Materialflussgestaltung
Materialflussgestaltung
Materialflussgestaltung
1.Ordnungen des Materialflusses
Die Ordnung gibt an, auf welcher Ebene der Materialfluss erfolgt.
1.Ordnung des Materialflusses: Von Werk zu Werk
( z.B.: Vom Opelmotorenwerk in Aspern zur Montage in Rüsselsheim )
2.
Ordnung des Materialflusses: Von Abteilung zu Abteilung
( z.B.: Von einer Fertigungsabteilung hin zur einer Montageabteilung )
3.Ordnung des Materialflusses: Von Arbeitsplatz zu Arbeitsplatz
( z.B.: Von einer Fräsmaschine zu einer Drehmaschine innerhalb einer Werkstätte )
4.
Ordnung des Materialflusses: am Arbeitsplatz
( z.B.: Von einem Materialpuffer ( Palette ) zu einer Maschine )
2.Kriterien des Materialflusses
Der Materialfluss hängt ab:
Vom Ablauf des Materialflusses
Vom Material ( Transportmöglichkeiten mit Gebinde oder Paletten...
)
Vom Fördermittel ( Stapler,... )
Von der Frequenz ( Anzahl der Transporte )
Und von der Komplexität des Teiles ( z.B.: Abmessungen, Verderblichkeit, Zerbrechlichkeit,.
..... )
3.
Gestaltung des Materialflusses
Hilfsmittel sind:
Von – Nach – Diagramm
Transportmatrix
Dreiecksschema
Rechtecksschema
Layout
3.1.Von – Nach – Diagramm
( Erklärt an einem willkürlich erfundenem Beispiel )
Mechanische Werkstätte
Hauptlager
Schweißerei
Härterei
Warenausgang
Mechanische Werkstätte
3
60
54
32
Hauptlager
45
20
15
12
Schweißerei
30
2
23
46
Härterei
2
4
2
57
Warenausgang
4
5
0
0
Für dieses Diagramm werden alle Transporte innerhalb der betrieblichen Abteilungen oder Werkstätten erfasst und eingetragen.
3.2.Transportmatrix
Mechanische Werkstätte
Hauptlager
Schweißerei
Härterei
Warenausgang
Mechanische Werkstätte
Hauptlager
48
Schweißerei
90
22
Härterei
56
19
25
Warenausgang
36
17
46
57
Die Transporte zwischen den einzelnen Abteilungen werden aufsummiert.
Die zwei Bereiche mit den höchsten Summen, die Bereiche mit den meisten Transporten untereinander, werden in einer neuen Tabelle in der Zeile eingetragen. Die restlichen Abteilungen wiederum werden in dieser neuen Tabelle in den Spalten mit deren Transportfrequenzen zu den ersten zwei Bereichen eingetragen. Der Bereich mit der höchsten Summe wird in eine neue Tabelle mit den zwei vorigen Bereichen in die Zeile eingetragen, der Rest in die Spalte. Man ermittelt wieder die neuen Transportfrequenzen und wiederholt diese Vorgänge solange bis nur noch ein Bereich in der Spalte steht. Nun kann man leicht die Reihenfolge der Bereiche nach Transportfrequenz ablesen.
Hauptlager
Härterei
Warenausgang
Mechanische Werkstätte
48
56
36
Schweißerei
22
25
46
Gesamt
70
81
82
Hauptlager
Härterei
Mechanische Werkstätte
48
56
Schweißerei
22
25
Warenausgang
17
57
Gesamt
87
138
Hauptlager
Mechanische Werkstätte
48
Schweißerei
22
Warenausgang
17
Härterei
19
Gesamt
108
3.
3.Dreiecksschema
Das Dreiecksschema bildet, auf der Basis der Transportmatrix die prinzipielle Anordnung der Bereiche ohne Berücksichtigung der Flächen. Die Abteilungen werden im Dreieck eingebracht und mit einer Linie dessen Dicke die Transportfrequenz angibt, verbunden.
3.4.Rechtecksschema
Man dimensioniert die einzelnen Abteilungen bzw.
Werkstätten bezüglich ihrer Fläche und ihres Materialflusszentrums und ordnet diese an.
3.5.Layout
Unter Berücksichtigung des Dreiecksschemas ordnet man die Flächen in einem „Grundstück“ an. Danach berechnet man die Transportintensität. Diese ermittelt sich durch Transportfrequenz multipliziert mit der im Layout ersichtlichen Weglänge Summiert man diese einzelnen Transportintensitäten auf, erhält man eine Gesamttransportintensität.
Mit der Gesamttransportintensität kann man das optimalste Layout unter mehreren Varianten herausfiltern. Hierbei muss man folgende Kriterien beachten:
Geringste Transportintensität
Die Erweiterbarkeit muss gegeben sein
Die Lage des Grundstücks ist wichtig ( Himmelsrichtung à Sonneneinstrahlung )
Wirtschaftliche Bauform
Die Bedingungen des Arbeitnehmerschutzgesetzes sollen erfüllt sein ( Brandschutz und sonstige Gewerberechte )
Varianten des Materialflusses:
Linearer Materialfluss: Der lineare Materialfluss ist sehr übersichtlich, leicht erweiterbar und ermöglicht auch den einfachen Transport großer und komplexer Teile. Für diese Art des Materialflusses werden allerdings größerer Flächen benötigt, was höhere Gebäudekosten zur Folge hat.
U – Förmiger Materialfluss: Dieser erlaubt eine flexiblere Flächennutzung ( z.B.: am Ladehof ) und schränkt damit den Flächenbedarf wesentlich ein.
4.Fördermittel
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen stetig - fördernden und nicht - stetig – fördernden Fördermitteln:
Stetig - fördernd: Der Transport erfolgt von einem definiertem Anfangs – zu einem definiertem Endpunkt.
Nicht – stetig - fördernd: Hierbei kann der Zielpunkt aus mehreren Zielpunkten bestehen, dass bedeutet, dass das Material oder die Fracht an mehreren Stellen abgelegt werden kann. Die Umlenkung kann durch z.B.: durch Weichen erfolgen.
4.1.Rollenbahnen
Rollenbahnsysteme sind ortsfeste Förderbahnen mit Tragrollen, die mit einem Rahmen gelagert sind. Etwa jede dritte Tragrolle wird durch eine umlaufende Kette oder durch einen umlaufenden Riemen angetrieben, während die übrigen Rollen frei mitlaufen. Um einen einwandfreien Transport zu gewährleisten, wird das Fördergut auf Paletten, in Fixkästen oder Behältern gelagert. Rollenbahnen werden elektrisch angetrieben oder bewegen sich mit Hilfe der Schwerkraft bei geneigten Rollenbahnen.
Im Behälterbereich können die Rollenbahnen auch als Kurvenbahnen ausgebildet werden, wobei die Rollen eine kegelige Form annehmen.
Rollenbahnen sind als stetig – Förderer sowie als nicht – stetig – Förderer im Einsatz.
Der große Vorteil liegt in der Staufunktion die auf mehrere Arten erfolgen kann:
Über einen Klappenmechanismus: Hier wird durch eine Klappe, welche durch eine Palette niedergedrückt wird, der jeweils vorhergehende Platz ausgeschaltet.
Über einen Lichtschanken: Bei kurzen oder besonders schweren Rollenbahnen (Tragfähigkeit > 2000 kg ) wird die Abschaltung über einen Lichtschranken gesteuert, wobei hier jeder einzelne Platz angetrieben ist.
Über nicht – berührungsloses – Stauen: Bei diesem System wird die erste Palette durch einen Anschlag gestoppt und die weiteren Paletten fahren auf, bis bei Belegung des letzten Platzes die ganze Bahn abgeschaltet wird.
Weitere Bestandteile bei Rollenbahnen:
4.
1.1.Drehtische
Dienen zur 90° - Umlenkung von Palettenströmen.
4.1.2.
Verschiebewägen
Verschiebewägen verwendet man für die Aufteilung eines Palettenstroms auf mehrere parallel liegende Bahnen. Eine ähnliche Kombination verwendet man auch bei Hochregallagern, wo nur einige Regalbediengeräte für mehre Gänge zuständig sind.
4.1.3.Paletten – Kettenumsetzer
Diese Einrichtung dient dazu, um Paletten von einem Längs – auf einen Quertransport umzusetzen.
Dabei befinden sich zwei Kettenstränge auf den Rollen, die die Palette über das Niveau der Rolle hinausheben, um im 90° - Winkel auf einem Kettenförderer weiterzufördern.
4.1.4.Konturenkontrolle
Die Konturenkontrolle dient zur Sicherstellung der Palettenabmessungen für die Einlagerung in automatische Systeme. Dabei wird die Höhe kontrolliert.
Diese Information wird dann an den Lagerverwaltungsrechner weitergegeben, der aufgrund dessen einen geeigneten Palettenplatz sucht. Fehlerhafte Paletten scheiden aus.
4.2.Hängeförderer
Hängefördersysteme werden dort eingesetzt, wo ein Transport über weite Strecken notwendig ist und wo eine Bodenfreiheit gewährleistet sein soll. Weiters werden Kettenförderer bei bestimmten Produktionsverfahren ( z.
B.: Lackiererei oder vor allem in der Rohstoffindustrie ) verwendet.
Mit solchen Förderern können Steigungen und beliebige Kurven überwunden werden. Der Förderweg kann daher durch verschiedene Stockwerke führen ( Wenn z.B.: das Lager im Keller liegt ).
Um Raum zu sparen, werden die Förderbahnen meist an der Decke befestigt. Am Arbeitsplatz können die Bahnen abgesenkt und dann wieder hochgeführt werden.
4.2.1.Kettenförderer
An einer ständig umlaufenden Kette hängen sogenannte Transportgutträger, die bei Hebestationen die Ware aufnehmen, transportieren und bei Senkstationen wieder abgeben.
Kettenförderer sind ein sehr billiges und betriebssicheres System.
4.2.2.Schleppkettenförderer
Das Fördergut wird auf einen schienengeführten Förderwagen gelegt. Als Zugkette verwendet man eine umlaufende Kette, die mit Mitnehmernocken versehen ist.
4.2.3.Elektro – Hängebahn ( EHB )
Das Elektro- Hängebahn wird verwendet über den Transport über lange Strecken. Der Transportgutträger besitzt einen eigenen Antrieb und läuft auf einem Stahlprofil. Die Energieversorgung erfolgt entweder über Schleifleitung oder Batterie ( Verwendung in der Automobilindustrie im Bereich der Montage ).
4.2.4.Das Power and Free System
Bei diesem System hängt die Last nicht an den Tragrollen der Kette, sondern läuft an einem eigenen Wagen hängend, auf einer unter der Kettenbahn liegendem Laufbahn. Hier kann durch geeignete Vorrichtungen die Last ein – und ausgekuppelt werden ( z.B.
: Gondelgarage).
4.3.Förderbänder
Hierbei verwendet man ein endloses Band aus Gummi mit Einlagen aus Textil – oder Kunststoffgeweben. Bei hohen Belastungen wird eine Stahlseileinlage zur Aufnahme der Zugbelastung in das Gummiband eingebettet.
Das Förderband wird über zwei Trommeln gelegt.
Ein Elektromotor treibt eine der Trommeln und damit das gespannte Förderband an. Mitlaufende Tragrollen unterstützen das Band auf seiner Förderseite, sodass es durch das Gewicht des Förderguts nicht so stark durchgedrückt werden kann. Das Fördergut fällt am Ende der Förderstrecke in eine Schurre ( Rutsche ) oder wird durch einen Abstreifer vom Band genommen.
Vorteile von Förderbändern: Relativ einfaches und betriebssicheres System und bei Verwendung entsprechender Materialien auch sehr robust.
Nachteile: Verzweigungen sind nur mit größerem Aufwand möglich, die Staufunktion kann ebenfalls nicht gegeben werden.
4.
3.1.Flachbänder
Flachbänder dienen zum Transport von Gütern, die unterschiedlichste Größen aufweisen können. Durch Abschieben und senkrecht zur Förderrichtung angeordnete Querbänder können Abzweigungen erreicht werden.
4.3.
2.Trogbänder
Trogbänder werden hauptsächlich zum Transport von Schüttmaterialien verwendet. Zum Überwinden von Steigungen werden die Bänder noch zusätzlich mit Rippen ausgestattet.
4.4.Kräne
4.
4.1 Hallenkran
Diese werden als Ein- oder Zweiträgersysteme je nach Belastung und geforderter Hakenhöhe ausgeführt. Der Vorteil besteht darin, dass fast der gesamte Hallenbereich, außer den Randzonen, abgedeckt werden kann. Andererseits erfordert der Hallenkran eine gewisse Bauhöhe, dass er über allen Anlagen der Halle fahren kann.
Die Bedienung des Hallenkrans erfolgt entweder über einem Seil hängende Schaltbirne oder über Funksteuerung. In manchen Fällen wird auch Infrarot verwendet.
Die Energieversorgung erfolgt entweder über ein Schleppkabel oder über eine Schleifringleitung.
4.4.2.Säulenschwenkkran
Schwenkkräne sind zumeist Arbeitsplatzbezogen mit Tragfähigkeiten von 250kg – 1500kg und Auslegerlängen bis zu 5m. Das Katzfahren und Schwenken erfolgt zumeist manuell, während das Heben und Senken über einen Kettenzug durchgeführt wird.
4.4.3.Konsolenkran
Konsolenkräne werden als Ergänzung zu Hallenkränen verwendet, um unter diesen Lasten über längere Strecken zu transportieren ( Abdeckung von Randzonen ).
4.4.
4.Teleskopkran
Dieser dient vor allem zur Ein – und Auslagerung von Langgut und Blechtafeln. Dabei ist der Teleskopmast über einen Drehkranz um 360° drehbar.
4.4.5.
Portalkran
Portalkrane werden für große Flächen verwendet und stehen im Freien (Hafenkrane, Werftkrane ).
4.4.6.Baukran
Hierbei besteht das Kransystem aus einem Fachwerksturm und einem Fachwerksausleger. Sowohl der Turm, als auch der Ausleger können durch Zusatzelemente in der Höhe bzw.
Länge variieren. Besonderes Augenmerk ist bei der Aufstellung auf einen entsprechenden Untergrund und auf eine frei Schwenkfläche zu legen.
Da der Kran eine entsprechende Windangriffsfläche hat, sollte er bei Nichtbenützung frei drehbar sein. Beim Baukran wird über einem Endschalter das Lastaufnahmemoment überwacht.
4.4.
7.Ladekran ( LKW – Kran )
Werden bei Fahrzeugen, die vor allem für den Transport ( Tragfähigkeiten bis zu 60 Metertonnen ) von Baumaterialien ausgelegt sind, als zusätzliches Fördermittel verwendet. Der Antrieb erfolgt in der Regel hydraulisch. Fallweise sind diese Systeme noch mit akustischen und optischen Warnsignalen versehen. Zur Sicherung des Fahrzeuges werden Auslegerstützen verwendet, die zugleich das Lastmoment erhöhen.
4.
4.8.Mobilkran
Mobilkrane haben gegenüber den Ladekränen eine höhere Tragfähigkeit, sind allerdings nur zum Heben von Lasten ausgelegt. Das Fahrzeug besitzt mehrere Ausleger, die das Fahrzeug zum Teil komplett vom Boden wegheben. Ab 10 Metertonnen ist eine entsprechende Ausbildung (Kranschein ) notwendig.
4.
4.9. Unterschiede zwischen Ketten – und Seilzug
Kettenzüge sind für einen robusteren Einsatz besser geeignet, langlebiger aber auch teurer. Beim Kettenzug wird die Kette nicht auf einem Trommelzug aufgewickelt, sondern in einem am Hebezug befestigten Behälter gefördert.
Die Tragfähigkeit ist in der Regel am Lasthaken bezeichnet, der über eine sogenannte Hakenklappe verfügen muss.
4.
5.Flurförderzeuge
Stapler und Hubwägen sind stetig – fördernde – Fördermittel und dienen zum Anheben und Transportieren von Stückgütern. Sie werden entweder elektrisch mittels Elektromotor, eines Gasmotors oder mittels eines Dieselmotors angetrieben. Die Benützung von Verbrennungsmotoren scheidet in geschlossenen Räumen wegen Abgasentwicklung aus und ist nur in Hallen mit Flugdächern zulässig.
4.5.
1.Deichselgeräte
Hubwägen ( manuell )
Elektrisch angetriebene Deichselgeräte
Gabelhochhubwägen
Gabelhochhubwägen mit Rampenfreihub
Mit einem Handhubwagen lässt sich die Plattform des Wagens durch eine Hebelübersetzung um 50mm – 80mm heben und senken. Die Last kann dann unterfahren, hochgehoben und transportiert werden.
4.5.2.
Schubmaststapler
Dieser Stapler wird gerne innerhalb der Halle dort eingesetzt, wo in möglichst schmalen Gängen ( 2,5m – 3m ) Paletten ein – und ausgelagert werden. Eine Sonderausführung ist der 4 – Wege Schubmaststapler, bei dem alle drei Räder drehbar sind. Der Fahrer sitzt 90° zur Fahrtrichtung. Der Schubmaststapler verfügt über einen Triplex - oder Teleskopmast, den er nach Belieben ausfahren kann.
Die Hubhöhen beim Schubmaststapler erreichen durchschnittlich 8m – 10m. Sonderausführungen bis 13m sind ebenfalls möglich.
4.5.3.Gegengewichts – oder Frontstapler
Aufgrund des Gegengewichts (Fahrerkabine ) wird die Last auf den Gabeln so ausgeglichen, dass der Stapler nicht kippen kann. Der Fahrer sitzt in Fahrtrichtung. Mit entsprechender Bereifung kann dieser Stapler auch im Freien verwendet werden.
4.5.4.Schmalgang – oder Hochregalstapler
Dieser Stapler wird in Hochregallagern bis zu einer Höhe von 15m verwendet. Dabei wird der Stapler unten und oben zwischen zwei Winkelprofilen schienengeführt. Die Gangbreiten bewegen sich zwischen 1,6m und 1,8m.
Das Lastaufnahmemittel wird entweder als Teleskop – oder Schwenkschubgabel ausgeführt. Wahlweise kann auch die Bedienperson vertikal mit dem Lastaufnahmemittel mitfahren. Dies wird vor allem für die Kommissionierung verwendet.
4.5.5.
Der 4- Wege – oder Seitenstapler
Dieser wird zum Heben von sehr schweren und sehr langen Lasten ( Holz – und Stangenmaterial ) verwendet. Wird ähnlich dem Schmalgangstapler zwischen den Regalen schienengeführt. Durch den Mastvorschub kann das Langgut auch aus Krakarmträgern herausgehoben werden.
4.5.6.
Automatische Stapler
Fallweise werden induktiv oder optisch geführte Stapler auch ohne Bedienperson eingesetzt. In diesem Fall ist jedoch auf entsprechende Schutzvorrichtungen ( Sicherheitsbügel,.... ) in Fahrtrichtung zu achten.
Eine Sonderform ist das FTS.
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