כיצד לבצע אופטימיזציה של ציוד שימושי חומרי עבור אנרגיה

עלויות האנרגיה הנסתרות של מיקום הציוד

במחסנים מודרניים ומתקני ייצור, ציוד ניהול חומרים מייצג אחד הצרכנים הגדולים של אנרגיה תפעולית. פורקlifts, מערכות העברה, ערניים וכלי רכב מודרך אוטומטיים (AGVs) לנוע ברציפות לאורך כל היום, ואת המרחק שהם נוסעים ישירות תואמים עם צריכת אנרגיה.כאשר ציוד ממוקם גרוע, כל סליל, העברה, ומשלוח דורש זמן נוסף, תנועה מבוזבזת, כוח מיותרת היא אופטימיזציה של מזון מהיר, לא רק עבור איכות חיים נמוכה יותר, לא פשוטה, ניקוי.

יעילות האנרגיה בטיפול בחומר מתחילה בהבנה שכל מטר של תנועה מיותרת צורב מטען סוללות, דלק או חשמל חשמלי. A forklift כי חייב לחצות 50 מטר נוסף עבור כל מהלך חנון, חזר על מאות פעמים לשינוי, יכול לבזבז אלפי שעות של קילווואט מדי שנה, מערכת העברת נחשים דרך מסלולים לא יעילים מוסיפה עומס מוטוריים והפסדי חיכוך.

הבנת ציוד יד חומרי ופרופילי האנרגיה שלהם

ציוד טיפול חומרי מקיף מגוון רחב של כלים שנועדו לנוע, לאחסן, לשלוט ולהגן על חומרים ברחבי שרשרת האספקה. לכל סוג של ציוד יש פרופיל אנרגיה ייחודי המשפיע על האופן שבו החלטות המיקום משפיעות על יעילות כוללת.

משאיות תעשייתיות

פורקlifts, jacks, איסוף הזמנות, ולהגיע משאיות הם סוסי העבודה של רוב המתקנים.מודלים חשמליים שואבים כוח מסוללות שיש לטעון באופן קבוע, בעוד מודלים של הבעירה הפנימית לצרוך propane, דיזל או בנזין.מיקום של תחנות טעינה, Reדלק נקודות, ושטחי חניה יש השפעה ישירה על המרחק הזה נסיעות כאשר לא לשאת עומס מרכזי יכול להיראות כמו גם אם יש מגבלות על מספר פעמים נסיעה על פני השטח, אבל כוח נסיעה משמעותית על פני השטח של כוח נסיעה קלה על פני השטח.

מערכות Conveyor

קונוויורים הם מתקנים קבועים כי לצרוך חשמל באמצעות מנועים כונן, רולרים, ובקרות.יעילות האנרגיה שלהם תלויה במידה רבה בעיצוב הפריסה & mdash;straight, מנוהל היטב עם שינויים מינימליים בגובה צורכת הרבה פחות כוח מאשר נתיבים מוצצים עם העברות מרובות וקווי תאורה. החלטות הצבת מערכות הן קבועות או יקרות לשינוי, ביצוע אופטימיזציה קריטית.

רכבי רכב אוטומטיים ורובוטיקה

AGVs, רובוטים ניידים אוטונומיים (AMRs), וזרועות רובוטיות נפוצות יותר ויותר במתקנים המודרניים.מערכות אלה מסתמכות על כוח סוללה ולעתים קרובות פועלות על מסלולים מוגדרים מראש או אלגוריתמים דינמית.מיקום תחנות הרציפים, אזורי גומלין, ונקודות העברה קובעות כמה אנרגיה הרובוטים משקיעים במהלך התחדשות ושעת חירום יכולה להפחית את הנסיעה ב-20% ל-40% במערכות אוטומטיות.

מעל פני קריין וההויסטים

גשר cranes, cranesgantry, ו Jib cranes להעביר עומסים כבדים אנכית ואופקית. צריכת האנרגיה שלהם קשורה למרחק ותדירות של נסיעות. הצבת ערניים לשרת אזורי אחסון גבוהים או אזורי איסוף מקטין מהלכים צף מתמצמים ומפחית את האנרגיה הנדרשת להאצה חוזרת ודהמה.

אחסון ומערכות Retrieval

מערכות אחסון אוטומטיות ושיקום (AS /RS) ומודולים אנכיים של מעלית (VLMs) הם אנרגיה-intensive בשל התנועה האנכית שלהם ומיקום דיוק. Placement בתוך המתקן משפיע על המרחק כי ציוד אחר חייב לנסוע לממשק עם מערכות אלה. Locating AS / RS ליד קבלת ועגינה משלוח מצמצם את הנסיעה עבור מרתמות ו- AGVs, אנרגיה מורכבת מעבר לחיסכון החומרי.

גורמי מפתח בתחום הציוד לאנרגיה

אופטימיזציה של ציוד מיקום דורש הערכה שיטתית של גורמים הקשורים מרובים.השיקולים הבאים מהווים את הבסיס של אסטרטגיית פריסה יעילה באנרגיה.

ניתוח זרימת החומרים ו-File Flow Density

לפני הצגת כל ציוד, לבצע ניתוח של זרימת עבודה יסודית כדי למפות את התנועה של חומרים מקבלת דרך אחסון, עיבוד, ומשלוח.זה מסדרונות טרף גבוה, צווארי בקבוק, ואזורים שבהם ציוד חוצה נתיבים ללא צורך. השתמש מפות חום או תוכנת סימולציה כדי לדמיין דפוסי נסיעה וזיהוי המרחק נסיעה על ידי כל פיסת ציוד.המידע יחשוף אשר תורמים את רוב האנרגיה וההתאמות הגדולות ביותר.

קביעת ציוד הצבתי אשר מטפל בנפח הגבוה ביותר של תנועה חומרית הקרובה ביותר לנקודות השימוש.לדוגמה, אם 70% מהתנועות של החתונות מקורם מאזור אחסון מסוים, מציב את אזור העוקץ העיקרי בתוך 10 מטרים של אזור זה ולא בקצה המרוחק של המתקן.שינוי יחיד זה יכול להפחית את הנסיעה השנתית על ידי אלפי קילומטרים.

המונחים: Power and Charging Infrastructure

ציוד חשמלי דורש גישה קבועה לתחנות טעינה.מיקום מסכן של ציוד תשתיות טעינה לנסוע למרחקים ארוכים עבור חידוש, צריכת אנרגיה שיכולה לשמש לעבודה פרודוקטיבית. התקנת מספר נקודות טעינה במקומות אסטרטגיים ברחבי המתקן ולא להסתמך על תחנה מרכזית אחת. שקול הצבת תחנות טעינה ליד אזורי פרידה, שינוי נקודות, ושטחי אחסון בעלי קצב גבוה כדי למזער נסיעות מתות.

עבור ציוד קבוע כמו משדרים ומזבים, הצבת מרכזי בקרה מוטוריים ופאנלים של חלוקת חשמל קרוב לציוד מקטין את ריצות הכבלים והפסדים חשמליים.כל מטר של כבל לשאת הפסדים התנגדות, ובעוד הפסדים אלה קטנים למטר, הם מצטברים על פני מאות מטרים של פיגור במתקן גדול.

נגישות ו Clearance

ציוד המוצב באזורים הדוקים או חסומים דורש יותר תמרון, אשר צורכת אנרגיה נוספת ומגדיל ללבוש על מערכות כונן.לוודא כי aisles, דלתות, והופכת את רדיוי מספיקים עבור הציוד הגדול ביותר יעבור דרכם. A forklift כי חייב לעשות 3 נקודות תורו במיסה צרה משתמש באופן משמעותי יותר אנרגיה מאשר אחד שיכול לנהוג ישר דרך זהה, להעביר מערכות עם מסלולים חדים או דורשים העברות מוטוריות נוספות.

שילוב ואיזושהי גלקסיות ו- Mezzaתשע

במתקנים רב-דרגיים או אלה עם mezzaתשעים, המיקום של ציוד טיפול חומרי אנכי כגון מעליות, משדרים ומעליות משפיע ישירות על צריכת האנרגיה. Consolidate אנכית מצביע על מנת למזער את המרחק כי הציוד חייב לנוע אופקית כדי לגשת אליהם. פלסינג מעליות ליד אזורי אחסון בעלי רגישות גבוהה מפחית את הנסיעה עבור מרתמות ו- AGV, חסכון אנרגיה מורכב על פני תנועות אנכיות.

שיקולים סביבתיים

טמפרטורה, לחות ואיכות האוויר משפיעים על צריכת האנרגיה של הציוד. Place סוללות תחנות טעינה באזורים מאוימים היטב, מבוקר טמפרטורה כדי לייעל יעילות הטעינה. סביבות קרות להפחית את יכולת הסוללה ולהגדיל את תדירות הטעינה, בעוד חום מופרז יכול לקלקל את חיי הסוללה.עבור ציוד מקורה, הצבתו הרחק מדלתות הטיוטה או קירות מבודדים עניים מסייע לשמור על תנאים תפעוליים עקביים.

אפשרויות ל- Optimal Equipment Placement

האסטרטגיות הבאות מספקות גישה מובנית להצגת ציוד טיפול חומרי ליעילות אנרגיה מקסימלית.טכניקות אלה יכולות להיות מוחלות באופן אישי או בשילוב בהתאם למגבלות המתקן.

ציוד ריכוז גבוה

לזהות את 20% של הציוד מטפל 80% של תנועה חומרית & mdash; העיקרון Pareto חלה מאוד בטיפול חומרי. Place זה ציוד גבוה במרכז הגיאוגרפי של המבצעים שהוא משרת.לדוגמה, אם אחד עבור הרמתי יחיד נע משטחים בין קבלה, אחסון, ומשלוח, למקם את האזור הממריץ שלו בקטיד של שלושה אזורים אלה.

אזורי תפקוד

צור בבירור אזורי תצוגה עבור קבלת, אחסון, איסוף, אריזה וציוד מיקום המשרתים כל אזור בתוך אזור זה במקום לצפות בציוד לשוטט ברחבי המתקן כולו.מיקום מבוסס אזור מפחית רוחב, מקצר מרחקי נסיעה, ומאפשר ציוד להיות מיוחד עבור המשימות בתוך כל אזור.עבור מעבורת, זה אומר עיצוב לולאות ייעודיות או זריקת קווים כי כל אזור ללא צורך קווי גזע ארוכים.

המונחים: Dynamic scting

Slotting & mdash; הקצאת מוצרים למקומות אחסון ספציפיים & mdash; באופן עקיף השפעות עד כמה ציוד רחוק חייב לנסוע כדי לאחזר או לאחסן פריטים. השתמש בתוכנה אופטימיזציה למקם פריטים מהירים במקומות הקרובים ביותר כדי איסוף אזורי ולוחות.זה מקטין את מרחק הנסיעה עבור מרתמות וספקי הזמנות, חיתוך צריכת אנרגיה עד 15% עד 30% בביצועים גבוהים.

« « הצלב-Docking

קרוס-דוקינג מבטל את הצורך לאחסן חומרים לחלוטין, באופן דרמטי להפחית את נסיעות הציוד.כאשר לוח זמנים בשפע ויציאה מיישר, חומרים נכנסים ישירות מקבלה למשלוח ללא אחסון ביניים.זה דורש משיכת קבלה ומשלוח קרוב יותר יחד ומחיקת ציוד לפעילות חוצה-דוק.החיסכון באנרגיה מחיסול ותנועות אחסון מחדש הם משמעותיים.

אופטימיזציה של Charging ומיקום חניה

עבור ציוד מופעל סוללות, המיקום של תחנות טעינה הוא אחד ההחלטות המשפיעים ביותר מיקום. התקנת תחנות טעינה בנקודות מרובות ברחבי המתקן, להציב כך שאף חלק מהציוד לא צריך לנסוע יותר מ 50 מטרים כדי להגיע מטען. השתמש הזדמנות טעינה & md; ניכוי במהלך הפסקות, שינויים, ו תקופות אחריות ו-idle ו-medash; כדי לשמור על סוללות ללא נסיעות ייעודיות.

שימוש באוטומציה עבור אופטימיזציה של Path Path Path

כלי רכב מודרכים אוטומטית ורובוטים ניידים אוטונומיים יכולים להיות מתוכנתים לעקוב אחר נתיבים אנרגיהיים ולא את הנתיבים הקצרים ביותר.על ידי הימנעות מקווי חוצות, משטחים קשים, ואזורים גמישים, מערכות אוטומטיות יכולות להפחית צריכת אנרגיה ב-20% עד 35% בהשוואה להפעלה ידנית.

תכנון אזורי ומיקום

הפריסה הפיזית של המתקן קובעת את הגבולות שבהם החלטות מיקום ציוד מתקבלות.עיצוב פריסה יעילה באנרגיה עוקב אחר מספר עקרונות שיש לקחת בחשבון במהלך הבנייה הראשונית או פרויקטים רטרופיטיים.

זרם U-Shaped Flow

מיקום זרימה חומרי בצורת U המקבל בקצה אחד של U ומשלוח בצד, עם אחסון ועיבוד בין. פריסה זו מצמצם את המרחק כי הציוד חייב לנסוע בין קבלה ומשלוח תוך שמירה על אזורים טרף גבוה מרוכז באזור קומפקטי. ציוד הממוקם לאורך עקומה הפנימית של U יש גישה שווה גם קבלה ומשלוח, צמצום נסיעות.

המונחים: Line Flow

עבור מתקנים עם תהליכים ליניאריים, זרם ישר מן קבלת באמצעות עיבוד למשלוח מצמצם את מעקב לאחור ואת מיקום ציוד חוצה-טרף עוקב אחר רצף התהליך, עם אזורים ממריצים בכל נקודת מעבר.בעוד פשוט, הפריסה הזאת יכולה להיות יעילה אנרגיה עבור מתקנים עם זרימה חומרית צפויה, סיונטית.

תאים עבודה מלוטשים

פעולות הקשורות לקבוצה לתאי עבודה המכילים את כל הציוד והחומרים הדרושים לתהליך מסוים.בתוך כל תא, ציוד מיקום ברצף השימוש כדי למזער את התנועה בין השלבים. גישה זו מפחיתה את המרחק שהציוד נע בין פעולות ומבטל את הצורך בתחבורה חומרית ארוכה.

טכנולוגיה וכלים לאופטימיזציה של מקומות

כלי תוכנה מודרניים וסימולציה מאפשרים מודל תרחישים מיקום ציוד לפני ביצוע שינויים פיזיים. כלים אלה מסייעים לכמת את ההשפעה האנרגיה של אפשרויות מיקום שונות לזהות תצורה אופטימלית.

המונחים: place tiout Simulation

השתמש בתוכנות סימולציה אירוע דיסקרטי כגון FlexSim, כלLogic, או Simio כדי מודל זרימה וציוד תנועה. input הנוכחי הפריסה והערכת ציוד נתוני מיקום, ולאחר מכן להפעיל סימולציות כדי לחשב מרחקי נסיעה, צריכת אנרגיה, ובאמצעות חישוב. תרחישים מיקום חלופיים כדי לזהות תצורה הממזערת את השימוש באנרגיה תוך שמירה או שיפור הפרודוקטיביות. Simulation יכול לחשוף חיסכון באנרגיה של 10% ל-25% זה יהיה בלתי נראה לניתוח ידני.

מערכות ניטור אנרגיה

התקן מכשירים ניטור אנרגיה על ציוד גדול כדי לעקוב אחר צריכת בזמן אמת.לחיישנים על פורממות, משדרים, ו cranes לספק נתונים על שימוש באנרגיה לכל מהלך, שעה, או שינוי. Analyze נתונים אלה כדי לזהות אילו ציוד הוא צריכת אנרגיה בלתי פרופורציונלית עקב מיקום גרוע או נסיעה מוגזמת. השתמש בנתונים כדי לאשר שינויים בזיהוי המיקום ולוודא את החיסכון שהושג.

מערכת ניהול אחסון

מערכות ניהול מחסניות מודרניות (WMS) יכולות לעקוב אחר תנועת ציוד ומרחקי נסיעה כחלק מהדיווח הסטנדרטי שלהם.הגדרת WMS לדווח על מדדים בעלי רלוונטיות באנרגיה כגון מרחק נסיעה ממוצע למבחר, יחס נסיעות ריק, ושימוש בציוד. השתמש בדוחות אלה כדי לזהות אי יעילות המיקום ולמידת ההשפעה של שינויים.

עידוד אנרגיה וחיסכון באנרגיה

כדי להצדיק שינויים מיקום ציוד לעקוב אחר יעילותם, לקבוע מדידות בסיס ו ניטור מתמשך.המדדים הבאים מספקים תמונה ברורה של שיפור יעילות אנרגיה.

אנרגיה ליחידה נעה

חישוב האנרגיה הנככת לכל חיץ עבר, למקרה שנבחר, או לכל הזמנה שנשלחה.זה מקנה צריכת אנרגיה נגד תפוקה וחושף את יעילות הפריסה.הפחתה באנרגיה ליחידה נע משקפת ישירות את ההשפעה של מיקום משופר בציוד.

נסיעות ריקות Ratio

מעקב אחר אחוז תנועת הציוד המתרחשת ללא עומס.יחסי נסיעות ריקים גבוהים מצביע על כך שהציוד מוציא יותר מדי זמן לשיפוץ בין משימות ו- mdash; סימן של מיקום גרוע. Target יחס נסיעות ריק מתחת 30% עבור מטענים ו מתחת 20% עבור AGVs.

סוללת החלפה

עבור ציוד חשמלי, לפקח על מצב הסוללה של מטען בתחילת וסוף כל שינוי.הפחתה בצריכת סוללות לשינוי, עם אותו עומס עבודה, מציין כי הציוד הוא מרחקים קצרים יותר או תפעול יעיל יותר עקב מיקום טוב יותר.

דרך חישוב שעת ציוד

מדד מספר המהלכים או היחידות המעובדים לפי ציוד הפועל שעות.שיפורים במדיום זה, ללא עלייה בצריכת האנרגיה, מציע כי שינויים המיקום הפחיתו את הנסיעות הלא-פרודוקטיביות והאפשרו לציוד להשלים עבודה נוספת באותו זמן.

מלכודות נפוצות להימנע

אפילו שינויים במיקומים בעלי כוונות טובות יכולים להציג חוסר יעילות חדש אם לא העריך בקפידה.

Over-Centralization

הפחתה של כל הציוד במיקום מרכזי יחיד יכולה להגדיל את מרחק הנסיעה עבור ציוד שמשרת אזורי היקפי.מאזן ריכוז עם מיקום מבוזר כדי להבטיח כי הציוד קרוב לאזורי העבודה העיקריים שלו.

התעלמות מ-תחזוקה Access

ציוד המוצב במקומות הדוקים או קשים לסחף עשוי לדרוש יותר אנרגיה לגישה לתחזוקה, והתחזוקה עצמה עשויה להיות פחות יסודית.לוודא שהחלטות מיקום כוללות נקה נאותה עבור שירות שגרתי ותיקון.

חשיבה סטטית

זרימת עבודה Facility משתנה לאורך זמן בשל היסטורייתיות, שינויים של מוצרים, או תהליכים חדשים. מיקום ציוד שעובד טוב היום עשוי להיות יעיל מחר.עיין החלטות מיקום רבעון ולהתאים במידת הצורך.

תוצאות חיפוש ב Placement Optimization

דוגמאות בעולם האמיתי מראות את החיסכון באנרגיה שניתן להשיג באמצעות מיקום ציוד מכוון.בעוד שדמויות ספציפיות משתנות, הדפוסים הבאים נפוצים על פני תעשיות.

מרכז הפצה Conveyor Optimization

מרכז הפצה גדול הפחית צריכת אנרגיה של העברת אנרגיה ב-18% על ידי קווי גזע מחדש כדי לחסל מפרש 40 מטר ואיחוד שלוש נקודות העברה לתוך אחד.המיקום החדש קוצר את הנתיב הכולל של העברת המעבירה והפחית את מספר הכוננים הדרושים, לחסוך כ-45,000 קילוואט בשנה.

תחנת פורקlift Charging Redistribution

מתקן ייצור עם 45 כימות חשמליות החליף תחנת טעינה מרכזית אחת עם חמישה אזורי טעינה ממוקמים אסטרטגית במרחק נסיעה ריקה לטעון תחנות צנחו בממוצע 120 מטרים עד 35 מטרים, צמצום צריכת האנרגיה של פורקה עד 12% והאריך את חיי הסוללה ב-20%.

המונחים: lawment

מרכז הגשמה של מסחר אלקטרוני השתמש בתוכנות סימולציה כדי להתאים את המיקום של תחנות הגנה וקידוד של AGV. על ידי העברת תחנות קרוב יותר לאזורי האיסוף הפעילים ביותר ולהתאמה של מספר התחנות, המתקן הפחית את צריכת האנרגיה של AGV ב-27% תוך שמירה על אותה רמה של תפוקה.

מסקנה

אופטימיזציה של ציוד ניהול חומרים היא אחת האסטרטגיות היעילות ביותר לשיפור יעילות האנרגיה במחסנים ובמתקנים לייצור.בניגוד לשדרוגים ציוד הדורשים השקעה משמעותית בון, שינויים במיקומים יכולים לעתים קרובות להיות מיושמים עם עלויות מינימליות והשפעה מיידית. על ידי ניתוח זרמי עבודה, ציוד אסטרטגי מיקום, מינוף אוטומציה, ופריסת פריסות מסדירות באופן רציף בהתבסס על נתונים, מתקנים יכולים להפחית את צריכת האנרגיה ב-15% עד 30%, תוך שיפור יעילות, ציוד בטיחותי, וכן שיפור מתמיד.

המפתח הוא לטפל בציוד מיקום כתהליך מתמשך ולא החלטה עיצוב חד פעמית.מתקנים שבדקו באופן קבוע את הפריסה שלהם, למדוד ביצועים אנרגיה, ולתאם מיקומים בתגובה לשינויים בזרימות עבודה יתפסו את שנת החיסכון באנרגיה מתמשכת לאחר שנה. התחל עם הערכה בסיסית של מרחקי נסיעה נוכחיים וצריכת אנרגיה, לזהות את השינויים ברזולוציה הגבוהה ביותר, וליישם אותם באופן מצטבר.