105

11. DEPOZITE AUTOMATE

11.1. IntroducereDepozitarea şi mai ales regăsirea obiectelor depozitate este în general neglijată tratată

ca o problemă de importantă secundară în cadrul întreprinderilor "clasice", 1.În sistemele flexibile de fabricaţie automate şi mai ales, în cazul hipersistemlui CIM,depozitarea şi regăsirea obiectelor aflate în depozit este o problemă centrală.

În cadrul hipersistemului CIM, funcţiei de depozitare şi de regăsire a obiectelordepozitate îi este consacrată facilitatea ASRS (Automated Storage and Retrival – SistemAautomat de Depozitare şi Regăsire). Facilitatea ASRS joacă un rol integrator al întreguluisistem CIM din punctul de vedere a împletirii fluxului de materiale cu cel informaţional.

Componentele unui sistem automat de depozitare şi regăsire, sunt: depozitul conţinestructuri de susţinere şi mijloace (palete, containere) cu ajutorul carora se realizeazădepozitarea obiectelor, apoi electrocare, stivuitoare, macarale, macarale stivuitoare, roboţide depozit cu ajutorul cărora se realizează transferul şi manipularea obiectelor, precum şisistemul de comandă al depozitului automat.

11.2. Depozite11.2.1. Consideratii generale.Depozitul este un sistem cu intrari şi ieşiri (figura 11.1). Intrările şi ieşirile sunt

constitute din mişcări de obiecte şi transmiteri de informatii.

Fig.11.1. Depozitul ca sistem

Scopul depozitului este acela de a egaliza diferenţele dintre intrari şi ieşiri.Diferenţele pot fi de timp, de cantitaţi, de sorturi şi locale.

Egalizarea diferenţelor în timp sunt necesare deoarece intrările în depozit se produc laanumite momente de timp iar ieşirile la alte momente de timp. Depozitul se mai numeşte dinacest punct de vedere şi dispozitiv de transfer în timp.

Egalizarea diferenţelor de cantităţi este necesară deoarece între cantităţile de obiecte /informaţii intrate şi ieşite într-un interval de timp dat există diferenţe. Ca urmare depozitulîndeplineşte rolul de "tampon".

Din punct de vedere al destinaţiei depozitele pot fi: depozite tampon, speculate sautehnologice.

Depozitele tampon au intrări periodice prin care se creează o rezervă de obiectedepozitate din care se alimentează apoi ieşirile ce se produc într-un interval de timp, fără a finecesar ca fiecare ieşire în parte să fie urmată de câte o intrare în depozit.

Depozitul are destinaţie speculativă atunci când intrările şi ieşirile se fac în condiţiifavorabile (de exemplu în perioadele când obiectele care se introduc în depozit costă maipuţin iar cele care ies din depozit se vând mai scump).

În sfârşit, depozitul are destinaţie tehnologică atunci când însăşi aşteptarea în depozitface parte din procesul tehnologic (spre exemplu timpul de îmbătrânire al batiurilor pentrumaşini unelte).

După starea materialelor de depozitat, depozitele pot fi pentru depozitare în bucăţi (înstare ordonată), în vrac (în stare neordonată), pentru lichide.Dupa poziţia şi rolul îndeplinit încadrul hipersistemului CIM se disting:

- depozite de aprovizionare, în care se depozitează mărfurile achiziţionate în vederea

106

prelucrărilor ulterioare;o depozite intermediare, utilizate pentru depozitarea obiectelor între diferite faze ale

procesului de producţie;o depozite de vânzare,în care se depozitează produsele finite în vederea vânzării lor. După

natura obiectelor depozitate pot fi distinse depozitele de:o materii prime şi componente;o produse neterminate;o produse finite;o materiale auxiliare;o ambalaje.

Dintre cele enumerate, în regim ASRS funcţionează depozitele de aprovizionare, celeintermediare, cele de vânzare, cele de materie primă şi componente, cele de produse neterminateşi cele de produse finite. RestuI depozitelor de regulă nu funcţioneaza în regim ASRS. Depozitulpoate să fie central sau distribuit.

Se înţelege prin depozit central cazul când toate obiectele de aceeaşi categorie sedepozitează într-un singur sistem. Cu excepţia depozitelor intermediare, respectiv de producţieneterminată celelalte depozite amintite mai sus funcţionează în mod obişnuit ca depozite centrale.

Avantajele depozitelor centrale sunt următoarele: se pot depozita mai multe sorturi de mărfuri; suprafaţa depozitului central şi costurile de funcţionare sunt mai reduse; capitalul imobilizat este mai redus decât la depozitele distribute cu aceeaşi capacitate; automatizarea depozitelor centrale este mai simplu de realizat.

Dezavantajele depozitelor centrale sunt:o este nevoie de suprafeţe / clădiri alocate special în acest scop;o drumurile de parcurs în cadrul depozitului pentru manipularea mărfurilor sunt lungi;o urmarea dezavantajului anterior este ca timpii de servire sunt mai lungi;o există tendinţe de a forma în cadrul depozitului "zone private" dupa interesele unor

operatori umani.Se întelege prin depozit distribuit cazul când obiecte de aceeasi categorie se depozitează

în mai multe zone. Depozitele intermediare şi de produse neterminate se depozitează distribuit.Avantajele depozitelor distribuite sunt urmatoarele:

se pot corela mai bine cu locurile de muncă care le utilizează; distanţele de parcurs de către obiecte în cadrul depozitului şi timpii de servire se reduc; suprafeţele ocupate de ele pot primi altă destinaţie în cazul reorganizării activităţii.

Dezavantajele depozitelor distribuite sunt: existenţa mai multor depozite distribuite poate crea o redundanţă, adică aceleaşi obiecte

să fie depozitate în mai multe locuri; organizarea lor este mai complicată, este nevoie de un personal mai numeros; supravegherea lor este mai dificilă; automatizarea unui sistem de depozitare care este constituit din asemenea distribuite

este mai dificil de realizat.Intrările şi ieşirile din depozite pot fi continue sau discrete. Depozitele pot fi cu intrări şi

ieşiri discrete, cu intrari discrete şi ieşiri continue, intrări continue şi ieşiri discrete şi cu intrarea,respectiv ieşirea continue. Intrările pot veni de la furnizori sau de la diferite compartimente deproducţie iar ieşirile pot fi direcţionate la compartimente de producţie sau la clienti.

Posibilităţile de depozitare sunt prezentate în figura11.2.

107

Fig.11.2. Posibilităţi de depozitare

11.2.2. Structuri de depozitare (susţinute) fixe şi mobileCele mai des utilizate structuri de depozitare fixe sunt rafturile pentru palete. Ele

constau din structuri mecanice prevăzute cu locaşuri în care sunt depozitate ori obiecteizolate, ori palete sau containere cu obiecte.

Structurilor mecanice li se ataşează câte un sistem de referinţă. Locaşurile se considerăca elementele unei matrici. Precizarea unui locaş presupune indicarea coordonatelor sale. Înfigura 11.3. este reprezentat un raft cu locaşuri în coordonate carteziene Oxyz. Se construiescrafturi şi în coordonate cilindrice Oz h (figura 11.4). Coordonata z este alocată adâncimiilocaşului.

Fig.11.3. Raft în coordonate carteziene Fig.11.4. Raft în coordonate cilindrice

Unele obiecte care nu se pot depozita în rafturi cu palete necesita structuri speciale. Ostructură specială pentru depozitarea ţevilor sau a altor obiecte cu profil rotund de diferitediametre este prezentata în figura 11.5.

108

Fig.11.5. Raft special pentru depozitarea ţevilor şi a laminatelor de profil rotund

Structurile de depozitare cu rafturi simple sunt deductibile din cele pentru palete,prin anularea pereţilor despărţitori ai locaşurilor.

Depozitarea în structuri fixe se poate realiza şi în casete. Casetele sunt cutiidreptunghiulare în care se depoziteaza unul sau mai multe obiecte, respectiv palete cu obiecte.Ele sunt autoportante, deci se pot stivui una peste cealalta (figura 11.6). Depozitarea înstructuri mobile se face în rafturi rotitoare (figura11.7.), sau în rafturi cu mişcare de translaţie(figura 11.8).

Fig.11.6 Caseta de depozitare Fig 11.7. Raft rotitor

Fig.11.8. Raft cu mişcare de translaţie

109

Raftul rotitor are un ax central susţinut de un pivot. Mişcarea de rotaţie se acţioneazămanual sau cu un sistem de acţionare electric.

Raftul în mişcare de translaţie este montat pe un şasiu cu roţi care se deplaseazăghidat pe o suprafaţă de rulare. El este antrenat de un lanţ articulat care se mişcă într-uncanal aflat sub suprafaţa de rulare.

Rafturile care se recirculă (figura 11.9) pot ajunge pe traseul lor pe mai multe nivele.

Fig.11.9. Rafturi mobile care se recirculă

Pe unul din nivele (cel inferior în cazul exemplului considerat), ele se deplaseazădin stanga spre dreapta, fiind încărcate, apoi un ascensor le ridică pe nivelul superior. Întimpul deplasării din dreapta spre stânga sunt golite iar la extremitatea etajului, rafturilesunt din nou coborâte la nivelul inferior cu un alt ascensor.

La structurile de depozitare tip "pater noster" locaşurile de depozitare sunt montate pe obandă recirculantă între doi tamburi (figura 11.10). Această soluţie permite recirculareapaletelor între două nivele. În figura 11. 11 se prezintă o structură de depozitare mobilă custrăbaterea rafturilor. Fiecare raft este prevăzut cu câte o cale cu role, pe care se deplaseazăpaletele.

Fig.11.10. Structura de depozitare Fig.11.11. Structura de depozitare cutip “pater noster” strabaterea rafturilor

11.2.3. Mijloace pentru servirea structurilor de depozitareElectrocarele, electrostivuitoarele, macaralele, şi macaralele stivuitoare sunt

echipamente logistice uzuale. Ele sunt servite de operatori umani şi pot fi folosite însistemele de depozitare parţial automatizate.

Roboţii de depozite poartă denumirea DAH (Direct Acces Handler, Mânuitor de

110

acces direct). Accesul direct se referă la accesul robotului la rafturile cu palete. Ca şi roboţi dedepozit pot fi folosiţi roboţii obişnuiţi, cu condiţia să aibă structuri adecvate structurilordepozitelor servite.

Pentru o structură de depozitare cu rafturi în coordonate carteziene se utilizează un robotcartezian. Un asemenea robot este prezentat în figura 11.12.

Fig.11.12. Robot de depozit cu structură carteziană

Mişcările robotului sunt în corelaţie cu depozitul, translaţia de bază fiind paralelă cudirecţia Ox, ridicarea braţului paralelă cu direcţia Oy, şi deplasare în profunzimealocaşului, când braţul intră în locaş pentru a depune sau a scoate palete, paralelă cu direcţiaOz. Robotul mai este prevăzut şi cu o cuplă cinematică de pivotare, pentru a putea servidouă rafturi amplasate în stânga şi în dreapta lui, precum şi cu o platformă, pe fiecare se potdepozita obiecte cu sau fără palete şi care se deplasează împreună cu elementul caretranslatează după direcţia Ox.

Pentru servirea unui raft cilindric se utilizează un robot în coordonate cilindrice. Unasemenea robot poate fi dedus din cel prezentat în figura 11.12, suprimând translaţia debază. Prin pivotare se realizează rotirea efectorului final cu unghiul egal cu coordonataunghiulară φ a sistemului de referinţă ataşat raftului (figura11. 4).

În depozitele cu casete, obiectele sunt aşezate pe palete, paletele sunt introduse în caseteşi casetele autoportante sunt puse una peste alta (stivuite). Ca urmare în locul rafturilor înaceste depozite există stive de casete.

Casetele sunt manipulate cu ajutorul macaralelor robot (figura 11.13). Dispozitivul deprehensiune al macaralei se deplasează după direcţiile axelor sistemului de referinţă Oxyz.

Aceste mişcări sunt controlate ca şi mişcările axelor de robot, cu ajutorul unortraductoare de deplasare şi traductoare de viteză unghiulară.

Dispozitivul de prehensiune este fixat pe un lanţ care se înfaşoară pe un tambur. Lanţulridică şi coboară dispozitivul de prehensiune, mişcarea tamburului fiind controlată de untraductor de deplasare şi unul de viteză unghiulară, deci ca o axă de robot. Pentru aîmpiedica posibilitaţile de mişcare laterală ale dispozitivului de prehensiune, zona în care semanipulează casete se prevede cu ghidaj, care ghidează nişte role solidarizate cu traversadispozitivului de prehensiune.

Sistemele de acţionare şi lagărele tamburului sunt montate pe platforma unuicarucior care execută o mişcare de translaţie dupa direcţia Oy pe traversa podului rulant.Această mişcare este controlată cu ajutorul unor traductoare de deplasare, respectiv viteză, caşi mişcarea unei axe de robot.

111

Fig.11.13. Macara-robot

Traversa amintită mai sus translatează după direcţia Ox, roţile sale rulând pe calea derulare a macaralei. Mişcarea podului rulant după direcţia Ox este controlată la rândul ei detraductoare de deplasare şi viteză, în mod similar cum este controlată mişcarea unei axe derobot.

11.3. Sisteme de comandă ale depozitelor automate11.3.1. Funcţiile sistemului de comandă

Funcţiile sistemului de comanda al depozitului automat sunt: evidenţa obiectelor existente în depozit cu indicarea locului de depozitare; comanda roboţilor de depozit; autoorganizarea - un depozit avansat trebuie să aibă capacitatea de a realiza în mod

automat modificări în modul de dispunere al obiectelor, de aşa manieră încât, operaţiilede introducere / scoatere a obiectelor din depozit să se realizeze în timpul minimposibil.Evidenţa obiectelor depozitate se realizează în modul descris în continuare. Obiectele

se depozitează fie situate pe palete, fie în mod individual. În primul caz paIeta, în cel de aldoilea caz obiectul poartă un semn indicator (spre exemplu un cod de bare) cu ajutorul căruiapoate fi identificat.

După amplasarea unui obiect sau a mai multor obiecte pe paletă, se stabileşte olegătură între indicatorul paletei şi conţinutul ei, care este consemnată ca dată şi introdusă înbaza de date. Fiecare locaş în depozitul cu rafturi este prevăzut cu senzori de identificare apaletelor, respectiv a obiectelor depozitate. În urma sesizării existenţei şi a recunoaşteriipaletei, respectiv a obiectului depozitat de către senzorul din locaş se completează baza dedate cu înregistrări de tip:

112

"În locaşul x, y se găseşte paleta P iar pe paletă se găseşte marfa M" (11.1)

Ca urmare, în baza de date există o evidenţă despre felul mărfii din fiecare locaş. Cuajutorul înregistrărilor de forma (11.1) prograrnul bazei de date calculează cantitatea nM dinmarfa M existentă în depozit. Rezultatul acestui calcul se consemnează în baza de date subforma unei înregistrări de tip:

"Marfa M se găseşte în depozit în cantitatea de nM bucăţi" (11.2)

Cele două tipuri de înregistrări în baza de date asigură ţinerea evidenţei la zi adepozitului.

Funcţia de evidenţă mai are şi o subfuncţie de avertizare.Fie nM nec cantitatea maximă de obiecte din marfa M necesară în depozit pentru a

desfăşura normal activitatea.Dacă nM < nM nec, se trimite un semnal la compartimentul de aprovizionare prin care se

avertizează despre faptul, că din marfa M cantitatea existentă în depozit este prea mică şi estenevoie să se efectueze noi intrări.

Dacă nM > nM nec, se semnalează faptul că numărul de obiecte din marfa M este pestelimita nevoilor şi aprovizionarea ei poate fi sistată temporar.

Prima avertizare este necesară pentru a nu perturba procesul de producţie datoritălipsei mărfii M. Despre terminarea materiei prime avertizarea se emite în avans. Deexemplu, la ora 800 se semnalează, ca după ora 1200 nu se va mai găsi în depozit o anumitămaterie primă necesară producţiei."

A doua avertizare arată că dintr-o anumită marfă s-a stocat în depozit prea mult, decise realizează o imobilizare de capital circulant prea mare, ceea ce dăunează din punct devedere economic întreprinderii.

Din acest ultim punct de vedere, în cadrul hipersistemului CIM, aprovizionarea şidepozitarea mărfurilor este dirijată după două principii importante: principiul "just in time” şiprincipiul "kanban".

"Just in time" înseamnă "la timp". În mod ideal, punerea la dispoziţie a materieiprime, a componentelor, a documentaţiei pentru desfăşurarea procesului de producţietrebuie realizată în momentul în care acesta începe. Pentru realizarea principiului "just intime", aprovizionarea, deci intrările în depozit ar trebui să se realizeze teoretic în modcontinuu. În realitate aprovizionarea cu obiecte şi depozitarea acestora trebuie să asigureîndeplinirea condiţiei de intervale de timp cât mai scurte pentru a imobiliza un capitalcirculant cât mai redus. Astfel spre exemplu se organizează intrări în depozite de 12 ori în 24de ore, deci intervalul mediu între două intrări discrete succesive este de două ore . Acestlucru presupune că toate contractele de livrare să respecte termenele, transporturile să decurgăexact după planificare şi că depozitul să funcţioneze fără defectări.

Aplicarea principiilor "jus in time" şi "kanban" constituie secretul eficienţeieconomice a întreprinderilor moderne. Îndeplinirea acestor principii poate fi asigurată dinpunct de vedere tehnic, tocmai prin depozitarea automată a materialelor.

Comanda roboţilor de depozit (DAH) este identică cu comanda roboţilor obişnuiţi. Deregulă se utilizează programe punct cu punct.

Schema logică a programului de comandă a robotului pentru scoaterea unor palete dindepozit este redată în figura 11.14.

Recunoaşterea paletei de către DAH se realizează pe baza codului purtat de aceasta cuajutorul unui senzor montat în dispozitivul de prehensiune.

113

Fig.11.14. Schema logică a programului pentru extragerea unei palete din depozit

Autoorganizarea depozitului se efectuează după anumite reguli privitoare la modul dedepozitare a diferitelor obiecte şi la succesiunile mişcărilor robotului de depozit. O primăregulă este legată de folosirea economică a depozitului în situaţiile când nu există intrări şiieşiri de obiecte în / din depozit interesul firmei este ca depozitul să lucreze chiar în pauzacreată, pentru a pregăti în acest timp condiţiile necesare obţinerii unei productivităţimari. La un depozit productivitatea înseamnă răspuns cât mai prompt la următoarelecereri, care reapar odata cu nevoia introducerii / scoaterii de noi obiecte. Lipsaconsumului energetic în perioada inactivităţii depozitului nu este un avantaj, căci se consumămai multă energie, fiind nevoie de mai mult timp pentru a introduce / scoate marfă dintr-undepozit dezorganizat. Ca urmare, ordonarea obiectelor pe durata pauzelor este justificatăeconomic.

Se prezintă ca şi exemplu, modul de autoorganizare a activităţii în depozitul de casetede la întreprinderea "Benalu" din Bethune - Franţa. Depozitul este înzestrat cu un robotmacara. Programul de autoorganizare a depozitului se numeşte "Optimal”. Sistemul decomandă ţine evidenţa obiectelor extrase din depozit într-un interval de timp şi ia înconsiderare cerinţele pentru perioada următoare. În schimbul trei, respectiv în perioadele deinactivitate, pe baza evidenţei făcute robotul execută manevre în depozit, aducând obiectelecare vor fi solicitate cât mai aproape de zona de ieşire din depozit. Casetele sunt depozitate înstive. Pentru a extrage o casetă din rândul doi când stiva conţine opt rânduri, robotul trebuiesă ia succesiv 6 casete din stivă şi să le depună pe alte stive de casete, eventual în altecoloane şi numai după această operaţie devine posibil accesul la caseta din rândul doi. Caurmare, cel de al doilea criteriu de optimizare este ca acele casete care conţin obiectele celemai solicitate să se găsească cât mai sus în stive. În acest mod numărul casetelormanipulate, pentru a aduce la ieşire obiectul dorit, va fi mai redus.

În sfârşit, a treia condiţie de optimizare este, că pe cât posibil stivele să aibăaceeaşi înălţime, să nu existe stive foarte înalte şi altele foarte joase. Asemenea programe suntrealizate şi pentru servirea depozitelor cu rafturi fixe.

11.3.2. Arhitectura sistemului de comandă ASRSFiecare structură de depozitare (raft sau pereche de rafturi) este servit de către un robot

de depozit. Ambele componente sunt înzestrate cu sisteme de comandă proprii. Schema

114

arhitecturii sistemului de comandă ASRS este prezentată în figura 11.15. Sistemul de comandăcentral conţine un calculator "gazdă" HC ("Host Computer") care comunică printr-omagistrală informaţională (BUS) cu sistemele de comandă ale structurilor de depozit şi cucele aferente roboţilor de depozit (DAH).

Fig.11.15. Arhitectura sistemului de comandă a depozitului automat

Sistemul de comandă al structurii de depozit conţine un calculator, o interfaţă delegatură cu DAH şi una cu operatorul uman. Programele aferente sunt: un program deevaluare a informaţiilor senzoriale, o bază de date şi un program de evideţă / avertizare.Sistemul de comandă al DAH are caracteristicile sistemului de comandă automată alroboţilor. Sistemul de comandă a DAH este îmbarcat pe robotul mobil. Schema arhitecturiiacestui sistem este prezentată în figura 11.16. El conţine o unitate de comunicare (calculator),una de operare (automat programabil AP), un decodor de semnal şi regulatoarele deconducere a axelor. Software-ul aferent are printre altele o bază de date.

Fig.11.16. Arhitectura sistemului de comandă a DAH

11.4. Planuri de amplasament ("layout") specifice depozitelor automate"Layout"-ul (planul de amplasament) reprezintă modalitatea de dispunere în spaţiu a

componentelor sistemului. Layout-ul unui depozit central cu rafturi pentru palete este prezentatîn figura 11.17.

115

Fig.11.17. Layout al unui depozit central cu rafturi

Depozitul considerat este compus din două structuri de depozitare. Fiecarestructură conţine două rafturi cu locaşuri, dispuse faţă în faţă deoparte şi alta a unuicoridor central. Dealungul celor două coridoare circulă câte un DAH. La capătul fiecăruicoridor există câte o instalaţie aducătoare / de evacuare (IA/E). Pe baza comenzii sosite prinreţeaua informaţională CIM, robotul de depozit primeşte o sarcină de comisionare (deextragere din depozit a mai multor mărfuri de natură diferită). Ca urmare, el preia obiecte(palete) din mai multe locaşuri şi le depozitează pe platforma sa, apoi se deplasează până la IA /E şi transmite acesteia toate paletele îmbarcate. Această operaţie se numeşte tranzacţie deieşire. Tranzacţia de intrare se desfăoşoară invers: se preiau palete de la IA / E şi seintroduc în depozit, în locaşurile alocate. Există posibilitatea ca la extremitatea prevazută cu IA/ E a depozitului să existe un DAH de capăt, cu deplasare perpendiculară pe axelecoridoarelor şi care să servească mai multe instalaţii aducătoare şi de evacuare (figura 11.18).

Fig.11.18. Layout-ul unui depozit central cu rafturi,prevăzut cu un DAH de capăt, care serveşte 3 IA/E

În acest caz DAH2 şi DAH3 care servesc structurile de depozit, se deplasează până laDAH1 de capăt, care preia paletele extrase şi le distribuie la IA / E1 - IA / E3.

Într-o altă variantă există o singură IA / E şi robotul de capăt (DAH1) strânge paletelede la toate structurile de depozitare, predându-le ulterior acestui IA/E unic. Există o mareposibilitate de combinare a componentelor în "layout-urile depozitelor. Cele prezentate înfigura 11.17 şi figura 11.18 se referă la structuri de depozitare în coordonate carteziene.

„Layout”-uri similare se pot realiza şi pentru structuri de depozite în coordonatecilindrice, servite la rândul lor de roboţi de depozit în coordonate cilindrice, servite la rândullor de roboţi de depozit în coordonate cilindrice (figura 11.19).

116

Fig.11.19. Layout de depozit cu rafturi de depozitareşi robot în coordonate cilindrice

Depozitele intermediare pot fi organizate într-un mod similar cu cele centrale.În majoritatea cazurilor este însă mai favorabil ca, depozitele intermediare să fie

integrate cu sistemele de fabricaţie cu care conlucrează. "Layout-ul" unui asemeneadepozit intermediar este prezentat în figura11.20.

Fig.11.20. “Layout “ de sistem cu 4 celule de fabricaţie flexibilăînzestrate cu câte 2 depozite locale DL1, DL2, un strung ST,

o maşină de frezat MF şi un robot industrial RI. DAHserveşte depozitul cu rafturi IA/E

Sistemul conţine 4 celule de fabricaţie flexibilă (CFF1,....,CFF4), compuse fiecare dinmaşini unelte, un strung ST şi o maşină de frezat MF, câte un robot industrial RI şi 2 depozitelocale DL1, respectiv DL2.

Sistemul împreună cu un depozit cu rafturi pentru palete şi o IA / E este servit de unrobot de depozit DAH.

Se presupune că robotul de depozit preia o paletă dintr-un locaş al structurii dedepozitare cu rafturi şi o depune în depozitul local DL1 al primei celule CFF1. Robotulindustrial Rl din CFF1 preia semifabricatele de pe palete şi le introduce pe rând în spaţiul delucru al fiecărui post de lucru, respectiv al strungului ST şi al maşinii de frezat MF.

După prelucrarea semifabritelor, Rl preia pe rând piese finite şi le depune în locaşurileeliberate din paleta cu care au fost aduse semifabricatele sau în locaşurile altor palete aflate îndepozitele locale DL1 şi DL2.

După terminarea prelucrării tuturor semifabricatelor de pe prima paletă, DAH

117

transferă paleta pentru următoarele prelucrări la CFF2, care are o structură similară.Dacă depozitul de palete a CFF2 nu este liber, DAH introduce paleta înapoi în

structura de depozitare cu rafturi şi o scoate de acolo abia după ce CFF2 s-a eliberat.Dacă celulele de fabricaţie flexibile sunt redundante (pot executa prelucrări similare),

DAH duce paleta cu semifabricate la o celulă liberă, care poate trece la prelucrarea acestora.Piesele prelucrate final, sunt introduse în paletă şi depozitate de către DAH în raft. Dacăpiesele trebuie să fie livrate la montaj - DAH transferă paleta cu ele la IA / E.

Descrierea făcută mai sus se referă la funcţionarea depozitului în cazul operaţiilor deextragere de palete. Operaţiile de introducere de palete în depozit se realizează similar, dar însens invers. Se remarcă faptul că depozitele automate îndeplinesc rol de integrator atât pentrucomponentele sistemului de fabricaţie, cât şi pentru întregul proces de producţie.

În figura 11.21 se prezintă "layout"-ul unui depozit cu casete, servit de către un robotde depozit.

Fig.11.21. Layout-ul unui depozit central de casete, servit de o macara-robot

Acesta este o macara robot. El se deplasează în depozit similar cu o macara obişnuită(v.punctul 11.2.3). Stivele de casete reprezentate prin dreptunghiuri sunt aşezate în linie dupădimensiuni. Casetele din aceeaşi stivă au dimensiuni egale. Două instalaţii aducătoare / deevacuare (IA / E1, IA / E2) pătrund în hală, fiecare de o lungime cel puţin egală cu lungimeacasetei celei mai lungi. În cadrul tranzacţiei de extragere a unei casete robotul preia casetasolicitată şi o pune pe IA / E care o evacuează din hală. Dacă caseta se găseşte într-o stivă,sistemul de comandă al depozitului citeşte din data de bază memorată numărul liniei "x" încare se găseşte stiva, distanţa ei "y" de la perete şi poziţia "z" a casetei în stivă. Primele douăcoordonate permit ca dispozitivul de prehensiune să se poziţioneze în dreptul mijlocului stiveide casete, iar coordonata "z" arată câte casete trebuie îndepărtate din stivă pentru a ajunge lacaseta care trebuie extrasă. Dacă z ≠z0, unde z0 este coordonata aferentă casetei celei mai desus din stivă, operaţia nu se poate face direct. Sistemul de comandă caută unde suntamplasate casetele de aceleaşi dimensiuni, urmând ca robotul să stivuiască peste caseteleaflate deasupra pe acelea care conţin obiectul solicitat.

Modul de lucru este prezentat în figura 11.22.

118

Fig.11.22. Exemplu de extragere a casetei z=8 din prima stivă

Se presupune că în depozit există două stive de casete de aceleaşi dimensiuni. Casetahaşurată dintr-una din stive conţine marfa care trebuie scoasă din depozit cu ajutorul IA/E.Numărul casetei din stivă este z=2. Robotul de depozit acţionând automat va lua prima casetă4 şi o va depune pe cealaltă stivă. În secvenţa următoare caseta 3 este luată şi pusă peste 4sau în altă parte, conform strategiei stabilite. În ultima secvenţă, robotul poate lua caseta 2 şio depune pe IA / E care o va scoate din depozit. Exemplul prezentat ilustrează şi funcţia deautoorganizare a depozitului automat. Introducerea mărfurilor în depozitele cu casete se poateface prin IA / E sau dintr-o zonă exterioară depozitului, unde marfa sosită pe camioane, estedescarcată de către o macara, care le depune în casete. Zona respectivă se găseşte în spaţiulde lucru al robotului de depozit care preia casetele încărcate şi le stivuieşte în depozit.

11.5. Strategii de conducere a depozitelor automateSe înţelege prin strategie de conducere a unui depozit automat un set de reguli

denumite reguli de conducere pe baza cărora se întocmesc programele de comandă. Regulilede introducere a mărfurilor stabilesc ce mărfuri se introduc în depozit şi în ce ordine. Ele sebazează pe funcţia de evidenţă a depozitului şi anume pe subfuncţia de avertizare, că dintr-oanumită marfă se gaseşte prea mult sau prea putin în depozit.

Extragerea mărfurilor din depozit se realizează prin comisionare. Comisionarea poatefi pe comandă - când se extrag din depozit deodată toate obiectele necesare pentru executareaunei comenzi - sau de timp - când se extrag obiectele necesare pentru producţie într-un timpdefinit.

Principiul "just in time" impune ca tranzacţiile de introducere, respectiv de extrageresă se realizeze cât mai frecvent.

Regulile de alocare stabilesc unde se depozitează o anumită marfă.Se utilizează următoarele reguli:

obiectul se depozitează în locaşul liber cel mai apropiat de IA / E; obiectul cel mai greu / cel mai mare se depozitează în locaşul cel mai apropiat de

IA/E; obiectul cel mai des solicitat pentru extragere din depozit se depozitează în locaşul cel

mai apropiat de IA/E.Cea mai raţională regulă combină cele prezentate mai sus: fiecărui obiect i se conferă

un indice "CPO" (Cube Per Order). Indicele se calculează raportând volumul obiectului lanumărul de comenzi de extragere din depozit într-un interval de timp.

119

comenziNr

VolumCPO

. (11.3)

Obiectele cu CPO cel mai mare vor fi aşezate cel mai departe de locul de intrare /ieşire.

Regulile de conducere a depozitelor se deosebesc şi după natura depozitului. Seîntelege prin cursa dublă, drumul parcurs de robotul de depozit între două "veniri" IA/E.

Există două reguli de conducere a robotului de depozit pentru depozite centrale.Regula "jocului simplu" prevede, că în decursul unei curse duble a robotului de

depozit (o intrare şi o ieşire în / din coridorul dintre structurile de depozitare) se introduce sause scoate o singură paletă în / din depozit.

"Jocul simplu" poate fi cu şi fără prioritate."Jocul simplu" fără prioritate înseamnă, că paletele se introduc în ordinea în care au

sosit şi se scot din depozit în ordinea dată de timpul în care s-a cerut extragerea lor dindepozit.

"Jocul simplu" cu prioritate înseamnă, că pentru anumite comenzi de produse paletelese introduc sau se scot din depozit cu priorităţi stabilite de programul automat de comandă alacestuia.

"Jocul dublu" sau "multiplu" înseamnă, că la o cursă dublă a robotului se introducrespectiv se scot în / din depozit două sau mai multe palete.

"Jocul dublu" este organizat în regim de comisionare, pe principiul "comis voiajor".Principiul "comis voiajor" tinde să minimizeze timpii deplasărilor robotului între

locaşuri. De exemplu un "joc dublu" pe principiul "comis voiajor" prevede vizitarea de cătrerobot a locaşurilor marcate cu "x" din partea inferioara a raftului la un sens de mers şi al celordin partea superioară la sensul contrar de deplasare (figura 11.23).

Fig.11.23. Succesiunea de vizitare a locaşurilorunei structuri de depozitare cu raft după principiul comis voiajor

Maşinile de lucru, roboţii IA / E au o valoare mult mai mare decât depozitul şi robotulde depozit.Regulile de introducere şi scoatere a mărfurilor din depozitele intermediare trebuiesă conducă la mijloacele de producţie mai scumpe – deci cele din sistemele de fabricaţie - săstaţioneze puţin timp.

Regulile de succesiune stabilesc ordinea în care trabuiesc executate comenzile primitede depozitul automat.

Regulile de succesiune sunt:- "primul sosit primul servit" (FCFS, First Come First Served);- "cel mai apropiat primul servit" (NFS, Nearest First Served);- "cel mai scurt primul servit" (ShFS, Shortest First Served).

120

Se consideră trei tranzacţii comandate notate cu 1, 2, 3, în ordinea în care au fostreceptionate comenzile, (figura 11.24).

Fig.11.24. Exemplificarea regulilor de succesiune

Pentru fiecare tranzacţie corespunde un traseu cu segmente drepte, începutul şisfârşitul fiecărui traseu fiind notate cu vârfuri de săgeţi.

Punctul 0 este cel de pornire al DAH, care în cursul tranzacţiei preia o paletă dintr-unlocaş şi o predă în alt locaş.

Tranzacţia notată cu 1 este cea mai lungă, iar cea notată cu 2 este cea mai scurtă dinpunctul de vedere al drumului de parcurs de către robotul de depozit.

Graficul I redă mişcările robotului pentru aplicarea regulii FCFS. Traseele se vorefectua în ordinea 1, 2, 3, după se succed comenzile primite.

Graficul II ilustrează regula NFS începutul tranzacţiei 1 este cel mai apropiat depunctul de origine 0. Ca urmare, această tranzacţie se va executa prima dată. Începutultranzacţiei 3 este cel mai apropiat de sfârşitul tranzacţiei 1, deci în continuare se va executatranzacţia 3, lăsând la urmă executarea tranzacţiei 2.

Graficul III ilustrează regula ShFS. Tranzacţia 2 presupune deplasarea cea mai scurtăa robotului de depozit, deci mişcarea se va începe cu ea. Tranzacţia 3 fiind mai scurtă decât 1se continuă cu aceasta iar tranzacţia 1 se execută la urmă.

Lungimea traseului de mişcare a robotului de depozit este mai mare sau mai mică înfuncţie de regula aplicată. Dacă se presupune că viteza de deplasare a robotului esteconstantă, atunci şi timpul total în care se realizează cele trei tranzacţii diferă în acelaşi moddupă cum diferă lungimile parcurse de DAH.

Pentru optimizarea comenzii se cercetează funcţionarea depozitului într-un intervalde timp şi se alege regula de succesiune a tranzacţiilor care asigură lungimea minimă atraseului de parcurs de către DAH şi cea mai mică durată totală a tranzacţiilor.

11.6. Avantajele sistemelor automate de depozitare / regăsireAvantajele sistemelor automate de depozitare sunt următoarele:

► "Layout-urile depozitelor automate sunt aceleaşi indiferent de fluxurile tehnologice încare se desfăşoară procesul de fabricaţie. Astfel ASRS se integrează în concepţia flexibilă aprocesului de fabricaţie.

121

► "Layout"-ul depozitului automat se poate modifica în funcţie de necesităţi, prin adăugare de componente, sau prin schimbarea / reamplasarea componentelor.► Facilitatea ASRS realizează integrarea sistemelor de fabricaţie din cadrulhipersistemului CIM din punctul de vedere al fluxului de materiale, deoarece depoziteleautomate dirijează tocmai acest flux.► Prin funcţia de evidenţă a depozitelor automate se dispune în orice moment deevidenţa clară a tuturor obiectelor care sunt în fluxul de materiale al hipersistemului CIM.

Pentru caracterizarea depozitelor automate se utilizează randamentul de utilizare aspaţiului ca depozit. Randamentul de utilizare a spaţiului are expresia:

d

iiU V

NV (11.4)

unde: Vi este volumul unităţi "I" depozitate, Ni - numărul de unităţi "i" depozitate iar Vd estevolumul depozitului (suma volumelor locaşurilor).

Prin unitate de depozitare se înţelege un obiect izolat, paletă sau container. Valorileuzuale ale randamentelor de utilizare ale spaţiului pentru diferite tipuri de depozite sunt:

depozitare în bloc într-un singur rând - 30%; depozitare în rafturi până la înălţimea de 5 m -18%; depozitare în rafturi până la înălţimea de 12,5 m - 29%; depozitare în rafturi până la înălţimea de 25 m - 34%; depozit mobil cu trecere prin raft cu înalţimea până la 5 m - 25%; depozit mobil cu trecere prin raft având înălţimea până la 25 m - 38%.

Costul depozitelor se exprimă în funcţie de costul pe locaş.