Расчет пропускной способности погрузочно-разгрузочного пункта

Для рациональной организации погрузочно-разгрузочных работ необходимо:

· правильно рассчитать производительность погрузочно-разгрузочных машин или механизмов;

· определить необходимое число рабочих и механизмов, занятых на погрузочно-разгрузочных или складских работах;

· согласовать работу ПРМ с задействованными АТС.

Производительность ПРМ непрерывного действия (конвейеров, роторных погрузчиков и т.п.), т/ч, для штучных грузов

где q_i — масса одного грузового места, т; v — скорость движе­ния тягового органа, м/с; η_и — коэффициент интенсивности работы (отношение времени работы к продолжительности рабо­чей смены); а — шаг размещения груза, м.

Для грузов, идущих непрерывным потоком (навалочных), т/ч:

плотность гру-

где F — площадь сечения потока груза, м²; р за, т/м³; к_β — коэффициент ссыпания. Для гидро- или пневмоустановок, т/м³:

где p _в — плотность воды или воздуха, кг/м³; ц — концентрация

груза в воде или воздухе, %; U _в — расход воды или воздуха, м³/с.

Производительность ПРМ циклического действия, т/ч (м³/ч):

где q_k — грузоподъемность (емкость) ковша или масса одновре­менно поднимаемого груза, т (м³); к_v — коэффициент напол­нения; Т — продолжительность единичного цикла работы ПРМ, с; к_с — коэффициент совмещения операций, учитываю­щий возможность одновременного выполнения некоторых пере­мещений, например поворота и подъема стрелы.

Пропускная способность погрузочно-разгрузочного фронта — это максимальное число ПС (M_а) или груза (М_Т), которое может быть погружено и разгружено в единицу времени (час, смену, год и т.д.). Этот показатель зависит от пропускной способности поста и их количества.

Пропускная способность поста может быть определена из сле­дующих зависимостей:

где l _т — время погрузки или разгрузки 1 т груза; η _н — коэф­фициент неравномерности прибытия ПС.

Коэффициент неравномерности η_н учитывает отклонения от расчетного графика прибытия ПС под погрузку или разгрузку и может быть рассчитан по формуле

Производительность поста составит

 

 

Число постов, необходимых для переработки заданного количества груза:

 

(7-4)

Условием равномерной работы погрузочно-разгрузочного пункта является равенство его ритма работы и интервала прибытия АТС. Ритм работы ПРП рассчитывается по формуле

а интервал движения АТС

Исходя из равенства выражений (7.3) и (7.4), число постов, необходимых для бесперебойного обслуживания прибывающих под погрузку или разгрузку АТС:

Если из этого соотношения выразить необходимое число АТС, то, учитывая, что t _п(р) = t _тq_нγ, получаем

Задача 7.1. Рассчитать необходимое количество автосамосвалов МАЗ-457040 и многоковшовых погрузчиков Д-565, работающих 7 ч в сутки, для вывоза со склада ежесуточно 900 т угля при следующих исходных:

• Д-565: скорость движения ленты с ковшами v = 0,75 м/с; объем ковша V _кш = 0,015 м³; шаг расположения ковшей а = 300 мм; коэффициент использования объема ковша k _v = 0,9; коэффициент использования погрузчика η _и = 0,68.

• МАЗ-457040: номинальная нагрузка q _н = 4,5 т; объем кузова V_к= = 3,8 м³; протяженность маршрута с грузом l _ет = 15 км; техническая скорость V_т = 30 км/ч; время разгрузки t _р = 8 мин.

Решение. Производительность многоковшового погрузчика определяется так же, как для любого ПРМ непрерывного действия (см. (7.10))

Фактическую грузоподъемность автосамосвала при перевозке угля оп­ределяем в соответствии с рекомендациями подразд. 6.3, плотность угля

находим по табл. 6.2. Максимальный объем угля в кузове самосвала по формуле (6.3)

Следовательно, по формуле (6.4)

Время погрузки экскаватором Д-565 одного автосамосвала

Время оборота автосамосвала по табл. 3.1

Необходимое число АТС для бесперебойной работы погрузчиков

Таким образом, для вывоза угля требуется 2 погрузчика и 45 автоса­мосвалов.

Планирование погрузочно-разгрузочных работ

Рациональное планирование выполнения ПРР является одним из основных факторов соблюдения норм простоя ПС под погруз­кой или разгрузкой и снижения затрат на транспортировку грузов. В настоящее время в себестоимости доставки грузов на долю ПРР приходится около 70 %, что совершенно не оправдано.

Планирование трудоемкости выполнения ПРР производится на основании норм выработки и норм времени.

Нормы выработки Н_выр на погрузку, выгрузку и перемещение грузов обычно устанавливаются в тоннах с учетом массы тары (упаковки). Эти нормы действуют на состав бригады или на одно­го грузчика в смену (7 ч).

Нормы времени Н_Вр устанавливаются для механизаторов в ча­сах, для грузчиков и стропальщиков — в человекочасах на едини­цу измерения груза (т, шт., м³ и т.п.).

где N_р — количество рабочих в бригаде.

В табл. 7.1 в качестве примера приведены некоторые нормативы для ПРР с тарно-штучными грузами для бригады из четырех груз­чиков и одного водителя погрузчика. В ПРР включается формиро­вание или расформирование пакета, его перемещение и укладка в штабель или снятие из штабеля.

Корректировка норм выполняется с помощью коэффициен­тов, которые учитывают увеличение трудоемкости ПРР:

Таблица 7.1

Пример нормативов выполнения ПРР

 

при работе с опасными грузами; увеличении высоты подъема груза; увеличении расстояния перемещения; работе с закрытым ПС (фургоны, рефрижераторы и т.п.); перегрузке грузов, требующих особой осторожности; работе при низких температурах на открытом воздухе или холодильных камерах.

Задача 7.2. Определить нормы выработки и оптимальный состав бригады грузчиков при перегрузке из железнодорожного вагона в автомобиль груза в мешках по 30 кг, если бригада из четырех грузчиков и одного водителя электропогрузчика укладывает по 12 мешков на поддон и пере возит поддоны из вагона в кузов автомобиля для первого варианта, когда расстояние перемещения погрузчика / = 8 м и Т_ткл = 86 с, и второго варианта, когда /= 16 м и Т_ткл = 183 с. Время формирования пакета--352 чел. -сек, Т_н = 7 ч.

Решение. 1. В первом варианте четыре грузчика сформируют паке за 352/4 = 88 с. В среднем за цикл работы простой погрузчика составит 88 - 86 = 2 с, что допустимо. Нормативный объем переработки грузов определяем по табл. 7.1 с применением поправочных коэффициентов: за прямую перегрузку — 1,1; за погрузку в подвижной состав — 1,2.

Норму выработки определим по формуле (7.5):

где 0,0694 ч — норма времени на бригаду.

Фактический объем перегрузки по исходным данным задачи

 

Следовательно, бригада перевыполнит норматив на

2. При втором варианте простой погрузчика составит Т_пр = 183 - 88 = = 95 с, поэтому если число грузчиков сократить до двух (16/8 = 2), то время формирования пакета

и простой погрузчика

Склады и складские операции

Классификация и назначение складов. Основное назначение скла­дов в транспортном процессе заключается в преобразовании гру­зопотоков с изменением их параметров по величине, составу, времени и т. д.

Склады могут играть роль буфера между транспортом и произ­водством: склады готовой продукции или сырья (комплектующих) или внутри транспортного процесса между его отдельными участ­ками, особенно при передаче груза между различными видами транспорта. В последнем случае склады чаще называются термина­лами. Подавляющее большинство грузов не доставляется непо­средственно со склада готовой продукции потребителю, так как требуют дополнительной комплектации, разукрупнения партий и других операций, которые выполняются оптовыми фирмами (ди­стрибьюторами). Такие формы поставки, в отличие от транзит­ных, называются складскими.

Склады подразделяются на группы:

• по назначению: распределительные; склады производственных организаций; перегрузочные (терминалы); приобъектные (временные);

• по характеру хранения груза: закрытые (при необходимости предохранения грузов от воздействия окружающей среды); откры­тые; полузакрытого хранения (оборудованные навесами для гру­зов, требующих защиты от атмосферных осадков);

• по способу хранения: штабельные; стеллажные.

Основные параметры складов. Вместимость склада — это рас рас­четное количество груза, т, которое единовременно можно хра­нить на складе:

 

­

 

где F_пол — полезная площадь склада, м²; е — нагрузка на 1 площади склада, кПа.

Необходимая полезная площадь склада, м², может быть рас­считана по следующим зависимостям:

• для грузов без упаковки

• для грузов в таре

где Q_хp — масса хранимого груза, т; /_с — площадь основания хранимой тары, м²; п _хp — число мест хранения; k_п — коэффициент плотности укладки (1,05... 1,20); z_я — число ярусов храения.

Полезная площадь склада, м², может быть определена и через суточный объем переработки груза на складе:

Общая площадь склада, помимо полезной, будет включать себя следующие дополнительные составляющие: проезды, погрузочно-разгрузочные площадки, служебные помещения, площадь занимаемая погрузочно-разгрузочными механизмами. Обычно пло щадь для этих дополнительных составляющих учитывается посредством коэффициента использования площади k_пр

Некоторые типичные значения параметров для различного типа складов приведены в табл. 7.2.

Организация работы на складах. В перечень основных работ которые выполняются на складах, входят:

• приемка груза по количеству и качеству;

• сортировка;

• укладка на места хранения;

• подборка, комплектация и пакетирование;

• отпуск потребителю.

Таблица 7.3

Параметры складов

 

Виды храни- мых грузов	Средний срок хранения, сут.	Нагрузка, кПа	Коэффициент использования площади
Тарно-штучные	3...4	6...20	1,5...1,8
Контейнеры	3...4		1,4
Лесные	5... 10		1,3
Навалочные	5... 10		1,2

 

 

При обработке некоторых видов груза могут производиться и дополнительные операции, связанные с подготовкой груза к его дальнейшему потреблению, например раскрой металлопроката, расконсервация транспортных средств, оборудования и т.д.

Типовой технологический процесс работы склада приведен на рис. 7.3.

Важнейшей задачей управленческого персонала склада являет­ся обеспечение своевременной разгрузки и погрузки ПС. Грузы, доставляемые железнодорожным транспортом, обрабатываются круглосуточно. При поставках грузов АТ грузы принимаются в ого­воренные сроки.

При приемке груза проводится внешний осмотр тары и про­верка пломб. При обнаружении дефектов весь груз проверяют по счету-фактуре поставщика.

Способы размещения грузов на складах зависят от вида матери­алов и их физико-химических свойств.

Штучные грузы в зависимости от габаритов хранят в штабелях или на стеллажах. Штабеля позволяют значительно снизить необходимую

 

 

 

полезную площадь склада за счет размещения груза в несколько ярусов и в отличие от стеллажей не требуют наличия несущих конструкций. Число ярусов будет зависеть от прочности тары. Стеллажи позволяют хранить в несколько ярусов грузы даже в мягкой упаковке и облегчают идентификацию груза за счет четкой фиксации места его расположения. Стеллажи бывают универсальными и специализированными, каркасного или элеваторного типа

Сыпучие грузы хранят в штабелях, порошкообразные и наливные — в закрытых хранилищах (бункеры, силосы, резервуары).

Автоматизация обработки грузов. Для автоматизации обработки грузов необходимо решить не только задачу подбора или создания системы автоматического управления средствами сортировки и погрузки или разгрузки грузов, но и разработать комплексную технологию перевозки, предусматривающую согласованность информационных потоков, параметров грузовых мест, ПРМ и т.д.

Технические средства автоматизации в зависимости от выполняемых функций можно разделить на несколько групп:

• средства получения информации формируют первичный поток данных, которые определяют функционирование автоматизированной системы и позволяют отслеживать результаты работы системы в режиме реального времени. Для получения данных грузе могут использоваться самые различные датчики;

• средства передачи информации связывают между собой территориально разобщенные элементы системы. На небольших расстояниях обычно используются различные провода, для больших расстояний — коммутируемые или выделенные каналы связи, радиостанции и т.п.;

• средства обработки информации (компьютеры) на основании полученной информации выполняют необходимые расчеты формируют управляющие команды;

• исполнительные элементы непосредственно воздействуют на груз.

При обработке грузов на складах и в процессе его транспортировки важную роль играет четкая и быстрая идентификация груз Автоматическое определение основных параметров груза лежит основе всех систем автоматизации складских работ.

Для автоматической идентификации груза могут использоваться следующие методы:

• считывание магнитной информации — основано на закреплении на грузе пластинки с намагниченным элементом (магнитной картой), на котором записаны необходимые данные;

• радиочастотная идентификация (RFID-технология) — выполняется за счет размещения на идентифицируемом объекте маломощного радиопередатчика (транспондера), по сигналу вызов считывающего устройства (ридера) передающего записанную в памяти информацию;

• оптическое распознавание специальных знаков, размещенных на грузе, обычно в виде штрих-кода.

В мировой практике последний способ получил наибольшее распространение из-за простоты и отсутствия необходимости снаб­жать каждую упаковку груза дорогостоящими и сложными уст­ройствами идентификации. В этом случае на грузе размещаются только дешевые наклейки, а все оборудование для считывания дан­ных может располагаться стационарно на пути движения грузов.

Штриховой код представляет собой чередование темных и свет­лых полос разной ширины, что соответствует определенным сим­волам кода. Это позволяет считывать данные даже с помощью са­мых простых сканеров. Для возможности визуальной проверки под штриховым кодом непосредственно печатается его визуальный эк­вивалент.

Для унификации и стандартизации записи информации о гру­зе используются штриховые коды различных видов. Среди линей­ных (одномерных) кодов наиболее распространены следующие:

• код ITF-14 используется для записи информации о партиях товаров;

• код Соdе 128 применяется совместно с другими системами кодирования для записи дополнительной информации;

• код EAK-13 используется для кодирования информации о товаре на потребительской таре.

Линейные символики позволяют кодировать небольшой объем информации (до 20—30 символов, обычно это цифры), и их можно считывать недорогими сканерами. Двумерные символики разработа­ны для кодирования большого объема информации (до несколь­ких страниц текста). Двумерные кодировки считываются при по­мощи специального сканера двумерных кодов и позволяют быст­ро и безошибочно вводить большой объем информации. Расшиф­ровка такого кода проводится в двух измерениях (по горизонтали и по вертикали). Примеры двумерных кодов: Махicode, РDF417, QR Соdе, Соdе 49, Соdablоск, Datamatrix.

Общие требования к штрих-кодам определены в ГОСТ Р 51294.10—2002, который идентичен международному стандарту 13О 15394-2000.

Современный уровень организации транспортного процесса с использованием логистических технологий требует обработки ин­формации о грузе в режиме реального времени. Поэтому на эти­кетке, идентифицирующей грузовую единицу, может располагаться информация производителя, отправителя, перевозчика и получа­теля, закодированная с помощью разных стандартов штрихового кодирования. Пример такой транспортной этикетки приведен на рис. 7.4.

В 1973 г. в США была создана организация «Универсальный товарный код» (UРС — Universal Product Code), ратующая

 

за использование штрих-кодов в промышленности и торговле. А с 1977 г. в Западной Европе для идентификации потребительских товаров стала применяться аналогичная система под названием «Европейский артикул» (ЕАN — European Article Numbering). Важ­но, что американский и западноевропейский коды совместимы, более того, ЕАN является разновидностью UРС, единственная их разница — количество знаков (UРС — 12, а ЕАN — 13). Таким образом, коды, нанесенные на упаковку товара в одной стране, могут быть расшифрованы в другой.

Первые три цифры в коде ЕАN отводятся для обозначения стра­ны, в которой зарегистрировался производитель товара. Следую­щие четыре цифры — индекс изготовителя товара. Совокупность кода страны и кода изготовителя является уникальной комбина­цией цифр, которая однозначно идентифицирует организацию, производящую данный товар.

Оставшиеся пять цифр изготовитель использует для кодировки собственной информации. Последняя, тринадцатая цифра кода является контрольной и служит для проверки правильности счи­тывания данных.

Технология штрихового кодирования подразумевает уникаль­ность штрих-кода для каждого товара, поэтому необходимо цент­рализованное распределение кодов. Например, в России предста­вителем организации ЕАN International является Ассоциация ав­томатической идентификации ЮНИСКАН/ЕАN Россия, зареги­стрировавшись в которой производитель получает штрих-коды на все выпускаемые им товары.

Наиболее перспективная на настоящий момент для транспор­та RFID -технология занимает пока около 10 % рынка. Основные преимущества RFID-технологии заключаются в следующем:

1. Для считывания данных не нужен контакт или прямая види­мость: данные могут считываться через грязь, краску, пар, воду, пластмассу, древесину.

2. Высокое быстродействие и точность считывания данных боль­шого объема с возможностью редактирования, удаления и добав­ления информации.

3. Пассивные транспондеры (без автономного питания) имеют фактически неограниченный срок эксплуатации.

4. RFID-метки несут большое количество информации и могут быть интеллектуальными.

Область применения системы определяется ее частотой. RFID-системы делятся на следующие группы:

• высокочастотные (850...950 МГц и 2,4...5 ГГц) — используются при необходимости передачи данных на большое расстоя­ние и с высокой скоростью, например контроль транспортных средств при установке ридера на воротах или шлагбаумах, когда транспондер закрепляется на ветровом или боковом стекле авто­мобиля. Большая дальность действия (5...75 м) делает возможной безопасную установку ридеров вне пределов досягаемости
людей;

• промежуточной частоты (10... 15 МГц) — используются для передачи больших объемов данных. Это в основном сортировочные системы, контроль доступа, снабжение и учет.
Расстояние передачи сигналов может составлять до 1,5 м;

• низкочастотные (100...500 кГц) — используются там, где допустимо небольшое расстояние между объектом и ридером (от 0,1 до 0,5м).

На крупных терминалах широкое распространение получили косвенные методы идентификации местонахождения груза. Основ­ной проблемой здесь является быстрый поиск требуемой грузовой единицы среди тысяч находящихся на терминале. Обслуживая многих перевозчиков различных видов транспорта, трудно обес­печить наличие на каждой грузовой единице единообразных средств автоматической идентификации. Поэтому для определения мес­тонахождения грузовой единицы фиксируется факт работы ПРМ с данным грузом и с помощью различных технических средств отслеживается перемещение ПРМ. Точка разгрузки заносится в память ЭВМ как текущее местонахождение грузовой единицы. При получении запроса на данный груз ЭВМ терминала ищет ближай­ший к текущему местонахождению груза ПРМ и передает его опе­ратору данные о месте хранения грузовой единицы.

Задача 7.3. Контейнерный терминал обслуживает козловой кран КК-5. Контейнеры АУК-1,25 прибывают на терминал по железной дороге. До­пустим, что их прибытие непрерывно в течение времени работы терми­нала — 14 ч. Кран перегружает контейнеры непосредственно в автомоби-

 

 

Требуемую площадь контейнерной площадки (необходимые данные принимаем по табл. 7.2) определяем по формуле (7.6)