Pri projektovaní dopravy, manipulácie a skladovania sa rieši tzv. rovnica materiálového toku, ktorá je zobrazená na obrázku:

Riešenie otázok materiálového toku - alternatívy

Čo? – definovanie materiálu, ktorý má byť prepravovaný (fyzikálne charakteristiky, množstvo)

Kde? Kedy? – identifikácia potrebných manipulačných a dopravných činností

Ako? Kto? – definovanie správnych metód na prepravu

Aký systém? – návrh vhodného riešenia materiálového toku

Cieľ projektovania materiálových tokov → minimalizácia dopravy, manipulácie a skladovania → zjednodušiť systém na minimum – minimum spotreby nákladov a času ⇒ riešenie dôležitých súvislostí:

• pracoviská a ich kapacity – nesprávne navrhnuté kapacity spôsobujú nevyvážený materiálový tok, hromadenie zásob, potrebu medziskladov a zásobníkov a dodatočné manipulačné úkony
• informačný tok a systém riadenia – správne riedenie vstupov výrobných úloh do systému, synchronizácia nákupu, výroby a expedície, koordinácia systému riadenia výroby s dopravným systémom
• všetky prvky výrobného systému musia byť projektované vo vzájomných súvislostiach a je ideálne ak sú všetky ešte pred inšatláciou overené na simulačnom modeli

Pri projektovaní jednotlivých prvkov si treba uvedomiť, že hlavným cieľom projektu nie je prepravovať alebo skladovať materiál – tieto činnosti sú v podstate iba “nutným zlom”, pretože stoja peniaze a nepridávajú hodnotu k materiálu. Najlepší projekt je taký, kde je minimum skladovania, prepravy a manipulácie.

Ďalšie princípy, ktoré by mali byť dodržiavané pri detailnom projektovaní prvkov materiálového toku:

• snaha prepravovať výrobok vo väčších množstvách (palety, kartóny, kontajnery)
• maximálne využívať plochy a priestory
• rešpektovať ergonomické a bezpečnostné požiadavky
• minimalizovať spotrebu energie a negatívne dôsledky na životné prostredie
• využívať gravitáciu všade tam, kde je to možné, avšak pri rešpektovaní bezpečnosti a kvality
• integrovať tok údajov s fyzickým tokom materiálu

Pri projektovaní materiálového toku sa často riešia nasledovné úrovne:

1. Doprava medzi strediskami v podniku (prípadne až napojenia na externých dodávateľov v systémoch Just in time).
2. Doprava v rámci výrobného strediska.
3. Doprava a manipulácia v rámci výrobnej bunky.

Viac informácií v otázke č. 9 – Manipulačná, dopravná, skladovacia a riadiaca technika.

• optimalizácia dopravných trás a dopravných systémov – potenciál pre redukciu nákladov (15 až 70% z celkových nákladov na výrobok)
• veľký počet pracovníkov sa venuje manipulácii a doprave (až 25%)
• dopravný, manipulačný a skladovací systém zaberá až 55% plôch
• manipuláciu vykonávajú aj výrobní robotníci – straty času
• časy prepravy, manipulácie a skladovania majú významný podiel na priebežnej dobe výroby (až 87% z celkového času)
• doprava a manipulácia ovplyvňuje aj kvalitu výrobkov (3 až 5% materiálu sa znehodnocuje nesprávnou prepravou, manipuláciou a skladovaním)

Projektovanie dopravy a manipulácie:

• medziobjektová doprava
• medzidielenská doprava
• medzioperačná doprava a manipulácia
• operačná manipulácia

Snahy o racionalizáciu vnútrozávodnej dopravy, ktorá patrí ku podsystému dopravy, sa sústreďujú na organizačné zlepšovanie priebehu dopravy; cieľom je optimálne využitie disponibilných dopravných prostriedkov. Prieskumy totiž potvrdzujú, že najväčší vplyv na priebeh dopravy majú organizačné faktory – význam technických parametrov dopravných prostriedkov je zanedbateľný.

Prvým krokom projektu racionalizácie vnútrozávodnej dopravy musí byť exaktné zachytenie a vyhodnotenie súčasného stavu. Vyhodnocuje sa využitie vozidiel, analyzuje sa účelnosť dopravných trás, zisťujú sa prázdne – nevyužité jazdy. Tak je možné odhaliť slabé miesta dopravného systému.

Ciele optimalizácie systému vnútropodnikovej dopravy je možné teda zhrnúť do nasledovných bodov:

• optimálne využitie (zariadení, ľudí, času)
• vysoká úroveň služieb (kráke časy prepravy, krátke časy čakania)
• pružnosť (schopnosť prispôsobiť sa novým podmienkam prepravy – nové prepravované položky, prevádzkové zmeny atď.)
• vysoká transparentnosť (prehľad o stave plnenia prepravných úloh a hospodárnosti a produktivity výkonu týchto činností)

Vnútropodnikový dopravný systém je v podstate týmito základnými prvkami:

1. Prepravovaný materiál – východiskom účelného výkonu prepravných a manipulačných operácií je klasifikácia materiálu podľa hlavných fyzikálnych a ostatných kritérií. Zoskupenie materiálových položiek podľa príbuznosti umožňuje efektívne navrhovať manipulačné jednotky a zariadenia využité pri manipulácii s materiálom.
2. Prepravné a manipulačné jednotky – množstvo materiálu s ktorým sa v procese prepravy manipuluje ako s jedným kusom.
3. Dopravné prostriedky a manipulačné zariadenia – aktívne prvky logistického prepravného systému – zariadenia, ktoré sprostredkovávajú premiestnenie materiálu z miesta dodávky do miesta spotreby.
4. Personál – pracovníci zodpovední za riadenie a výkom prepravných a manipulačných operácií.
5. Systém organizácie a riadenia prepravných procesov v podniku.

Všeobecný postup projektovania dopravy, manipulácie a skladovania:

1. Analýza materiálových tokov a prepočet dopravných výkonov
2. Spracovanie výrobnej dispozície (rozmiestnenie výrobných prostriedkov)
3. Analýza existujúcich prostriedkov (dopravné zariadenia, pomocné zariadenia, sklady, zásobníky, manipulačné zariadenia)
4. Spracovanie variantov systémov dopravy, manipulácie a skladovania:
   - topológia dopravného systému – rozmiestnenie dopravných zariadení, nakladacie a vykladacie miesta, dopravné cesty
   - statické dimenzovanie prvkov materiálového toku – počty dopravných prostriedkov, parametre (nosnosť, rýchlosť, časy nakladania a vykladania)
   - vyriešenie prepojenia dopravného systému s pracoviskami – spôsoby prekladania paliet a nástrojov
   - spracovanie systému riadenia dopravy, manipulácie a skladovania
5. Simulácia – dynamické dimenzovanie komponentov materiálového toku (analýza úzkych miest, blokovania systému, veľkosti zásobníkov, vyťaženie dopravných a skladovacích zariadení, riadiace pravidlá)

Čo? - definovanie materiálu, ktorý má byť prepravovaný (fyzikálne charakteristiky, množstvo)

Kde? Kedy? – identifikácia potrebných manipulačných a dopravných činností

Ako? Kto? - definovanie správnych metód na prepravu

Aký systém? - návrh vhodného riešenia materiálového toku

Cieľ projektovania materiálových tokov → minimalizácia dopravy, manipulácie a skladovania → zjednodušiť systém na minimum – minimum spotreby nákladov a času ⇒ riešenie dôležitých súvislostí:

• pracoviská a ich kapacity – nesprávne navrhnuté kapacity spôsobujú nevyvážený materiálový tok, hromadenie zásob, potrebu medziskladov a zásobníkov a dodatočné manipulačné úkony
• informačný tok a systém riadenia – správne riedenie vstupov výrobných úloh do systému, synchronizácia nákupu, výroby a expedície, koordinácia systému riadenia výroby s dopravným systémom
• všetky prvky výrobného systému musia byť projektované vo vzájomných súvislostiach a je ideálne ak sú všetky ešte pred inšatláciou overené na simulačnom modeli

Technické prostriedky skladového hospodárstva

Technické prostriedky skladového hospodárstva zahrňujú:

1. Paletizačné a nosné jednotky – slúžia pre ukladanie materiálu a tvorbu ucelených nosných jednotiek, ktoré umožňujú pomocou vhodných mechanizačných prostriedkov hospodárnu manipuláciu v priebehu celého skladovacieho procesu. Patria sem všetky druhy paliet, plošiny, ukladacie debny a kontajnery.
2. Skladovacie zariadenia – do tejto skupiny patria zariadenia slúžiace pre ukladanie a skladovanie materiálu voľne loženého alebo tvoriaceho ucelené skladovacie jednotky. Ide predovšetkým o rôzne typy regálov a zásobníky.
3. Obslužné manipulačné prostriedky – slúžia pre realizáciu zaskladňovacích, vyskladňovacích a prepravných operácií v skladovom hospodárstve. Do tejto skupiny zariadení patria predovšetkým rôzne druhy dopravných vozíkov, stohovacie žeriavy a regálové zakladače.

Najvýznamnejšie dopravné zariadenia používané v praxi:

Dopravné trate, dopravníky – jednoduché, spoľahlivé, lacné; doprava sypkých ale aj drobných kusových materiálov na vzdialenosti od niekoľko metrov až po niekoľko km.

• kladičkové trate
• gravitačné trate a sklzy
• skrutkovicové dopravníky – uzavretý žľab, v ktorom sa otáča skrutkovica
• pásové dopravníky – ťažným orgánom je pás, vysoké pracovné rýchlosti: 1,2 až 8 m/s, materiál dopravného pásu – guma, hmoty na bázi PVC (požiadavka na nehorľavosť pásu), oceľový pás, typy pásových dopravníkov: stabilné, prenosné, diaľkové (dĺžka do 1600 m)
• článkové dopravníky – ťažným orgánom sú dve reťaze ku ktorých článkom sú pripevnené nosné časti dopravníka (korýtka, dosky, tvarované plechy, unášače rôznych tvarov), najčastejšie konštruované ako stabilné s dĺžkou do 100 m, rýchlosti 0,12 až 0,65 m/s

Závesné reťazové dopravníky – ťažným elementom je reťaz (výnimočne lano), môžu byť realizované ako podlahové alebo podvesné dopravíky

Podvesné dopravníky – ťažným element (reťaz) je umiestnený pod dráhou, sú vhodné pre menšie sklony vo vertikálnej rovine (max. 45°), pre väčšie sklony sú špeciálne konštruované tzv. priestorové dopravníky – ťažná reťaz je vo vnútri dráhy; slúžia na medzioperačnú aj medziobjektovú dopravu a zároveň môžu plniť aj funkciu
visutého medziskladu

Koľajové vozíky

Nízkozdvižné alebo vysokozdvižné vozíky – manipulácia s paletami – vidlicový spôsob manipulácie; kritériá pre voľbu vozíka: voliť také parametre vozíka, ktoré sú nevyhnutné pre zvládnutie danej úlohy (nosnosť, zdvih, rýchlosť, polomer otáčania); ručne vedené vozíky voliť len pre občasnú manipuláciu na kratšie vzdialenosti; voliť druh vozíka podľa prevádzkových podmienok (uzavreté priestory – akumulátorový alebo plynový vozík,  otvorené priestory – benzínový alebo naftový vozík, brať do úvahy ekonomické ukazovatele – cena, prevádzkové náklady, stupeň využitia, atď. )

Základné typy vozíkov:

• ručné vozíky- nízkozdvižné (paleťáky), vysokozdvižné (s ručným alebo elektrickým zdvihom), plošinové vychystávacie vozíky
• motorové vozíky – vysokozdvižné (akumulátorové, plynové, benzínové, naftové) – výška zdvihu 1500
  až 4500 mm (špeciálne až 6 m), možnosť vybavenia klasickými vidlicami resp. inými prídavnými zariadeniami (otočné vidlice, nosný čap, žeriavové rameno, zverné čeluste) a plošinové vozíky a ťahače (určené pre medziobjektovú a medzidielenskú manipuláciu)

Automaticky vedené vozíky (indukčná doprava)

Žeriavy – umožňujú súčasnú manipuláciu v horizontálnom aj vertikálnom smere, určené na premiestňovanie ťažkých a rozmerných bremien, používajú sa tam, kde nie je dostatok miesta na manipuláciu po zemi, používajú sa tam, kde sa materiál premiestňuje na obmedzenej a stále rovnakej ploche

Typy žeriavov:

• mostové – najčastejšie používané v strojárskych závodoch, pohyb po žeriavovej dráhe umiestnenej navrchu na stĺpoch haly
• stĺpové a konzolové – majú otočné rameno (otáčanie o 360° resp. o 180°) o portálové: používané obvykle pre prácu vonku
• vozidlové: mobilné žeriavy neviazané na dráhu o vežové: používané hlavne v stavebníctve

Najvýznamnejšie manipulačné zariadenia:

1. Automaty a zakladače
2. Roboty
3. Portálové manipulátory

Priemyselné roboty sú príliš drahé – použitie len pri náročnejších prevádzkach, kde sú ekonomicky odôvoditeľné.