Transcript ea_10

Üzemi szállítási
rendszerek
10. Előadás
2014.11.26.
1
Logisztika
A logisztika a rendszerek anyag- személy- energia- és
információáramlásának tervezésével, vezérlésévei és felügyeletével
foglalkozó tudomány.
Az üzemi és a távolsági szállítási rendszereknek egyaránt feladata: 6M
• a megfelelő objektumnak (anyag, gép, személy, energia, információ), mint a
logisztika tárgyának
• megfelelő mennyiségben
• a rendszer előre magadott térbeli helyén (forrás, nyelő)
• megfelelő időpontban
• megfelelő minőségben
• megfelelő költség felhasználásával való rendelkezésre bocsátása.
2014.11.26.
2
Logisztika
• Ezek a feladatok az ipari folyamatokban tervezési, végrehajtási
és ellenőrzési feladatok ellátását követelik meg. A feladatok
csak rendszer szinten oldhatók meg.
• Az anyagmozgatás fejlődése az ipari termelés fejlődésével
párhuzamosan ment végbe: a termelési rendszer összhangja
megkövetelte, hogy az ipari rendszerek gépesítésével
párhuzamosan az anyagmozgatást is gépesítsék. Ez részmechanizációval indult, amelynek keretében az egyszerű
gépeket (kerék, emelő, kötélcsigasor) kezdték felhasználni,
majd a gőzgép (bányákban 1741 -től), később az aszinkron
villamos motor (1891) megjelenésével az ismétlődő, nagy testi
erőkifejtést igénylő munka alól szabadították fel az embereket.
2014.11.26.
3
Logisztika
• A következő lépés a folyamat-automatizáció (1960-tól) volt,
amely az embert mentesítette az ismétlődő irányítási,
vezérlési feladatok elvégzése alól.
• A rendszerautomatizálás (1970-től) bekapcsolta az
anyagmozgató rendszereket az automatikus technológiai
folyamatokba.
• Az automatizált rendszerek létrehozásával és optimális
működésük megszervezésével létrejöttek az automatikus
gyártósorok (először az izzólámpagyártásban, majd a motor,
gépkocsi összeszerelő üzemekben), amelyek emberi
beavatkozás nélkül végzik a termelést.
2014.11.26.
4
Logisztika
Az anyagmozgató rendszerek alapfunkciója a magasságkülönbségek
áthidalása vagy a távolságok leküzdése. A helyváltoztatás
meghatározott fel- és leadóhelyek (források és nyelők) között
történik, emellett gyakran egyéb, pl. osztályozási, keverési, gyűjtési,
elosztási, stb. funkciókat is el kell látni. Az anyagmozgató rendszerek
önmagukban nem léteznek, hanem valamilyen termelési (gyártási),
ellátási-elosztási, áruszállítási vagy egyéb (kórházi, banki, könyvtári
stb.) folyamatot szolgálnak ki.
2014.11.26.
5
Logisztika
Ennek megfelelően - a logisztikai rendszerekben betöltött
szerepüktől függően - az anyagmozgató rendszerek a következő fő
csoportokra oszthatók:
• Termelési (gyártási) rendszert kiszolgáló anyagmozgató rendszerek
Magában foglalja az épületek közötti, a műhelyen belüli és a munkahelyi
anyagmozgatást (ez utóbbi jelenti a munkadarab gépbe helyezését,
kivételét, tájolását, rendezését, stb.).
• Raktári anyagmozgató rendszerek
Ezek lehetnek tárolótéri anyagmozgató rendszerek, melyeknek feladata a
tárolási egységek be- és kitárolása, vagy komissiózása (árukigyűjtés), vagy
az áru-előkészítő téren az árukiadás vagy fogadás.
• Rakodóhelyi anyagmozgató rendszerek
Ezek egy része termelő vagy kereskedelmi vállalatoknál, a vállalathoz
érkező vagy onnan kiszállításra kerülő anyagok rakodását végzi.
Rakodóhelyi anyagmozgatás folyik a közlekedési átrakóhelyeken is: a
különböző közlekedési ágazatok (közúti, vasúti, vízi és légi szállítás)
csatlakozási helyein, a különböző nyomtávú vasutak csatlakozási helyein,
valamint a kombinált szállítás átrakóhelyein (a kombi-terminálokon).
• Egyéb (pl. kórházi, banki, könyvtári stb.) anyagmozgató rendszerek.
2014.11.26.
6
Logisztika
Az anyagmozgató rendszerek összetevői
Az ember-alrendszer
• Kézi anyagmozgatás esetén az ember izomerejével végzi az
anyagmozgatást. Gépi anyagmozgatás esetén gépkezelőként (pl.
darukezelőként, targoncavezetőként) a feladata a gépek
működtetése, vezérlése. A gépkezelőkön kívül segédszemélyzet is
közreműködik: darukötöző, irányító dolgozók. Automatizált
rendszerek esetében az ember feladata az ellenőrzés és a
hibaelhárítás.
Az eszköz-gép alrendszer
• Ez állhat:
– Kézi anyagmozgató eszközökből (fogószerkezetek, emelőrudak,
kézikocsik, kötélcsigasorok, stb.),
– Anyagmozgató gépekből, és
– segédeszközökből (pl. tehermegfogó szerkezetek, egységrakományképző eszközök).
• Az anyagmozgató gépek lehetnek folyamatos és szakaszos
2014.11.26.működésűek.
7
Logisztika
Az anyagmozgató rendszerek összetevői
A szállítópálya alrendszer
• Míg az ember alrendszer és az eszköz-gép alrendszer aktív elemek,
addig a szállítópálya alrendszer passzív, mert a mozgatás során
helyben marad (pl. burkolt utak, sínpályák).
Az információs és irányítási alrendszer
• A mozgatási folyamat beindítását, működésének befolyásolását és a
leállítását végzik. Az irányítás részfeladatai:
• Az anyagmozgatási és az általa kiszolgált termelési folyamat
állapotának megismerése (adatrögzítés, adattárolás,
adatkiértékelés, adattovábbítás).
• Az adatok kiértékelése, a beavatkozás változatainak kidolgozása
(adatfeldolgozás).
• Az optimális beavatkozási változat kiválasztása (döntés előkészítés,
optimalizálás, döntés).
• Beavatkozás az anyagmozgatási folyamatokba (információközlés,
vezérlés, illetve szabályozás).
2014.11.26.
8
Logisztika
Az anyagmozgató rendszer emberi irányítása esetében az irányító
személy a beavatkozó szervek (nyomógombok, kapcsolókarok,
stb.) igénybevételével indítja, leállítja, irányítja az egyes gépeket,
gépcsoportokat. Eközben érzékszerveivel vagy műszerekkel
megfigyeli a beavatkozásának hatását. Az ember munkája közben
figyelembe veszi a szakmai előírásokat, a kapott utasításokat, és
támaszkodik a korábban szerzett tapasztalataira is.
Az anyagmozgatás automatikus irányítása esetén ezeket a
feladatokat előre betáplált program szerint hajtja végre az
irányítási alrendszer.
2014.11.26.
9
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
A megbízhatóság – elmélet alapjai
A megbízhatóság definíciója az MSZ KGST 292 (nem él,
de nincs más azóta se) szabvány szerint:
A megbízhatóság a terméknek az a tulajdonsága, hogy előírt
funkcióit teljesíti, miközben adott határok között megtartja
azoknak a meghatározott mutatóknak az értékét, melyek a
felhasználás, a műszaki karbantartás, a javítások, a tárolás
és szállítás előre megadott üzemmódjának felelnek meg.
• Ha a termék nem teljesíti az előírt funkciókat,
meghibásodik.
2014.11.26.
10
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
A meghibásodások csoportosíthatók:
• Váratlan: valamelyik paraméter ugrásszerűen megváltozik.
• Fokozatos: egy előírt paraméter fokozatosan változik
 Teljes meghibásodás: a termék rendeltetésszerűen nem, vagy csak
javítás után használható
 Részleges: a rendeltetésszerű használat még lehetséges, de egy,
vagy több paraméter értéke a tűréshatáron kívül esik.
 Degradációs: részleges meghibásodás fokozatosan keletkezik
 Katasztrofális: váratlan, és teljes meghibásodás
 Független: két meghibásodás egymástól függetlenül keletkezik
 Függő: egyik meghibásodás a másik kiváltó oka
A továbbiakban csak független meghibásodásokkal foglalkozunk.
2014.11.26.
11
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
A. Nem javítható alkatrészek megbízhatósága
Tömegvizsgálat: pl. izzólámpák égetése üzemi körülmények között.
n0 – vizsgálatba vont alkatrészek száma
n  t – t idő elteltével még működő alkatrészek száma
h t   n0  n t  – a t idő alatt meghibásodott alkatrészek száma
n t 
Megbízhatóság /hibamentes működés valószínűsége/: r  t  
n0
Várható élettartam:
1 n0

– ha lépcsődiagram t  n  ti
i

1
– ha folytonos görbét veszek0
t  r  t  dt

dh t
Meghibásodási ráta:   t   1   
n  t  dt

0
ahol: dh  t  – meghibásodási sebesség
dt
X százalékos élettartam:
– az az élettartam, amit az alkatrészek x % -a túl fog élni.
2014.11.26.
12
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
A megbízhatósági függvények közelítése
Exponenciális eloszlás:
ha x  0
F  x  0
F  x   1  e x ha x  0
t
megbízhatóság függvénye: r t   1  F t   e
Weibull eloszlás:
r t   e

t 
1

s2 
1
2
 t  a b
t0
Ahol:
• a – eltolásparaméter
• b – alakparaméter
b=1 esetben exponenciális eloszlássá torzul.
Ha b>1, öregedő alkatrész (gyakori meghibásodások szűk élettartam – sávba esnek.)
Pl. b=3  hirtelen sok romlik el.
Öregedő alkatrész: fékbetét, autógumi: illik 50-70 ezer km –enként cserélni.
Nem öregedő alkatrész: izzólámpa: a tönkremenetel valószínűsége kb. ugyanolyan (b=1)
• t 0 – skálaparaméter ( t és b függvénye)
2014.11.26.
13
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
A megbízhatósági függvények közelítése
Weibull eloszlás:
Eltolásparaméter:
2014.11.26.
14
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
A megbízhatósági függvények közelítése
Weibull eloszlás:
kopás (súrlódó, nem kent
felületek között: pl. fék)
gördülő csapágy
erős korrózió
tömítés mozgó felületek között
tömítés álló felületek között
villamos érintkező hibái
2014.11.26.
Várható élettartam [év]
b
1…4
3
10…15
2
1…4
2
0,25…4
1,5
15
1
0,25…1
3
15
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
B. Nem javítható rendszer megbízhatósága
Az összefüggések érvényesek a javítható rendszerek (néhány)
első meghibásodásáig is.
a) Soros kapcsolású rendszer
• Bármely elemének meghibásodása előidézi az egész rendszer
meghibásodását. Ez az elemek jellemző (leggyakoribb)
kapcsolási módja.
n
R  t   r1  t   r2  t   ...  ri  t   ...  rn  t    ri  t 
i 1
• A rendszer t idő alatti hibamentes működésének feltétele,
hogy valamennyi eleme hibamentesen működjön. Az eredő
valószínűség az elemi valószínűségek szorzata.
2014.11.26.
16
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
B. Nem javítható rendszer megbízhatósága
a) Soros kapcsolású rendszer
 - Exponenciális eloszlású elemek esetén:

ahol:
t1

t
t
R t   e
 e  t  e
1
  1  2  ...  n ill: t 
1 1
 1 2 ... n t
- b=2 esetén: R  t   e
t2 t2
t2
  ...
t01 t02
t0 m

t2
 ... 
e
m
 t0 k
t 
2
1
tn
k 1
1
e
 kt 2
 - 2 azonos elemből álló rendszer
• b=1 esetén
r1  t   e

t
t

t
t0

2t
t
R t   e
Koordináta transzformáció: felére zsugorodik t irányban
2014.11.26.
e
17
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
B. Nem javítható rendszer megbízhatósága
a) Soros kapcsolású rendszer
 - 2 azonos elemből álló rendszer
•
b=3 esetén
R t   e
•
2t 3

t0
3
2 t 


3
e
r1  t   e
t3

t0
t0
1
 0,8 –szorosra zsugorodik t irányban a függvény.
3
2
• Sorba kötött öregedő elemek élettartama kevésbé csökken, mint a nem
öregedőké.
2014.11.26.
18
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
B. Nem javítható rendszer megbízhatósága
a) Soros kapcsolású rendszer
 - Azonos elemekből felépített rendszer élettartama az elemek
számának függvényében csökken:
•
1 elemre: r1  t   0,9
2
2
•
2 elemre: R t   r1 t   0,9  0,81
•
10 elemre: R t   r110 t   0,910  0,347
2014.11.26.
19
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
B. Nem javítható rendszer megbízhatósága
b) Párhuzamos kapcsolású rendszer
A rendszer meghibásodását összes elemének meghibásodása idézi elő.
• Megbízhatatlanság: a meghibásodás valószínűsége q  t   1  r  t  
h t 
n0
n0
• Megbízhatatlanság a rendszerre: Q  t   q1  t   q2  t   ...  qn0 t    qi t 
i 1
• Megbízhatóság két elemből álló rendszerre:
R t   1 1 r1 t   1 r2 t   r1 t   r2 t   r1 t   r2 t 
• Pl. 2 azonos elemre: r1  t   0,9
R t   0,9  0,9  0,9  0,9  0,99
A megbízhatóság javul az elemek számának növelésével.
2014.11.26.
20
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
B. Nem javítható rendszer megbízhatósága
b) Párhuzamos kapcsolású rendszer
Meleg tartalék: mindegyik tartalék elem működik, egy elem megbízhatósága nem
függ a kiesett elemek megbízhatóságától. Az eddigi összefüggés erre
lg Q  t 
vonatkozott. Q t   qn t 
n
1
lg q1  t 
Hideg tartalék: a tartalék elem nem működik, nem is hibásodhat meg, amíg
tartalék.
n
1. Az átkapcsoló berendezés abszolút megbízható: t   tk
k 1
Ahol tk az elemek várható élettartama.
2014.11.26.
2.
Az átkapcsoló is meghibásodhat:
Ekkor a teljes tartalékcsoport működésképtelenné válik.
3.
Minden tartalék elemnek saját átkapcsolója van, ha valamelyik nem
működik, működésbe lép, vagy léptethető a következő. Így
tetszőlegesen nagy megbízhatóságú tartalékcsoportot képezhetünk.
21
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
B. Nem javítható rendszer megbízhatósága
b) Párhuzamos kapcsolású rendszer
Tartalékolás szintje: a rendszer minél nagyobb részét tartalékoljuk egészként,
annál magasabb a tartalékolás szintje.
A kettő közül a
felső a
megbízhatóbb.
2014.11.26.
22
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
B. Nem javítható rendszer megbízhatósága
b) Párhuzamos kapcsolású rendszer
Tartószerkezetek: sokszor statikailag határozatlanok. Több tönkremeneteli
lehetőségük van, egy – egy repedés / törés néhány statikai
határozatlanságot megszűntet, de a rendszer ettől még működőképes
marad. (A terhelés megnő.) Hasonlóan viselkedik, mint egy párhuzamos
kapcsolású rendszer.
2014.11.26.
23
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
C. Javítható rendszer megbízhatósága
a) Az egyes alkatrészek meghibásodásának időpontjai, ha a
hibaelhárítási idő a működési idő mellett elhanyagolható:
 t  MKÁMI
Meghibásodások közötti
átlagos működési idő.
Pl. építőgépeknél
követelmény:
MKÁMI > 200óra.
Ált. havonta kelljen csak
javítani.
2014.11.26.
24
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
C. Javítható rendszer megbízhatósága
a) Az egyes alkatrészek meghibásodásának időpontjai, ha a
hibaelhárítási idő a működési idő mellett elhanyagolható:
Meghibásodási intenzitás
1
 
MKÁMI  t 

Pl. jó a felvonó, ha: *  2  3 / év
 t  változása egy rendszer élettartama során:
I. bejáratás, próbaüzem
II. normális működés
III. Öregedés (fizikai, kémiai
okok következtében)
2014.11.26.
25
Az anyagmozgató gépek
megbízhatóságának növelése
C. Javítható rendszer megbízhatósága
b) Számottevő hibaelhárítási idejű rendszerekre:
Üzemi készenléti tényező:
ü 
tmük
tmük
 thibaelhárítás
Műszaki kihasználási tényező:
m 
tmük
tmük  thibaelhárítás  tkarbantartás
Jó állapotú berendezésnél mindkét tényező elfogadható szinten van. Ha nem,
nagyjavítás, vagy csere szükséges.
2014.11.26.
26
A megbízhatóság javításának
lehetőségei
1. Egyszerű konstrukció létrehozása – sorbakapcsolt elemek
számának csökkentésével pl. IC-k alkalmazása
2. Elemek megbízhatóságának növelése: ri  t  javítása
 Helyes konstrukció
 Jó szilárdsági méretezés
 Megfelelő anyag kiválasztása
Ez tervezési és gyártási feladatokat is jelent.
3. Ahol szükséges, párhuzamosan kapcsolt elemek (vagy
elemcsoportok) beépítése
 Végálláskapcsoló(k)
/pl. daru haladóműben/
 Bányákban min. 2db szállítószalag
 Metró: min. 3 mozgólépcső állomásonként
2014.11.26.
27
A megbízhatóság javításának
lehetőségei
4. Működés állandó ellenőrzése

Pl. paritásbit adatátvitelnél

MVM Tröszt diszpécserközpont (Vár)
5. TMK (tervszerű megelőző karbantartás) helyes
megszervezése
•
Elemek időszakos vizsgálata, ha szükséges, javítása
6. Időszakos diagnosztikai vizsgálatok
Lehet a TMK rendszeren belül, vagy attól függetlenül
• Szétszereléssel
• Szétszerelés nélkül
2014.11.26.
28
A megbízhatóság javításának
lehetőségei
6. Időszakos diagnosztikai vizsgálatok
• Szétszerelés nélkül
 Tapintás (hő, rezgés)
 Zaj (fül sztetoszkóp)
 Zajszint ill. rezgés mérés
 Mozgó gépeknél saját zaj, ill. rezgés
 Álló szerkezeteknél külső gerjesztéssel
 Termovízió / hőkamera
Pl. villamos kontaktusoknál, csapágyaknál, felvonókban világítás
tesztelése
 Üzemanyagfogyasztás
Lehet állandóan beépített érzékelőket is használni. Pl. völgyzárógát
betonfalának nyúlásmérése beépített huzalok ellenállásmérésével.
2014.11.26.
29
A megbízhatóság javításának
lehetőségei
7. Túlterhelésgátlók beépítése
Mechanikus és villamos elemekre is lehet.
• Motorvédő kapcsolók
• Erőhatároló: darukon 1t teherbírás felett kötelező
• Nyomatékhatároló: minden darun, amelyik felborulhat
2014.11.26.
30
Kikötői portáldaruk
megbízhatóságának vizsgálata
a) Elméleti vizsgálat, irodalmi (esetenként felmért) adatokkal
Az eredmények:
• Várható élettartam kezdetben: 70 üzemóra
• 10 év után két meghibásodás közötti átlagos működési idő: 22 üzemóra.
Az eltérés onnan adódik, hogy az öregedő alkatrészek kezdetben ritkán
hibásodnak meg.
• Két gémbillentőmű összehasonlítása igazolta, hogy a bonyolultabb
szerkezet kevésbé megbízható.
• Elektromos berendezésekre esett a hibák 1/3 része,(a kérdőíves felmérés
szerint több, mint a fele). Ennek oka, hogy a vezérlés túl bonyolult volt,
illetve alulméretezett alkatrészeket, pl. mágneskapcsolókat stb. építettek
be.
2014.11.26.
31
Kikötői portáldaruk
megbízhatóságának vizsgálata
b) Kérdőíves felmérés a SZU –ban, 5 kikötőben, helyszíni
vizsgálatok nélkül
2014.11.26.
Rövid kérdőívek, egyszerű kitölthetőség, könnyen feldolgozható rovatok, (hogy
kevés legyen az oroszul beírandó szöveg.)
• Ellenőrzés lehetősége: minden adatot lehetőleg min. két forrásból be kell
szerezni. (pl. hányszor cseréltek adott alkatrészt ¼ év alatt? Javítási
kérdőívben megkérdezni, és ellenőrizni a raktári készlet fogyásából.
• Két meghibásodás közötti átlagos működési idő: 22,5 üzemóra (számított
adattal elég jól egyezett.)
• Átlagos helyreállítási idő: 2,5 óra
• Üzemi készenléti tényező: 0,9 (jó)
• Műszaki kihasználási tényező: 0,82
• Konstrukciós változtatásokra lehetett javaslatokat kidolgozni.
– Féktárcsák kiegyensúlyozása a motorcsapágyak kímélése céljából
– Haladóműhöz, hajtóműhöz erősebb lefogó csavarok és csavarbiztosítás
– A szénkefék kopását a karbantartások alkalmával ellenőrizni kell.
32