatjuk elő: n

tV 

n

t

Vij

i 1 j 1

ahol tVij

- az i-j. szállítási relációhoz rendelhető várakozási idő [kg/s].

7.3. Eszköz-teljesítőképesség alapú értékelés Az eszköz-teljesítőképesség alapú értékelésnél az anyagáramlási rendszerben alkalmazott anyagmozgató eszközök számát és teljesítőképességét tekintjük az értékelés alapjának. Az anyagmozgató eszközöket tekintve megkülönböztetjük: 

a szállítóeszközöket,



a rakodóeszközöket,



a raktári kiszolgáló eszközöket.

Az anyagáramlási rendszerek értékelése szempontjából külön kell kezelni a szakaszos és a folyamatos működésű anyagmozgató berendezéseket. A külső anyagáramlási rendszerek esetén elsősorban a szakaszos működésű anyagmozgató berendezéseknek van jelentősége. Folyamatos működésű anyagmozgató berendezéseket csak ömlesztett anyagok és személyek (csak szállítóeszközök) áramoltatására alkalmaznak. Mivel az ömlesztett anyagok (illetve személyek) külső áramoltatása speciális szállítási utakat igényel, ezért a folyamat modellezése az üzemi anyagáramlási rendszereknél leírt módon valósítható meg.

64

Az anyagáramlási rendszerben alkalmazott szakaszos működésű anyagmozgató berendezések összes teljesítőképessége a következőképpen számítható [12]: sz Tsz  TSsz  TRsz  TRE

ahol TSsz

- a szakaszos működésű szállítóeszközök teljesítőképessége [kg],

TRsz

- a szakaszos működésű rakodóeszközök teljesítőképessége [kg],

TREsz - a rendszer raktáraiban, tárolóiban alkalmazott szakaszos működésű kiszolgálóeszközök teljesítőképessége [kg]. A szakaszos működésű szállítóeszközök teljesítőképessége: N Ssz

T

TSsz 

sz Si

i 1

ahol TSisz

- a szállítóeszközök teljesítőképessége [kg],

NSsz

- a szállítóeszközök száma [db],

A szakaszos működésű rakodóeszközök teljesítőképessége: N Rsz

T

TRsz 

sz Ri

i 1

ahol TRisz

- a rakodóeszközök teljesítőképessége [kg],

NRsz

- a rakodóeszközök száma [db],

A rendszer raktáraiban, tárolóiban alkalmazott szakaszos működésű kiszolgálóeszközök teljesítőképessége: sz N RE

sz TRE 

T

sz REi

i 1

ahol TREisz - a kiszolgálóeszközök teljesítőképessége [kg], NREsz - a kiszolgálóeszközök száma [db],

65

Az

anyagáramlási

rendszerben

alkalmazott

folyamatos

működésű

anyagmozgató

berendezések összes teljesítőképessége a következőképpen számítható [12]: f T f  TSf  TRf  TRE

ahol TSf

- a folyamatos működésű szállítóeszközök teljesítőképessége [kg/s],

f

- a folyamatos működésű rakodóeszközök teljesítőképessége [kg/s],

TR

TREf

- a rendszer raktáraiban, tárolóiban alkalmazott folyamatos működésű

kiszolgálóeszközök teljesítőképessége [kg/s]. A folyamatos működésű szállítóeszközök teljesítőképessége: N Sf

T

TSf 

f Si

i 1

ahol TSif

- az i-edik szállítóeszköz teljesítőképessége [kg/s],

NSf

- a szállítóeszközök száma [db].

A folyamatos működésű rakodóeszközök teljesítőképessége: N Rf

TRf

T



f Ri

i 1

ahol TRif

- az i-edik rakodóeszköz teljesítőképessége [kg/s],

NRf

- a rakodóeszközök száma [db].

A rendszer raktáraiban, tárolóiban alkalmazott folyamatos működésű kiszolgálóeszközök teljesítőképessége: f N RE

f TRE 

T

f REi

i 1

ahol TREif

- az i-edik kiszolgálóeszköz teljesítőképessége [kg/s],

NREf

- a kiszolgálóeszközök száma [db]. 66

7.4. Eszköz-kihasználtság alapú értékelés Az eszköz-kihasználtság alapú értékelésnél az anyagáramlási rendszerben alkalmazott anyagmozgató eszközök kihasználtságát tekintjük az értékelés alapjának. Az eszköz-kihasználtságot tekintve meg kell különböztetni: 

szakaszos működésű o a szállítóeszközöket, o a rakodóeszközöket, o a raktári kiszolgáló eszközöket,



folyamatos működésű o a szállítóeszközöket, o a rakodóeszközöket, o a raktári kiszolgáló eszközöket,



a raktárakat, tárolókat.

A teljesítőképesség-alapú módszerhez hasonlóan ebben az esetben is csak a szakaszos működésű eszközök, illetve a raktárak és tárolók játszanak szerepet a külső anyagáramlási rendszerek értékelésnél. Az anyagáramlási rendszerben alkalmazott szakaszos működésű anyagmozgató berendezések átlagos kihasználtsága a következőképpen számítható [12]:

Csz 

sz sz N Ssz  CSsz  N Rsz  CRsz  N RE  CRE

N sz

ahol CSsz

- a szakaszos működésű szállítóeszközök átlagos kihasználtsága [%],

CRsz

- a szakaszos működésű rakodóeszközök átlagos kihasználtsága [%],

CREsz - a rendszer raktáraiban, tárolóiban alkalmazott szakaszos működésű kiszolgálóeszközök átlagos kihasználtsága [%], sz

N

- a szakaszos működésű anyagmozgató eszközök száma [db]: sz N sz  NSsz  N Rsz  N RE

67

A szakaszos működésű szállítóeszközök átlagos kihasználtsága: N Ssz

c

sz Si

CSsz  n

n

 sz cSi



i 1

N Ssz

sz  q jk  gSijk 

r jk j 1 k 1 n n



sz  J Si



sz g Sijk

sz tSi

tesz

 100

j 1 k 1

ahol cSisz

- az i-edik szakaszos működésű szállítóeszköz átlagos kihasználtsága [%],

sz

- az i-edik szakaszos működésű szállítóeszköz maximális kapacitása [kg].

JSi

gSijksz - az i-edik szakaszos működésű szállítóeszköz műveleti mátrixának az j-k. relációra vonatkozó eleme. tesz

- a szakaszos működésű szállítóeszközök maximális elméleti működési ideje [min].

tSi

sz

- az i-edik szakaszos működésű szállítóeszköz hasznos működési ideje [min]: n

sz tSi 

n

t

jk

sz  g Sijk  r jk

j 1 k 1



A szakaszos működésű rakodóeszközök átlagos kihasználtsága: N Rsz

CRsz  n

n

 sz cRi



c

sz Ri

i 1

N Rsz

sz  q jk  gRijk 

r jk j 1 k 1 n n



sz  J Ri

sz g Rijk



sz t Ri

tesz

 100

j 1 k 1

ahol cRisz

- az i-edik szakaszos működésű rakodóeszköz átlagos kihasználtsága [%],

sz

- az i-edik szakaszos működésű rakodóeszköz maximális kapacitása [kg].

JRi

68

gRijksz - az i-edik szakaszos működésű rakodóeszköz műveleti mátrixának az j-k. relációra vonatkozó eleme, tRisz

- az i-edik szakaszos működésű rakodóeszköz hasznos működési ideje [min]: n

sz t Ri



n

 t



sz  t RLjk  g Rijk  r jk  

RFjk

j 1 k 1

A rendszer raktáraiban, tárolóiban alkalmazott szakaszos működésű kiszolgálóeszközök átlagos kihasználtsága: sz N RE

sz CRE 

sz rREi

sz cREi



c

sz REi

i 1

sz N RE

sz qREij

J j 1

sz REi

sz rREi



sz t REi

tesz

 100

ahol cREisz - az i-edik szakaszos működésű kiszolgálóeszköz átlagos kihasználtsága [%], JREisz

- az i-edik szakaszos működésű kiszolgálóeszköz maximális kapacitása [kg],

rREisz

- az i-edik szakaszos működésű kiszolgálóeszköz feladatainak száma,

qREijsz - az i-edik szakaszos működésű kiszolgálóeszköz j-edik feladatához tartozó mennyiség, tREisz

- az i-edik szakaszos működésű kiszolgálóeszköz hasznos működési ideje [min]: sz rREi

sz t REi 

t

sz REij

j 1

Az

anyagáramlási

rendszerben

alkalmazott

folyamatos

működésű

anyagmozgató

berendezések átlagos kihasználtsága a következőképpen számítható [12]: Cf 

f f N Sf  CSf  N Rf  CRf  N RE  CRE

Nf

ahol CSf

- a folyamatos működésű szállítóeszközök átlagos kihasználtsága [%],

f

- a folyamatos működésű rakodóeszközök átlagos kihasználtsága [%],

CR

69

CREf

- a rendszer raktáraiban, tárolóiban alkalmazott folyamatos működésű kiszolgálóeszközök átlagos kihasználtsága [%],

Nf

- a folyamatos működésű anyagmozgató eszközök száma [db]: f N f  N Sf  N Rf  N RE

A folyamatos működésű szállítóeszközök átlagos kihasználtsága: N Sf

c

f Si

CSf  n

n

 cSif



i 1

N Sf

f q jk  g Sijk

j 1 k 1 n n

f tSijk

 g



f Sijk

1 J Sif

 100

j 1 k 1

ahol cSif

- az i-edik folyamatos működésű szállítóeszköz átlagos kihasználtsága [%],

JSif

- az i-edik folyamatos működésű szállítóeszköz maximális kapacitása [kg/s].

gSijkf

- az i-edik folyamatos működésű szállítóeszköz műveleti mátrixának az j-edik relációra vonatkozó eleme.

tSijkf

- az i-edik szakaszos működésű szállítóeszköz j-edik relációra vonatkozó működési ideje [min].

A folyamatos működésű rakodóeszközök átlagos kihasználtsága: N Rf

CRf  n

n

 f cRi



c

f Ri

i 1

N Rf

f q jk  g Rijk

j 1 k 1 n n

f t Rijk

 g

f Rijk



1 J Rif

 100

j 1 k 1

ahol cRif

- az i-edik folyamatos működésű rakodóeszköz átlagos kihasználtsága [%], 70

JRif

- az i-edik folyamatos működésű rakodóeszköz maximális kapacitása [kg/s].

gRijkf

- az i-edik folyamatos működésű rakodóeszköz műveleti mátrixának az j-k. relációra vonatkozó eleme.

tRijkf

- az i-edik szakaszos működésű rakodóeszköz j-k. relációra vonatkozó rakodási ideje [min].

A rendszer raktáraiban, tárolóiban alkalmazott folyamatos működésű kiszolgálóeszközök átlagos kihasználtsága: f N RE

f CRE 

f rREi

f cREi



c

f REi

i 1

f N RE

f qREij

t

f j 1 REij f rREi



1 f J REi

 100

ahol cREif

- az i-edik folyamatos működésű kiszolgálóeszköz átlagos kihasználtsága [%],

JREif

- az i-edik folyamatos működésű kiszolgálóeszköz maximális kapacitása [kg/s],

rREif

- az i-edik folyamatos működésű kiszolgálóeszköz feladatainak száma,

tREijf

- az i-edik folyamatos működésű rakodóeszköz j-edik feladatára vonatkozó kiszolgálási ideje [min],

qREijf

- az i-edik folyamatos működésű kiszolgálóeszköz j-edik feladatához tartozó mennyiség [kg].

A raktárak, tárolóeszközök átlagos kihasználtságának meghatározása [12]: Nr

Cr 



Nr

Cir

i 1

N

r



J i 1

r

cTi r Ti r

 100

N

ahol cTir

- az i-edik raktár, tároló átlagos kihasználtsága [%],

JTir

- az i-edik raktár, tároló maximális tárolókapacitása [db].

Nr

- a raktárak, tárolók száma [db].

71

7.5. Költség-alapú értékelés A költség-alapú értékelésnél az anyagáramlási rendszer működése során felmerülő költségeket tekintjük az értékelés alapjának. A költségek szempontjából meg kell különböztetni: 

állandó (az anyagáramlási feladatoktól független) költségeket,



az anyagáramlási feladatokhoz kötődő változó költségeket.

7.5.1. Állandó költségek Az anyagáramlási rendszer működése során felmerülő, de az anyagáramlási feladatoktól független összes költség meghatározása [12]: K fix  K Bfix  KTfix  KUfix  K Lfix

ahol KBfix

- az anyagmozgató berendezésekkel kapcsolatban felmerülő állandó költségek [Ft],

KTfix

- a raktárakkal, tárolókkal kapcsolatban felmerülő állandó költségek [Ft],

KUfix

- az anyagáramlási útvonalakkal kapcsolatban felmerülő állandó költségek [Ft],

KLfix

- az egyéb anyagáramlási objektumokkal kapcsolatban felmerülő állandó költségek [Ft].

Külső anyagáramlási rendszerek esetén, mivel az áramlási utak közutak, ezért azokkal kapcsolatban állandó költségek nem merülnek fel. Az anyagmozgató berendezésekkel kapcsolatban felmerülő állandó költségek elemei: fix fix fix fix fix K fix  K BI  K BA  K BB  K BF  K BS

ahol KBIfix - az anyagmozgató berendezésekkel kapcsolatban felmerülő beszerzési költségek [Ft], KBAfix - az anyagmozgató berendezésekkel kapcsolatban felmerülő amortizációs költségek [Ft], KBB

fix

- az anyagmozgató berendezésekkel kapcsolatban felmerülő bérleti költségek [Ft], 72

KBFfix - az anyagmozgató berendezésekkel kapcsolatban felmerülő fenntartási költségek (karbantartás, ápolás, stb.) [Ft], KBSfix - az anyagmozgató berendezésekkel kapcsolatban felmerülő személyi költségek (kezelő bére, stb.) [Ft]. A raktárakkal, tárolókkal kapcsolatban felmerülő állandó költségek elemei: fix fix fix KTfix  KTIfix  KTB  KTF  KTS

ahol KTIfix - a raktárakkal, tárolókkal kapcsolatban felmerülő kialakítási költségek [Ft], KTBfix - a raktárakkal, tárolókkal kapcsolatban felmerülő bérleti költségek [Ft], KTFfix - a raktárakkal, tárolókkal kapcsolatban felmerülő fenntartási költségek (üzemeltetés, takarítás, stb.) [Ft]. KTSfix - a raktárakkal, tárolókkal kapcsolatban felmerülő személyi költségek (raktáros bére, stb.) [Ft]. Az anyagáramlási útvonalakkal kapcsolatban felmerülő állandó költségek elemei: fix fix KUfix  KUI  KUF

ahol KUIfix - az útvonalakkal kapcsolatban felmerülő kialakítási költségek [Ft], KUFfix - az útvonalakkal kapcsolatban felmerülő fenntartási költségek (karbantartás, takarítás, stb.) [Ft]. Az egyéb anyagáramlási objektumokkal (parkolók, átrakóhelyek, stb.) kapcsolatban felmerülő állandó költségek elemei: fix fix fix fix K Lfix  K LI  K LB  K LF  K LS

ahol KLIfix - az egyéb anyagáramlási objektumokkal kapcsolatban felmerülő kialakítási költségek [Ft], KLBfix - az egyéb anyagáramlási objektumokkal kapcsolatban felmerülő bérleti költségek [Ft], KLFfix - az egyéb anyagáramlási objektumokkal kapcsolatban felmerülő fenntartási költségek (üzemeltetés, takarítás, stb.) [Ft].

73

KLSfix - az egyéb anyagáramlási objektumokkal kapcsolatban felmerülő személyi költségek (kezelő bére, stb.) [Ft]. 7.5.2. Változó költségek Az anyagáramlási feladatokhoz kötődő összes változó költség meghatározása [12]: vált vált K vált  KSvált  K Rvált  K RE  KÜJ

ahol KSvált - a szállítóeszközök anyagáramlási feladatokhoz kötődő összes változó költsége [Ft], KRvált - a rakodóóeszközök anyagáramlási feladatokhoz kötődő összes változó költsége [Ft], KREvált - a kiszolgálóeszközök anyagáramlási feladatokhoz kötődő összes változó költsége [Ft], KÜJvált - az anyagmozgató berendezések üresjárataihoz kötődő összes költség [Ft]. A külső anyagáramlási folyamatoknál olyan anyagmozgató eszközök (pl. outsourcing-ban használt eszközök, külső objektumok eszközei, stb.) is alkalmazásra kerülhetnek, amelyek más költség-vonzattal rendelkeznek, mint a rendszer saját eszközei. A szállítóeszközök áramlási feladatokhoz kötődő összes költsége: NS

K Svált



K

vált Si

i 1

n

vált K Si 

n

 q

jk

vált  l jk  kSi  g Sijk

j 1 k 1



ahol KSivált - az i-edik szállítóeszköz összes működési költsége [Ft], kSivált - az i-edik szállítóeszköz összes fajlagos működési költsége [Ft/(kg·m)], gSijk

- az i-edik szállítóeszköz műveleti mátrixának az j-k. relációra vonatkozó eleme,

NS

- a szállítóeszközök eszközök száma [db]: N S  N Ssz  N Sf

74

A rakodóeszközök áramlási feladatokhoz kötődő összes költsége: NR

K Rvált



K

vált Ri

i 1

n

vált K Ri



n

 r j 1 k 1

jk

vált vált    k Re i  k Rmi   g Rijk    

ahol KRivált - az i-edik rakodóeszköz összes működési költsége [Ft], vált

- az i-edik rakodóeszköz átlagos emelési költsége [Ft],

k Rmi

vált

- az i-edik rakodóeszköz átlagos mozgatási költsége [Ft],

gRijk

- az i-edik rakodóeszköz műveleti mátrixának az j-k. relációra vonatkozó

k Re i

eleme, NR

- a rakodóeszközök száma [db]: N R  N Rsz  N Rf

A kiszolgálóeszközök áramlási feladatokhoz kötődő összes költsége: N RE

vált K RE



 i 1

N RE

vált K REi



  k i 1

vált R E ei

vált   k REmi   rREi   

ahol KREivált - az i-edik kiszolgálóeszköz összes működési költsége [Ft], vált

k R E e i - az i-edik kiszolgálóeszköz átlagos emelési költsége [Ft]. vált

k REmi - az i-edik kiszolgálóeszköz átlagos mozgatási költsége [Ft].

rREif

- az i-edik kiszolgálóeszköz feladatainak száma: f sz rREi  rREi  rREi ,

NRE

- a kiszolgálóeszközök száma [db]: f sz N RE  N RE  N RE

75

Az anyagmozgató berendezések üresjárataihoz kötődő összes költség meghatározása: vált vált vált vált KÜJ  KSÜJ  K RÜJ  K REÜJ  K vált fÜJ

ahol KSÜJvált

- a szakaszos működésű szállítóeszközök üresjárataihoz kötődő összes költség [Ft],

KRÜJ

vált

- a szakaszos működésű rakodóeszközök üresjárataihoz kötődő összes költség [Ft],

KREÜJvált

- a szakaszos működésű kiszolgálóeszközök üresjárataihoz kötődő összes költség [Ft],

KfÜJvált

- a folyamatos működésű eszközök üresjárataihoz kötődő összes költség [Ft].

A szakaszos működésű szállítóeszközök áramlási feladatokhoz kötődő összes üresjárati költsége: N Ssz



vált K SÜJ

K

vált SÜJi

i 1

n

vált K SÜJi 

n

 k

vált SÜJi

j 1 k 1

sz   g Sijk  

ahol KSÜJivált vált

k SÜJi

- az i. szakaszos működésű szállítóeszköz összes üresjárati költsége [Ft], - az i. szakaszos működésű szállítóeszköz átlagos üresjárati költsége [Ft].

A szakaszos működésű rakodóeszközök áramlási feladatokhoz kötődő összes üresjárati költsége: N Rsz

vált K RÜJ 

K

vált RÜJi

i 1

n

vált K RÜJi



n

 r j 1 k 1

sz   k RÜJi  g Rijk  vált

jk

ahol KRÜJivált

- az i-edik szakaszos működésű rakodóeszköz összes üresjárati költsége [Ft],

vált

k RÜJi - az i-edik szakaszos működésű szállítóeszköz átlagos üresjárati költsége [Ft],

76

A szakaszos működésű kiszolgálóeszközök áramlási feladatokhoz kötődő összes üresjárati költsége: sz N RE

vált K REÜJ





sz N RE

vált K REÜJi



i 1

 k

vált R EÜJi

i 1

sz   rREi  

ahol KREÜJivált - az i-edik szakaszos működésű kiszolgálóeszköz összes üresjárati költsége [Ft], vált

k REÜJi

- az i-edik szakaszos működésű kiszolgálóeszköz átlagos üresjárati költsége [Ft],

A folyamatos működésű eszközök összes üresjárati költsége: Nf

K vált fÜJ 

K

Nf

vált fÜJi



i 1

 k

vált fÜJi

i 1

f  tÜJi



ahol KfÜJivált - az i-edik folyamatos működésű eszköz összes üresjárati költsége [Ft], kfÜJivált - az i-edik folyamatos működésű eszköz fajlagos üresjárati költsége [Ft/min], tÜJif

- az i-edik folyamatos működésű eszköz összes üresjárati ideje [min]: f f tÜJi  tmaxi  thif

7.6. Az egyes értékelési módszerek alkalmazhatósága Az előző fejezetben bemutatott értékelési módszerek nem minden anyagáramlási rendszer esetén alkalmazhatók egyforma hatékonysággal. A teljesítmény-alapú értékelés alkalmazásával közvetlenül elemezhetők az anyagáramlási folyamatok naturális ráfordításai. Hátránya ennek a megközelítésnek, hogy az anyagmozgató berendezések passzív tevékenységeit nem veszi figyelembe. Olyan esetekben alkalmazható hatékonyan, amikor a cél egy adott anyagáramlási teljesítmény előállítása, maximálása.

77

Az idő-alapú értékelés alkalmazásával közvetlenül vizsgálható az anyagáramlás során az egyes termékek, egységek átfutási ideje, ami olyan esetekben előnyös, amikor a cél az anyagáramlási

műveletek idejének minimálása. Hátránya, hogy az

anyagmozgató

berendezések működésének hatékonyságáról csak közvetve szolgáltat információkat. Az eszköz-teljesítőképesség alapú értékelés alkalmazásával a teljesítmény alapú értékeléshez képest (ami a rendszer általános teljesítményét vizsgálja) jobban elemezhetők az anyagáramlási rendszer anyagmozgató berendezésekkel kapcsolatos adottságai. Az adott rendszerhez illeszkedő optimális anyagáramlási teljesítmény előállítása esetén előnyös. Hátránya, hogy csak az anyagmozgató berendezések rendelkezésre álló kapacitásait elemzi, és nem nyújt információkat azok hozzárendeléséről. Az eszköz-kihasználtság alapú értékelés alkalmazásával pontosan elemezhetők az anyagáramlási rendszerben alkalmazott anyagmozgató berendezések kapacitásai (maximális terhelhetőség és időbeli kihasználtság). Olyan esetekben előnyös az alkalmazása, amikor a cél az adott rendszer, rendelkezésre álló anyagmozgatási kapacitásainak maximális kihasználása. Hátránya, hogy nem nyújt információkat az egyes anyagáramlási feladatok megvalósításának konkrét megoldásairól, illetve az eszközök hozzárendeléséről. A költség-alapú értékelés alkalmazásával közvetlenül vizsgálható az anyagáramlás során az egyes feladatok költségeinek alakulása, ami akkor alkalmazható hatékonyan, ha a cél az anyagáramlási folyamat költségeinek minimálása. Előnye, hogy az anyagáramlási folyamat olyan elemeiről (beruházási költségek, általános fenntartási költségek, stb.) is szolgáltat információkat, amelyek a többi értékelési módszerrel nem vizsgálhatók. Összehasonlítva az egyes értékelési módszerek jellemzőit megállapíthatjuk, hogy a költségalapú értékelésen kívül minden módszer ugyanolyan megközelítést használ, külön vizsgálja a szállítási, a rakodási és a tárolási jellemzőket. A költség-alapú értékelés esetén ez a megközelítés kiegészül az egyéb objektumokra és az üresjáratokra vonatkozó elemekkel. Az üzemi és külső anyagáramlási rendszereket összevetve fontos különbség, hogy a külső anyagáramlási rendszerekben a folyamatos eszközök alkalmazása nem számottevő, ezért az értékelési módszerek csak a szakaszos működésű eszközökre korlátozódnak.

78

1. táblázat A fő anyagáramlási változatok összehasonlítása [2] BELSŐ AR

MUNKAHELYI AR

KÜLSŐ AR

kiindulási pontja

egy

egy

egy, vagy több

befejezési pontja

egy

egy

egy, vagy több

belépési pontja

egy

egy

nincs

kilépési pontja

egy

egy

nincs

szervezése

egyedi

egyedi

forgalomfüggő

kapcsolata

kötött

kötött

tetszőleges

hierarchiája

nincs

nincs

lehet

típusa

belső, kapcsolódó

belső, kapcsolódó

független

szállító

üzemi

munkahelyi

külső

rakodó

üzemi

munkahelyi

üzemi, speciális

tároló

belső tárolók

belső tárolók

külső raktárak

útvonalai

egyedi

egyedi

független

szabályai

egyedi

egyedi

közlekedési

távolságai

rövid

nagyon rövid

hosszú

nincs

nincs

forgalom, időjárás

JELLEMZŐ Anyagáram

Objektumok

Eszközök

Szállítások

Környezeti hatások

Elemezve az üzemi és a külső anyagáramlási rendszerek által figyelembe vehető tényezők alakulását (2. és 3. táblázat), a következő megállapítások tehetők: 

külső anyagáramlási rendszereknél a termelési, illetve adott objektumhoz kötődő szolgáltatási elemek nem befolyásolják a rendszer működését,



a külső anyagáramlási rendszerek során jelentkező várakozások külön egyik értékelési módszerrel sem vizsgálhatók, csak a szállítási, vagy rakodási időkbe integrálva jelennek meg,



külső anyagáramlási rendszerek esetén a rendelkezésre álló áramlási útvonalak általában függetlenek az anyagáramlási rendszertől (önkormányzati, vagy állami tulajdonú közutak, vasútvonalak, vízi utak, stb.), ezért a rendszerek értékelésénél nem jelennek meg,



külső anyagáramlási rendszerek esetén a szállítóberendezések teljesítménye általában többszöröse a rakodó, illetve a raktári kiszolgáló berendezések teljesítményének, ezért az anyagáramlási feladat függvényében bizonyos esetekben az utóbbi kettő elhanyagolható,

79



külső

anyagáramlási

folyamatok

értékelésénél

bizonyos

esetekben a teljes

rakományok is alapul vehetők (nagyobb mennyiségek szállítása esetén), a költség-alapú értékelés esetén a külső anyagáramlási folyamatoknál külső anyagmozgató eszközök (pl. outsourcing, külső objektumok eszközei, stb.) is alkalmazásra kerülhetnek, amelyek más költségvonzattal rendelkeznek, mint a rendszer saját eszközei, stb. 2. táblázat Az értékelési módszerek által figyelembe vehető elemek üzemi anyagáramlási rendszerek esetén [12] Egyéb művelet Egyéb jellemző

Alapművelet

Szállítás

Rakodás

Tárolás

Gyártás

Várakozás

Üresjárat

Útvonal

Objektum

Eszköz

ÉRTÉKELŐ MÓDSZER

1. Teljesítmény-alapú

x

x

x

Ø

Ø

Ø

#

#

Ø

2. Idő-alapú

x

x

x

x

x

Ø

#

#

Ø

3. Eszköz-teljesítőképesség alapú

x

x

x

Ø

Ø

Ø

Ø

#

x

4. Eszköz-kihasználtság alapú

x

x

x

Ø

Ø

#

#

#

x

5. Költség-alapú

x

x

x

Ø

Ø

x

x

x

#

x – közvetlenül figyelembe veszi, # – közvetve veszi figyelembe, Ø – nem veszi figyelembe

3. táblázat Az értékelési módszerek által figyelembe vehető elemek külső anyagáramlási rendszerek esetén Egyéb művelet Egyéb jellemző

Alapművelet

Rakodás

Tárolás

Gyártás

Várakozás

Üresjárat

Útvonal

Objektum

Eszköz

ÉRTÉKELŐ MÓDSZER Szállítás



1. Teljesítmény-alapú

x

x

x

Ø

Ø

Ø

#

#

Ø

2. Idő-alapú

x

x

x

Ø

Ø

Ø

#

#

Ø

3. Eszköz-teljesítőképesség alapú

x

x

x

Ø

Ø

Ø

Ø

#

x

4. Eszköz-kihasználtság alapú

x

x

x

Ø

Ø

#

#

#

x

5. Költség-alapú

x

x

x

Ø

Ø

x

#

x

#

x – közvetlenül figyelembe veszi, # – közvetve veszi figyelembe, Ø – nem veszi figyelembe

80

IRODALOMJEGYZÉK [1]

CSELÉNYI J., ILLÉS B. (szerk.): Anyagáramlási rendszerek tervezése és irányítása I. ISBN 9636616728, Miskolc, 2006, p.: 1-380.

[2]

TELEK P.: Anyagáramlási rendszerek változatai. GÉP LXIII. évfolyam 2012/4. ISSN 0016-8572 pp.: 23-26.

[3]

TELEK P.: Characteristic solutions of material flow systems. ADVANCED LOGISTIC SYSTEMS, Theory and Practice, Vol. 5. Edited by B. Illés, S. Kot, P. Telek, pp.: 57-62., HU ISSN 1789-2198, Miskolci Egyetem 2011.

[4]

TELEK P.: Anyagáramlási rendszerek integrált tervezése. XXVI. microCAD International Scientific Conference, J. section: Material Flow Systems. Logistical Information Technology and Technical Language, University of Miskolc, 29-30 March, 2012. CD kiadvány. ISBN: 978-963-661-773-8

[5]

BÁNYAI T., TELEK P.: Integrált anyagáramlási rendszerek komplex tervezése. XXVII. microCAD International Scientific Conference, J. section: Material Flow Systems. Logistical Information Technology and Technical Language, University of Miskolc, 21-22 March, 2013. CD kiadvány. ISBN: 978-963-661-773-8

[6]

JÁVOR A., BENKŐ TIBORNÉ: Diszkrét rendszerek szimulációja. Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1979. ISBN 963 10 2518 7

[7]

POGÁNY CS.: Bevezetés a gazdasági rendszermodellezésbe. Számítástechnikai Oktató Központ, Budapest 1973.

[8]

BUSZLENKO N. P.: Bonyolult rendszerek szimulációja. Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1972.

[9]

PAHL G., BEITZ W.: A géptervezés elmélete és gyakorlata. Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1981. ISBN 963 10 3796 7

[10] TELEK P.: Modeling of material flow systems. ADVANCED LOGISTIC SYSTEMS, Theory and Practice, Vol. 6. Edited by B. Illés, S. Kot, P. Telek, HU ISSN 1789-2198, Miskolci Egyetem 2012. pp: 95-102. [11] FELFÖLDI L.: Anyagmozgatási folyamatok tervezése. Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1969. [12] TELEK P.: Anyagáramlási rendszerek értékelési módszerei. GÉP LXIII. évfolyam 2012/4. ISSN 0016-8572 pp.: 27-30.

81

TARTALOMJEGYZÉK

1. Az anyagáramlási folyamat………………………………………………………………1 2. Az anyagáramlás jellemző paraméterei…………………………………………………..3 2.1. Áramló anyagmennyiség……………………………………………………………5 2.2. Anyagáram intenzitás……………………………………………………………….6 2.3. Áramlási úthossz…………………………………………………………………….7 2.4. Áramlási idő………………………………………………………………………...8 2.5. Áramlási költség…………………………………………………………………….9 2.6. Anyagáramlási munka………………………………………………………………9 2.7. Anyagáramlási teljesítmény……………………………………………………….10 3. Anyagáramlási rendszerek.……………………………………………………………...11 3.1. Üzemi anyagáramlási rendszerek.…………………………………………………12 3.2. Munkahelyi anyagáramlási rendszerek.…………………………………………...16 3.3. Külső anyagáramlási rendszerek.………………………………………………….18 3.4. Jellegzetes anyagáramlási rendszerek……………………………………………..22 4. Anyagáramlási rendszerek tervezése……………………………………………………28 4.1. Tervezési feladatok.…………………………………………………………….….28 4.1.1. Telepítés, elrendezés tervezés……………………...………………………....30 4.1.2. Egységrakomány-képzés tervezés………………………………………..…..32 4.1.3. Anyagmozgató eszközök tervezése…………………………………………..34 4.1.4. Szakaszos működésű anyagmozgató berendezések járattervezése…………...36 4.2. Integrált tervezés.…………………………………………………………………..37 5. Anyagáramlási rendszerek tervezési módszerei.………………………………………..38 5.1. Telepítés, elrendezés tervezési módszerei…………………………………………40 5.2. Egységrakomány-képzés tervezési módszerei……………………………………..41 5.3. Anyagmozgató eszközök tervezési módszerei…………………………………….43 5.4. Anyagmozgató berendezések járattervezési módszerei…………………………...45 6. Anyagáramlási rendszerek modellezése………………………………………………...47 6.1. Folyamatok és rendszerek modellezése…………………………………………...47 6.2. Anyagáramlási folyamatok modellezése…………………………………………..52 6.3. Anyagáramlási rendszerek modellezése……..…………………………………….56 82

7. Anyagáramlási rendszerek értékelési módszerei………………………………………..59 7.1. Teljesítmény-alapú értékelés………………………………………………………60 7.2. Idő-alapú értékelés…………………………………………………………………62 7.3. Eszköz-teljesítőképesség alapú értékelés………………………………………….64 7.4. Eszköz-kihasználtság alapú értékelés……………………………………………...67 7.5. Költség-alapú értékelés…………………………………………………………….72 7.5.1. Állandó költségek…………………………………………………………….72 7.5.2. Változó költségek……………………………………………………………..74 7.6. Az egyes értékelési módszerek alkalmazhatósága………………………………...77 Irodalomjegyzék……………………………………………...…………………………….....81

83