LOGISZTIKAI HÁLÓZATOK ELŐADÁS I. é. BSc.. hallgatóknak 1.- 6. előadás
Prof. Dr. Kulcsár Béla
egyetemi tanár BME Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar Anyagmozgatási- és Logisztikai Rendszerek Tanszék
BUDAPEST 2013.
Logisztika multidiszciplináris tudományterület • Műszaki tudományok; - Gépészeti tudományok, - Közlekedés tudományok, - Informatikai tudományok, - Vilamosmérnöki tudományok. • Társadalomtudományok; - Közgazdaságtudományok, - Gazdálkodás- és szervezéstudományok. • Természettudományok - Matematika- és számítástudományok (Segédtudomány)
Logisztika alappillérei • Műszaki - termelési technológiai tervek készítése, elemzése, - az anyagáramlás elemzése, modellezése és optimalizálása, - az anyagáramlás eszközei, rendszerei és automatizálásuk, anyagmozgatógépek, járművek (közúti, vasúti, légi, vízi) infrastruktúrák, - egységrakomány képzés és eszközei, minőségbiztosítás.
• Informatikai - elektronikus adatcsere készülékei, hálózatai, szoftverei, - szenzorikai- és identifikációs elemek, - adatbázisok. • Gazdasági - termelési tervek elemzése, - komponensek rangsorolása, költségelemzések, - kontrolling,
A LOGISZTIKA ALAPPILLÉREINEK ELHELYEZKEDÉSE A TUDOMÁNYTERÜLETEKEN
TÁRS.TUD.
MŰSZAKI TUD.
• Műszaki
- termelési technológiai tervek készítése, elemzése, - az anyagáramlás elemzése, modellezése és optimalizálása, - az anyagáramlás eszközei, rendszerei és automatizálásuk, anyagmozgatógépek, járművek (közúti, vasúti, légi, vízi) infrastruktúrák, - egységrakomány képzés és eszközei, minőségbiztosítás.
• Informatikai - elektronikus adatcsere, készülékei, hálózatai, szoftverei, - szenzorikai- és identifikációs elemek, - adatbázisok. • Gazdasági - termelési tervek gazdasági elemzése, - komponensek rangsorolása, költségelemzések, - kontrolling,
A termelési szerkezet átalakulása globalizáció • AZ IPARI TERMELÉS JELLEMZŐI 1980 – 1990 Automatizált gyártórendszerek, tömegszerűség. Magas beruházási költségek, magasan képzett munkaerő, drága személyi bérek. 1990 -
Vevői igények kielégítése, magas hozzáadott érték képzése, logisztikai elv. Megfelelően kvalifikált munkaerő, olcsó személyi bérek, magas logisztikai költségek.
A logisztika feladata 7M elv alapján - a megfelelő minőségű anyag, - a megfelelő mennyiségben, - a megfelelő helyről, - a megfelelő helyre, - a megfelelő módon és eszközzel, - a megfelelő időben és - a megfelelő költséggel jusson el.
9M elv alapján - a megfelelő információ, - a megfelelő anyag, - a megfelelő energia, - a megfelelő személyek jussanak el, - a megfelelő mennyiségben, - a megfelelő minőségben, - a megfelelő időpontban, - a megfelelő helyre, - a megfelelő költséggel.
Logisztika értelmezése • Logisztika - Általában rendszerhatáron belül értelmezhető. - Rendszer definíció. IDÕ
TÉR Anyag Energia
Termék
RENDSZER
Információ
Hulladék Információ
ÉRTÉK
Logisztika rendszerszintű fizikai értelmezése Üzemcsarnok, mint rendszer Rendszer határai Üzemcsarnok raszter
Logisztika tér-idő bázisának hálózati értelmezése Üzemcsarnok, mint rendszer Nyelõ Kijárat
Komponensek technológiai útvonala M3
M2
Mn M6
M1
M5
M4 Technológiai munkahelyek M1 Forrás
Bejárat
Komponensek száma 1
... k
...
Mn
A hálózat Forrás és Nyelő elemének értelmezése y
Kitárolási pont
III. Q1
Sebességegyenes v y (L - x) y= vx
h
Kitárol II.
P 1 I. l
P0
Betárol
Sebességegyenes v y x y= vx
z
L
P0
,
Betárolási pont
x
Logisztika tér-idő bázisának fizikai értelmezése SEGÉDPÁLYA
VONTATÓ PÁLYA 2 (Power 2)
M2
VONTATÓ PÁLYA 1 (Power 1)
KITÉRÕ
V3 TEHER FÜGGESZTÉK TEHERHORDÓ PÁLYA (Free)
V1 M1 Robot SCARA
Munkadarab átrakás pályája Robot FER 7.5
Pályasüllyesztõ
Görgõsor rendszer részlet
Rakodólap SZERELÕ - ANYAGMOZGATÓ RENDSZER
Pozícionált munkadarab
M9
Emelõasztal
KONVEJOR-, GÖRGÕSOR- ÉS SZERELÕ ANYAGMOZGATÓ RENDSZER TÉRBELI RÉSZLET 1. ábra
M11
Logisztika tér-idő bázisának hálózati értelmezése
Logisztika tér-idő bázisának fizikai értelmezése
Logisztika tér-idő bázisának fizikai értelmezése Lager H51
46
32
40
11 50
55
Lager von Kalttestadapterwagen 2,5 186 M
27
5 26,5 ZKD-VM
ZKD-VM
5
2,5 184 M
40
Motormontagelinie
7 100
43
12 40
25
H10-4
22,5
6 2
Zylinderkopfwerk H10
135
54 95 41
H10-2
H10-1
8
2 57
48
70
AGV Fahrkurs in Hallen: Lager H51 - Zylinderkopfwerk H10 - Motorwerk H11 Die Maßen sind in Meter
Logisztika és ellátási lánc • Értékképződés a termelési folyamatban TERMELÉSI KÖLTSÉG K(t)
K
veszteség költség
módosított átfutási idõ nyereség
A logisztikai költség
termék elõáll. költsége
B
termékelõállítás költsége
TERMÉK ÉRTÉKE É(t)
érték
érték A
t techn.idõ áll.idõ techn.idõ állás idõ átfutási idõ
Logisztika értelmezése Termelési terület RENDSZER Alapanyag gyártó
Beszállító
Alapanyag vagy komponens
Alapanyag vagy komponens
Komponens vagy késztermé sztermék
Komponens Tech. berend. 1.
Tech. berend. N.
Komponens vagy késztermé sztermék
Nemzetközi, Regionális és Helyi Disztribúciós Központok vagy egyéb vásárlók
Kereskedelem
Beszerzési folyamatok
Termelési folyamatok
Kiszállítási folyamatok
A logisztika értelmezése rendszerhálózat szinten Rendszerhálózat IDÕ
TÉR Anyag Energia
RENDSZER 1
Információ
ÉRTÉK
Bi- vagy trimodális csomópont Termék
Anyag
Hulladék
Energia
Információ
Információ
Bi- vagy trimodális csomópont
IDÕ
TÉR
RENDSZER 2
Termék
Anyag
Hulladék
Energia
Információ
Információ
IDÕ
TÉR
Termék
RENDSZER n
ÉRTÉK
- A rendszerek eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek, - A csomópontok kapcsolják össze a rendszereket fizikailag és informatikailag
Hulladék Információ
ÉRTÉK
A logisztika rendszer hálózat biés trimodális csomópontjai
A logisztika rendszer hálózat
Daimler Mercedes Sindelfingen - Kecskemét
Logisztikai tevékenység A pontban, A – B pontok között és B pontban Logisztikai tevékenység A – B pontok között • Közút, • Vasút, • Belvízi hajóút, • Légi út • Kombináció csomópontokkal
A logisztika rendszer hálózat Daimler Mercedes Rastatt - Kecskemét
Logisztikai tevékenység A pontban, A – B pontok között és B pontban Logisztikai tevékenység A – B pontok között • Közút, • Vasút, • Belvízi hajóút, • Légi út • Kombináció csomópontokkal
Logisztika tárgya
Anyagok, egységrakományok • Anyagok - darabárú, - ömlesztett anyag, - folyékony- és gáznemű anyag. • Egységrakományok - szállítóládák, - EU rakodólapok, - konténerek, - csereszekrények.
Logisztika tárgya
Egységrakományok képzése
Logisztikai infrasruktúrák Útvonalak, hálózatok
• Anyagmozgatási útvonalak: - üzemi belső útvonalak, - kötöttpályás anyagmozgató berendezések pályái, nyomvonalai. • Közlekedési pályák: - közúti pályák, - vasúti pályák, - vízi utak, - légterek. • Csomópontok: - üzemen belüli csomópontok, - bi- és trimodális csomópontok.
Logisztikai infrasruktúrák Eszközök, berendezések
• Anyagmozgató berendezések: - szakaszos üzemű anyagmozgató berendezések, - folyamatos üzemű anyagmozgató berendezések - különleges anyagmozgató berendezések. • Közlekedési eszközök, járművek: - közúti járművek, - vasúti járművek, - vízi járművek, - légi járművek. • Informatikai és automatika rendszerek
Anyagmozgatási útvonal logisztikai rendszerhez
Közlekedési infrasruktúrák A TEN (Trans-European Networks - Transzeurópai Hálózatok) a Maastrichti Szerződésben lefektetett transzeurópai hálózatok programja a közlekedés, a távközlés és az energia hálózatának közös, a nemzeti határokon átnyúló fejlesztését szolgálja. A koncepció célja, hogy összekapcsolják egymással a meglévő nemzeti, regionális hálózatokat, kiépítsék a hiányzó vonalakat, szakaszokat, valamint felszámolják a periférikus régiók elszigeteltségét. A TEN három részből áll: - TEN-T: közlekedési folyosók hálózata - TEN-E: energiaszállítási hálózat - eTEN: telekommunikációs hálózat. A TEN-T programok egy részét a Közösség finanszírozza, a másik részét az érintett állam, és be lehet vonni a magántőkét is.
Közlekedési infrasruktúrák • A transz-európai hálózatok (TEN) – az elképzelés 1989-re többé-kevésbé kialakult, a vasfüggöny összeomlása a hálózati terveket alig befolyásolta (1992, 1996)
• Európa keleti felével való közlekedési kapcsolatok
hátterének alakítására két másik folyamat szolgált: a pán-európai folyosók rendszere és a TINA folyamat
Közlekedési infrasruktúrák • Pán európai folyosók: a TEN meghosszabbítása, 1991, 1994, 1997 konferenciákon, tíz folyosó rögzítése
• Dominál a kelet nyugat-kapcsolat, a tízből egy
(IX folyosó) észak-dél kapcsolat a többi esetleges és hiányos
• Az 1996-os Magyar Közlekedéspolitika a kiegyensúlyozott öt stratégiai főiránya ellenére az „Európai Unióhoz való csatlakozás elősegítése” domináns szerepet kap
Közlekedési infrasruktúrák • Ezzel a többrétegű hazai közlekedési rendszerből indokolatlan módon kiemelődik a régióközi kapcsolatok szintje, a városközi és faluközi kapcsolatok rovására
• Nincs törekvés egy rendszer centrikus közlekedési hálózat kialakítására, amely pedig a logisztikai fejlesztések szempontjából meghatározó lenne
Közlekedési infrastruktúrák hálózat elemei Helsinki folyosók és a TEN-T
Közlekedési infrastruktúrák, mint a tér – idő bázis korlátozó feltételei - Objektumok mozgásának (árutovábbítás) sebessége: vasút: 100 km/nap, közút (autópályán): 6-800 km/nap. - Gyorsforgalmi úthálózatot 15 – 30 perc alatt elérhető vonzáskörzetek száma. - Tengelyterhelés korlátozás. - Zaj- és környezetterhelés korlátozás. - Csomópontok átbocsátóképessége. - Alágazati rendszerek ko-modalitása (EU-2010-2020 fehér könyv).
Logisztikai körzetek és a közlekedési infrastruktúrák kapcsolata Az országos hálózatba tartozó körzetek és a központok a következők: -Budapesti körzetben: Soroksár Budapesti Intermodális Logisztikai Központ (BILK) Nagytétény (Harbour Park) Csepel (MAHART Szabadkikötő) Sopron (GYSEV) - Nyugat-dunántúli körzetben: - Dél-dunántúli körzetben: Nagykanizsa - Észak-dunántúli körzetben: Győr - Közép-dunántúli körzetben: Székesfehérvár - Dél-magyarországi körzetben : Baja - Közép-alföldi körzetben: Szolnok - Dél-alföldi körzetben: Szeged - Délkelet alföldi körzetben: Debrecen Miskolc és Tiszaújváros - Észak-keleti körzetben: - Észak-tiszántúli körzetben: Záhony
Logisztikai körzetek és a közlekedési infrastruktúrák kapcsolata TEN ÉS TINA hálózatokkal
Közlekedési infrastruktúrák fejlesztése Magyarországon, autópálya-autóút
Közlekedési infrastruktúrák fejlesztése gyorsforgalmi úthálózat elérhetősége
Közlekedési infrastruktúrák fejlesztése gyorsforgalmi úthálózat elérhetősége
Közlekedési infrastruktúra hálózat Magyarország vasúthálózata
Közlekedési infrastruktúrák fejlesztése Magyarországon, vasút
Közúti export árú áramlatok a Helsinki folyosókban
Közúti tranzit árú áramlatok a Helsinki folyosókban
Vasúti import árú áramlatok a Helsinki folyosókban
Vasúti tranzit árú áramlatok a Helsinki folyosókban
Bi- és trimodális csomópontok Különleges anyagmozgató berendezések
NETHS
MOBIL CSATORNA
Megjegyzé Megjegyzés:
Megjegyzé Megjegyzés:
• Átraká trakás > közút / vasú vasút
• átraká trakás > közút / vasú vasút
• ISOISO-konté konténer / WB
• ISOISO-konté konténer / WB
KONTÉ KONTÉNERDARU SPREADER
KONTÉ KONTÉNER TARGONCA READSTACKER
Megjegyzé Megjegyzés: • átraká trakás > közút / vasú vasút / tengeritengeri- és belví belvízi hajó hajó
Bemerkung: • Átraká trakás > közút / vasú vasút / belví belvízi hajó hajó
• ISOISO-konté konténer/ ner/ WB
• ISOISO-konté konténer
Bi- és trimodális csomópontok Különleges anyagmozgató berendezések Konté Konténer targonca
Közúti szá szállí llítójármű rmű
Horog felvevő felvevő szerkezettel
Láncos felvevő felvevő szerkezettel
Megjegyzé Megjegyzés:
Megjegyzé Megjegyzés:
Megjegyzé Megjegyzés:
• Átraká trakás > közút / vasú vasút
• Átraká trakás > közút / vasú vasút
• Átraká trakás > közút / vasú vasút
• Üres ISOISO-konté konténer / WB
• Roll konté konténer kezelé kezelésére
• Roll konté konténer kezelé kezelésére
Informatikai és automatika rendszer (Informatikai bázis) UNIX alapú szerver Repeater (F épület)
INTERNET
Egyetemi LAN PC Üzemi számítógép (2 db)
IRODAI ÉS HALLGATÓI SZÁMÍTÓGÉPEK (24 db)
Tanszéki LAN (kb 220 m)
Folyamat megjelenítés PLC programozás
PC Pentium IV Szerver
NOVELL 3.12
RS 232/485 konverter ADAM 4520 Mûhelyszintû Bus: PLC BUS (SYSMAC WAY HOST LINK SYSTEM) (kb 60 m)
RS 232/485 konverter ADAM 4520
ADAM 4520 RS 232 C
RS 232 C
ADAM 4520 RS 232 C
max. 32 db PLC ADAM 4520 RS 232 C
ADAM 4520 RS 232 C
ADAM 4520
Intelligens szenzor modul (Ident modul) Görgõs pálya vezérlõ PLC OMRON C200 HS (Master)
RS 232 C
Egységrakomány átrakó vezérlõ PLC OMRON CQM1 RS 232 C (Slave)
Robotvezérlõ PLC OMRON CQM1 (Slave)
Konvejor vezérlõ PLC OMRON CQM1 (Slave)
Szerelõ anyagmozgató rendszer vezérlõ PLC OMRON CQM1 (Slave) SCARA robot vezérlõ
Bar-kód olvasó
Iró olvasó szenzor 1 db Konvejor függesztékre helyezett adattároló 3 db
ANYAGMOZGATÓ RENDSZER ELEMEI
Görgõsor
Egységrakomány átrakó
Robot
Konvejor
Szerelõ anyagmozgató rendszer SCARA robottal
12 db villamos motor 13 db pneumatikus henger 18 db tárgyreflex. fénykapu
5 db pneumatikus henger
10 db pneumatikus henger
2 db villamos motor
8 db induktív útérzékelõ
7 db induktív útérzékelõ
3 db pneumatikus henger 14 db helyzetérzékelõ
9 db villamos motor 9 db pneumatikus henger 27 db helyzetérzékelõ
AZ ANYAG RENDELKEZÉSRE ÁLLÁS AUTOMATIKA ELEMEI 5 db PLC 23 db villamos motor 40 db pneumatikus henger 40 db mágnes szelep 18 db tárgyreflexiós fénykapu 56 db induktív helyzetérzékelő 2 db RF ID Iró/Olvasó fej 25 db RF adattároló
MÜNCHENI REPÜLŐTÉR 2. TERMINÁL ANYAGMOZGATÓ- ÉS CSOMAGKEZELŐ RENDSZERÉNEK MINT LOGISZTIKAI RENDSZERNEK AZ IRÁNYÍTÁSI- ÉS INFORMATIKAI RENDSZERE
Csomagkezelő rendszer irányítása Poggyász ellenőrzés, regisztráció
Check-in
Host-System (poggyász management system ...) Data
Irányító terem
Irányító rendszer
(multi-functional terminals)
Data Logisztikai folyamat irányítás
Automatika rendszer Data
Utasok mozgása a beszálló kapukhoz
Poggyász anyagmozgató rendszer elektronika & mechanika
Beszálló kapu
Poggyász vissza nyerés
Utas poggyász kézhezvétel
Funkció modularizáció, rendszer integráció Operation lrányító rendszer
Útválasztás control
Csomag cél control
Üres tálca control
München repülőtér terminál 2
Csomagtárolás
Gerinc hálózat
Check-ins
Working stations Empty tray store X-Ray screening islands Heavy load work stations
Anyagáramlás irányítása Poggyászkezelő rendszer
Repülőtér funkcionális modulok
Dropping areas Adjustment routes Heavy load check-ins Carousels Heavy load store
Automatika rendszer
Automatizálási bázis elemei Mechanikai rendszer Anyagmozgató r.
Az automatika rendszer konfigurációja Poggyász kezelő rendszer control system
Multi functionalis kódolási hely
Feldolgozó computer PLC Server Vész stop Server
Industrial Ethernet (TCP/IP) PLC 1 . . . . . . . . . . . . . . . n
Kezelő panel
S7-300 S7-416-3
Profibus-DP Az operációs területekhez való kapcsolódás DP-ASI Link 1
Scanner
Check Ins
Poggyász identification system
ASI Bus (1)
Hajtás frekvencia váltók
Mobile HMI terminal
DP-ASI Link x
ASI Bus (x)
Hajtás Indító kapcsolók
Soros busz frekvencia váltók paramétereinek beállításához M 3~
M 3~
AZ IRÁNYÍTÓ- ÉS INFORMATIKAI RENDSZER ELEMEI • • • • • • • • • • • •
180 PLC: Siemens S7-416 225 cabinets, 49 COM-cabinets, 649 power sub-dividers 19.000 motor inverters “Combimaster” 7 emergency stop centres, 130 emergency stop sub-dividers, 2408 emergency stop keys 2101 service plugs, 602 combinations of switches 704 scanners, 125 height controls, contour controls and empty tray controls 194 power outlets, 117 gap controls 55 km of ASI bus wires & 28 km of ASI power lines 85 km of Profibus lines (CU) & 50 km of Profibus lines (fibre optic) 355 km of power lines & 212 km of control lines 25 km of cable trays & 18 km of branch conduits 35.000 identification tags
A RIESAI KIKÖTŐBEN A KLUGE CÉG 20 Lb EU KONTÉNERE
TÁMASZTÓ LÁBON A 20 Lb KONTÉNER
ÁTRAKÓ RENDSZEREK NETHS
MOBILER
Bemerkung:
Bemerkung:
• Umschlag > LKW / Bahn
• Umschlag > LKW / Bahn
• für ISO-Container / WB
• für ISO-Container / WB
SPREADER
READSTACKER
Bemerkung: • Umschlag > LKW / Bahn / Hochsee- und Binnenschiff
Bemerkung: • Umschlag > LKW / Bahn / Binnenschiff
• für ISO-Container / WB
• für ISO-Container
ÁTRAKÓ RENDSZEREK STAPLER
LKW Horog
Bemerkung: • Umschlag > LKW / Bahn • für leere ISOISO-Container / WB
Lánc
Bemerkung:
Bemerkung:
• Umschlag > LKW / Bahn
• Umschlag > LKW / Bahn
• für Abrollbehä Abrollbehälter
• für Abrollbehä Abrollbehälter
Kötél
Logisztikai Klaszter • A Logisztikai Klaszter innovatív módon, integrált szemlélettel közelíti meg a logisztika területén jelentkező kihívásokat, a logisztikai szolgáltatás ágazatban érdekelt szereplők összefogását, fejlesztési elképzelésinek összehangolását a fenntartható logisztikai rendszerek megteremtése érdekében. Ennek érdekében a klaszter-menedzsment szervezet olyan innovatív szolgáltatásokat nyújt a partnereknek, amelyekkel fokozható azok versenyképessége.
1. A logisztikai rendszerekben, hálózatokban áramló anyagok
a.) fémes- és nem fémes darabáruk Anyagok geomtriai jellemzõi Tengelyszerû
Anyagok anyagmozgatási helyzete Fekvõ L
Egyéb jellemzõk L/D > 1,5
b.) ömlesztett anyagok Ömlesztett anyag
Temészetes rézsüszögnek megfelelõ helyzet
D
m
ρ
Tárcsaszerû
L/D < 1,5
Álló D
D
L
Szekrényes
a>b
Fekvõ a b
Prizmatikus
L
a
Fekvõ
b
a
L
Elektronikai
a>b
Fekvõ a b L
m≈
D 2 tg ρ
1. Egységrakomány képzés • Egységrakomány képzésről akkor beszélünk, ha az általában kisebb méretű árukat nagyobb rakodási, mozgatási, tárolási egységekké fogjuk össze valamilyen segédeszköz – az egységrakomány képző eszköz (ERKE) segítségével. • Az egységrakomány képzés célja a rakodási, tárolási műveletek egyszerűsítése, számuk csökkentése.
1.1. A rakodólapon történő egységrakomány képzés egyes feladatai
1.2. Technológiai fémes anyagok egységrakományozása D
D
1
1
Mozgatandó anyagok
L L L r p
h
k
Rakodólapok, technológiai paletták
⌧
a
1
a.)
b.)
b
1.3. KLT szállítóládák a.) nyitott szállítóládák EU rakodólapon
b.) zárt szállítóládák EU rakodólapon
c.) nyitott rácsos oldalfalu szállítóládák EU rakodólapon
d.) lefedhető szállítóládák EU rakodólapon
1.4. EU rakodólapok a.) 800 x 1200 mm
b.) 1200 x 1000 mm
c.) 1000 x 1200 mm
1.5. Lemez egységrakományozása a.) szállítófelületen
b.) rakodólapon
1.6. Konténerek
Ömlesztett anyag és tartály konténer
Konténer méretek Típus
Külső méretek (m)
Belső méretek (m)
Ajtó méretek (m)
Önsúly (kg)
H:
Sz:
M:
H:
Sz:
M:
Sz:
M:
20' normál
6,096
2,438
2,590
5,898
2,352
2,393
2,340
2,280
2,300
40' normál
12,192
2,438
2,590
12,032
2,352
2,393
2,340
2,280
3,750
40' magas
12,192
2,438
2,895
12,032
2,352
2,698
2,340
2,585
3,940
45' magas
13,716
2,438
2,895
13,556
2,352
2,698
2,340
2,585
4,820
20' hűtő
6,096
2,438
2,590
5,444
2,268
2,272
2,276
2,261
3,080
40' hűtő
12,092
2,438
2,590
11,561
2,280
2,249
2,280
2,205
4,800
40’ magas hűtő
12,092
2,438
2,895
11,571
2,268
2,553
2,276
2,501
4,850
20' open-top
6,096
2,438
2,590
5,889
2,345
2,346
2,300
2,215
2,360
40' open-top
12,192
2,438
2,590
12,024
2,352
2,324
2,340
2,244
4,030
' = 1 láb = 0,3048 m
Konténer típusok 1C és 1CC típusméretű 20’
1B és 1BB típusméretű 30’ 1A és 1AA típusméretű 40’
Csereszekrények
TECHNOLÓGIAI RENDSZEREK FELSZERELÉSE ÉS BERENDEZÉSEI • Anyagmozgató és technológiai rendszer
Palettáról leszerelés (készdarab)
Megmunkálás
Anyagmozgatás (Munkadarab, szerszám) Várakozás Várakozás
Üres paletta
Palettára felszerelés (nyersdarab)
Anyagmozgatás (Munkadarab, szerszám)
Várakozás
Anyagmozgatás (Munkadarab, szerszám)
Várakozás
Megmunkálás
Anyagáramlás a CQN (Closed Queueing Network) Modell -ben
TECHNOLÓGIAI RENDSZEREK FELSZERELÉSE ÉS BERENDEZÉSEI • Anyagmozgató és automatizálási rendszer Gyártásirányítás Anyagmozgatás-diszponálás és -irányítás
Anyagleadás
Technológiai részfolyamat készre jelentés Új anyagmozgatási feladat
Technológiai berendezések
Mûveletközi tároló tér
Nyerges szerelvény
Vonóháromszöges szerelvény
Tandem szerelvény
Konténer szállító szerelvény
Csereszekrények fel- és lerakása
MÁV pőrekocsik RS sorozat
RES sorozat
MÁV magas oldalfalas teherkocsi Eas sorozat
MÁV fedett teherkocsi Gags sorozat
40’ és 20’ –as konténerek elhelyezése pőrekocsin
Csereszekrények elhelyezése pőrekocsin
1. Logisztikai rendszerek hálózati felépítése 1.1. Üzemi struktúra komponens előállításra Útvonal struktúra
Reláció struktúra Üzemcsarnok, mint rendszer
Üzemcsarnok, mint rendszer Nyelõ
Nyelõ Kijárat
Kijárat
Komponensek technológiai útvonala
1.sz. komponens technológiai útvonala
M3
M3 Kimeneti tároló T 1k
M2
Mn
M n M 2
Bemeneti tároló T 1b
M
M6
M1
M5
6
M5
M1 M4
M4
Technológiai munkahelyek M1
Technológiai munkahelyek M1 Forrás
Bejárat
Komponensek száma 1
... k
...
Mn
Bejárat Forrás
Bemeneti tároló T 1b Kimeneti tároló T 1k
... ...
... T
T
nk
nb
Mn
1.2. Üzemi struktúra termék előállításra külső kapcsolati rendszerrel
Beszállító 1
Megrendelés
Lehívás
Szállítás
Gépkocsi szerelõ sor Lehívás
Szállítás
Megrendelés
Részegység szerelés Beszállító N
Lehívás
Szállítás
1.3. Külső kapcsolati rendszer struktúra termék előállításra
LAN Fax Telefon
Beszerzési piac
LAN Fax Telefon
Termelõ üzem 1
Beszerzési logisztikai szolgáltató, Beszállító
Elosztási logisztikai szolgáltató
Termelõ üzem 2
Termelõ üzem N
Értékesitési piac
Termelõ üzem 1
Értékesitési piac
Beszerzési piac Beszerzési logisztikai szolgáltató, Beszállító 1
Beszerzési logisztikai szolgáltató, Beszállító K
Termelõ üzem 2
Elosztási logisztikai szolgáltató 1
Elosztási logisztikai szolgáltató M Termelõ üzem N
1. GRÁFELMÉLET ALAPJAI 1.1. A gráfelmélet matematika története Matematika-történeti források szerint az első gráfelméleti munka a Szentpétervári Tudományos Akadémia közleményeiben jelent meg 1736-ban, mikor is Leonhard Euler svájci matematikus, aki ekkor az akadémia meghívására Oroszországban dolgozott, megoldotta a königsbergi-hidak problémáját. Leonhard Euler (1707-1783) Svájcban, Basel mellett született egy miniszter fiaként. Svájcban teológiát és matematikát tanult. Leonhard Euler akkor, amikor választ adott a Königsbergi polgárok kérdésére, megteremtette a gráfelmélet alapjait. A gráfelmélet területén magyar matematikusok közül: Kőnig Dénes Erdős Pál Rényi Alfréd értek el világhírű eredményeket
1.2. A Königsbergi hidak problémája • Königsberg városa és a környező terület régen Poroszországhoz tartozott. Jelenleg Kalinyingrad néven Oroszországhoz tartozik, bár nem szomszédos vele. Délről Lengyelország, nyugatról a Balti-tenger, északról és keletről Litvánia határolja.
Kőnigsberg elhelyezkedése a térképen
Königsberg térképe Euler idejében, kiemelve a Prégel folyó és a hidak elhelyezkedése
• A város a Prégel nevű folyó két partján terül el, amely azt 4 részre osztja. Az egyes részeket 7 db híd köti össze a baloldali ábra szerint. A königsbergiek olyan útvonalat szerettek volna tervezni, hogy valaki a lakásából indul el, és minden hídon csak egyszer sétál végig, majd visszatér a lakásába. • A feladat szempontjából lényegtelen, hogy a parton, ill. a szigeteken hogyan közlekedünk, csak a hidakon való áthaladásra kell figyelnünk. Ily módon a megoldás szempontjából csak arra kell koncentrálnunk, hogy hány szárazföld (part, vagy sziget) van, és ezeket hány híd és mily módon köti össze. Ennek megfelelõen készült a jobboldali ábra: • Euler az 1736-ban szembesült a "königsbergi séta" problémájával, és bebizonyította, hogy ilyen útvonal nem lehetséges. Híd
Városrész a.) Egyszerűsített város térkép
b.) Eule –féle útvonal struktúra
b
1.3. Struktúra ábrázolás és elemzés: A gráf (vonalrendszer) egy olyan csúcspont- (csomópont-) és ív(él- és ág-) halmaz együttese, amelyben minden egyes él végződéshez egy pont tartozik. Az élek és csúcspontok egymáshoz való kapcsolata alkotja a gráfot. A gráfok segítségével különböző struktúrákat ábrázolhatunk: - utak vagy utcák hálózata, - villamos hálózat, - információk körforgása egy rendszerben, - technológiai egység összeszerelési műveletei, - anyagmozgatási utak- és kapcsolatok hálózata stb.
1.4. Gráf definíciója Definíció: Gráfnak nevezzük pontoknak és éleknek a halmazát, ahol az élek pontokat kötnek össze, illetve az élekre pontok illeszkednek úgy, hogy minden élre legalább egy, legfeljebb két pont illeszkedik. Matematikai definíciója, egy halmaz - egymástól megkülönböztethető természeti tárgyak együttese - és a halmaz elemeinek egymáshoz való hozzárendelését megadó hozzárendelési szabályok összessége:
{A , B, C, D, E} Γ (A ) = {B, C, E} Γ ( B) = {C, E} Γ (C) = {D} Γ ( D) = {0} Γ ( E) = {D}
ahol {0} az üres halmazt jelenti. A gráfot tehát a
G = ( X, Γ )
szimbólummal írhatjuk le.
A gráfok pontjait egyszerűen pontoknak, vagy csúcspontoknak, vagy csúcsoknak nevezzük. A gráf pontjait nagy betűkkel, az éleit kis betűkkel jelöljük. • Ha két csúcs (pont) között több él húzódik, akkor párhuzamos, vagy másképp többszörös élről beszélünk. • Ha egy él mindkét végpontja ugyanaz a pont, akkor hurokélről beszélünk.
• A gráf egy pontjába összefutó élek számát a pont fokszámának nevezzük. A königsbergi gráfban az A csúcs fokszáma = 5, a B, C és D csúcsé pedig = 3.
A gráf háromméretű térben ábrázolható, az így kialakuló mértani szerkezetet topológiai gráf – nak nevezzük. A gráfot ábrázolása: B A
C
D E
Természetesen a térbeli ábrázolás síkra vetíthető vagy az egyes hozzárendelések síkban felrajzolhatók A
B
D
C
A
B
D
C
1.5. A gráfok értelmezése során megkülönböztethető fogalmak - irányított, - nem irányított fogalmak. Irányított fogalmak; • Út, az egymás mellett fekvő ívek sorozataként értelmezhető, amely lehetővé teszi, hogy az íveket követve egy csúcsról egy másikra menjünk át. B A
• Körút, olyan út, amelynek kezdő csúcsa egybeesik a befejező csúcsával, ilyen Az út vagy a körút hossza alatt az út vagy körút íveinek a számát értjük; itt mindkét körút esetén négy.
• Hurok, az egységnyi hosszúságú körút. Az anyagmozgatási irodalom, de gyakran a gráfelmélettel foglalkozó szakkönyvek is hurok alatt körutat értenek, a továbbiakban a hurok megnevezést a körútra használjuk. • Erősen összefüggő gráf; bármelyik két X és Y (X Y) csúcsa között van egy út X -ből Y -ba. Az irányított gráfok útjaihoz irányok tartoznak, ha a gráffal jellemzett mennyiség iránya megegyezik az út irányával akkor az értéke pozitív, ellenkező esetben negatív. Az utaknak irányok által meghatározott kezdő és végpontjuk van.
Nem irányított fogalmak; • Él van az X és az Y csúcs között, ha van egy ív X -tõl Y -ig, vagy Y -tól X -ig. Az ív irányított mennyiség, pl.: B A
C
D E
• Lánc, az egymás után következő élek sorozata. • Összefüggő gráf, bármely két X és Y csúcsa között van egy lánc X és Y között.
• Teljes gráf jellegzetessége, hogy bármely két csúcsot él köt össze, tehát ha a csúcsok száma n, az éleké; m=
1 n ( n − 1) 2
További fogalmak; • Részgráfhoz akkor jutunk, ha valamely gráfból elhagyunk egy vagy több ívet. • Algráfot úgy képezhetünk, ha egy gráfból elhagyunk egy vagy több csomópontot és az azokhoz vezető és onnan kiinduló íveket. • Fa, olyan összefüggő gráf, amelyben nincs körút. e a
f
b d
c h
g
• Húrág, a gráfban a fa alakzat komplementer halmazának elemei.
A gráfot a csomópontok között az élekkel képzett különbözö kapcsolatokkal is jellemezhetjük. A nem irányított gráfban a kapcsolat a kettes számrendszerben j ellemezhetö 0 és 1 értékekkel. Az összeadást és a szorzást a Boole algebra szabályai szerint végezhetjük;
0 + 0 = 0, 1 + 0 = 0 + 1 = 1, 1 + 1 = 0, 0 ⋅ 0 = 1, 0 ⋅ 1 = 1 ⋅ 0 = 0, 1⋅1 = 1 .
Az irányított gráf esetén a kapcsolatok jellemzésére a 0, +1 és -1 értékek használhatók. A gráfok kapcsolatát jellemzõ összefüggéseket az irányított gráfokra mutatjuk be, megjegyezzük, hogy azok nem irányított gráfokra is vonatkoztathatók.
1.6. Kapcsolási vagy illeszkedési mátrix - A kapcsolási mátrix, amelyet Poincaré állított fel, a csomópontok és az utak közötti összefüggést rögzíti. (Irányított gráf esetén az ívek befutási mátrixaként, nem irányított gráf esetén az élek befutási mátrixaként is nevezik.) A kapcsolási mátrixban a csomópontoknak a mátrix sorai, az íveknek a mátrix oszlopai felelnek meg. • A kapcsolási vagy illeszkedési mátrix az egyik gráfelméleti mátrixreprezentáció, bár általánosabban is definiálható hipergráfokra és általában a véges geometria illeszkedési struktúráira is. Gyakran alkalmazzák például a villamosságtanban. Ahogy a neve is mutatja, az élek és csúcsok közötti illeszkedési kapcsolatot reprezentálja. Gyakorlati jelentősége abban rejlik, hogy egy villamos hálózatot megadhatunk egy irányított gráffal a kétféle pólus miatt.
- A kapcsolási (illeszkedési) mátrix elemei: • ha az i -ik csomópont a j -ik ív kezdõ-pontja, akkor a kapcsolási mátrix eleme
a ij = + 1 • ha az i -ik csomópont a j -ik ív végpontja, akkor
a ij = − 1 • amennyiben az i -ik csomópontnak a j -ik ívvel nincs kapcsolata,
a ij = 0 .
C1 4
1
C2 3
2
6
C4
C3
5 7
9 8 C5
C6
Kapcsolási mátrix fa alakzata C1 4
3
2
C4
C2
1
6
C3
5
9
7 8 C5
C6
⎡1 1 0 1 1 0 0 0 0⎤ ⎢ −1 0 1 0 0 1 0 0 0 ⎥ ⎥ ⎢ ⎢ 0 −1 −1 0 0 0 0 0 1 ⎥ Aa = ⎢ ⎥ ⎢ 0 0 0 −1 0 0 1 0 0 ⎥ ⎢ 0 0 0 0 −1 0 −1 1 0 ⎥ ⎥ ⎢ 0 0 0 0 0 1 0 1 1 − − − ⎦ ⎣
1.7. Hurok mátrix A hurokmátrix a gráfban található összes hurkot tartalmazza. A mátrix sorainak tehát a hurkok (körutak), az oszlopainak pedig az ívek felelnek meg. • ha az i -ik hu-rok a j -ik ívet tartalmazza és irányuk azonos, akkor a mátrix eleme
b ij = + 1 • ha az irányuk ellentétes
b ij = − 1 • amennyiben az ív nincs benn a szóban forgó hurokban, akkor b ij = 0
Hurok irány Húrág irány C1
C2
1 2
4
C4
3 6
C3
5 7
9 8 C5
C6
Gráfban lévő hurkok képzése .
1 2 3 4 5 6 Ba = 7 8 9 10 11 12
1
2
4
5
6
3
⎡1 ⎢0 ⎢ ⎢ −1 ⎢ ⎢ −1 ⎢0 ⎢ ⎢0 ⎢ −1 ⎢ ⎢0 ⎢0 ⎢ ⎢1 ⎢0 ⎢ ⎢⎣ 1
−1 0 0 1
0 1 0 0
0 0 −1 0 1 −1 0 −1
1 0 0 0
−1 0 0 −1
0 0 1 0
1 0 0 1
−1 −1 −1 0
1 1 0 0
−1 1 0 − 1 0 0 −1 0 −1 1 0 0 0 −1 0 0
1 1 0 1
7
A a ⋅ B Ta = 0 B a ⋅ A Ta = 0
9
0⎤ 0⎥ ⎥ 0⎥ ⎥ 1⎥ 0 1 0⎥ ⎥ 0 0 1⎥ . 1 1 0⎥ ⎥ 0 1 −1⎥ 1 1 0⎥ ⎥ 0 −1 1 ⎥ 1 1 −1⎥⎥ −1 −1 1 ⎥⎦ 0 1 0 0
Bf
Hurok mátrix
Bizonyítható;
8 0 0 1 0
Bh
