VDI 2710 Blatt 1-2007 Interdisciplinary design of automated guided vehicle systems (AGVS) - Decision criteria for the choice of a conveyor system.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREGanzheitliche Planung von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS)Entscheidungskriterien fr die Auswahl eines FrdersystemsInterdisciplinary design of automated guided vehicle systems (AGVS)Decision criteria for the choice of a conveyor systemVDI 2710Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch

2、/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuch Materialfluss und Frdertechnik, Band 2: FlurfrderzeugeVDI-Handbuch Materialfluss und Frdertechnik, Band 7: Materialfluss I (Gestaltung)VDI-RICHTLINIENICS 53.060; 53.040.01 August 2007Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung.

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22 Begriffe und Definitionen . . . . . . . . . . . 33 Rahmendaten zur Beschreibung derAufgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.1 Umgebungsdaten . . . . . . . . . . . . . . 63.2 Transportgutdaten.

4、. . . . . . . . . . . . . 73.3 Betriebliche Organisation. . . . . . . . . . 74 Zusammenfassung der behandeltenFrdersysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Zuordnung der Frdersysteme zu den frdertechnischen Aufgabenstellungen. . . . 86 Relevante Rahmendaten . . . . . . . . . . . . 97Auswertung .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Umsetzung in ein Excel-Tool. . . . . . . . . . 13Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Anhang A Anwendungsbeispiele . . . . . . . . . 17A1 Anwendungsbeispiel 1: Montage von Waschmaschinen . . . . . . . 17A2 Anwendungsbeispiel 2: Transport vo

6、n Automobiltren . . . . . . . 18A3 Anwendungsbeispiel 3: Lkw-Verladung in der Getrnkeindustrie. . 20Anhang B Kurzbeschreibung der Frdersysteme . 22B1 Flurfrderzeug, manuell . . . . . . . . . . 22B2 Fahrerloses Transportsystem (FTS) . . . . 23B3 Elektrohngebahn (EHB) . . . . . . . . . . 24B4 Konventi

7、onelle Frdertechnik . . . . . . . 25B5 Kreisfrderer . . . . . . . . . . . . . . . . 26B6 Power Teil 1: Bemessung und Konstruktion (Concrete, reinforcedand prestressed concrete structures; Part 1: Design and construc-tion). Berlin: Beuth VerlagDIN 18202:2005-10 Toleranzen im Hochbau; Bauwerke(Toleran

8、ces in building construction; Structures). Berlin: BeuthVerlagVDI 1000:2006-10 Richtlinienarbeit; Grundstze und Anleitungen(Establishing guidelines; Principles and procedures). Berlin: BeuthVerlagVDI 4450:2001-09 Analyse der Wirtschaftlichkeit FahrerloserTransportsysteme (FTS) (Evaluation of economi

9、c efficiency of Au-tomated Guided Vehicles (AGV). Berlin: Beuth VerlagHier war eine CD-ROM eingeklebt.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2007 VDI 2710 Blatt 1 / Part 1 17 Anhang A Anwendungsbeispiele

10、Im Folgenden wird an drei Anwendungsbeispielenaus der Praxis die Handhabung der Richtlinie erlu-tert. Die Bewertungsmatrizen wurden mit dem Excel-Tool erstellt, welches auf der VDI-Homepage(www.vdi.de/FTS) bereitgestellt ist. Die Buchstabenund Zahlen in den Klammern hinter den einzelnenAnforderungen

11、 stellen die Referenz zum Verket-tungsprinzip der Tabelle 1 und zu den relevantenRahmendaten der Tabellen 2 und 3 dar.A1 Anwendungsbeispiel 1: Montage von WaschmaschinenAufgabenstellungDie Montage von Waschmaschinen soll per Frder-technik automatisiert werden. Dabei werden fol-gende Anforderungen ge

12、stellt:Es soll ein lineares Flielinienprinzip mit kontinu-ierlichem Transport im Bereich der manuellenMontage und getaktetem Transport in automati-schen Arbeitsstationen installiert werden (B).Annex A Application examplesThe application of the guideline is explained belowby means of three practical

13、examples. The rating ma-trices were created using the Excel tool which isavailable on the VDI homepage (www.vdi.de/FTS).The letters and numbers in brackets behind each re-quirement refer to the chaining principle as perTable 1 and to the relevant basic data as per Table 2and Table 3, respectively.A1

14、 Application example 1: Assembly of washing machinesTaskThe assembly of washing machines is to be auto-mated using conveyor systems. The following re-quirements are to be fulfilled:A linear flow line principle is to be installed, withcontinuous transport in the area of manual assem-bly and cycled tr

15、ansport within automatic workstations (B).Tabelle A1. Bewertungsmatrix Montage von Waschmaschinen“ (Auszug)Table A1. Rating matrix “Assembly of washing machines” (extract)B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldo

16、rf 2007 18 VDI 2710 Blatt 1 / Part 1Eine Pufferung auf dem Frdersystem ist erfor-derlich (F).Die groe Modellvielfalt erfordert eine Vielzahlverschiedener Arbeitsstationen und Arbeitsab-lufe (21).Die Montageplattform muss stets gut zugnglichund durch den Werker in der Hhe verstellbar sein(20).Der Per

17、sonenschutz ist sehr wichtig, da im direk-ten Umfeld gearbeitet wird (25).Das vorhandene Gebude sollte mglichst nichtumgebaut werden (8).Der bestehende Montagebereich verluft bermehrere Brandabschnitte (6).Die Verkehrs- und Fluchtwege mssen frei gehal-ten werden (7).Die Lrmbelastung sollte mglichst

18、gering seinund muss den Arbeitsstttenrichtlinien entspre-chen (11).Das Frdersystem sollte nur sehr geringe Verun-reinigungen verursachen (13).Layoutnderungen mssen ohne groen Auf-wand mglich sein (15).Die Systemleistung ist sehr hoch und muss mitentsprechender Verfgbarkeit erreicht werden(22).Die Wa

19、rtung und Instandhaltung der Frdertech-nik mssen whrend des laufenden Betriebesmglich sein (26).ErgebnisDie Auswahl fllt auf ein Fahrerloses Transportsys-tem (FTS) mit einem Ergebnis von 1,55 und keinemAusschlusskriterium. Alle anderen in Frage kom-menden Frdersysteme haben mehrere Ausschluss-kriter

20、ien und mssten auf ihre Einsatztauglichkeit er-neut geprft werden.A2 Anwendungsbeispiel 2: Transport von AutomobiltrenAufgabenstellungFr den Transport und die anschlieende Vormontagevon Fahrzeugtren soll ein Frdersystem geplantwerden. Um den Zugang zur Karosserie whrend derMontage zu erleichtern, ms

21、sen die Fahrzeugtrenam Anfang der Montagelinie ausgebaut werden. DieTren sollen dann separat vormontiert und am Endeder Fahrzeugmontage wieder der Linie zugefhrtwerden. Folgende Anforderungen werden an das Fr-dersystem gestellt:Die Pufferung aller Trenstze zwischen Tren-ein- und -ausbau ist erforder

22、lich (F).Buffering on the conveyor system is required (F).The wide variety of models requires a multitudeof different work stations and work sequences(21).The assembly platform must be easily accessibleat all times and shall allow height adjustment bythe worker (20).Protection of the personnel is hi

23、ghly important, aswork is being performed in the immediate vicinity(25).If possible, rebuilding the existing building shouldbe avoided (8).The existing assembly area extends over severalfire compartments (6).The traffic and escape routes must be kept clear(7).The noise impact should be as low as pos

24、sible andmust be in accordance with the workplace direc-tives (11).The conveyor system should cause but minor con-tamination (13).Changes to the layout must be possible withoutgreat expenditure (15).The system performance is very high and must beachieved with the corresponding availability (22).Serv

25、ice and maintenance of the conveyor systemmust be possible during its operation (26).ResultAn automated guided vehicle system (AGVS), fea-turing a result of 1,55 and no disqualification crite-rion, is selected. All other conveyor systems cominginto consideration feature several disqualification cri-

26、teria and would have to be checked once again for us-ability.A2 Application example 2: Transport ofautomobile doorsTaskA conveyor system is to be planned for the transportand subsequent pre-assembly of car doors. For easyaccess to the car body during assembly, the car doorsare to be removed at the b

27、eginning of the assemblyline so as to be pre-assembled separately and returnedto the line at the end of car assembly. The followingrequirements are to be fulfilled by the conveyor sys-tem:Buffering of all door assemblies is required be-tween door installation and removal (F).B55EB1B3E14C22109E918E8E

28、A43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2007 VDI 2710 Blatt 1 / Part 1 19 In der Tren-Vormontage ist im Bereich der ma-nuellen Montage kontinuierlicher Flielinienbe-trieb und in den automatischen Arbeitsstationengetakteter Trans

29、port zu bercksichtigen. In dermanuellen Montage mssen die Tren in einemgleichmigen Taktabstand mit variabel einstell-barer Geschwindigkeit transportiert werden (B).Das Transportsystem muss auf Grund unter-schiedlicher Arbeitshhen hhengngig sein (9).Das Transportgut muss von allen Seiten und vonunten

30、 gut zugnglich sein (20).Durch die groe Systemausdehnung der Auf- undAbgabeorte der Tren sowie des bestehendenMontagebereiches verluft der Transport bermehrere Brandabschnitte (2, 6, 8).Durch die direkte Montage an den Tren ist derPersonenschutz besonders zu beachten (25).Die Verkehrs- und Fluchtweg

31、e mssen frei gehal-ten werden (7).Die Lrmbelastung sollte mglichst gering seinund muss den Arbeitsstttenrichtlinien entspre-chen (11).For door pre-assembly, consider continuous flowline operation in the area of manual assembly andcycled transport within the automatic work sta-tions. In the area of m

32、anual assembly, the doorsare to be transported at constant spacing and ad-justable speed (B).The transport system must be adjustable to vary-ing working heights (9).The material to be conveyed must be easily acces-sible from all sides and from below (20).Because of the great extent of the system bet

33、weenthe points of door loading and unloading and ofthe existing assembly area, the transport crossesseveral fire compartments (2, 6, 8).Protection of personnel shall be given particularattention as work is carried out immediately onthe doors (25).The traffic and escape routes must be kept clear(7).T

34、he noise impact should be as low as possible andmust be in accordance with the workplace direc-tives (11).Tabelle A2. Bewertungsmatrix Transport von Autotren“ (Auszug)Table A2. Rating matrix “Transport of automotive doors” (extract)B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08

35、All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2007 20 VDI 2710 Blatt 1 / Part 1Der Boden ist durch Schmutzverunreinigungenwie l oder Staub beeintrchtigt. Er entsprichtnicht den blichen Anforderungen (4, 16).Es ist ein hoher Durchsatz gefordert und muss mitentsprechender Verfgbarkei

36、t erreicht werden(22).ErgebnisAuf Grund der Anforderung der Pufferung sind in Ta-belle 1 die nicht puffernden Frdersysteme ausge-schlossen worden. Nach der Bewertung fllt die Aus-wahl auf ein Fahrerloses Transportsystem (FTS) undauf die Elektrohngebahn (EHB) mit einem Ergebnisvon jeweils 1,91 ohne e

37、ine kritische Bewertung. Indem Trensystem wird in der Regel eine groe An-zahl von Fahrzeugen inklusive Teiletrger fr diePufferung der Tren bentigt. Da die Kosten fr einEHB-Fahrzeug gegenber einem fahrerlosen Flurfr-derzeug aber in diesem Transportfall gnstiger sind,ist hier die Elektrohngebahn aus w

38、irtschaftlichenGrnden vorzuziehen.A3 Anwendungsbeispiel 3: Lkw-Verladung in der GetrnkeindustrieAufgabenstellungEin Getrnkehersteller hat die Logistik zur Ver- undEntladung von Lkw zu realisieren. Zum einen mussangeliefertes Leergut in ein Leergutlager abgegebenwerden. Die Verladung von Vollgut erfo

39、lgt aus ver-schiedenen Blocklagern. Zum anderen kommen jah-reszeitbedingte Produktionsschwankungen hinzu, diemglichst flexibel abgedeckt werden mssen. Eswerden folgende Anforderungen gestellt:Der Ablauf stellt ein Taxiprinzip dar (E). Auf demFrdersystem muss nicht gepuffert werden (F).Es gibt eine V

40、ielzahl an Quellen und Senken, de-ren Standorte sich zudem stndig verndern kn-nen (8, 15, 21).Das Frdersystem muss sowohl fr den Auen-als auch den Inneneinsatz geeignet sein (1).Die Entfernungen zwischen der Verladestelle undden einzelnen Lagerbereichen sind zum Teil sehrgro (2).In den einzelnen Blo

41、cklagern herrschen beengteVerhltnisse vor (3).Die unterschiedlichen Bodenbeschaffenheiten,speziell im Freien, sind zu beachten. Zudem istmit Verunreinigungen auf den Bden zu rechnen(4, 16).Zwischen den einzelnen Hallen gibt es Niveau-unterschiede, z.B. durch Rampen (9).The floor is contaminated, e.g

42、., by oil and dust. Itdoes not meet the usual requirements (4, 16).A high throughput is required, and shall beachieved with the corresponding availability (22).ResultBuffering being required, the non-buffering conveyorsystems in Table 1 have been excluded. Following therating, an automated guided ve

43、hicle system (AGVS)and an electric monorail system are selected, bothfeaturing a result of 1,91 without any critical rating.As a rule, a large number of vehicles including partscarriers is required for door buffering within the doortransport system. However, the cost of an electricmonorail vehicle b

44、eing more favourable, in this trans-port case, than that of an automated guided vehicle,the electric monorail system is to be preferred foreconomic reasons.A3 Application example 3: Loading/unloading of lorries in the beverage industryTaskA beverage producer has to realise the logistics of theloadin

45、g and unloading of lorries. On the one hand,delivered empties are to be transferred to the emptiesstorage. Filled bottles are loaded from various blockstorage areas. On the other hand, seasonal variationsin production must be countered with the greatestpossible flexibility. The following requirement

46、s areto be met:The operating sequence corresponds to the taxiprinciple (E). No buffering is required on the con-veyor system (F).There is a multitude of sources and sinks whoselocations, moreover, can vary constantly (8, 15,21).The conveyor system must be suitable for bothoutdoor and indoor use (1).

47、Some of the distances from the loading point tothe individual storage areas are very long (2).Space in the individual block storage areas is lim-ited (3).Take into account the different conditions of thefloor, particularly out of doors. Furthermore, floorcontaminations are to be expected (4, 16).The

48、re are differences of level between the halls,bridged, e.g., by ramps (9).B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2007 VDI 2710 Blatt 1 / Part 1 21 Besonders im Winter ist mit Frost im Auen-bereich zu rec

49、hnen (10).Es gibt eine Vielzahl an Brandschutzbereichen(6).Die Verkehrs- und Fluchtwege sind frei zu halten(7).Das Frdersystem muss extrem hohe Durchsatz-spitzen erreichen; es sind mglichst mehrere Pa-letten gemeinsam zu transportieren und schnell zubergeben (17, 22, 23).Die Wartung und Instandhaltung der Frdertech-nik muss whrend des laufenden Betriebes mg-lich sein (26).ErgebnisDie Auswahl fllt auf ein manuelles Flurfrderzeug(Gabelstap