Когда изобрели конвейер? (философский экскурс в прошлое)

Устройство ленточных конвейеров

Конструкции транспортеров сильно разнятся в зависимости от их назначения, однако практически все они состоят из следующих основных частей и узлов:

• несущая рама;
• двигатель;
• ведущий барабан;
• натяжной барабан;
• опорные валки;
• лента;
• система управления и вспомогательные устройства.

Несущая рама крепится на стационарном или подвижном основании, она является основой всей конструкции. На ней крепятся опорные валки, по которым прокатывается транспортерная лента. Она приводится в движение ведущим (или приводным) барабаном. Рядом с ним или даже на одном валу размещается двигатель, приводящий в движение весь механизм. Момент вращения может передаваться на барабан и с удаленного источника энергии с помощью ременных, цепных или других передач. Н такая схема применяется все реже и реже- проще, и эффективнее разместить электромотор непосредственно на раме. второй барабан называют натяжным, он вращается на валу, который может перемещаться вдоль рамы и создает натяжение ленты.

При работе с сыпучим грузом конвейер снабжают бортиками, не дающими ему рассыпаться.

Конструкция ленты разнится в зависимости от характера перемещаемых грузов. Для работы с сыпучими материалами часто устанавливают ребра, поперечные или под углом. Ребра могут изготавливаться заодно с лентой, тогда их называют рифлеными. Рифление также может быть треугольным, прямым, трапециевидным.

Отдельные предметы чаще перемещают на гладких транспортерах. Ленты изготавливают из прорезиненной ткани, специальных износостойких пластиков, металлических сегментов.

Принцип работы ленточного конвейера достаточно прост:

• натяжной барабан обеспечивает натяжение лены и ее сцепление с ведущим барабаном;
• приводной барабан приводит ленту в движение;
• груз выкладывается или насыпается на рабочую ветвь в начало ленты;
• он едет на ней до барабана и там ссыпается в бункер, снимается работниками или механизмами либо передается на следующий транспортер.

Производительность конвейера определяется многими факторами, среди них:

• мощность двигателя;
• скорость движения ленты;
• ширина транспортера;
• угол уклона.

Зависит производительность и от характера транспортируемого материала.

Запуск промышленного конвейера

Генри Форд, биография которого описана в книге «Моя жизнь, мои достижения», взял за основу своей работы методику, разработанную для Сэмюэля Кольта. Этапы производства включают раздельную сборку для каждого элемента.

Форд ввел стандартизацию используемых деталей, тем самым сократил время общей сборки, а также сократил число трудящихся на ленте квалифицированных рабочих. Теперь сборку могли контролировать обычные трудяги.

Каждый цех занимался своей работой, которая активно модернизировалась. Рассчитав, как объединить работу всего сборочного механизма, Форд создал на своем производстве единую линию, проходящую через большинство цехов. К основному конвейеру были подведены дополнительные линии для своевременной подачи необходимых элементов при сборке.

Отшлифовав процесс сборки благодаря единому конвейеру, Форд достиг удивительного результата. Каждые 10 секунд на выходе стоял готовый автомобиль на своем ходу. Таким образом, компании удалось получить прибыль, снизить конечную стоимость на авто, позволяя среднестатистическому жителю приобрести железного коня.

Осенью 1908 года сошла с конвейера первая модель легендарного инженера — Model T. Работники компании «Форд» нежно называли ее «Жестяной Лизи». Американские фермеры дают такое прозвище своим рабочим лошадкам, а ирландцы, например, этим именем нарекают непослушных и своенравных кобылиц. Цена машины была чуть больше 200 долларов на тот момент. Эта модель позволяла занять нишу на рынке, охватив круг людей со средним месячным доходом по стране.

Внедряя массовое производство на своем заводе, Форд сумел добиться повышения суточного жалования рабочим. Все пьющие, играющие, имеющие проблемы с выплатой алиментов, судимые, находящиеся в розыске не могли попасть в коллектив. Позже хозяин компании передумает, изменив свое отношение к людям, имеющим проблемы с семьей и законом, считая, что это не его забота. Для порядка на линиях сборки Форд часто прибегал к услугам криминальных авторитетов, назначая их смотрящими на площадках. Метод, разрушающий добрую репутацию, работал безукоризненно. Никаких драк и перебранок, рабочие занимались исключительно делами, входящими в их обязанности.

Следующим шагом стало деление рабочего дня на три смены, перевод производства на круглосуточный режим работы. Восьмичасовой рабочий день ввел Генри Форд. Биография его повествует, что он организовал тем самым несколько сотен рабочих мест, так необходимых местным жителям.

Много интересного происходило в жизни такой личности, как Генри Форд. Биография, краткое содержание которой не может передать всех подробностей, включает немало интересных фактов из его жизни. Кстати, свою жизнь изобретатель описал в своих трудах.

Никто не ожидал, что книга, которую написал сам Генри Форд (биография на английском языке), разойдется таким тиражом. Она станет своего рода автомобильной библией.

Генри Форд станет первым зарегистрированным шофером Америки. Хотя в тот момент правил дорожного движения еще не существовало.

Первый проданный Фордом автомобиль стоил 200 долларов.

Великий конструктор свято верил в реинкарнацию человека. Отвечая на вопросы, Генри Форд, биография которого изложена в книге, расскажет о том солдате, которым он был в прошлой жизни.

На его знаменитом заводе в военное время собиралась техника для немцев, которые боготворили Форда.

Первая машина была черной. Не за любовь к цвету был выбран оттенок, просто он быстрее высыхал.

Первая модель входит в десятку созданных человеком предметов, изменивших мир, по версии журнала «Форбс».

Уголь в брикетах — еще одно новшество, придуманное ярким и талантливым инженером.

Следующие шагиNext Steps

В этом примере один url-адрес отправляется на обработку через конвейер потока данных.This example sends one URL to process through the dataflow pipeline. Если через конвейер отправляется более одного входного значения, можно внедрить в приложении форму параллелизма, которая напоминает перемещение деталей по автомобильному заводу.If you send more than one input value through a pipeline, you can introduce a form of parallelism into your application that resembles how parts might move through an automobile factory. Когда первая часть конвейера отправляет свой результат второй части, она может обрабатывать другой элемент параллельно с тем, как вторая часть обрабатывает первый результат.When the first member of the pipeline sends its result to the second member, it can process another item in parallel as the second member processes the first result.

Параллелизм, достигаемый за счет применения конвейеров потока данных, обозначается как грубый параллелизм, поскольку он включает небольшое количество крупных задач.The parallelism that is achieved by using dataflow pipelines is known as coarse-grained parallelism because it typically consists of fewer, larger tasks. Можно также использовать более точный параллелизм, включив в конвейер потока данных задачи меньшего размера, выполняющиеся быстрее.You can also use a more fine-grained parallelism of smaller, short-running tasks in a dataflow pipeline. В этот пример конвейера включен элемент , который использует метод PLINQ для параллельной обработки нескольких элементов в списке работ.In this example, the member of the pipeline uses PLINQ to process multiple items in the work list in parallel. Использование точного параллелизма в конвейере с несколькими крупными функциями может повысить общую пропускную способность.The use of fine-grained parallelism in a coarse-grained pipeline can improve overall throughput.

Вы также можете подсоединить блок-источник потока данных к нескольким целевым блокам для создания сети потока данных.You can also connect a source dataflow block to multiple target blocks to create a dataflow network. Перегруженная версия метода LinkTo принимает объект Predicate<T>, который определяет, примет ли целевой объект сообщение, основываясь на его значении.The overloaded version of the LinkTo method takes a Predicate<T> object that defines whether the target block accepts each message based on its value. Большинство типов блоков потока данных, выполняющих роль источников, предлагают сообщения всем подключенным целевым блокам в порядке их подсоединения, пока один из блоков не примет это сообщение.Most dataflow block types that act as sources offer messages to all connected target blocks, in the order in which they were connected, until one of the blocks accepts that message. С помощью этого механизма фильтрации можно создавать системы связанных блоков потока данных, которые будут направлять определенные по одному пути, а другие данные — по другому пути.By using this filtering mechanism, you can create systems of connected dataflow blocks that direct certain data through one path and other data through another path. Пример, использующий фильтрацию для создания сети потока данных, см. в статье Пошаговое руководство. Использование потока данных в приложении Windows FormsFor an example that uses filtering to create a dataflow network, see Walkthrough: Using Dataflow in a Windows Forms Application.

Классификация конвейеров

Как ранее было отмечено, выделяют довольно большое количество различных устройств, предназначенных для транспортировки грузов. Классификация конвейеров в большинстве случаев проводится по конструктивным признаком. Наибольшее распространение получили следующие варианты исполнения:

1. Ленточные устройства встречаются чаще других по причине универсальности в применении и относительно невысокой стоимости. Их предназначение заключается в транспортировке кусковых и других материалов на достаточно большое расстояние. Ключевая особенность заключается в том, что рабочая поверхность представлена натянутой многослойной лентой, на которой и проводится размещение различных грузов. Сегодня эта группа по причине огромного количества положительных признаков встречается крайне часто, однако не считается универсальным вариантом.
2. Винтовые устройства основаны на принципе применения архимедового винта, зачастую устанавливаются для транспортировки сыпучих материалов на достаточно большое расстояние. Эта группа также подразделена на несколько классов, основной отличительный признак заключается в типе устанавливаемого шнека. Шнековый винтовой конвейер также весьма распространен по причине высокой эффективности и относительно невысокой стоимости.
3. Инерционная группа оборудования предназначена для перемещения сыпучих и в некоторых случаях штучных изделий на небольшое расстояние. При этом линия перемещения может быть исключительно горизонтальной или наклонной. Принцип действия заключается в создании вибрации, за счет которой легкие материалы смещают свое положение.
4. Пластинчатое устройство чаще всего устанавливается в производственных цехах, так как основная рабочая поверхность может выдерживать существенное воздействие, к примеру, высокую температуру. Предназначение заключается в транспортировке острых, раскаленных или абразивных деталей. Подобный автомобильный конвейер может преодолевать достаточно резкие уклоны, так как на поверхности часто создаются специальные ребра, обеспечивающие надежную фиксацию. Однако у подобного предложения есть один существенный недостаток – скорость перемещения слишком мала.
5. Скребковые конвейеры характеризуются тем, что перемещение материала обеспечивается за счет его волочения по специальному желобу. Подобный вариант исполнения большое распространение получил в горнодобывающей и обрабатывающей промышленности. Установка этого варианта исполнения не возможна в том случае, если при волочении изделие будет терять свой привлекательный вид. Достоинством можно назвать достаточно высокую эффективность в применении, но есть и существенный недостаток, который связан со сложностью конструкции и отсутствием возможности ее применения в случае транспортировки хрупких грузов.
6. Элеваторы являются отдельной группой конвейеров, предназначение которых заключается в непрерывной транспортировке грузов. Часто устройство применяется для вертикального перемещения материалов. Подобный ковшовой конвейер получил широкое распространение в сельском хозяйстве и горнодобывающей промышленности, является достаточно сложным устройством, требующим своевременного и профессионального обслуживания.

Приведенная выше информация указывает на то, что существует просто огромное количество различных вариантов исполнения конвейеров, выбор проводится в зависимости от области применения и других моментов.

Виды конвейеров

Несмотря на такую обширную и подробную классификацию, выделяют несколько наиболее популярных видов конвейеров. На предприятиях Одессы и других городов чаще всего устанавливают устройства следующих видов:

• ленточные,
• пластинчатые,
• скребковые,
• винтовые,
• роликовые.

Рассмотрим каждый из этих устройств подробнее.

Ленточные

Ленточные механизмы используются для перемещения грузов на расстояние до 10 км. Это могут быть сыпучие, штучные и кусковые предметы и материалы. В горизонтальной плоскости грузовое полотно прямолинейно, а в вертикальной оно может быть наклонным или иметь сложную траекторию. При этом оно представлено в виде ленты, движущейся по стационарным роликовым опорам.

Пластинчатые

Назначением устройств пластинчатого типа является перемещение крупногабаритных предметов и материалов, имеющих острые кромки и способных как-либо повредить ленты обычных конвейерных механизмов. Они оснащаются металлическим, деревянным или пластиковым грузонесущим полотном, которое крепится к тяговым цепям. Из-за больших габаритов транспортируемых материалов скорость движения полотна не превышает 1,2 м/сек.

Скребковые

Скребковые конвейеры обычно используются для транспортировки сыпучих или кусковых грузов на расстояние не более 100 м. Для этого предусмотрены специальные скребки, которые движутся по трубе или желобу. Недостатками данных устройств является быстрый износ желоба и высокий риск измельчения транспортируемых материалов. Кроме того, из-за высокого трения они тратят гораздо больше электроэнергии.

Винтовые

Согласно современным технологиям производства, с помощью винтовых устройств должны транспортироваться пылевидные и мелкокусковые материалы. Они оснащены винтовыми шнеками, общая протяженность которых достигает 40 м, а также закрытым металлическим желобом диаметром 80-600 м.

Роликовые

Назначением роликовых конвейерных механизмов является перемещение штучных предметов. Они могут быть гравитационными или приводными. Движение их грузонесущего полотна осуществляется за счет наличия в подшипниках специальных роликов. Благодаря такой конструкции транспортировка грузов может осуществлять по криволинейным, откидным и поворотным секциям.

Где можно выучиться профессии оператор конвейерной линии оборудования?

Операторов конвейерной линии оборудования достаточно часто учат непосредственно на самом производстве, затачивая специалиста для работы на конкретном предприятии. В данном случае образование может быть как индивидуальным, так и групповым. Это будет зависеть от того, сколько открытых вакансий у предприятия. Обычно освоение профессии происходит в рамках стажировки. Более опытный коллега рассказывает о специфике работы, эксплуатируемом оборудовании, а также учит применять знания на практике. Таким образом, можно сказать, что первое время начинающие операторы являются помощниками у своих наставников, выполняя простые процедуры.

Кроме того, на предприятии операторы проходят инструктажи по охране труда, технике безопасности. При этом такие инструктажи носят регулярный характер и повторяются в соответствии с установленным графиком.

Выучиться на оператора конвейерной линии оборудования возможно и на профильных курсах, которые могут дать более широкую теоритическую базу. Их продолжительность может составлять несколько месяцев, поскольку зависит от интенсивности занятий. Стоит отметить, что по прошествии определенного количества времени оператору будет необходимо повысить уровень своих знаний, пройдя курс повышения квалификации.

Создание правил сборки JenkinsCreate Jenkins build rules

На предыдущем шаге мы создали базовое правило сборки Jenkins, которое выводит сообщения на консоль.In a previous step, you created a basic Jenkins build rule that output a message to the console. Теперь создадим шаг сборки, который будет использовать наш Dockerfile и запускать приложение.Lets create the build step to use our Dockerfile and run the app.

Вернитесь в экземпляр Jenkins и выберите задание, созданное на предыдущем шаге.Back in your Jenkins instance, select the job you created in a previous step. Щелкните Configure (Настройка) в левой части и прокрутите страницу вниз до раздела Build (Сборка).Select Configure on the left-hand side and scroll down to the Build section:

• Удалите существующий шаг сборки .Remove your existing build step. Щелкните красный крест в верхнем правом углу поля существующего шага сборки.Select the red cross on the top right-hand corner of the existing build step box.

• Щелкните Add build step (Добавить шаг сборки), а затем выберите Execute shell (Выполнение оболочки).Choose Add build step, then select Execute shell

• В поле Command (Команда) введите следующие команды Docker. Затем нажмите кнопку Save (Сохранить):In the Command box, enter the following Docker commands, then select Save:

Шаги сборок Docker создают образ и помечают его номером сборки Jenkins, чтобы вы могли вести журнал образов.The Docker build steps create an image and tag it with the Jenkins build number so you can maintain a history of images. Любые существующие контейнеры, выполняющие приложение, будут остановлены, а затем удалены.Any existing containers running the app are stopped and then removed. Затем с помощью образа запускается новый контейнер, который выполняет ваше приложение Node.js в зависимости от последней фиксации в GitHub.A new container is then started using the image and runs your Node.js app based on the latest commits in GitHub.

Запуск трубопровода

Мы можем выполнить конвейер несколькими различными способами. Если бы мы хотели, мы могли бы просто запустить его локально с терминала, если мы удаленно вошли в GCP.

python -m main_pipeline_stream.py \  --input_topic "projects/user-logs-237110/topics/userlogs" \  --streaming

Однако мы собираемся запустить его с использованием DataFlow. Мы можем сделать это с помощью команды ниже, а также установить следующие обязательные параметры.

• — Идентификатор вашего проекта GCP.
• — Бегун конвейера, который проанализирует вашу программу и построит ваш конвейер. Для облачного исполнения это должно быть,
• — Путь облачного хранилища для облачного потока данных для создания пакетов кода, необходимых работникам, выполняющим работу.
• — Путь к облачному хранилищу для облачного потока данных для размещения временных файлов заданий, созданных во время выполнения конвейера.

python main_pipeline_stream.py \--runner DataFlow \--project $PROJECT \--temp_location $BUCKET/tmp \--staging_location $BUCKET/staging--streaming

Пока эта команда выполняется, мы можем перейти на вкладку DataFlow в консоли Google и просмотреть наш конвейер. Когда мы щелкаем по конвейеру, нам нужно что-то вроде рисунка 4. Для целей отладки может быть очень полезно перейти в журналы, а затем в Stackdriver, чтобы просмотреть подробные журналы. Это помогло мне выяснить проблемы с конвейером в ряде случаев.

Автоистории: появление первого автомобильного конвейера

«Модель Т» или «Жестяная Лиззи» не была первым автомобилем, который собрал Генри Форд, однако до этого сборка проводилась вручную, сам процесс занимал много времени, как следствие, машина была штучным товаром, предметом роскоши. Благодаря изобретению промышленного конвейера для поточного производства автомобилей Форд, как говорили его современники, «посадил Америку на колеса». Дело в том, что конвейер для массового производства использовали и до этого. Однако Генри Форд первым «поставил на конвейер» такую технически сложную продукцию, как автомобиль.

Собственно первую попытку автоматизировать процесс сделали в компании Oldsmobile в 1901 году. Там была организована сборочная линия: детали и узлы будущего автомобиля перемещались на специальных тележках от одного рабочего пункта к другому. Эффективность производства повысилась в несколько раз. Однако Генри Форд хотел улучшить эту технологию.

Генри Форд и его знаменитая «Жестяная Лиззи»

Говорят, что идея автомобильного конвейера пришла в голову Форду после визита на чикагские скотобойни. Там подвешенные на цепях туши двигались от одной «станции» к другой, где мясники отрубали куски, не теряя времени на переходы от одного рабочего места к другому. Как бы то ни было, в 1910 году Форд построил и запустил завод в Хайленд-парке, на котором спустя пару лет и провел первый эксперимент по использованию сборочного конвейера. К цели шли постепенно, первым на сборку пошел генератор, затем правило распространили на весь двигатель, а потом и на шасси.

Благодаря конвейеру на производство автомобиля уходило менее 2-х часов

Сократив время на производство автомобиля и различные издержки, Генри Форд снизил и цену автомобиля. Как следствие личная машина стала доступна среднему классу, который прежде мог об этом только мечтать. «Модель Т» вначале стоила 800 долларов, потом 600, а во второй половине 1920-х годов ее стоимость снизилась до 345 долларов, при этом изготавливалась она менее, чем за два часа. По мере снижения цены стремительно увеличивались продажи. Всего было выпущено около 15 млн таких машин.

Благодаря поточному производству стоимость «Модели Т» снизилась до 650 долларов

Успешному производству способствовал не только конвейер, но и толковая организация труда. Во-первых, с 1914 года Форд начал платить рабочим по 5 долларов в день, что было значительно больше, чем в среднем по отрасли. Во-вторых, он сократил рабочий день до 8 часов, в- третьих, он предоставил своим рабочим 2 выходных дня. «Свобода — это право работать приличествующее количество часов и получать за это приличествующее вознаграждение; это возможность самому устраивать свои личные дела», писал Форд в книге «Моя жизнь, мои достижения».

История развития конвейерного транспорта

Первые конвейеры появились еще в Древнем Египте и Месопотамии XVI вв до н. э.. Они представляли собой многоковшовые (рисунок 1) и винтовые (рисунок 2) непрерывные водоподъемные устройства — нории.

Рисунок 2 – Винтовая нория

Нории являются предшественниками современных ковшовых элеваторов и винтовых конвейеров.

В Древнем Китае и Индии для непрерывной подачи воды из водоёмов в оросительные системы использовали цепные насосы, которые можно считать прототипами скребковых конвейеров.

Первые попытки применения скребковых и винтовых конвейеров для перемещения насыпных материалов (например, в мукомольном производстве) относятся к XVI—XVII вв.

В конце 18 в. Конвейер стали систематически использовать для транспортирования лёгких сыпучих материалов на небольшие расстояния.

В 30-е годы XIX в. с той же целью впервые были применены конвейеры с лентами из прочной ткани. Во второй половине XIX в. началось промышленное использование конвейеров для доставки тяжелых массовых и штучных грузов. Расширение областей применения конвейеров обусловило появление и эксплуатационное освоение новых типов конвейеров: ленточных с тканевыми прорезиненными лентами (1868 г., Великобритания), стационарных и передвижных пластинчатых (1870 г., Россия), винтовых cо спиральными винтами для крупнокусковых материалов (1887 г., США), ковшовых с шарнирно закрепленными ковшами для доставки грузов по сложным трассам (1896 г., США), ленточных со стальными лентами (1905 г., Швеция), инерционных (1906 г., Великобритания, Германия) и т. д. В 1882 г. конвейер был использован для связи технологических агрегатов в поточно-массовом производстве (США).

Несколько позднее стали применяться напольные литейные (1890 г., США), подвесные (1894 г., Великобритания) и специальные сборочные конвейеры (1912—1914 гг., США).

С 80-х годов XIX в. изготовление конвейеров в промышленно развитых странах постепенно выделялось в отдельную область машиностроения. В современных типах конвейеров сохранились основные конструктивные элементы, которые совершенствовались в соответствии с достижениями науки и техники (замена ременного привода электрическим, использование вибрационной техники и т. д.).

Идея конвейера в массовом производстве в полной мере была воплощена автомобильным промышленником Генри Фордом в начале XX в. .

С 80-х гг. 19 в. изготовление конвейеров в промышленно развитых странах постепенно выделялось в отдельную область машиностроения. В современных типах конвейеров сохранились основные конструктивные элементы, которые совершенствовались в соответствии с достижениями науки и техники (замена ременного привода электрическим, использование вибрационной техники, применение энергии сжатого воздуха и т.д.) .

Двухвинтовой конвейер твинвейер

Подобный вариант исполнения конвейера предназначен прежде всего для транспортировки штучных грузов, к примеру, бумажных мешков или ящиков. Ключевыми особенностями подобной конструкции можно назвать следующее:

1. Она представлена двумя параллельными трубами, которые могут быть расположены на расстоянии от 200 до 300 мм друг от друга.
2. Одна труба характеризуется наличием правого расположения витка, второй левого.
3. Основная рабочая часть представлена ребрами.
4. Боковые усилие, которые возникают при вращении основной части, нейтрализуют друг друга. За счет этого и обеспечиваются условия для транспортировки грузов.
5. Большинство моделей рассматриваемого оборудования имеют длину от 15 д 30 метров. При это создается конструкция из отдельных секций, длина которых составляет 3 метра.
6. Для фиксации каждой части применяются специальные элементы. Соединение отдельных секций проводится за счет пространственных шарниров, которые позволяют каждую секцию перемещать относительно друг друга на небольшой угол.
7. Основное вращение создается электрическим двигателем. В большинстве случаев он монтируется на специальной переносной раме, которая расположена с одной из сторон.

Особенность этой конструкции заключается в том, что она редко применяется по причине сильного износа штучной тары. Кроме этого, подобные конвейеры характеризуются низкой производительностью в сравнении с другими подобными устройствами.

В итоге

И хотя мы тратим не сильно меньше времени на описание композиции атомарных объектов для каждой операции, суммарно, мы потратим на много меньше времени на процесс описания всего набора операций.

Данный способ не отличается идеальной производительностью, и по началу требует время на описание всех необходимых компонентов, однако в дальнейшем снижает суммарное время на описание новых последовательностей обработки данных/конструирования сущностей.

Из слабых мест данного подхода к конструированию объектов могу отметить необходимость каждый раз добавлять новые типы в словарь, а также постоянно дописывать интерпретатор новых текстовых параметров, если у вас постоянно добавляются новые атомарные компоненты.