Обработка материалов - Material handling

Автопогрузчики, обеспечивающие военный корабль

Обработка материалов включает перемещение на короткие расстояния в пределах здания или между зданием и транспортным средством.[1] Он использует широкий спектр ручного, полуавтоматического и автоматизированного оборудования и включает рассмотрение защиты, хранения и контроля материалов на всех этапах их производства, складирования, распределения, потребления и утилизации.[2] Обработка материалов может использоваться для создания время и место полезность посредством обработки, хранения и контроля отходов, в отличие от производства, которое создает утилита формы изменяя форму, форму и состав материала.[3]

Роль

Обработка материалов играет важную роль в производстве и логистике. Почти каждый предмет физической торговли перевозился на конвейере, погрузчике или другом типе погрузочно-разгрузочного оборудования на производственных предприятиях, складах и в розничных магазинах. В то время как погрузочно-разгрузочные работы обычно требуются в рамках работы каждого производственного рабочего, более 650 000 человек в США работают в качестве «операторов машин для перемещения материалов» и имеют среднюю годовую заработную плату 31 530 долларов США (май 2012 г.).[4] Эти операторы используют погрузочно-разгрузочное оборудование для транспортировки различных товаров в различных промышленных условиях, включая перемещение строительных материалов по строительным площадкам или перемещение товаров на суда.

Проектирование систем транспортировки материалов

Схема материальных потоков между действиями в макете

Обработка материалов является неотъемлемой частью проектирования большинства производственных систем, поскольку эффективный поток материалов между операциями производственной системы в значительной степени зависит от их расположения (или макет) деятельности. Если два занятия находятся рядом друг с другом, то материал можно легко передавать от одного занятия к другому. Если действия выполняются последовательно, конвейер может перемещать материал с небольшими затратами. Если виды деятельности разделены, для транспортировки потребуются более дорогие промышленные грузовики или подвесные конвейеры. Высокая стоимость использования промышленного грузового автомобиля для перевозки материалов обусловлена ​​как трудозатратами оператора, так и отрицательным влиянием на производительность производственной системы (например, повышенная работа в процессе ), когда несколько единиц материала объединяются в одну перегрузочную партию, чтобы сократить количество поездок, необходимых для транспортировки.[5]

Концепция удельной нагрузки

Производственная партия может быть разделена на меньшую передаточную партию, содержащую несколько единичных грузов, каждая из которых может содержать несколько частей.

А удельная нагрузка представляет собой либо отдельную единицу предмета, либо несколько единиц, скомпонованных или ограниченных таким образом, что с ними можно обращаться как с единым целым и сохранять свою целостность. Хотя гранулированные, жидкие и газообразные материалы можно транспортировать навалом, они также могут быть помещены в единичные грузы с использованием пакетов, бочек и цилиндров.[6] Преимущества единичных грузов состоят в том, что одновременно можно обрабатывать больше предметов (тем самым сокращая количество требуемых поездок и потенциально снижая затраты на погрузочно-разгрузочные работы, время погрузки и разгрузки, а также повреждение продукта), а также возможность использования стандартизированного погрузочно-разгрузочного оборудования . К недостаткам штучных грузов можно отнести негативное влияние пакетирования на производительность производственной системы и стоимость возврата пустых контейнеров / поддонов к месту их отправления.[7]

Машина для упаковки в стретч-пленку, используемая для формирования штучной загрузки

Обработка в процессе

Штучные грузы могут использоваться как для обработки в процессе, так и для распределения (получение, хранение и отгрузка). Расчет единичной нагрузки включает определение типа, размера, веса и конфигурации груза; оборудование и методы, используемые для обработки груза; и методы формирования (или построения) и разрушения груза. При погрузочно-разгрузочных работах единичные нагрузки не должны превышать производственная партия размер деталей в процессе. Большие производственные партии (используемые для увеличения использования узких мест) могут быть разделены на более мелкие. передавать партии для погрузочно-разгрузочных операций, когда каждая перегрузочная партия содержит одну или несколько единичных грузов, а небольшие единичные грузы могут быть объединены в более крупную перегрузочную партию, чтобы обеспечить более эффективную транспортировку.[8]

Распределение

Узкопроходный погрузчик, используемый для распределения

Выбор размера единицы груза для распределения может быть трудным, потому что контейнеры / поддоны обычно доступны только в стандартных размерах и конфигурациях; грузовые прицепы, железнодорожные крытые вагоны и грузовые отсеки самолетов ограничены по ширине, длине и высоте; и количество возможных размеров контейнера / поддона для груза может быть ограничено из-за существующей планировки склада и конфигураций стеллажей, а также размеров упаковки / картонной коробки покупателя и ограничений полки розничного магазина. Кроме того, практический размер единицы груза может быть ограничен доступным оборудованием и пространством в проходах, а также необходимостью безопасного обращения с материалами.[9]

Здоровье и безопасность

Основная статья: Эргономичность для ручного перемещения материалов

Руководство материала погрузочно-разгрузочные работы вносят большой процент от более полумиллиона случаев заболеваний опорно-двигательных Ежегодно в Соединенных Штатах. Опорно-расстройства часто связаны деформации и растяжения в нижней части спины, плеч и верхних конечностей. Они могут привести к затяжной боли, потере трудоспособности, лечению и финансовому стрессу для тех, кто страдает ими, и работодатели часто оказываются оплачивающими счет либо напрямую, либо через страхование компенсации работникам, в то же время они должны справляться с убытками. от полной мощности своих рабочих.[10][11]

Научные данные показывают, что эффективные эргономические меры могут снизить физические нагрузки при выполнении рабочих задач MMH, тем самым снижая частоту и тяжесть скелетно-мышечных травм, которые они могут вызвать. Их потенциал по сокращению затрат, связанных с травмами, делает эргономические вмешательства полезным инструментом для повышения производительности компании, качества продукции и общей конкурентоспособности бизнеса. Но очень часто продуктивность получает дополнительный и твердый удар в руку, когда менеджеры и рабочие по-новому смотрят на то, как наилучшим образом использовать энергию, оборудование и усилия, чтобы выполнить работу наиболее эффективным, действенным и легким способом. Планирование, основанное на этих принципах, может привести к большой победе для всех заинтересованных сторон.[10][11]

Типы

Ручная обработка

Уравнение подъема NIOSH применяется к задаче загрузки пуансонного пресса
Основная статья: Ручная обработка грузов

Ручное перемещение означает использование руками рабочих для перемещения отдельных контейнеров путем подъема, опускания, наполнения, опорожнения или переноски. Он может подвергать работник к физической опасности, которые могут привести к травмам: большая часть из более полумиллиона случаев заболеваний опорно-двигательных сообщила в США каждый год возникает в результате ручной обработки, и часто включают штаммы и вывихи в нижней части спины человека, плечи и верхние конечности.[12]

Эргономические улучшения могут быть использованы для изменения ручных работ с целью уменьшения травм. Эти улучшения могут включать перенастройку задачи и использование оборудования для позиционирования, такого как подъемно-поворотные / поворотные столы, подъемники, балансиры и манипуляторы, для уменьшения досягаемости и изгиба. NIOSH (Национальный институт безопасности и гигиены труда), пересмотренное уравнение подъема 1991 г.[13] может использоваться для оценки задач ручного подъема. В идеальных условиях максимальный рекомендуемый вес для ручного подъема во избежание травм спины составляет 51 фунт (23,13 кг). Используя точные условия подъема (высота, поднятое расстояние, вес, положение веса относительно тела, асимметричные подъемы и предметы, которые трудно захватить), шесть множителей используются для уменьшения максимального рекомендуемого веса для менее чем идеальных задач подъема. .

Автоматическая обработка

Промышленный робот

Когда это технически и экономически возможно, можно использовать оборудование, чтобы уменьшить, а иногда и заменить необходимость ручной обработки материала. Большинство существующего погрузочно-разгрузочного оборудования только полуавтоматический потому что человек-оператор необходим для таких задач, как погрузка / разгрузка и вождение, которые сложно и / или слишком дорого полностью автоматизировать. Тем не менее, постоянные достижения в области зондирования, машинного интеллекта и робототехники позволили полностью автоматизировать все большее количество задач по обработке.[14] Приблизительное руководство по определению того, сколько можно потратить на автоматизированное оборудование, которое могло бы заменить одного грузоподъемника, состоит в том, чтобы учесть, что с учетом преимуществ средний оператор движущихся машин обходится компании в 45 432 доллара в год.[15] При реальной процентной ставке 1,7%[16] и срок службы 5 лет[17] за оборудование, не имеющее аварийной стоимости,[18] компания должна быть готова платить до

приобрести автоматизированное оборудование для замены одного рабочего.[19] Во многих случаях автоматизированное оборудование не так гибко, как человек-оператор, как в том, что касается неспособности выполнять конкретную задачу, так и в отношении человека, и не может быть так легко перераспределено для выполнения других задач при изменении потребностей.

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ^ Койл, Дж. Дж. (1992). Управление бизнес-логистикой. Мейсон, Огайо: Юго-запад. п. 308.
  2. ^ «Обработка материалов». MHI. Получено 2014-10-02.
  3. ^ Apple, J.M. (1972). Проектирование системы обработки материалов. Нью-Йорк: Рональд.
  4. ^ «Справочник профессионального обзора». BLS. Получено 2015-05-14.
  5. ^ Хопп, У.Дж. (2011). Заводская физика. Лонг-Гроув, Иллинойс: Waveland. С. 318–327.
  6. ^ Кульвец, Р.А. (1981). Основы обращения с материалами. Шарлотта, Северная Каролина: MHI. п. 10.
  7. ^ Суле, Д. (1994). Производственные мощности: расположение, планирование и дизайн. Бостон: PWS. п. 249.
  8. ^ Аскин, Р. (1993). Моделирование и анализ производственных систем. Нью-Йорк: Вили. п. 292.
  9. ^ Кей, М. (2012). «Подъемно-транспортное оборудование» (PDF). стр. 5–6. Получено 2014-10-02.
  10. ^ а б "Приложение NIOSH Lifting Equation: NLE Calc". НАС. Национальный институт охраны труда и здоровья. 2017-08-09. Получено 6 февраля 2019.
  11. ^ а б «Руководство по применению пересмотренного уравнения подъема NIOSH». Национальный институт охраны труда и здоровья США. 1994-01-01. Дои:10.26616 / NIOSHPUB94110.
  12. ^ «Эргономические рекомендации для ручной работы с материалами» (PDF). Калифорнийский департамент производственных отношений. 2007 г.. Получено 2015-05-15.
  13. ^ Уотерс, Т. (1994). Руководство по применению пересмотренного уравнения подъема NIOSH. Цинциннати, Огайо: Центры по контролю и профилактике заболеваний.
  14. ^ «Дорожная карта США по транспортировке материалов и логистике» (PDF). MHI. Январь 2014. Архивировано с оригинал (PDF) на 2015-09-12. Получено 2015-05-08.
  15. ^ Средняя заработная плата 31 530 долларов, разделенная на 0,694, где заработная плата составляет 69,4%, а выплаты 30,6% от общих затрат на рабочую силу («Затраты работодателя на оплату труда сотрудников». BLS. Декабрь 2014 г.. Получено 2015-05-15.).
  16. ^ Средний курс в США за 2005-2009 гг. («Реальная процентная ставка». Всемирный банк. Получено 2015-05-15.).
  17. ^ Средний срок службы заказного ПО («Оценка амортизации BEA» (PDF). BEA. 2004 г.. Получено 2015-05-15.), консервативное предположение, поскольку программное обеспечение является основным компонентом автоматизированного оборудования и имеет самый короткий срок службы по сравнению с другими компонентами.
  18. ^ Консервативное предположение, которое упрощает анализ, поскольку любая положительная ликвидационная стоимость увеличит оценку стоимости покупки.
  19. ^ Сумма, готовая заплатить, представляет собой приведенную стоимость аннуитет немедленный.

дальнейшее чтение

  • Apple, J.M., 1972 г., Проектирование системы обработки материалов, Нью-Йорк: Рональд.
  • Бартольди, Дж. Дж., III, и Хакман, С. Т., 2014 г., Наука о складировании и сбыте, Выпуск 0.96.
  • Фразель, Э., 2002 г., Складирование и погрузочно-разгрузочные работы мирового класса, Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
  • Херагу, С.С., 2008, Дизайн помещений, 3-е изд., CRC Press.
  • Кульвец, Р.А., Ред., 1985, Справочник по работе с материалами, 2-е изд., Нью-Йорк: Wiley.
  • Малкахи, Д.Э., 1999, Справочник по работе с материалами, Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.

внешняя ссылка