Studie robotizace a automatizace. výrobních technologií

Studie robotizace a automatizace výrobních technologií

Ing. Lubomír Novotný, Ph.D. a prof. Dr. Ing. Jiří Marek API – Akademie produktivity a inovací, s.r.o. Leden 2011

Obsah 1 2 3

Úvod ......................................................................................................................... 3 Východiska a cíle studie ............................................................................................ 4 Analýza současného stavu technologií ve vybrané firmě. ........................................... 4 3.1 Představení společnosti .................................................................................... 5 3.2 Předmět produkce, výrobní program ................................................................. 6 3.3 Sklady, dílny a pracoviště .................................................................................. 8 3.4 Aktuálně používané výrobní technologie ......................................................... 15 3.5 Aktuálně používané prostředky automatizace a robotizace.............................. 16 3.6 Aktuálně používané skladovací a manipulační prostředky ................................ 16 4 SWOT analýza používaných technologií ve firmě...................................................... 18 5 Multikriteriální analýza silných a slabých oblastí výroby .......................................... 20 6 Současné technologie, trendy a postupy ve skladovací a manipulační technice ........ 22 6.1 Zařízení pro manipulaci a skladování materiálu – palety .................................. 22 6.2 Zařízení pro manipulaci a skladování palet – regály ......................................... 23 6.3 Zařízení pro skladování hutních polotovarů, přířezů, montážních deskek ......... 25 6.3.1 Regály na plechy.................................................................................. 25 6.3.2 Konzolové regály ................................................................................. 25 6.4 Prostředky pro manipulaci s materiálem – přetržitě pracující .......................... 26 6.4.1 Základní prostředky pro manipulaci s paletami .................................... 26 6.4.2 Základní prostředky pro manipulaci s přepravkami .............................. 28 6.5 Manipulační prostředky se zaměřením na kontejnery ...................................... 28 6.6 Prostředky pro manipulaci s materiálem – nepřetržitě pracující....................... 30 6.6.1 Válečkové trati .................................................................................... 30 6.6.2 Pásové dopravníky............................................................................... 31 6.7 Zdvižná zařízení, jeřáby, balancery .................................................................. 31 6.8 Průmyslové roboty ve skladovací technice ....................................................... 32 6.9 Koncové efektory manipulačních prostředků ................................................... 33 6.10 Automatizované sklady a skladové soustavy .................................................... 34 6.11 Informační technologie ve skladovém hospodářství ......................................... 38 6.12 Analýza rizik skladování a manipulace s materiálem ........................................ 38 6.13 Chyby pří skladování a manipulaci a automatizaci procesů .............................. 41 6.14 Přehled normalizovaných manipulačních prostředků ....................................... 41 7 Výběr vhodných procesů, prostředků a technologií.................................................. 44 8 Analýza rizik skladování a manipulace s materiálem ve firmě................................... 47 9 Studie – centrální sklad a skladové hospodářství ..................................................... 51 10 Kapacitní výpočty .................................................................................................... 53 10.1 Skladované množství hutního materiálu .......................................................... 53 10.2 Potřebný počet jeřábů..................................................................................... 54 10.1 Potřebný počet jeřábů..................................................................................... 55 11 Zvážení variant a odhad nákladů na inovaci technologie .......................................... 57 12 Zobecněné závěry studie ......................................................................................... 60 13 Seznam použité literatury a informačních zdrojů a příloh ........................................ 63 Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

2

1 Úvod Tradice a budoucnost strojírenského průmyslu v České Republice a její postupný vývoj

především

v poprivatizačním

období

je

hodně

diskutované

téma

nejen

v technických kruzích. Nemůžeme si nevšimnout neupadající významnosti tohoto odvětví v České, ale i Česko – Slovenské ekonomice. Rozvíjení této provázanosti je zásadní pro rozvoj Středoevropského regionu v rámci Evropské unie. Tradiční podniky s dlouholetou historií, které neopustily trh, doplňují především zahraniční výrobci, kteří v České republice hledají vhodné podmínky pro rozšíření své působnosti na nadnárodní úrovni mnohdy

cíleně

ve

Středoevropském

regionu.

Vedle

těchto

tradičních

českých

a zahraničních firem vznikají noví, větší čí menší „porevoluční“ strojírenští výrobci, kteří se více či méně úspěšně uplatňují na domácím, Evropském i světovém trhu. Bez ohledu na velikost firem, se musí průběžně přizpůsobovat novým vnitřním a vnějším skutečnostem, a na ně reagovat tak, aby obvykle byly dlouhodobě konkurenceschopné, zvyšovaly zisk nebo svou tržní hodnotu. Mezi vnější vlivy můžeme přiřadit například, ekonomické změny, nové trendy v oblasti výrobků konečné spotřeby, normy a zákony a v neposlední řadě rozvoj v oblasti poznání – nové technologie. Vnitřní podměty mohou být vize a záměry pro rozvoj firmy jako takové, generační změny, činnost odborů, i například tlaky na růst mezd jako důsledek změn na trhu práce. Vzniklé potřeby, záměry i tlaky jsou řešeny u zaběhlých firem průběžně v mezích, jež jsou vymezeny samotnou firmou a naneštěstí je nutné se jim věnovat a řešit tzv. za pochodu, s co nejmenším dopadem na probíhající workflow. Nepřipravené zásahy a činnosti představují veliké riziko. Zastavení či zpoždění vývoje nového produktu, subdodávek i vlastní produkce vždy vede k ekonomickým ztrátám. Špatně připravený zásah do zaběhlého toku výroby, práce zaměstnanců, cashflow atd. může mít dopady daleko většího rozsahu. K nalezení správných, optimálních, ale i nejméně škodlivých řešení pomáhají například pokročilé softwarové nástroje, simulační programy založené na různých typech analýz a algoritmů. Na začátku řešení problémů však hlavním článkem zůstává lidský úsudek a úvaha. Ke správnému zhodnocení stavu a možným úpravám je nutné mít poznatky a vstupní data z oblasti výrobních technologií, plánování výroby, logistiky, dopravy a manipulace s výrobky a materiálem a další.

Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

3

2 Východiska a cíle studie Úkolem je provést analýzu stávajícího stavu s ohledem na možnosti rozvoje manipulace, automatizace a robotizace se zaměřením na materiálový tok a manipulaci s materiálem a výrobní operace. Tato studie pak představuje výše uvedené na příkladu vybrané firmy, zabývající se výrobou především ocelových kontejnerů. Předmětem studie je rovněž s ohledem na zaběhlou výrobu, analýza přidání vhodného manipulačního prostředku, manipulátoru či robotu, výrobního stroje a jejich začlenění do stávajícího uspořádání, rovněž také možnosti změny uspořádání a rozšíření výrobních a skladovacích prostor. Součástí studie je analýza a nalezení aktuálně úzkého místa ve výrobním řetězci, a navržení vhodného řešení, opatření, popř. vhodného rozmístění, jež bude shledáno za současný nejslabší článek. V případě vzniku problémového místa v technologii, strojním a manipulačním a automatizačním vybavením ve výrobě, materiálovém toku, skladu atd., je snaha navrhnout možné řešení tohoto uzlu, této oblasti tak, aby problém mohl být vhodnými organizačními zásahy, restrukturalizací, investicemi atd. odstraněn.

3 Analýza současného stavu technologií ve firmě U malých a středních podniků, kde dochází k časté obměně výrobního programu, však roboty na rozdíl od aplikací ve velkosériové výrobě musí být daleko více flexibilnější a jejich obsluha nesmí být náročná. Robot musí být rychle přestavitelný pro různé pracovní operace a případně i snadno přemístitelný k různým výrobním strojům. V poslední době můžeme u nás pozorovat nejrůznější aplikace robotů a automatizací u malých a středních strojírenských firem, zvláště u oborů slévárenství a obrábění. V rámci této studie se proto pokusíme zaměřit na to, jaké se nabízejí možnosti robotizace a automatizace u vybrané firmy zabývající se dodávkami ocelových kontejnerů, obytných kontejnerů, rámů a jiných ocelových konstrukcí. Jedná se tedy o posouzení možností u řady operací typických i pro ostatní výrobní firmy, tj. činnosti jako výroba kovových konstrukcí a dílů, povrchová úprava a zušlechťování kovů, svářením, kování, lisování, řezání, ražení, válcování, protlačování kovů, lakování, prášková metalurgie apod. Převažuje vysoký podíl manuální práce jak při manipulaci s materiálem tak ve vlastní výrobě. Firma není vybavena a nedisponuje prostředky automatizace a robotizace jak ve výrobních tak skladovacích ani expedičních prostorech a dílnách. Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

4

3.1 Představení společnosti Společnost KOVAR s.r.o. byla založena v roce 1992 [43] . Zpočátku společnost podnikala v pronajatých prostorách a zaměstnávala celkem 34 pracovníků. Hlavní produkce obnášela nejrůznější ocelové konstrukce a výrobky pro NH Ostrava. Poté bylo započato s výrobou obytných a sanitárních kontejnerů a sestav z nich pro použití jako kanceláře, ubytovny, výrobní prostory, obchody, obytné montované domy. O tyto výrobky byl značný zájem, především pro dobrou kvalitu a nízkou cenu. Toto se dále projevilo v nárůstu objemu výroby a počtu zaměstnanců firmy. Pro zajištění dalšího rozvoje vedení firmy v roce 1994 rozhodlo odkoupit původně pronajaté výrobní prostory a strojové vybavení. Tím se firma stala plně samostatnou. V letech 1994 až 1996 se firma úspěšně zúčastnila mezinárodních stavebních veletrhů a tím se dostala do povědomí zákazníků a uskutečnila množství zajímavých projektů.

Obr. 1 Správní budova firmy KOVAR s.r.o.

Pro stoupající zájem o výrobky firmy, hlavně speciální technologické kontejnery bylo v roce 1998 zřízeno obchodní oddělení firmy pro přímý styk ze zahraničními odběrateli a vlastní konstrukční kancelář. Toto napomohlo změně orientace prodeje na přímé zákazníky a charakteru výroby na kusovou, speciální výrobu dle konkrétních potřeb a přání zákazníků. V roce 2001 byla postavena nová svařovna o 2100m 2 , zakoupen 250t ohraňovací lis, těžkotonážní vysokozdvižný vozík a další stroje pro umožnění kusové výroby. V roce 2001 byl zaveden systém řízení výroby a jakosti dle ISO 9002 a v roce 2004 firma obhájila Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

5

certifikaci dle ČSN ISO 9001:2001. Od té doby v pravidelných intervalech probíhají úspěšné kontroly a obhajování certifikace tohoto systému. Elektronický informační systém řízení výroby byl zaváděn od roku 2004 a díky jeho podpoře mohl být v roce 2007 úspěšně zaveden enviromentální systém dle ISO 14001. Ve stejném roce byl také zaveden systém bezpečnosti práce dle OHSAS 18001. Recertifikace probíhají v pravidelných intervalech. Rozsáhlé investice do výrobní vybavenosti společnosti probíhaly především v letech 2006-2008. Tyto investice umožnily prudký nárůst objemu výroby a především produktivity práce. V listopadu 2009 společnost KOVAR s.r.o. obsadila třetí místo v celostátní soutěži o Firmu roku.

3.2 Předmět produkce, výrobní program Kontejner je mezinárodně standardizovaná přepravní jednotka, která se používá v dopravě převážně na velké vzdálenosti, s využitím lodní, železniční a silniční dopravy. Kontejner díky své koncepci umožňuje kombinovat přepravní prostředky, aniž by muselo být manipulováno se samotným předmětem přepravy. Jedná se o velkou, pevnou a uzavřenou přepravku technicky uzpůsobenou ke stohování do několika vrstev nad sebou s prvky zabezpečení, ochrany proti povětrnostním vlivům, identifikace atd.

Obr. 2 Příklad provedení přepravních kontejnerů a jejich skladování

Firma KOVAR, s.r.o. vyrábí dle dodané dokumentace a vyvíjí dle požadavků zákazníků především kontejnery, které nejsou standardizované a určené pro přepravu zboží (kontejnery pro přepravu zboží jsou vyráběny velkosériově a jejich produkce předmětem podnikání zejména asijských výrobců).


6

KOVAR s.r.o. vyrábí [43] : •

Speciální kontejnery. Jsou hlavní specializací firmy. Tyto kontejnery se dají použít pro umístění agregátů, rozvodných skříní, nádrží a dalších zařízení,

•

Materiálové kontejnery. Kontejnery lze využít ke skladování zboží či nářadí, lze je vybavit regálovými a jinými systémy pro skladování,

•

obytné kontejnery. Lze je využít jako kanceláře, pobytové místnosti, šatny, umývárny a toalety lze dodat v nejrůznějších velikostech, sestavách a provedeních,

•

kontejnerové přestavby. Jedná se o pozměnění - přestavění zakoupeného originálního námořního kontejneru dle přání zákazníka.

Vedle uvedeného nosného programu se firma zabývá zakázkovou kovovýrobou, a i když se nejedná přímo o uvedené kontejnery, svařované konstrukce k nim mají mnohdy blízko. Na přiložených obrázcích jsou uvedeny rozměrové parametry a rozměry, orientace a provedení standardizovaných přípojných míst. Jejich dodržování je nezbytné pro

bezproblémové

uplatnění

při

praktickém

používání,

manipulaci,

skladování

kontejnerů. Vlastní konstrukční provedení normami nedefinovaných částí je předmětem návrhů zadavatelů do výroby (zákazníků firmy), anebo vlastního vývoje a realizace firmou KOVAT s.r.o. Ve všech případech je důležité vedle rozměrových parametrů zajistit statickou únosnost kontejnerů.

Obr. 3 Rozměrové charakteristiky a přípojné body kontejnerů dle ISO 668


7

Tab. 1 Přehled rozměrů a nosností základní rady kontejnerů dle ISO 668

Tabulka ( Tab. 1 ) ukazuje hodnoty mezinárodně normalizovaných rozměrů. I když firma KOVAR s.r.o. produkuje specializované řešení kontejnerů, jejich vnější rozměry, připojovací a manipulační body jsou v souladu s uvedenými standardy (samozřejmě pokud na požadavek odběratele tomu není jinak). 3.3 Sklady, dílny a pracoviště Ve firmě KOVAR s.r.o. hutní polotovary od vstupu procházejí technologiemi – dělení materiálu (využívány jsou technologie beztřískové pro plechové polotovary a třískové pro profilový materiál), tváření, svařování, lakování, až po konečnou montáž a finalizaci. Je tedy možno pozorovat výrobní procesy, které jsou typické pro celou řadu MSP. V omezené míře je užíváno třískové obrábění např. frézování. Objemový tok ve výrobně se odvíjí od přijatých zakázek, pohybuje se však v intervalu až 500 tun za měsíc [44] . Spotřebované

množství

samozřejmě

rovněž

závisí

na

daném

materiálu.

Firma

KOVAR s.r.o. disponuje těmito výrobními plochami [43] : • • • • • • •

skladové plochy zastřešené: 1 800 m2, skladové plochy nezastřešené: 3 600 m 2 , výrobní plochy (svařovny): 2 900 m 2 , lakovaci kabiny- vysokotlaké nanášení: (7 x 3,5 m), (11 x 4,5 m), (18 x 7 m), tryskací box: 17x7x6 m, výrobní plochy montáže: 3200 m 2 , přeprava materiálu lisovna, nástrojárna, opravna: 630 m 2 .


8

Skladové plochy zastřešené

Obr. 4 Sklad barviv, tmelů, ředidel, lepidel a dalších chemikálií

Obr. 5 Pohled na skladovací regály

Obr. 6 Přípravna plechových polotovarů a skladování plechů na přířezech

Obr. 7 Skladování plechů na přířezech

Obr. 8 Skladování svitků plechů a nůžky pro dělení materiálu

Obr. 9 Skladování plechů na přířezech a kódované značení skladu


9

Obr. 10 Skladován plechů na přířezech se zabezpečením

Obr. 12 Skald montážního materiálu

Obr. 14 Skladování nekovových montážních desek

Obr. 11 Prostředek ruční manipulace s materiálem

Obr. 13 Skald montážního materiálu

Obr. 15 Venkovní skald drobného a hořlavého materiálu


10

Skladové plochy nezastřešené Na následujících fotografiích jsou zachyceny formy uskladnění a samotný skladovaný materiál v tzv. venkovním skladu. Podle fotografií je vidět, že se rozkládá po celém areálu.

Obr. 16 Sklad hutního materiálu

Obr. 17 Uskladnění izolačních materiálů

Obr. 18 Hlavní venkovní sklad hutního materiálu

Obr. 19 Hlavní venkovní sklad hutního materiálu

Obr. 20 Venkovní sklad tyčového hutního materiálu

Obr. 21 Venkovní sklad hutního materiálu a polotovarů


11

Obr. 22 Venkovní sklad hutních polotovarů a svařovna

Obr. 23 Svařovna a venkovní sklad hutních polotovarů

Přípravna polotovarů Na sklad hutních polotovarů přímo navazuje příprava polotovarů pro svařování (dělení). Technologické operace dělení materiálů a příprava se realizují na třech oddělených pracovištích. Jedno je pro tyčový materiál, jedno pro plechy a dílce, na kterých musí být realizovány operace, jako je soustružení, frézování broušení apod. se realizují v obrobně.

Obr. 24 Pásové pily na kov

Obr. 25 Dělení polotovarů

Obr. 26 Přípravna polotovarů

Obr. 27 Lehká obrobna


12

Firma KOVAR s.r.o. nepracuje pouze s kovovými materiály. Vedle železných kovů jsou kontejnery vyrobeny z hliníkových slitin, pryže, plastů, dřeva, dřevotřísky, při výrobě jsou použita lepidla, tmely, spojovací materiál a řada nakupovaných dílů (kliky, okna atd.). Na obrázku ( Obr. 28 , Obr. 29 ) je ukázána venkovní stolárna.

Obr. 28 Dělení dřevěných polotovarů

Obr. 29 Venkovní stolárna

Výrobní plochy (svařovny) Firma disponuje několika pracovišti, na kterých se realizuje hlavní technologická operace – svařování. Úhrnná plocha těchto pracovišť je 2900 m 2 . Na přiložených obrázcích je zachyceno svařování kontejnerů do celku. Vedle tohoto pracoviště například existuje svařovna, kde se připravují nosné rámy, anebo drobnější celky, které se posléze uplatňují u finálního svařování.

Obr. 30 Svařovna

Obr. 31 Svařovna


13

Tryskací box Tryskací box slouží k přípravě povrchů, především odstranění oxidů železa, před finální základní povrchovou úpravou. Na obrázcích tryskacího boxu jsou zároveň zachyceny dva základní manipulační prostředky. Jsou jimi jeřáby a vysokozdvižné vozíky. Vedle těchto strojně poháněných zařízení jsou také využívány ruční vozíky.

Obr. 32 Tryskací box v hale s jeřábovou dráhou o nosnosti 20 tun

Obr. 33 Tryskací box s manipulací jeřábovou dráhou a vysokozdvižným vozíkem

Výrobní plochy montáže Montážní práce a tzv. finalizace se provádí po důkladném zaschnutí nátěrů. Lakování se provádí v specializovaném hermeticky uzavřeném a filtračním zařízením opatřené lakovací komoře (není zachyceno).

Obr. 34 Montáž a finalizace

Obr. 35 Montáž a finalizace


14

3.4 Aktuálně používané výrobní technologie Na třech pásových pilách se řežou tyče různých profilů, trubky, kulatiny do maximálního rozměru průřezu skladového sortimentu. Technický stav a parametry těchto pásových pil jsou dostačující. Přepravované množství materiálu dělených na strojích za rok je znázorněno v tabulce tyčového materiálu, jeklů a profilu v revizi skladu [44] . V tabulce uvedené zkratky představují jednotlivé hlavní výrobní prostředky a stroje. Seznam jednotlivých zkratek: F

–

frézka,

RN

–

ruční nůžky,

KP

–

kotoučová pila,

RV

–

ruční vrtačka,

OL

–

ohraňovací lis,

SlV

–

sloupová vrtačka,

O

–

ohýbačka,

SN

–

stolní nůžky,

PP

–

pásová pila,

StV

–

stolní vrtačka,

PSP

–

postupový svařovací automat,

SB

–

strojní bruska,

RB

–

ruční bruska,

SV

–

svářečka.

Tab. 2

Matice využívaných výrobních prostředků (technologií) ve firmě KOVAR s.r.o.

Beztřískové technologie

Třískové technologie

Nekonvenční technologie

Autonomní systémy

Využívané výrobní technologie

Skladové plochy zastřešené.

–

–

–

–

Skladové plochy nezastřešené.

–

–

–

–

RN

RB, RV, SV

–

–

Lakovací kabiny - vysokotlaké nanášení.

–

–

–

–

Tryskací box.

–

–

–

–

Výrobní plochy montáže.

V

–

–

–

OL, O

PP, KP, KF, V, KS

–*

–

Výrobní plochy (svařovny).

Příprava materiálu lisovna, nástrojárna, opravna.

* Pozn.: některé dílce musí firma vyrábět v kooperaci. Jejich výroba nekonvenční technologie s výhodou využívají, resp. musí využívat.


15

3.5 Aktuálně používané prostředky automatizace a robotizace Ve firmě KOVAR s.r.o. je vysoký podíl manuální práce jak při manipulaci s materiálem tak ve vlastní výrobě. Firma v současnosti není vybavena a nedisponuje prostředky automatizace a robotizace jak ve výrobních tak skladovacích ani expedičních prostorech a dílnách. 3.6 Aktuálně používané skladovací a manipulační prostředky Na obrázku ( Obr. 36 ) je zachycena struktura skladových operací ve firmě KOVAR s.r.o., tak jak probíhá od příjezdu dopravního prostředku do firmy, naskladnění, přípravu (dělení) materiálu, dopravu na svářečské pracoviště, uplatnění materiálu ve výrobě, lakování a finalizaci, na kterou samozřejmě navazuje expedici kontejnerů. Obrázek zachycuje pouze tu část výrobního procesu, která souvisí s manipulací s materiálem v přímé souvislosti s výrobou. Manipulace s kontejnery v dalších úvahách figuruje, ale ne ve spojení s výrobou. Tab. 3

Matice využívaných prostředků automatizace a manipulace ve firmě KOVAR s.r.o.

Ruční, mechanizované, strojní

Automatizované (počítačově řízení)

Robotizované

Autonomní systémy

Využívané prostředky

Skladové plochy zastřešené.

R, RV, PV, J, ZZ, VV

–

–

–

Skladové plochy nezastřešené.

R, RV, PV, J, VV

–

–

–

Výrobní plochy (svařovny).


–

–

–

Lakovací kabiny - vysokotlaké nanášení.

R, RV PV, J, VV

–

–

–

Tryskací box.

RV, PV, J, VV

–

–

–

Výrobní plochy montáže.


–

–

–

Příprava materiálu lisovna, nástrojárna, opravna.

R, RV, PV, ZZ

–

–

–


16

V tabulce ( Tab. 3 ) uvedené zkratky představují jednotlivé manipulační, skladovací prostředky. Zkratky představují tyto prostředky a zařízení: J

–

jeřáb (různá provedení; nosnosti mostových jeřábů ve výrobě od 3,2 t do 20 t),

PV

–

paletový vozík,

R

–

rudl (vozík ruční dvoukolový pro manipulaci krabicemi bednami atd.),

RV

–

ruční vozík,

SP

–

ručně stavitelný samochodný svařovací poloautomat,

VV

–

vysokozdvižný vozík,

ZZ

–

zvedací zařízení.

Obr. 36

Postupový diagram skladových operací ve firmě KOVAR s.r.o.


17

4 SWOT analýza používaných technologií Analýza silných a slabých stránek v oblasti podnikové sféry je standardní analytický nástroj. Jedná se o metodu kvalitativního (ale i kvantitativního stavu, pokud se tento objevuje jako jeden z aspektů analýzy) vyhodnocení veškerých relevantních stránek posuzovaného tématu (problémů, řešení, projektů a dalších) ve všech oblastech lidské činnosti, jeho prostředí a působnosti (úroveň státní, regionální, podniká, osobní atd.). U posuzovaného tématu je zkoumán stav současný, ale obvykle (vždy) ve vztahu se stavem budoucím. Tab. 4

Oblasti realizace strategických analýz výrobního podniku Analýza

Způsob řešení

Implementace

Strategie.

Cílů firmy.

Podniková strategie a cíle projektu, marketingové studie.

Realizace projetu změny výrobního programu, image firmy atd.

Procesy.

Organizační struktury, procesů a dalších.

Odstranění úzkých míst, nové koncepty procesů a organizační struktury.

Změny organizační struktury, transformace majetkových uskupení.

Informační systém.

Informačních toků, rozhodovacích činností, IT technologií.

Restrukturalizace a návrh nových informačních toků, distribuce, obsahů, forem, informačních standardů.

Intenzifikace a správné využívání stávajících, IT technologií, Zavedení nového informačního systému,.

Technologie.

Výrobních i nevýrobních technologií, uspořádání, prostředků a nástrojů.

Návrh úpravy stávajících a uplatnění nových technologií, výrobních nástrojů a dalších.

Racionalizace výrobních technologií, Zavedení nových výrobních nástrojů a technologií.

Metody.

Metody a postupů.

Definování nových metod, úloh.

Zavedení nových metod, postupů.

Lidské zdroje.

Personálu, pracovních vztahů a prostředí.

Požadavky na personální zásahy, vzdělávání a další.

Personální změny, změny struktury, školení, vzdělávání, podniková kultura.

V prvním sloupci tabulky ( Tab. 4 ) jsou ukázány oblasti, které jsou u výrobních firem podrobovány analýzám. Ve třech navazujících sloupcích jsou ukázány příklady způsobů řešení a příklady vlastní implementace. V tabulce jsou zároveň zvýrazněny oblasti, mající souvislost s podnikovou strukturou ve firmě KOVAR s.r.o..


18

Tab. 5

SWOT analýza technologií a oblastí související s výrobou

SILNÉ STRÁNKY

SLABÉ STRÁNKY

• Malé potřebné množství druhů výrobních technologií. • Nízké pořizovací náklady stávajících (konvenčních) výrobních zařízení. • Velká schopnost operativního řešení výrobních problémů. • Nízké náklady na servis a údržbu výrobních zařízení. • Pracovníci převážně vyučení (nebo s maturitou). • Operativnost a pružnost firmy. • Stabilní firma s vyjasněnými vlastnickými poměry.

• Konsolidace výrobního parku a výrobních prostor. • Nasazení výrobních zařízení a technologií zvyšující produktivitu. • Region s nižší platovou hladinou. • Zvyšování objemu výroby. • Zvýšení přehled a pořádku ve skladu a pracovištích. • Nasazení moderních IT technologií skladového hospodářství (LEAN, JIT). • Zvýšení zabezpečení materiálových zásob firmy proti poškození, ztrátě. • Unifikace a standardizace dílčích konstrukčních celků a skupin. • Digitalizace sledování průběhu procesů (odepisování provedené práce). • Inovace výrobků, osazování kontejnerů technologiemi.

• Vysoký podíl ruční práce. • Zvyšování produkce zvyšováním počtů zaměstnanců. • Roztříštěnost výrobních a montážních prostor. • Malá výkonnost výrobních zařízení (přípravy materiálů). • Roztříštěnost skladovacích prostor. • Nedostatečné či nevhodné prostory pro umístění nových technologií. • Nízká nosnost (absence) jeřábů. • Velké manipulační náklady. • Časová náročnost manipulace s materiálem. • Závislost skladů (výroby) na povětrnostních vlivech. • Nemožnost zvyšovat produkci. • Růst mzdových nákladů. • Nedostatečné množství kvalifikované pracovní síly. • Výpadky zásobování. • Malá průchodnost zakázky firmou. • Velké translační časy a náklady. • Rizika vyplývající z investic do nových technologií, výrobních a skladovacích prostor. • Omezený prostor (schopnost) uplatnění moderních technologií. • Jsou nežádoucí/rizikové příliš velké zásahy do zaběhlého chodu výroby. • Zranění osob a poškození materiálu v důsledku nevyhovujících skladů. • Globální ekonomické problémy a zvyšování výrobní a prodejní síly asijské konkurence.

PŘÍLEŽITOSTI

HROZBY

Vzhledem k tomu, že SWOT analýza zahrnuje postupy a techniky strategické analýzy, je součástí i této studie. Jejím úkolem je pomoci nalézt oblast uvnitř firmy KOVAR s.r.o., která je z hlediska jejího současného a i budoucího důležitá pro změnu jak z hlediska vnitřního

(flexibilita,

vnitřní

náklady,

přehled

a

pořádek,

produktivita

atd.),

tak i z hlediska vnějšího (potřeby zvýšit konkurenceschopnost a flexibilitu na trhu).


19

5 Multikriteriální analýza silných a slabých oblastí výroby Z důvodu hledání problematických výrobních a nevýrobních míst ve firmě KOVAR s.r.o. a z něj vyplývajících doporučení pro jejich řešení či odstranění s cílem zvýšení produktivity firmy, byla provedena multikriteriální analýza na základě rozboru a hodnocení jednotlivých sledovaných provozů v předchozí kapitole. Sledován je podíl jednotlivých technických a technicko-výrobních hledisek a jednotlivé požadavky na provozní a výrobní stavy, a zároveň na ekonomickou nákladnost současného řešení a jejich vliv na průchod zakázky firmou. Tento analytický postup je možné uplatnit na jakoukoliv jinou výrobní firmu. Hodnocení vytypovaných problematických (nebo naopak ideálně fungujících) míst ve firmě spojených přímo s výrobou je popsáno stupnici od 1 do 5. Hodnota nejmenší – 1 odpovídá velmi dobrému řešení tj. naprostému zvládnutí procesu či pracoviště (je obtížné zde hledat rezervy), 2 odpovídá dobrému řešení, 3 vyhovujícímu řešení, 4 dostatečnému řešení a 5 nevyhovujícímu řešení nebo resp. uvedený aspekt ve spojení s daným pracovištěm (danou oblastí) má veliký vliv na chod firmy. Posuzovány jsou bodovým hodnocením tato kritéria: a) podíl ruční práce na pracovišti, b) automatizace a automatická manipulace na daném pracovišti, c) náklady na manipulaci s materiálem daného pracoviště (délka pohybu mat.), d) toto pracoviště ovlivňuje chod jedno nebo vícera navazujících pracovišť, e) vzniklé prostoje jsou důsledkem především organizace tohoto pracoviště, f) počet zaměstnanců na daném úseku (pracovišti), g) riziko poškození materiálu nebo výrobku vlivem očekávatelných událostí, h) je na pracovišti přehled a pořádek (efektivní uspořádání pracoviště), i) zvyšování produkce (produktivity) pracoviště (úseku) lze dosáhnout jinak než jeho rekonfigurací, reorganizací (přestavbou), j) počet dílců, materiálu, subdodávek zpracovávaných daným pracovištěm, k) využívá firma vzhledem ke konkurenci srovnatelné nástroje/technologie. Na závěr jsou body u jednotlivých variant sečteny a oblast s nejvyšším počtem bodů je vyhodnocena jako kritická, je tedy velmi problematická, nezvládnutá po organizační


20

a technické stránce, komplikuje chod firmy, jsou zde shledány největší rezervy pro zvyšování produktivity atd. Tato oblast je následně v analýze zpracována.

Svařovna

Tryskací box

Lakovna

Finalizace

Expedice

4

3

5

4

3

5

1

b)

5

4

5

5

5

4

5

c)

5

3

3

2

2

3

3

d)

5

5

2

2

2

2

2

e)

5

4

2

1

1

4

1

f)

3

3

5

2

2

5

1

g)

5

4

2

2

2

4

2

h)

5

3

4

1

1

3

1

i)

5

2

5

1

1

2

2

j)

5

5

5

1

1

5

1

k)

5

3

4

2

2

4

1

Součet

52

39

42

23

22

41

20

bod a)

Hodnotící

Přípravna

Bodově hodnocení oblasti spojených s výrobou ve firmě KOVAR s.r.o.*

Sklad

Tab. 6

*méně znamená lépe zvládnuté procesy, výroba atd. Multikriteriální hodnocení jednotlivých pracovišť firmy KOVAR s.r.o. je uvedeno v tabulce ( Tab. 6 ). Z tabulky vyplývá, že oblast, která je ve firmě v mnoha ohledech kritická, je oblast skladu, skladového hospodářství popřípadě je zde potenciál pro automatizaci a robotizaci v skladovém hospodářství. Vedle multikriteriální analýzy lze vysledovat možná slabá místa ve skladování rovněž z popisu aktuálního stavu a přiložených obrázků. Přípravna hutních polotovarů je v podstatě součástí skladu. Na druhém místě figuruje svařovna, na třetím je finalizace, u kterých je rovněž možné hledat prostor pro uplatnění automatizace a robotizace.


21

6 Současné

technologie,

trendy

a

postupy

ve skladovací

a manipulační technice Objektem manipulace s materiálem je pracovní síla, manipulátor či manipulační linka či robot jsou prostředky a předmět je to, s čím je manipulováno. Manipulace jako proces se všemi jeho předměty, prostředky a objekty se dá chápat i systémově, kdy zmíněné prvky tvoří skupiny systémy a podsystémy. V globálním měřítku firmy se dá manipulace s materiálem považovat za podsystém výrobního závodu. Manipulace s materiálem představuje vedle přemisťování břemene z jednoho místa na druhé, také širokou škálu operací, jako je například skladování, balení, značení, vážení a další. Značnou měrou se podílí na nákladech firmy, tj. spotřebovává energie na přepravu, vyžaduje manipulační prostředky, přípravky, pracovníci sílu. Manipulace s materiálem se standardně nepovažuje za technologický (výrobní) operace (proces), je však při výrobě všudypřítomná. Její forma, rychlost, náplň je spjatá přímo s technologickými operacemi a především s vyráběným předmětem (pohybujeme-li se v oblasti průmyslové výroby). Manipulace s polotovary, materiálem, výrobky v různých stavech rozpracovanosti má přímý vliv na průběh výroby a naopak. Vhodně voleným způsobem,

s ohledem

na

prostorové

dispozice

výrobních

prostředků,

směrem

a prostředky, můžeme minimalizovat ztrátové (nevýrobní) časy, energetickou a jiné kapacitní spotřebu a tak zajišťovat její plynulost. Z nákladového hlediska hledáme ekonomickou efektivnost. Nevhodným návrhy, nevhodným materiálovým tokem popř. rozmístěním strojů a parametry můžeme způsobit ztráty a mnohdy až škody, a ohrožovat bezpečnost pracovníků. 6.1 Zařízení pro manipulaci a skladování materiálu – palety Pro přepravu materiálu na krátké i dlouhé vzdálenosti se využívá standardní prostředek – paleta. Existuje jich mnoho typů (rozměrů), proto je mezikontinentální přeprava materiálu prostřednictvím palet mnohdy komplikovaná. V našich podnicích se nejčastěji setkáváme s paletami označovanými EUR o rozměrech 1200 mm x 800 mm. Norma ISO 6780:2003 definuje typy palet dle použití v různých částech světa. Navíc definuje rozměry a parametry jedno, dvou a čtyř-cestných palet a i jejich dovolené rozměrové odchylky. Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

22

6.2 Zařízení pro manipulaci a skladování palet – regály Skladování palet je možné volně na zemi, stohování, pokud to přepravovaný materiál umožňuje. Pokud stohování je nemožné, je nezbytné palety ukládat do regálů. Konvenční regály Jedná se o regály vhodné pro uskladnění nejrůznějšího zboží na paletách. V případě vhodného manipulačního prostředku je možné i dvojité zakládání. Novým trendem je výstavba tzv. samonosných skladů, u nichž není potřeba stavět budovu, ale regály jsou zároveň nosnou konstrukcí střechy atd. Je zde umožněn přímý přístup ke každému založenému zboží a velmi snadná kontrola zboží.

Obr. 37 Konvenční regál [35]

Obr. 38 Vjezdový regál [34]

Nevýhodou samonosných hal je to, že neumožňují užití mostových jeřábů u hal těchto konstrukcí. Konvenční regály mohu být rovněž vícepodlažní s pochůznou plošinou (patrem) pro obsluhu. Ve vyšších patrech je uskladněn zejména drobný materiál, pro přepravu do nižších pater lze využít materiálové výtahy či skluzy. Vjezdové regály Vjezdové regály jsou uzpůsobeny pro vjezd přímo dovnitř regálu, čímž je docíleno lepšího využití místa pro skladování palet. Předpokladem efektivního využití je, že za sebou jsou umístěny identické skladové zásoby nebo zakládání palet probíhá ve sledu, jaký je potřeba při následném odebírání palet s materiálem. Vjezdové regály mohou být řešeny i jako průjezdové.


23

Spádové regály Spádové regály nabízí skladování palet s vysokou hustotou a mírou využití prostoru skladu. Není potřeba průjezdových uliček a podobně, protože materiál „samovolně“ putuje od místa zakládání do místa odběru palet. Jsou založeny na tom, že gravitační síla posouvá palety ze zakládacího místa do místa odběru palet, odkud se palety mohou odebírat dle principu první dovnitř/první ven (First In/First Out).

Obr. 39 Spádové regály [36]

Obr. 40 Zatlačovací regály [37]

Obr. 41 Mobilní regály [33]

Obr. 42 Stohovací zakladač [40]

Zatlačovací regály Tento systém, rovněž nejčastěji dodávaný s válečkovými tratěmi, poskytuje skladování dle principu poslední dovnitř/první ven (Last In/First Out). V takovém případě jsou palety zakládány do regálů a vyskladněné na stejné straně. Tohoto principu se ožívá v případě, že je regál přístupný z jedné strany (je u stěny). Manipulační zařízení zatlačí již založené palety po válečkové trati směrem od místa nakládky, a ty se pak při odebírání palet vlivem gravitace vrací zpět. Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

24

Mobilní regály Jednotlivé regály jsou usazeny na podvozcích, které umožňují vzájemné přiblížení jednotlivých sekcí, čímž se zvýší kapacita skladu při zachování přímého přístupu ke každé paletě. Elektromotory jsou navzájem propojeny tzv. elektrickou hřídelí, která zaručuje, že všechny řady paletového regálu se pohybují synchronizovaně. 6.3 Zařízení pro skladování hutních polotovarů, přířezů, montážních desek Hutní polotovary se díky svým rozměrům a hmotnostem převážně skladují volně ložené na zemi nebo v regálech. Volně ložené polotovary ať už kusové nebo na přířezech se mohou stohovat. Omezující je však například únosnost palet, na kterých jsou převáženy plechy. 6.3.1 Regály na plechy Plechy jsou obvykle volně loženy na zemi na přířezech či paletách, mohou být uloženy ve svislých tabulových pořadačích nebo v konzolových regálech na plechy ( Obr. 43 ). Tyto regály jsou vhodné pro plechy s malým obratem zato pro např. velmi tenké plechy, neželezné plechy apod.

Obr. 43 Konzolový regál na plechy [38]

Obr. 44 Konzolový regál na polotovary [30]

6.3.2 Konzolové regály Konzolové regály se využívají pro uskladnění materiálů, jejichž jeden rozměr je výrazně větší než zbývající. Typicky se jedná o hutní polotovary (pásy, jekly, profily), lišty, montážní desky a podobně. Na přiložených obrázcích ( Obr. 44 , Obr. 45 , Obr. 46 ) jsou ukázány hlavní principy ukládání materiálu do konzolových regálů.


25

Obr. 45 Uskladnění hutních polotovarů [30]

Obr. 46 Uskladnění dřevotřískových desek [30]

6.4 Prostředky pro manipulaci s materiálem – přetržitě pracující 6.4.1 Základní prostředky pro manipulaci s paletami U dále z uvedených zakládacích zařízení je nezbytná manuální obsluha ať už v pozici řídící nebo výkonné (zaleží na tom, v jaké míře daný manipulační prostředek nahrazuje lidskou práci).

Obr. 47 Stohovací zakladač [17]

Obr. 48 Vysokozdvižný zakladač [18]

Paletové vozíky (Pallet Trucks, Electric Pallet Trucks) Klasickým a snad ve všech výrobních provozech uplatňovaný je paletový vozík. Tato skupina vozíků obsahuje široké spektrum konstrukčních řešení. Slouží pouze k přesunu palet nebo k zakládání palet v přízemních prostorách, přičemž k pohybu vyzvednutí do manipulovatelné výšky (několik centimetrů nad úroveň podlahy) slouží lidská síla a manuální ovládání. Paletové vozíky s elektrickým pohonem pro snadnější ovládání a snížení fyzického zatížení obsluhy. Vysokozdvižné vozíky jsou vhodné pro malé množství Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

26

manipulovaného materiálu jak z hlediska množství skladových položek tak skladového množství, je určen pro malé přepravní vzdálenosti. Stohovací zakladače (Pallet Stackers) Jedná se o vylepšení paletového zakladače. Je umožněno zakládání do vyšších pozic (obvykle dvou tří standardních výšek). Elektricky poháněný pojízdný zakladače je v základní koncepci dominující, ale je možné se setkat s manuálně ovládaným. Existují řešení s nášlapnou plošinou pro obsluhu, na které obsluha stojí při přejíždění na delší vzdálenosti. Vysokozdvižné vozíky jsou vhodné pro malé množství manipulovaného materiálu jak z hlediska množství skladových položek tak skladového množství.

Obr. 49 Vysokozdvižný zakladač s přístupem pro ruční zakládání ve výškách [14]

Obr. 50 Principy šetření energie za provozu manipulačního prostředku [14]

Vysokozdvižné vozíky Vysokozdvižný vozík ( Obr. 40 , Obr. 47 ) je velmi všestranný prostředek pro manipulaci nejen s paletami. Umožňuje zakládat palaty do výšek, v závislosti na jeho technických parametrech. Pohon může být realizován buď spalovacím motorem, tak i elektrickou energií, ale i stlačeným vzduchem. Vysokozdvižné vozíky jsou konstruovány pro vnitřní i pro vnější použití (kabina řidiče je otevřena nebo uzavřená) a rovněž podvozek umožňuje pohyb ve skladu, ale i tam, kde není ideálně rovná podlaha. Vysokozdvižné vozíky jsou vhodné pro malé i velké množství manipulovaného materiálu jak z hlediska množství skladových položek tak skladového množství. Potřebná kapacita zajišťuje navyšováním jejich počtu ve skladovém provoze, ovšem musí být dobře vyřešeny přepravní cesty, aby nedocházelo ke kolizím.


27

Vysokozdvižné zakladače Jedná se o technicky vylepšený prostředek oproti vysokozdvižnému vozíku. Vysokozdvižný zakladač je především z praktických a bezpečnostních důvodů určen především pro pojezd na rovných a zpevněných podlahách. Teleskopicky výsuvné svislé rameno umožňuje zakládat palety vysoko nad zem (standardní výška zakládání je do 10 m). Dle typu koncového efektoru zakladače je možné zakládat do jedné, případně i do dvou úrovní regálu. V druhém případě je to možné díky vodorovně výsuvným vidlím. Existují rovněž řešení, že ani při využití vysoké míry manipulace (automatizace), se nelze vyhnout ruční manipulaci se skladovaným materiálem. Princip zakládání materiálu ve výškách je na obrázku ( Obr. 49 ). Na vedlejším obrázku je ukázán princip rekuperace energie při manipulačních operacích, tj. spouštění materiálu, brždění vozíku ( Obr. 50 ). Vysokozdvižné vozíky jsou vhodné pro malé i velké množství manipulovaného materiálu jak z hlediska množství skladových položek tak skladového množství. 6.4.2 Základní prostředky pro manipulaci s přepravkami Přepravky jsou vedle palet základní manipulační jednotka, ve které může být uchováván a manipulován potřebný materiál. Existuje celá řada konstrukčních, rozměrových variant. Jejich konstrukční provedení je obdobné jako u prostředků pro palety, mají však menší únosnost, jsou rychlejší atd.

Obr. 51 Vysokozdvižný zakladač boxů a přepravek [32]

Obr. 52 Válečkové tratě pro boxy a přepravky [29]

6.5 Manipulační prostředky se zaměřením na kontejnery Kontejnery jsou na rozdíl od přepravek, boxů palet výrazně větší, stejně tak manipulační technika je úměrně veliká jejich velikosti dimenzovaná až do nosnosti Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

28

několika desítek tun. Na obrázcích jsou příklady mobilních manipulátorů kontejnerů. Vysokozdvižný manipulátor je vhodný spíše pro stohování kontejnerů ze země, ramenový manipulátor stohování umožňuje jen v omezené míře, zato je vhodný pro převážení kontejnerů po skladovacích plochách, má menší průjezdný profil atd.

Obr. 53 Vysokozdvižný manipulátor kontejnerů [33]

Obr. 54 Ramenový manipulátor kontejnerů [37]

Manipulace a automatizace manipulace s kontejnery v místech s jejich zvýšené koncentrace a pohybu, jakými jsou například velkosklady, železniční, automobilová překladiště, říční a námořní přístavy jsou vybavovány vysoce kapacitními a produktivními prostředky manipulace. Dominantní u nich je veliký pracovní rozsah, veliká nosnost, jsou vybavovány prostředky automatické identifikace kontejnerů. Na obrázku ( Obr. 55 ) je kolový manipulátor, který se přes své rozměry vyznačuje dobrými manévrovacími schopnostmi. Kolejový, mostový a jeřábový manipulátor ( Obr. 55 ) mají malou nebo omezenou mobilitu po skladovacích plochách, zato mají velký pracovní rozsah.

Obr. 55 Kolový manipulátor kontejnerů [13]

Obr. 56 Kolejový, mostový a jeřábový manipulátor kontejnerů [20]


29

6.6 Prostředky pro manipulaci s materiálem – nepřetržitě pracující Manipulačních prostředky pro manipulaci a nepřetržitě pracující, jejich konstrukční i provozní provedení a zakomponování do výrobních (skladovacích) procesů se liší podle toho, zda je manipulováno s kusovým materiálem, sypkým nebo tekutým materiálem, jsou vázané a nevázané na dráhu a existují další dělení. Dále se tyto prostředky rozlišují podle pohybu materiálu (pro vertikální, horizontální nebo kombinovaný přesun). Podle druhu pohonu jsou ruční a mechanické. Do dané kategorie nepřetržitě pracujících manipulačních prostředků patří široká škála nejrůznějších dopravníků – vibrační, využívajících setrvačnou sílu dopravovaných předmětů, dopravníky šnekové, pásové a žlabové a další. 6.6.1 Válečkové trati Mezi nepřetržitě pracující dopravní zařízení – manipulační prostředky, vhodné pro automatizaci a robotizaci výrobních a skladových provozů, patří válečkový dopravník. Na nosném rámu je řada otočných válečků. Doprava materiálu po válečcích probíhá buď vlivem gravitace (trať má náklon obvykle 2° až 6°, nebo působením vnější síly na předmět, nebo nucenou rotací válečků. Využití tratí nemusí být však pouze dopravní, hojně se využívají i při skladování, nebo například při montážích operacích (válečková trať jako součást montážní linky), balení atd. Dle zatížení se tratě dělí na lehké, střední a těžké. Standardně se využívá válečkových dopravníků například u pásových pil (dělení tyčových hutních polotovarů a při přípravě materiálu). Dopravník je umístěn na vstupu do dělícího stroje a polotovar je posouváním dopravován přímo na danou operaci dělení.

Obr. 57 Válečková trať při dělení materiálu [28]

Obr. 58 Válečková trať pro manipulaci s paletami [31]


30

Základní parametry válečkových tratí stanovuje norma ČSN 26 4501. Uspořádání válečků je jednořadé, dvouřadé, norma stanovuje šířku trati, -délku trati, průměr válečku, a další jeho parametry, rozteč válečků, zatížení celkové a na jeden váleček, dopravní rychlost, kapacitu a další. 6.6.2 Pásové dopravníky Pásové dopravníky jsou obdobou válečkových tratí, jen manipulovaný předmět se pohybuje na trati, která je souvislá a tak umožňuje manipulovat (transportovat) drobnější předměty, kusový materiál, sypké látky apod. Jeho konkrétní konstrukční řešení vždy závisí na přepravovaném předmětu, množství, požadované kapacitě. 6.7 Zdvižná zařízení, jeřáby, balancery Jeřáby jsou speciální druh manipulačního prostředku, který je určený pro převážení břemen v nejrůznějších provozech. Jejich konstrukční provedení/umístění je voleno především tak, aby obsluhovaly co největší prostor (jak ve 2D tak ve 3D), měly požadovanou nosnost, rychlost manipulace a co nejméně překážely v provozních prostorech. Přehled používaných jeřábů ukazuje tabulka.

Tab. 7 Dle umístění v pracovním prostoru (konstrukční provedení). • • • •

Mostové. Otočné (sloupové, nástěnné). Podvěsné. Portálové.

Třídění jeřábů [5], [22] Třídění jeřábu dle účelovosti (hlavní provozní funkce). • • • • • • • • •

Pracující v automatizovaném režimu. Magnetové. Stohovací. S lanovou stabilizací. S nůžkovou stabilizací. Jeřáby s manipulátory. Traverzové. Jeřáby pro odhoz břemen. Pro zvláštní prostředí.

Magnetové a stohovací jeřáby jsou určeny především do oblasti skladů. Magnetové jeřáby slouží pro manipulaci s hutním materiálem (profily, plechy, stavební ocel atd.). Magnety jsou obvykle umístěny na traverzách a jsou uzpůsobeny pro konkrétní druh materiálu. Stohovací jeřáby slouží pro manipulaci materiálu na vidlích v regálech skladu. Jeho nespornou výhodou, společně s regálovým systémem, je maximální využití každého Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

31

krychlového metru haly pro velký počet položek. Tyto jeřáby mohou pracovat i v automatickém režimu a dělí se na [22]: • •

Jeřáby s pevným teleskopem. To znamená, že teleskop trvale visí z jeřábu a jeho dráha musí ctít systém uliček mezi regály. Jeřáb se skládacím teleskopem, jehož díly se postupně do sebe zasouvají a jeřáb tak může jezdit i nad regálovým systémem.

Obr. 60 Jeřáb stohovací [23]

Obr. 59 Jeřáb magnetový [24]

6.8 Průmyslové roboty ve skladovací technice Roboty ve skladovací technice se stejně jako v jiných oblastech ( Obr. 65 ) se uplatňují především tam, kde je veliký podíl manuální rutinní práce (velké množství opakujících se úkonů), která je například fyzicky náročná, jsou na ni kladeny na nároky na přesnost a vytrvalost.

Daná

činnost

musí

být

robotizovatelná

(manipulovatelný

předmět

je uchopitelný, orientovatelný, identifikovatelný atd.). Na obrázcích ( Obr. 61 , Obr. 62 , Obr. 63 , Obr. 64 ) jsou typické příklady uplatnění robotů ve skladovém hospodářství

či manipulaci s materiálem.

Obr. 61 Průmyslový robot ve skladu materiálu [19]

Obr. 62 Robot ve výrobě a skladu cihel [10]


32

Obr. 63 Průmyslový robot ve skladu palet [11]

Obr. 64 Robot ve výrobě a skladu plechů [42]

6.9 Koncové efektory manipulačních prostředků Koncový efektor je výraz spojený především s automatizací a robotikou. Jedná se o tu část manipulátoru, robotu, která přichází do kontaktu s manipulovaným materiálem, součástkou atd. Jejich konstrukční provedení se vždy obsahuje aktivní silové členy a prvky kontrolní. V širším významu se může jednat o část jakéhokoli manipulačního zařízení plnící tuto úlohu – zprostředkovat kontakt mezi strojem a materiálem. Jedná se o tyto prostředky: Tab. 8

Vázací a uchopovací prostředky materiálu [41]

1) Jeřábové vidle

2) Zvedací magnety: • Permanentní. • Elektro-permanentní. • Elektromagnety.

3) C-háky


33

4) Svěrky na plech

5) Manipulační kleště

6) Svěrky IP

7) Vakuové efektory

8) Traverzy

9) Svěrky na nosníky

6.10 Automatizované sklady a skladové soustavy Na níže uvedeném obrázku je ukázáno, jaký je vztah automatizace robotiky a člověka ve výrobním procesu. Obrázek ukazuje, že pro člověka je příznačné, že oproti současné prosté mechanizaci a řídící technice (počítači) vyniká funkční pohyblivostí (má mnoho stupňů volnosti) a inteligencí. Automatizované a robotizované sklady a jimi vybavené

skladovací

prostředky

patří

do

oblastí

průmyslových

manipulátorů

a průmyslových robotů. Automatizované sklady jsou obvykle určeny pro uskladnění palet a krabice (boxy) či přepravky. Sklady pracující v automatickém režimu se při zakládání palet (boxů) do regálů jsou navrženy tak, aby se minimalizovala potřeba lidského faktoru. Jejich koncepce, správa Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

34

dat, přehled a pořádek v skladu a skladovacích procesech jsou navrhovány zejména proto, aby se eliminovaly chyby při skladování, jež jsou právě často zapříčiněny právě lidským faktorem. Samotná technická realizace je mnohdy záměrně optimalizována pro skladovací procesy nikoli pro přítomnost člověka. Jedná se například o minimalizaci provozního osvětlení, vytápění. Při realizaci automatizace a robotizace (skladování, balení) ve skladu spadají veškeré mechanicky řízené procesy, kontrolní a řídící operace pod správu řídicímu systému. Z toho důvodu je také doba, která je potřebná pro uskladnění, resp. vyskladnění, požadované palety, zkrácena. Uvádí se, že zkrácení skladovacích operací je až třetinové proti klasickému skladu.

Obr. 65

Schematické porovnání člověka a stroje ve výrobním procesu [8]

Každá paleta (box), která je zařazena do automatizovaného skladu, je kvůli identifikaci označena čárovým kódem nebo čipem. Čtecím zařízením naskladněná a identifikovaná (do systému zavedená) paleta je zakladačem uložena na volné místo. Pokud volných míst ve skladu je více, aktivují se optimalizační a rozhodovací algoritmy řídícího systému, který určí její vhodné umístění (rozhodovací vstupy jsou hmotnost palety či boxu, četnost požadavků na uskladnění/vyskladnění atd.). Vznikne-li požadavek na vyskladnění materiálu na paletě, systém paletu vyhledá a zakladač ji doveze k místu odběru. Celý proces skladování je kontrolován a řízen z centrálního stanoviště.


35

Obr. 66 Manipulátor palet automatizovaného skladu [15]

Obr. 67 Automatizovaný sklad přepravek (boxů) [37]

Plně automatizované regálové zakladače se obvykle konstruují jako zakázková výroba přímo dle zadaných požadavků zákazníka. Obvyklé výšky těchto zakladačů se pohybují v rozmezí od 10 až do 40 m. Ve skladu, který je plně automatizován, bývá několik regálových zakladačů, jež jsou navzájem dobře sladěny, zvláště pokud dochází k přesunům materiálu i mezi těmito zakladači ( Obr. 67 ).

Obr. 68 Pohled do útrob automatizovaného skladu (sila) [26]

Obr. 69 Sklad využívající konvenční i automatické technologie [25]

Na obrázku ( Obr. 69 ) je uveden příklad komplexních řešení využívající jak klasické manipulační prostředky (vysokozdvižné vozíky, zakladače) tak i automatizované pracoviště ( Obr. 68 ). Využívají se tyto technologie: •

automatizované sklady s regálovými zakladači pro palety (RBG) i boxy i malé krabičky (AKL);

•

terminály, scannery, tiskárny EAN a další zařízení pro bezdrátový přenos a zpracování dat ve skladu;

•

praktické využití technologie RFID (Radio Frequency Identification) ve vozících;


36

•

software pro řízení skladu (Warehouse management systém) vč. dodávky potřebného datového rozhraní (k ERP a k vozíkům);

•

skladová

navigace

pro

systémové

vedené

vozíky,

v další

fázi

pro

klasický

širokouličkový sklad; •

systémové vozíky v částečném nebo automatizovaném režimu provozu (ETX a EKX);

•

konvenční vozíky typu „Autopalletmover“ v bezobslužném provozu naváděné laserem (FTS);

•

dopravníkové systémy. Hlavní výhody automatických skladů jsou zejména automatizace operací zakládání

a vykládání (vstupu a výstupu produktů, materiálu), minimalizace chyb pocházejících z ručního ovládání a řízení, přehled a pořádek, kontrola vstupů, kontrola a aktualizace vedení inventářů a bezobslužný provoz. Automatizované sklady jsou vhodné pro skladování stovek až desetitisíců skladových položek, anebo naopak v případě jejich velkého obratu, při požadavcích na extrémně rychlé reakce na vyskladnění a minimální chybovost procesu. Uplatňují se např. u skladů náhradních dílů v automobilovém průmyslu a podobně. Na obrázku ( Obr. 71 ) je příklad automatizovaného skladu částečně pracující v bezobslužném provozu. Jedná se názorný příklad, jak souvisí rozsah skladu, manipulované a skladované předměty (velikost, hmotnost) s použitými skladovacími technologiemi. Technické parametry skladu jsou [21] : •

firma: Foster & Gallagher, Dayton, Ohio, USA,

•

účel skladu: katalogová zásilková firma, katalogový obchod (hračky, knihy…),

•

skladovací rozloha: 188000 čtverečních stop (17500 m 2 ),

•

počet zaměstnanců skladu: 50 (až 200 v sezónních obdobích),

•

Kapacita: až 30,000 odeslaných zásilek za den (v sezónních obdobích).


37

Obr. 70 Velkokapacitní a velko obratový sklad [21]

Obr. 71 IT prostředky skladového hospodářství

6.11 Informační technologie ve skladovém hospodářství Informační technologie ve skladovém hospodářství lze rozdělit do oblasti hardware a software. Software má za úkol především kontrolní a rozhodovací úkoly. Program skladového hospodářství je složen z jádra programu, jež spravuje nejčastěji databázová data. Paralelně v něm běží rozhodovací a databázové operace a rutiny, které hlídají stav skladových zásob apod. Hardware je pak akčním členem a poskytuje informace a zpětnou vazbu. 6.12 Analýza rizik skladování a manipulace s materiálem Součástí soudobých podnikových procesů je identifikovat rizika spojená s manipulací s matriálem pro výrobní provozy, počínaje příjezdem materiálů na pozemek výrobní firmy, dodání do vstupního skladu a pohyb po skladu atd., na výrobních halách, přes pohyb materiálů po montáži a konče expedicí kompletních výrobku z expedičního skladu (haly). Součástí rizikostní analýzy je vytvořen jednoduchého, ale přitom názorného a účelného a vypovídající systém hodnocení rizik existujících, vznikajících, a potenciálně možných při manipulaci s materiálem. Následně musí být rizika bodově hodnocena a určeny ovlivňující faktory, které mají pozitivní nebo negativní vliv na pravděpodobnost výskytu rizik a to především s ohledem na jejich závažnost. Rizika jež jsou vyhodnocena jako nežádoucí, anebo nepřijatelná, musí být navržena a do praxe uvedena nápravná opatření, tak aby tato závažná rizika eliminovala nebo alespoň minimalizovala. V oblasti bezpečnosti výroby a manipulace je možno použít pro identifikaci rizik metody FMEA, Safety Review, What-If Analysis a řadu dalších. K zjišťování rizik je vhodná Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

38

Analýza stromu poruchových stavů (FTA), obecně zpracovaná v normě ČSN EN 61025. Je zde uvedena metodika jak rizika identifikovat, a analýza vnějších a vnitřních faktorů a podmínek, které přímo způsobují nebo přispívají ke vzniku specifikované nežádoucí události. Pro řešení problematiky je rovněž důležité metodiky FMEA a FMECA, jež jsou zpracovány v normě ČSN EN 60812. Norma obsahuje zpracované metodiky FMEA a FMECA, postup realizace těchto metodik, způsob interpretace závěrů hodnocení atd. České vyjádření těchto metod je analýza možnosti vzniku vad a jejich následků, analýza projevů a důsledků vad, analýza možných vad a jejich příčin, analýza způsobů a důsledků poruch atd., kde vadou a poruchou jsou níže uvedené nežádoucí stavy, výrobků, obsluhy, procesu. Tyto výše uvedené metody jsou používány v různých oblastech výroby počínaje bezpečností v zpracovatelském průmyslu až po průmysl automobilový. Při analýze rizik manipulace s materiálem můžeme identifikovat například tato rizika: 1. nevhodnost skladování (balení jak na příjmu materiálu od dodavatelů, mezioperační v podniku nebo na výstupu k zákazníkovi). Nevhodné uskladnění a balení, které nekoresponduje s vyhrazeným místem ve skladu, na mezioperačních přepravách. Balení je buď příliš velké, zabírá ve skladovacím prostoru více místa a nemůže tak být naplněna předpokládaná kapacita skladu, anebo naopak je balení malé, nebo je polotovar či výrobek uskladněn na místě s neadekvátní únosností. Z nevhodnosti vyplývá, že centrální sklad nebo i mezisklady ve výrobě jsou nevyužity; 2. nevhodné manipulace (užití nevhodného manipulačního prostředku). Je důležité, zda je dílec, montážní skupina či sestava při příjmu materiálu, výrobě či montáži vložena v přípravku či obalu, zda je manipulovaný předmět uložen volně, jaké manipulační prostředky jsou využity. V tomto případě riziko nevhodné manipulace generuje riziko ze skupiny pádu či poškození; 3. pádu, převrácení, překlopení, rozdrcení, nabodnutí, pořezání. Pád součástky, dílce (svařeného kontejneru atd.) při výrobě (svařování) dílčích celků, zhotovování finální sestavy, lakování i konečné montáži. Materiál se může dostat do kontaktu s podlahou, obsluhou, výrobními zařízeními, konstrukcí výrobní dílny a tak může dojít k poškození jak samotného dílce, výrobního kapitálu, anebo pracovníků (výrobních dělníků, mistrů atd., prostě kohokoli kdo se musí (může) pohybovat ve výrobních a skladovacích prostorách). Při hodnocení pravděpodobnosti, pokud na existující Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

39

rizikostní škále při jeho růstu roste i jeho číselné vyjádření, se dosahuje nižších čísel, manipuluje-li se součástkami robot, automat, manipulátor. Další faktor ovlivňující nežádoucí událost pádu je vzdálenost skladu (zásobníku) od místa montáže, místy spotřeby polotovaru apod. S rostoucí vzdáleností manipulace se riziko pádu zvyšuje. Stejně tak se tato rizika zvyšují v stísněných prostorách, nevhodným zacházením; 4. poškození manipulovaného předmětu. Je rizikem buď vycházející z nevhodnosti skladování (poškození předmětu povětrnostními vlivy, nevhodným obalem), užití nevhodného manipulačního prostředku či nevhodností manipulace; 5. ztráty identifikace (ztracení polotovaru, dílce, použití špatného). Jedná se zejména o rizika ztráty identifikace materiálů od dodavatelů (nečitelností identifikačních údajů a podkladů od dodavatelů, uskladněním v jiném než příslušném místě), a také ztrátu identifikace materiálů z výrobního procesu. Špatně označený polotovar (přířez), materiál umístěn v místě nevyhrazeném pro danou zakázku atd. vede k tomu, že se materiál ve skladu nedaří najít a vyskladnit pro další použití, anebo polotovary (z přípravny polotovarů) nepasují na místě užití, nebo se na místo zpracování vůbec nedostanou. Z hlediska výrobního toku je konečným staven tohoto rizika, že zákazník firmy obdrží výrobek, který si nedojednal nebo i v podobě, kterou si neobjednal.

Zatím co rizika 1 a 2 jsou spíše charakteru organizačního a souvisí s pracovní kázní při manipulaci s materiálem i s vlastní projekcí skladu, manipulátorů atd., rizika 3 a 4 jsou spíše kauzální (částečně vyplývají z existence rizik prvního a druhého bodu), jejich naplnění představuje hmotné (finanční) škody a škody na zdraví lidí. Riziko v bodě 5 rovněž způsobuje neefektivnosti a plýtvání, tedy kapacitní, finanční a časové ztráty, jejich vyčíslení je na rozdíl od přímého poškození mnohdy obtížně vyčíslitelné. V normě ČSN ISO/IEC 13335:1999-1-4 Informační technologie je uvedena Směrnice pro řízení bezpečnosti [3] při nakládání s informacemi v podnikových procesech (pohybu materiálu). V této normě je popsáno jakým způsobem identifikovat rizika, která hrozí. Analýza rizik systému informací popř. informačních systémů, analýza hodnot aktiv a pasiv, hrozeb a zranitelnosti. Tato rizika jsou odhadována z hlediska možného dopadu na chod podniku, způsobeného narušením toku (jak informačního, tak i hmotného materiálového)

důvěrnosti,

integrity,

dostupnosti,

individuální

pracovníkovy

zodpovědnosti, spolehlivosti atd. Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

40

6.13 Chyby pří skladování a manipulaci a automatizaci procesů Rizika a jejích analýza, uvedená v této kapitole, přímo souvisí s chybami při skladování, manipulaci, a uskladnění. Je důležité, aby vnitropodniková organizace se snažila minimalizovat neefektivity, které se při přesunu produktů, jejich uskladnění a přenosu informací v rámci skladu (ať už skladu polotovarů, centrálního, mezioperačního atd.) vyskytnou. Tyto neefektivity mohou být způsobeny různými faktory, mezi nejběžnější patří: •

nízké využití skladové plochy a prostoru,

•

přebytečná nebo nadměrná manipulace,

•

skladování polotovarů či výrobků v neadekvátních prostorách,

•

nadměrné náklady na údržbu a výpadky, kvůli zastaralým zařízením,

•

zastaralé způsoby příjmu a expedice zboží,

•

způsoby jiné než počítačového zpracování rutinních transakcí.

Pro minimalizaci nákladů (jedné z nákladových složek) by se měla firma snažit o využívání co nejpřesnějších a nejpreciznějších systémů manipulace, uskladnění a vyhledávání zboží, a stejně tak i zdokonalených systémů balení a expedice zboží. Chyby v toku materiálu mohou být například i tyto. V budově skladu a dělícím pracovišti se rozkládá dle jednotlivých druhů materiálů na stroje, které je řežou, stříhají, čí dělí jiným způsobem. Nůžky jsou určeny pro stříhání plechu do síly 4 mm. Plechy tloušťky 4 až 10 mm jsou stříhány na jiných nůžkách. Oboje tyto nůžky vyhovují jak svým technickým stavem, tak i parametry pro stříhaný sortiment, chyby však nastávají, kdy silnější plechy je snaha dělit na nůžkách nižší hodnoty jmenovité tonáže a naopak tenkými plechy kapacitně přetěžovat nůžky pro tlusté plechy.

6.14 Přehled normalizovaných manipulačních prostředků Na závěr této kapitoly je pro názornost uveden přehled ČSN norem normalizovaných manipulačních prostředků z oborové normy 26 – Zařízení dopravní a pro manipulaci s materiálem a normy 27 – Zdvihací zařízení, stroje pro povrchovou těžbu, stroje pro povrchovou těžbu, stroje a zařízení pro zemní stavební a silniční práce (jen výběr) [39] .


41

Z porovnání norem a výše uvedené manipulační, automatizační a robotické techniky je zřejmé, že výrobci směřující své výrobky do oblasti manipulace s materiálem nabízejí pestřejší škálu zařízení (jejich konstrukčních řešení, zákaznicky orientovaná řešení), přípravků atd., než je norma schopna postihnout. Avšak musí splňovat normami předepsané parametry (bezpečnost, rozměry, nosnost, průjezdnost atd.). 26 – ZAŘÍZENÍ DOPRAVNÍ A PRO MANIPULACI S MATERIÁLEM 2600 - 2609 • 2600 – Transportní zařízení, všeobecně. • 2603 – Společné nosné dopravní prostředky. • 2604 – Řetězy a řetězová kola pro transportéry. • 2606 – Bezpečnostní předpisy. 2610 – 2619 • 2611 – Válečky. • 2613 – Pásové dopravníky s korýtkovým dopravním profilem. 2620 – 2629 • 2620 – Korečkové elevátory. • 2625 – Redlerové transportéry. • 2628 – Dopravní šneky. 2630 – 2639 • 2630 – Transportéry s ocelovými a pryžovými pásy. • 2631 – Transportéry s ocelovými a pryžovými pásy. • 2632 – Transportéry s pryžovými pásy, lehké provedení. • 2635 – Článkové transportéry. • 2637 – Laťkové transportéry. 2640 – 2649 • 2640 – Poháněné závěsové tratě. • 2641 – Zařízení pro plynulou dopravu kusových břemen. • 2645 – Válečkové tratě gravitační. • 2646 – Skluzy, tobogány. • 2647 – Kladičkové tratě. 2650 – 2659 • 2657 – Vibrační dopravníky. • 2660 – 2669. • 2661 – Podavače. • 2662 – Uzávěry • 2664 – Podavače šnekové. 2670 – 2679 • 2670 – Nakladače, vykladače, výklopníky, všeobecně. • 2671 – Nakladače, vykladače, výklopníky, všeobecně. • 2672 – Nakladače, vykladače, výklopníky, všeobecně. • 2674 – Regálové zakladače. • 2676 – Paletovací a odpaletovací stroje. 2680 – 2689 Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

42

• 2686 – Dopravní vozíky a tahače, všeobecně, ruční vozíky. • 2688 – Vozíky s pohonem. • 2689 – Vozíky s pohonem, vlečné vozíky, součásti a příslušenství. 2690 – 2699 • 2690 – Manipulace s materiálem, všeobecně. • 2691 – Palety, přepravky, regály. • 2693 – Palety, přepravky, regály. • 2694 – Pracovní plošiny manipulační. • 2695 – Regály. • 2696 – Skladová technika. Regály. • 2697 – Vyrovnávací můstky. • 2698 – Nákupní vozíky. 27 – ZDVIHACÍ ZAŘÍZENÍ, STROJE PRO POVRCHOVOU TĚŽBU, STROJE A ZAŘÍZENÍ PRO ZEMNÍ, STAVEBNÍ A SILNIČNÍ PRÁCE 2700 – 2709 • 2700 – Dopravní zařízení, všeobecně. • 2701 – Dopravní zařízení, všeobecně. • 2702 – Jeřáby mostové, sloupové, portálové a konzolové. • 2703 – Jeřáby mostové, sloupové, portálové a konzolové. • 2705 – Jeřáby různých konstrukcí. • 2706 – Zdvihadla, kladkostroje. • 2708 – Stojanové zvedáky. 2710 – 2719 • 2715 – Pojezdná kola a příslušenství. • 2718 – Lanové bubny a kladky. • 2719 – Háky, pojistný materiál, koncové narážky. 2720 – 2729 • 2720 – Součásti jeřábových drah. • 2724 – Názvosloví konstrukčních dílců jeřábových drah.


43

7 Výběr vhodných procesů, prostředků a technologií Výběr vhodných prostředků, procesů a manipulačních (výrobních) technologií je založena na těchto třech vstupech: •

současný stav ve firmě KOVAR s.r.o.,

•

v současnosti dostupných technologiích, trendech a standardy,

•

revizi skladu a skladových zásob [44] .

V tabulce jsou chronologicky uvedeny v současnosti nejpoužívanější manipulační prostředky. Ve druhém sloupci jsou uvedeny důvod pro jejich uplatnění ve firmě KOVAR s.r.o. Obvyklé důvody jsou především standardnost a nezbytnost, tzn. firma neexistuje v uzavřeném prostředí, ale je neustále v interakci s dodavateli a odběrateli, kteří dodávají zboží právě prostřednictvím uvedených manipulačních prostředků. Za druhé, jimi firma nedisponuje, zejména proto, že za současného stavu nemají pro firmu význam. Ve třetím sloupci jsou uvedeny praktické důvody proti použití uvedeného skladovacího/manipulačního prostředku. V tomto sloupci by se mohly u každého bodu objevit jako negativum pořizovací náklady. Kontraproduktivní je tento argument v tom, že investice do rozvoje musí být účelné, ale pro návratovou stránku investice nejsou pořizovací náklady jediným a hlavním aspektem. Ve čtvrtém sloupci je verdikt – doporučení pro uplatnění daného prostředku či technologie. V posledním sloupci je pak uvedena priorita uplatnění. Hodnota 1 znamená stěžejní význam pro firmu KOVAR s.r.o., 4 je vyjadřuje, že není doporučeno do vyřešení prioritních záležitostí se tímto zabývat. Uplatnění řady doporučených skladovacích a manipulačních prostředků je podmíněno existencí (nasazením) jiného manipulačního prostředku (koncový efektor nemá uplatnění bez přítomnosti jeřábu, manipulátoru, balanceru atd.). Této skupině je přiřazena hodnota 2. Číslo 3 popř. 4 reprezentují tu úvahu, že při případné realizaci projektu – projekčních pracích logistického centra (skladu), je dobré zahrnout tyto prostředky do rozhodovacích úvah a znovu jejich zbytnost/nezbytnost posoudit.


44

Tab. 9

Uplatnění prostředků manipulace, skladování, automatizace a robotizace ve firmě KOVAR s.r.o.

Prostředek sklad. hospodářství

Důvody pro použití

Důvody proti použití

Podstatněnost užití ve firmě

Priorita

Kryté plochy pro volně ložené, stohované mat., polotovary a další sklady.

Kompaktnost skladu, ochrana proti povětrnostním vlivům, přehled a pořádek.

–

ANO

1

–

ANO

2

–

ANO

2

Malý přínos při jejich nasazení Omezený sortiment a objem materiálu ve firmě. Vhodné spíše pro distribuční sklady. Omezený sortiment a objem materiálu ve firmě. Vhodné spíše pro distribuční sklady. Omezený objem a sortiment materiálu. Vyšší náklady na vybavení skladu. Ne pro frekventované skladové položky.

NA ZVÁŽENÍ

3

NA ZVÁŽENÍ

3

NA ZVÁŽENÍ

4

NA ZVÁŽENÍ

3

NE

5

Regály konvenční. Vícepatrové regály pochuzné.

Standardní (nezbytný) přepravní jednotka. Standardní (nezbytný) skladovací prostředek. Úspora místa, vhodný doplněk konvenčních regálů

Vjezdové regály.

Velmi produktivní pro skladovací procesy.

Spádové regály.

Velmi produktivní pro skladovací procesy.

Zatlačovací regály.

Vhodné pro umístění ke stěně.

Mobilní regály.

Prostorově úsporné, vhodné jak pro spojovací materiál i objemnější položky.

Regály na plechy.

Přehled a pořádek u maloobrátkových a tenkých plechů.

Pořizovací náklady vzhledem ke kapacitě.

ANO

2

Úspora místa, přehled a pořádek, nezbytnost.

–

ANO

1

Úspora místa, přehled a pořádek, nezbytnost.

–

ANO

1

–

ANO

1

Nepředpokládá se ve studii výška regálu vyšší než 10 m.

NE

5

–

ANO

2

–

ANO

2

–

ANO

1

NE

5

NE

5

Palety.

Konzolové regály pro hutní polotovary a profily. Konzolové regály pro mont. desky a další. Stohovací zakladač. Vysokozdvižný zakladač. Paletové vozíky ruční. Paletové vozíky elektrické. Vysokozdvižné vozíky. Zakladače boxů a přepravek. Válečkové (jiné) tratě pro boxy a přepravky.

Pro základní manipulaci na krátké vzdálenosti. Zakládání materiálu ve velkých výškách. Standardní manipulační prostředek. Standardní manipulační prostředek. Standardní manipulační prostředek. Standardní manipulační prostředek. Standardní manipulační prostředek.

Omezený objem a sortiment materiálu. Omezený objem a sortiment materiálu, malý rozsah skladu.


45

Vysokozdvižný manipulátor kontejnerů.

–

Firma neprovádí stohování kontejnerů.

NE

5

Ramenový manipulátor kontejnerů.

Nízká pracovní výška, velká únosnost, velká manévrovatelnost, zdvih ideální pro expedici.

Pořizovací náklady.

NA ZVÁŽENÍ

4

–

Nejsou určeny a nemají uplatnění pro výrobní firmu.

NE

5

–

Nejsou určeny a nemají uplatnění pro výrobní firmu.

NE

5

Kolový manipulátor kontejnerů. Kolejový, mostový a jeřábový manipulátor kontejnerů. Válečkové trati pro hutní materiál. Válečkové trati pro palety a další. Pásové dopravníky materiálu. Zdvižná zařízení, jeřáby, balancery atd. Průmyslový robot.

Průmyslový manipulátor. Automatizovaný sklad, skladová soustava. Skladový informační systém. Bezdrátové napojení skladových operací na skladový. Čtečky a tiskárny čárových kódů. Koncové efektory (dle Tab. 8).

Standardní manipulační prostředek. Vstup pro bělírnu materiálu. Standardní manipulační prostředek.

–

ANO

2

Omezený objem, sortiment a tok materiálu.

NE

5

Standardní manipulační prostředek.


NE

5

Standardní manipulační prostředek.

–

ANO

1


NE

5

Omezený objem, sortiment a tok materiálu. Malá schopnost reagovat změny technologie, druhu mat.

NE

5


NE

5

–

ANO

1

–

ANO

1

–

ANO

1

–

ANO

2

Standardní manipulační prostředek pro oblast výroby a skladování s velkým tokem materiálu. Standardní manipulační prostředek pro oblast výroby a skladování s velkým tokem materiálu. Standardní manipulační prostředek pro oblast výroby a skladování s velkým tokem materiálu. Bezpodmínečně nutná výbava současného skladového hospodářství. Bezpodmínečně nutná výbava současného skladového hospodářství. Bezpodmínečně nutná výbava současného skladového hospodářství. Nutně související s manipulačními prostředky, jakými jsou jeřáby, balancery.


46

8 Analýza rizik skladování a manipulace s materiálem Součástí této studie je i rizikostní analýza (avšak nikoli ve smyslu ČSN EN 1050), která by identifikovala a ošetřila všechny rizika a rizika všech provozních stavů napříč celou firmou, nejen v oblasti bezpečnosti strojních zařízení. Avšak pro potřeby této studie, bylo nutné některá rizika identifikovat, a s nimi jejich možné následky a možné opatření proti vzniku nebezpečné či nežádoucí situace již ve fázi studie, tzn. při přípravě a výběru manipulačních prostředků, možností organizace skladu apod. V tabulce jsou uvedeny některá vytipovaná rizika a místa jejich existence, jež souvisí se sklady, skladovací a manipulační technikou. V dalších sloupcích jsou uvedeny možné následky a opatření, které jsou dále zohledněny při vlastní studii skladu, uskladňování, jeho automatizace a manipulace s materiálem. Jak bylo výše uvedeno, některá rizika implikují další rizika. Na tomto místě není účelné vytvářet strom rizik, ale je kladen důraz na stavy v oblasti návrhů při pozdější realizaci projektu. Na přiloženém obrázku je struktura rizik, jejich významnosti.

Obr. 72 Struktura rizik [7]


47

Tab. 10

Přehled rizik při skladování a manipulaci s materiálem

Nebezpečná

Následek

Opatření proti

situace, nebezpečí

nebezpečné situace

nebezpečné situaci

1. Skladování (balení) Poškození materiálu, ztráta materiálu (fyzická i organizační),

Vytvoření centrálního skladovacího

Riziko nevhodného

ztráta kontroly nad pohybem

prostoru s napojením na

uskladnění mimo

materiálu, zranění osob (materiál

informační systém, příjezdovou

centrální sklad.

leží ve volně přístupných zónách),

komunikaci, navazující na tok

nedostatečná kapacita vlivem

materiálu firmou.

nadměrné manipulace. Možnost poškození materiálu,

Zajistit dostatek místa ve skladu,

zranění, uskladnění téhož

vhodné skladovací prostory,

Riziko nevhodného

materiálu na vícero místech,

vhodná organizace skladu, využití

uskladnění

minimální přehled a pořádek,

standardizovaných skladovacích

v centrálním

nevyužití skladových prostor,

prostředků, dostatečná únosnost

skladu.

neschopnost hlídat množství zásob

skladovacích regálů, dodavatelé

na skladě, nemožnost realizace

využívající standardizované

inventur.

přepravní rozměry a nosnosti. Vhodné skladovací prostory, vhodná organizace skladu, využití

Možnost poškození materiálu, standardizovaných skladovacích

Riziko nevhodného zranění, ztracení materiálu

prostředků, organizace toku

uskladnění vyexpedovaného z centrálního

materiálu v závislosti na zakázkách,

v meziskladu. skladu, přípravny polotovarů.

názorná vizuální a digitální identifikace.


48

2. Manipulace Používání adekvátních Riziko pád Poškození, anebo znehodnocení

manipulačních a skladovacích

skladovaného materiálu a jeho

prostředků pro daný materiál.

následná likvidace, zranění

Vhodná únosnost sladovacích

pracovníků.

prostor a manipulačních

součástky při přesunu do zásobníku, ze zásobníku. prostředků, organizační opatření. Malá a pomalá schopnost reagovat Riziko nízké

Dostatečná manipulační kapacita na požadavky z výroby, přetěžování

kapacity

manipulátorů (rychlost a nosnost, techniky a personálu, chybovost

manipulačních

personální zabezpečení, naskladnění a vyskladnění, chyby a

zařízení,

automatizace skladových činností, selhání při manipulaci

automatů.

nasazení IT technologií. s materiálem.

3. Pád (převrácení, překlopení, rozdrcení, nabodnutí, pořezání) Snížení počtu přesunů materiálu, Umístění zásobníku co nejblíže k

Pád součástky při

Poškození, anebo znehodnocení

přesunu do


zásobníku,


meziskladu.

pracovníků.

místu použití, centrální sklad, vyhrazené prostory pro skladování a pohyb osob, vyloučení ruční manipulace, zábrany zamezující s nechtěnou manipulací. Pád součástky při


Organizačně i technicky zabránit

přesunu do


hromadění materiálu na

zásobníku,


jednotlivých stanovištích, dostatek

meziskladu.

pracovníků.

prostoru u jednotlivých stanovišť.

Pád součástky při


přesunu do


zásobníku,


meziskladu.

pracovníků.

Používání adekvátních manipulačních prostředků pro daný materiál, proškolený a znalý personál, dostatek prostoru a času pro manipulační operace.


49

4. Poškození manipulovaného předmětu Znehodnocení (rozbití, rozlití, Riziko poškození

deformace) skladovaného

manipulovaného

materiálu a jeho následná likvidace

předmětu.

nutná oprava. Ztráty kapacitní, finanční.

Používání adekvátních manipulačních prostředků pro daný materiál, proškolený a znalý personál, dostatek prostoru a času pro manipulační operace, skladová cena jako veřejná informace.

5. Identifikace materiálu Kontrola materiálu skladníkem či Riziko ztráty

Znemožnění naskladnění a dalšího

identifikace

použití materiálu, jeho zařazení do

materiálu na

blokačního skladu, vyskladnění

příjmu.

nesprávného materiálu.

technologem, kontrola dodacích podkladů, kontrola uskladnění, požadavek na dodavatele na úpravu značení materiálu, znásobit označení, vlastní značení, elektronická identifikace a odpisy. Zřízení příslušných a neměnných

Znemožnění dalšího použití

míst pro skladování daného

Riziko ztráty

materiálu pro přípravu matriálu

materiálu. Snížení počtu přesunů

identifikace

pro svařovnu, lakovnu,

skladovaného mat., znásobit

materiálu při

neschopnost hlídat množství zásob

označení, vlastní značení,

skladování.

na skladě, ztráty materiálu

digitalizace skladu, digitální

nemožnost realizace inventur.

odpisování materiálu, zamezení přístupu nepovolaných osob.

Riziko ztráty identifikace materiálu při přípravě hutních polotovarů.

Znemožnění dalšího použití materiálu pro přípravu matriálu pro svařovnu a předání do výroby, neschopnost hlídat množství zásob na skladě, nemožnost realizace inventur.

Zřízení systému odkládacích míst pro skladování materiálu pro danou zakázku. Snížení počtu přesunů skladovaného materiálu, znásobit označení. Digitální odpisování materiálu v přípravně, zamezení přístupu nepovolaných osob. Zřízení systému stacionárních i

Ztráta identifikace materiálu při

Znemožnění uplatnění materiálu

mezioperační

pro výrobu ve svařovně, lakovně,

přepravě a

finální montáži atd.

meziskladu.

mobilních odkládacích míst pro skladování daného materiálu pro danou zakázku ve výrobních prostorách. Snížení počtu přesunů skladovaného materiálu.


50

9 Studie – centrální sklad a skladové hospodářství Na přiloženém obrázku je v kartografickém prostoru vynesena možná poloha haly. S ohledem na pozemky, provozní prostory a další budovy, je možné do vymezeného prostoru umístit halu o půdorysných rozměrech přibližně 150 x 24 m. Výškově omezení v podstatě neexistuje, pokud nadřazené restrikce neurčí jinak. Pak výška haly může být podřízena instalovaným skladovacím nebo skladovacím a výrobním technologiím (to za předpokladu, že bude přípravna materiálu napojena přímo na sklad).

Obr. 73 Pohled na umístění nové logistické haly v areálu firmy KOVAR s.r.o.

Na Následujícím obrázku je vykresleno možné uspořádání skladovací – logistické haly ( Obr. 74 ) a její příčný řez ( Obr. 75 ). Novou halu je možné rozdělit na dva, tři popřípadě více oblastí. Nezateplená (nevytápěná) oblast jako prostor pro skladování hutního materiálu. Jedna část pro skladování dalšího montážního materiálu a jedna část by sloužila jako přípravna materiálu (nabízí se stávající umístění přiblížit co nejblíže Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

51

skladu hutních polotovarů). Pokud by přípravna zůstala na nynějším místě, pak skladovací prostor by sestával z haly pro hutní polotovary a haly pro ostatní materiál (včetně sociálního zázemí atd.). Velikosti jednotlivých skladů a tedy i poměr zateplené vůči nezateplené části je možné stanovit při realizaci projektu na základě znalosti objemu všeho materiálu. V dalších kalkulacích je uvažována hala zateplená, protože vyšší cena kubického metru haly bude kompenzovat potenciálně vyšší náklady na instalaci technologií v tepelně izolované části. Další cenové odhady jsou v příloze.

Obr. 74 Alternativy uspořádání nové logistické haly v areálu firmy KOVAR s.r.o.

Obr. 75 Příčný řez novou skladovací halou v areálu firmy KOVAR s.r.o.


52

10 Kapacitní výpočty 10.1 Skladované množství hutního materiálu Kapacitní výpočty lze realizovat spotřeby hutních materiálů z revize skladu ve firmě k určitému dni. Vedle tohoto skladu hutních polotovarů revize obsahuje další nekovové materiály, které se uplatňují zejména při finální montáži. V plánu firmy je navýšení produkce o 10 až 20 %, což musí kapacitní výpočty zohledňovat. Za předpokladu zachování stávajícího sortimentu výroby, jsou vstupní hodnoty v tabulce revize, tj. množství naskladněného a vydaného materiálu do výroby za rok 2010 procentuálně zvýšeny o tuto hodnotu. Pro přesný výpočet potřeby skladovacích prostředků v projekční fázi bude nutné znát pohyb materiálu zpětně za období několika let. Při vysokému počtu druhových položek s rozdílnými hmotnostmi, materiálovým složením atd. používaného materiálu se pro kapacitní propočty využívá metoda ABC [6] , která rozděluje materiály do skupin. Tento postup přístupu k návrhu skladu spočívá v rozdělení veškerého ve firmě používaného materiálu do tří skupin podle druhové položky materiálu a procenta z celkového objemu spotřeby daného materiálu. Skupině A odpovídá asi 15 % druhů materiálu, který činí 70 % celkového objemu materiálu. Ve druhé skupině je přibližně 30 % druhů materiálu, odpovídající dvaceti procentům celkového objemu. Skupina C obsahuje zbytek materiálu, který představuje minimální část celkového objemu materiálu. Pro výpočet skladovaného množství jednotlivých druhů materiálů je použit vzorec (1) . Hodnota dodávkového cyklu c je obvykle volena podle časového rozmezí mezi jednotlivými dodávkami materiálu. Velikost pojistné zásoby p je obvykle stanovena jako třetina z délky dodávkového cyklu. Velikost skladového množství (objemu) jednotlivých skladových položek se stanoví podle vzorce [6] : (1)

kde q je denní spotřeba materiálu vypočtená ze vztahu: (2)

kde Q celk je celková spotřeba materiálu dané položky v tunách za tok. Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

53

Denní výkyvy a odchylky od průměrné denní spotřeby nelze bez obtíží stanovit a zároveň jejich hledání nepřináší zpřesnění konečných výsledků, proto v zobecněných výpočtech s nimi není možno uvažovat. Ve vzorci (2) je použit počet pracovních dnů v roce 2010. Pro problematiku skladu firmy KOVAR s.r.o. jsou propočty provedeny pro jednotlivé položky ze seznamu vzniklého z revize. Tabulka také obsahuje empiricky stanovenou hodnotu minimálních zásob [44]. Z uvažovaného skladovaného množství je pro jednotlivé druhové položky vyčíslena potřebná plocha pro uskladnění materiálu a také určen počet a druh skladovacích zařízení (regálů atd.). O vhodnosti použití skladovací techniky rozhoduje především velikost, tvar a hmotnost skladové položky. Hutní materiál lze skladovat v regálech daných rozměrů, zakladačích, policích a nejhmotnější, nejrozměrnější nebo nejpoužívanější je nechán volně ležet na místech k tomu určených. Drobnější a méně materiál se skladuje především volně v regálech nebo v regálech na paletách. Stanovení vhodnho skladovacího prostředku je dále nutné vypočítat množství jednotlivých tyčí a tabulí plechu z následujících vzorců. Hmotnost jedné tyče, tabule plechu: (3)

kde V je objem daného materiálu a hustota ρ je 7850 kg∙m -3 . Počet uskladněných tyčí, tabulí plechů atd. (platí i pro další položky, u kterých lze tuto hodnotu tímto způsobem stanovit): (4)

U položek uvedených v tabulce, které nelze jednoduše stanovit pomocí výše uvedených vzorců, revize byly hodnoty hmotností pro jednotkové rozměry převzaty z materiálových norem (ČSN, ČSN EN). 10.2 Potřebný počet jeřábů Pro případ, kdy je materiál skladován ve skladu je výpočet proveden pro manipulaci s materiálem od vstupních vrat ke stroji kde bude řezán. Délky dráhy u materiálů skladovaných v budově skladu jsou brány od místa pro kontrolu po přijetí materiálu k místu, kde jsou skladovány. Poté je připočtena délka od regálu ke stroji, který bude Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

54

materiál dále zpracovat. K veškerým dráhám je připočtena trasa od místa startu jeřábu. Typická (běžná) rychlost pojezdu jeřábu je například 10 až 70 m.min -1 . Doba vázání a odvazování pomocí lan je pro manipulaci s tyčemi odhadována na 11 minut. Pro manipulaci s plechy je tato doba 5 minut. Hodnota počtu ročních směn je 251. Manipuluje se svazkem tyčí nebo jednotlivými plechy. Výpočet potřebného počtu jeřábu ve skladu pro skladové položky lze stanovit ze vzorce (5):

(5)

kde: M – počet manipulačních jednotek za rok, K – počet manipulací s jednou jednotkou, L – přepravní vzdálenost, v j – rychlost pojezdu, t z – doba navázání a odvázání, t c – efektivní doba směny, m r – roční počet směn, p j – počet jednotek dopravovaných najednou. 10.1 Potřebný počet jeřábů Množství potřebných regálů pro potřeby této studie je možné orientačně určit ze skladové zásoby a nosností regálů na základě dat z roku 2010. Předpokládáme, že veškerý

hutní

tyčový

materiál

bude

uskladněn

v stromečkových

regálech.

Předpokládáme oboustrannou sestavu z přílohy: (6)

a z něj určený počet potřebných polí pro podepření délky profilu (tyče): (7)

kde l je délka polotovaru v milimetrech (převážně 6000 nebo 12000mm) a 1270 je délka pole (uvažován skladový systém dle přílohy [9] ). Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

55

Obr. 76 Využitelnost skladových ploch s ohledem na prostředek manipulace [4]

Nebo lze k požadovanému číslu dospět také rozvahou, že na základní uložení 6 metrového profilu dostačuje 2 max. 3 pole o délce 1270mm resp. jedno pole středové a dvě boční. Typ zvoleného regálu lze určit z celkové teoretické (empirické) maximální skladové zásoby, jež je podělena počtem polí. Hmotnostní optimalizací lze dospět k snížení nosnosti méně frekventovaných profilů, a naopak u těžších materiálů by muselo dojít k jejich navýšení. Dále je uvažována nižší hodnota zatížení a k němu odpovídající cena zvoleného typu regálu. Dále předpokládáme, že všechny profily by se uskladňovaly v regálech (nemusí tak být u tyčí a profilů s vysokou spotřebou). Na přiloženém obrázku je ukázán vliv použitého manipulačního prostředku na využití zastavěné plochy skladu.


56

11 Zvážení variant a odhad nákladů na inovaci technologie Instalace nové technologie by na modelovém příkladu vybrané firmy vyvolala náklady tvořené těmito základními body: výstavbou nové haly (projekt a vlastní realizace); manipulační technikou – jeřáb; manipulační technikou – zakládací vozíky a vysokozdvižné vozíky; skladovací regály. Položky, které lze pro potřeby studie vyčíslit jsou znázorněny v tabulce. Tab. 11

Vyčíslení nákladů na instalaci nové technologie v KOVAR s.r.o.*

Pol. Název položky

1.

Jednotková cena –

600.000,-Kč

Výstavba nové haly – realizace

1.550 Kč/m 3

63.289.900,-Kč

2.

Manipulační technika – jeřáb nosnost 5 tun.

750.000,-Kč

750.000,-Kč

3.

Manipulační technika – vozíky (CAT) 500 kg

210.000,-Kč

630.000,-Kč

Manipulační technika – vozíky (BX50) 3500 kg

490.000,-Kč

980.000,-Kč

Skladovací regály – dvoudílné

20.000,-Kč

200.000,-Kč

Skladovací regály – třídílné

35.000,-Kč

490.000,-Kč

Skladovací regály – konzolové pro jekly, profily ostatní (k.č. 017376 017377 z přílohy)

26.587,-Kč 12.175,-Kč

6.265.200,-Kč

4.

Výstavba nové haly – projekt

Náklady na položku

5.

Informační systém

–

200.000,-Kč

6.

Ostatní neuvažované (nedokumentované) investiční položky (odhad).

–

4.000.000,-Kč

Celkem

77.405.100,-Kč

* Ceny bez DPH. Ceny jsou kalkulovány ke dni vypracování studie. V čase a od různých výrobců

manipulačních

prostředků

se mohou

lišit.

Ceny

základních,

v

tabulce

uvažovaných, položek jsou uvedeny v příloze. Ceny vycházející hodnot z minulosti navýšeny o inflaci.


57

Poznámky k vyčísleným nákladům: půdorysné rozměry haly: 150600 x 24000 mm, maximální výška hřebene 12905 mm (manipulovatelná výška břemene dle provedení jeřábu a jeřábové dráhy), objem haly 40832,2 m 3 , uvažována hala zateplena (cenová rezerva pro další technologie), jeřábová dráha v ceně, cena projektu dle kalkulací (viz. přílohy). Manipulační technika (jeřáb) – ovládání jeřábu ze země. Doporučujeme s ohledem na rozvoj firmy (možnost instalací technologií do kontejnerů) a na přepravní kapacitu instalovat jeřáb s nosností vyšší než 3,5 tuny, ale násobky manipulační jednotky (3 tuny), tj. jeřáb o nosnosti cca 6 tun atd. V tabulce uvedena cena pro jeřáb 5 tun (viz. příloha, realizovaný projekt). Manipulační technika (vozíky) – uvažovány 3 kusy stohovacích vozíků se zdvihem 4300 mm a maximální zátěží 500 kg (viz. příloha, realizovaný projekt). Manipulační technika (vozíky) – uvažovány 2 kusy stohovacích vozíků se zdvihem do 6000 mm a maximální zátěží 3500 kg (viz. příloha). Skladovací regály dvoudílné (10 kusů) a třídílné (14 kusů). Maximální možná šířka sloupce 4000 mm, výška do 10000 mm, zatížení sloupce 15000 kg (viz. příloha, realizovaný projekt).

Obr. 77 Skladovací regál dvou a třídílný – příklad Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

58

Skladovací regály konzolové. Počty pro jednotlivé hutní materiály jsou uvedeny v příloze v tabulkách kalkulací. Maximální možná šířka sloupce 3500 mm, zatížení sloupce 5000 kg (viz. příloha).

Obr. 78 Skladovací regál konzolový jednostranný/oboustranný [9]

Informační systémy jsou velice škálovatelné a podle softwarových opcí a počtu licencí se cena pohybuje v rozmezí statisíců až po milióny korun. Její stanovení je možné až na základě výběrového řízení (z nabídky). Zvolena základní cena.


59

12 Zobecněné závěry studie Zmiňovat se o obecných výhodách automatizace a potažmo robotizace by bylo asi totéž, jako nosit dříví do lesa. Přesto však při hlubším pohledu je patrné, že dosavadní vývoj těchto prostředků byl orientován především na stabilní výrobní program velkých podniků a velkosériovou výrobu. Přitom páteří evropského hospodářství jsou spíše malé a střední podniky. Kde je tomu naopak, dochází k časté obměně výrobního programu v pouze malých sériích. U takových malých a středních podniků však roboty na rozdíl od aplikací ve velkosériové výrobě musí být daleko více flexibilnější a jejich obsluha nesmí být náročná. Robot musí být rychle přestavitelný pro různé pracovní operace a případně i snadno přemístitelný k různým výrobním strojům. Čas na vlastní přestavění robotu musí být natolik krátký, aby jeho nasazení bylo vůbec ekonomické. U nové kategorie robotů, které jsou a budou nejrůznějšími pracovišti VaV vyvíjeny, by jádrem měla být modulární koncepce. Roboty by se měly nechat ovládat jednoduchými, snadno zapamatovatelnými intuitivními povely, a případně by měly být schopné rozumět i příkazům dávaným gesty nebo slovy. U interaktivních pracovišť využívajících předností obou druhů obsluhy, člověkem či robotem, je nutné zajistit krytí požadavků pro jejich bezpečnou vzájemnou součinnost. Snadné ovládání robotu je podmínkou jeho efektivního nasazení v malosériové výrobě. U robotizovaných pracovišť platil ještě donedávna striktní zákaz vstupu do pracovní zóny robotu. Postupně se ale ukazuje, a platí to o to víc v provozech malých a středních podniků, že v některých případech je technicky i ekonomicky vhodné přímo propojit činnost lidské obsluhy s provozem robotu nebo paralelně vedle sebe nechat probíhat efektivně oba druhy operací s využitím odlišných schopností jejich nositelů. Člověk si vždy v těchto případech ponechává kontrolu nad pracovním procesem. Robot ve zvoleném cyklu odebírá díly ze zásobníku a dopravuje je do bezprostředního místa montáže. Tady pokračuje společná fáze, kdy pracovník navádí ručně přes obouruční spínače chapadlo robotu s manipulovaným dílem nad konečné místo uložení dílu a jistí jeho správné a citlivé usazení. Robot v okamžiku, kdy už díl v usazené poloze plně převzal pracovník, od místa montáže odjíždí a plní další úkoly v naprogramovaném cyklu. Výsledkem takové spolupráce je nejen vhodné technické řešení úkolu, ale i minimalizace vedlejších Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

60

neproduktivních časů pracovníka a odstranění pro pracovníka ergonomicky nevhodných a namáhavých pohybů. V poslední době můžeme pozorovat aplikace robotů a automatizace u MSP ze strojírenského odvětví, zvláště slévárenství a obrábění. Nabízí se široká využitelnosti především řešení chapadlového systému a servosystému, který je přizpůsoben různým typům obrobků. Pestrá nabídka pracovních hlavic uspokojuje rozmanité potřeby manipulovaných objektů, nejen pokud jde o tvar, rozměry nebo hmotnost, ale i takové, které souvisí např. s odlišnými fyzikálními vlastnostmi. Vyskytuje se několik představ, při jakých funkcích by průmyslové roboty vůbec mohly být při malých sériích ekonomicky efektivní. Jsou tendence, které spočívají na stavbě mobilního kloubového robotu, který je možné poměrně snadno přemístit mezi jednotlivými pracovišti a vybaveného dostatečnou senzorovou technikou i pro interakci robotu a člověka V jednodušších případech by mohl u stroje sloužit pro vkládání a odebírání obrobků. Co se týče příkladu vybrané firmy, pak vzhledem k rozvíjející se výrobě a nárokům na prostory, doporučujeme konsolidaci a rozšíření výrobních a především skladových ploch. Výhodná se jeví výstavba nové logistické haly, nejlépe přímo napojené na stávající objekty (viz. Obr. 73 ). Toto rozšíření dává větší možnost optimálnějšímu rozvržení navazujících pracovišť (především přípravna a stolárna) a ostatních ploch, s ohledem na materiálový tok a manipulaci s materiálem. Výstavba logistické haly je nejvýznamnější nákladovou položkou. Manipulaci s materiálem a jeho logistiku doporučujeme s ohledem na charakter výroby ve firmě i s ohledem na její budoucnost (za předpokladu pokračování ve stávajícím výrobním programu) pomocí stohovacích a vysokozdvižných vozíků s napojením skladu na moderní informační systém.

Robotickou manipulaci nedoporučujeme a to zejména z následujících důvodů: 1. Robotická manipulace je vhodná zejména pro opakovanou výrobu, s velkým množstvím kusů. 2. Přeseřízení na nový druh manipulovaného polotovaru je mnohdy zdlouhavé a odstávka se musí navrátit zvýšenou produktivitou za provozu. Studie robotizace a automatizace výrobních technologií API - Akademie produktivity a inovací, s.r.o.

61

3. Rychlost manipulace je nepřímo úměrná hmotnosti. 4. Roboty (manipulátory) pro velkou nosnost jsou cenově nákladné. Jako

efektivní

se

nám

jeví

logistický

sklad

ruční

manipulace

s využitím

nejmodernějších manipulačních prostředků a koncových efektorů. Toto řešení zajistí firmě velkou pružnost (schopnost reagovat na změnu vstupů na výstupu ze skladovacího – logistického centra). Naprostá procesní kontrola nad skladovým hospodářstvím bude zaručena při napojení skladu na skladový informační systém.


62

13 Seznam použité literatury a informačních zdrojů a příloh Literatura [1]

ČSN EN 60812:2007 Techniky analýzy bezporuchovosti systémů – postup analýzy způsobů a důsledků poruch (FMEA).

[2]

ČSN EN 61025 Analýza stromu poruchových stavů.

[3]

ČSN ISO/IEC 13335:1999 -1-4 Informační technologie – Směrnice pro řízení bezpečnosti.

[4]

Gajdůšek

J.:

Projektování

systémů

manipulace

s materiálem.

Brno,

1989,

ISBN 80-214-1053-1 [5]

Hlavenka B.: Manipulace s materiálem – Systémy a prostředky manipulace s materiálem, Brno, 2008, ISBN 978-80-214-3607-7.

[6]

Hlavenka B.: Projektování výrobních systémů - Technologické projekty I, Brno, 2005, ISBN 80-214-1724-2.

[7]

Marek J.: Integrovaný vývoj produktu. Praha, 2008, ISBN 978-80-254-6497-7.

[8]

NODA, K.: Posobije po primeněniju promyšlennych robotov. Mir, Moskva, Rusko, 1975 (překlad z japonštiny).

Elektronická média* [9]

http://static.manutangroup.com/PLU/cs_CZ/PDF/71.pdf

[10]

http://stavebniserver.com/files/heluz1510_1.jpg

[11]

http://thumbs.dreamstime.com/thumblarge_404/1243706846SAVjr3.jpg

[12]

http://www.american-material-handling.com/Kalmar/reachstacker2.gif

[13]

http://www.contrail-europe.com/tf.oigus/wrtandbafils/ 20098101827161116/contrail_runner.png

[14]

http://www.dambach.de/fileadmin/be_user/pdf/en/HiR.Kom_engl.pdf

[15]

http://www.dambach-lagersysteme.de/typo3temp/pics/7695b503b9.jpg

[16]

http://www.dambach-lagersysteme.de/typo3temp/pics/ca0c07e46c.jpg

[17]

http://www.edcegypt.net/Images/forklift/crown/ESR4500_b.JPG

[18]

http://www.edcegypt.net/Images/forklift/crown/TSP6000_b.JPG

[19]

http://www.feige.com/cms/upload/bilder/products/paletiser_filling/Pallet_filling_robot/ palrob1.jpg


63

[20]

http://www.gottwald.com/gottwald/export/gottwaldsite/de/news/pdf/ WSG_uk.pdf

[21]

http://www.hytrol.com/espanol/casestudy.cfm?id=41

[22]

http://www.iteco.cz

[23]

http://www.iteco.cz/create_photo.php?photo_id=14&type=big

[24]

http://www.iteco.cz/create_photo.php?photo_id=75&type=big

[25]

http://www.jungheinrich.cz/typo3temp/pics/bf47cca128.jpg

[26]

http://www.jungheinrich.cz/uploads/pics/Silo_klein_mensi_01.jpg

[27]

http://www.kaltenbach.com/files/kbs_1301_schnittwinkeleinstellung_1.jpg

[28]

http://www.kaltenbach.com/files/kbs_1301_schnittwinkeleinstellung_1.jpg

[29]

http://www.mecalux.co.uk/external/catalogue/en-GB/pdf/ conveyors-for-boxes-eng-8348.pdf

[30]

http://www.mecalux.com/external/catalogue/en-UN/pdf/cantilever-int-8299.pdf

[31]

http://www.mecalux.com/external/catalogue/en-UN/pdf/conveyor-for-pallets-int8276.pdf

[32]

http://www.mecalux.com/external/products/en-UN/5043.jpg

[33]

http://www.mecalux.cz/external/products/cs-CZ/prod-basesmoviles-ilu.jpg

[34]

http://www.mecalux.cz/external/products/cs-CZ/prod-compacta-ilu.jpg

[35]

http://www.mecalux.cz/external/products/cs-CZ/prod-convencional-ilu.jpg

[36]

http://www.mecalux.cz/external/products/cs-CZ/prod-dinamica-ilu.jpg

[37]

http://www.mecalux.cz/external/products/cs-CZ/prod-pushback-ilu.jpg

[38]

http://www.profiregaly.cz/obrazky/regalyNaPlechy_driverbox2.jpg

[39]

http://www.technicke-normy-csn.cz

[40]

http://www.toyota-forklifts.sk/SiteCollectionImages/Products/Product%20page/ Product%20Application%20Images/03%20Stackers/Stacker-App-4.jpg

[41]

http://www.vazaky-online.cz

[42]

http://wwwdelivery.superstock.com/WI/223/1773/PreviewComp/ SuperStock_1773R-19241.jpg

[43]

KOVAR s.r.o.: dostupné z:

[44]

KOVAR s.r.o.: Interní revize [cit. 2010-12-20] dostupné z: Sklad_2010_-_revize_20.12.2010.XLS

* Cit. k 31.1.2011.


64

Seznam příloh Příloha č. 1. Kapacitní propočty – plechy ....................................................................... 66 Příloha č. 2. Kapacitní propočty – jekly .......................................................................... 67 Příloha č. 3. Kapacitní propočty – profily ....................................................................... 68 Příloha č. 4. Kapacitní propočty – ostatní hutní materiál ................................................ 69 Příloha č. 5. Cenová kalkulace (cenový podklad) logistické haly (QIM Atelier s.r.o.)........ 70 Příloha č. 6. Cenová kalkulace (cenový podklad) logistické haly (Kovoprojekta a.s.)........ 71 Příloha č. 7. Cenová kalkulace (cenový podklad) – jeřáb 5 tun........................................ 72 Příloha č. 8. Cenová kalkulace (cenový podklad) – vysokozdvižný vozík (CAT) 500kg. ...... 74 Příloha č. 9. Cenová kalkulace (cenový podklad) – vysokozdvižný vozík (BX50) 3500kg. .. 75 Příloha č. 10. Cenová kalkulace (cenový podklad) – sklad. regály (dvoudílné, třídílné). ... 76 Příloha č. 11. Cenová kalkulace (cenový podklad) – skladovací regály konzolové. ........... 77


65

Příloha č. 1. Kapacitní propočty – plechy


66

Příloha č. 2. Kapacitní propočty – jekly


67

Příloha č. 3. Kapacitní propočty – profily


68

Příloha č. 4. Kapacitní propočty – ostatní hutní materiál


69

Příloha č. 5. Cenová kalkulace (cenový podklad) logistické haly (QIM Atelier s.r.o.)


70

Příloha č. 6. Cenová kalkulace (cenový podklad) logistické haly (Kovoprojekta a.s.)


71

Příloha č. 7. Cenová kalkulace (cenový podklad) – jeřáb 5 tun.


72


73

Příloha č. 8. Cenová kalkulace (cenový podklad) – vysokozdvižný vozík (CAT) 500kg.


74

Příloha č. 9. Cenová kalkulace (cenový podklad) – vysokozdvižný vozík (BX50) 3500kg.

Distributor:

Warex,

spol.

s

r.o.


75

Příloha č. 10. Cenová kalkulace (cenový podklad) – sklad. regály (dvoudílné, třídílné).


76

Příloha č. 11. Cenová kalkulace (cenový podklad) – skladovací regály konzolové.


77

Studie robotizace a automatizace. výrobních technologií

Recommend Documents