第五章物料搬運規(guī)劃

1、第五章 物料搬運系統(tǒng)規(guī)劃第一節(jié) 物料搬運系統(tǒng)基本概念物料搬運的定義定義 在同一場所范圍內進行的、以改變物料的存放（支承）狀態(tài)（即狹義的裝卸）和空間位置（即狹義的搬運）為主要目的的活動，即對物料、產(chǎn)品、零部件或其它物品進行搬上、卸下、移動的活動。 物流的各個環(huán)節(jié)之間和同一環(huán)節(jié)的不同作業(yè)之間，都必須進行裝卸搬運作業(yè)，它把物的運動的各個階段聯(lián)接成為連續(xù)的“流”，使物流的概念名實相符。物料搬運的定義 據(jù)國外統(tǒng)計：在中等批量的生產(chǎn)車間里，零件在機床上的時間僅占生產(chǎn)時間的5%，而95%的時間消耗在原材料、工具、零件的搬運、等待上，物料搬運的費用占全部生產(chǎn)費用的3040%。 為此，設計合理、高效、柔性的物料

2、搬運系統(tǒng)，對壓縮庫存資金占用、縮短物流搬運所占時間，是十分必要的。 物料搬運的發(fā)展物料搬運大致經(jīng)歷了以下幾個階段 1）手工物料搬運時期 手工物料搬運，雖然是原始的，簡單的，但即使是今天，仍然存在于幾乎所有的物料搬運中，只不過是主要由體力型轉變?yōu)橹橇π汀?2）機械化物料搬運時期 這一階段由19世紀中期到20世紀中期，如今仍然是眾多物料搬運系統(tǒng)中的重要組成部分。 物料搬運的發(fā)展 3）自動化物料搬運時期 20世紀6070年代解決物料搬運的常用方法。使用如AS/RS、AGV、電腦以及條形碼等，機器人也引入物料搬運系統(tǒng)從事托盤上貨物碼垛和包裝工作。 4）集成化物料搬運時期 出現(xiàn)于20世紀80年代，不僅僅

3、是單機自動化，而是各設備之間集成并與生產(chǎn)系統(tǒng)相協(xié)調。 5）第五代物料搬運是智能型系統(tǒng) 它出現(xiàn)在八十年代末期。物料搬運的活性理論搬運活性 人們把物料的存放狀態(tài)對搬運作業(yè)的方便（難易）程度，稱為搬運活性。 裝卸次數(shù)少、工時少的貨物堆放方法搬運活性高。 散放在地的物品要運走，需要經(jīng)過集中、搬起、升起、運走四步作業(yè)。搬運活性指數(shù)的定義： 搬運某種狀態(tài)下的物品所需要進行的四項作業(yè)中“已經(jīng)不需要的作業(yè)項目”。物料搬運的活性理論活性的區(qū)分和活性指數(shù)物品狀態(tài)作業(yè)說明作業(yè)種類還需要的作業(yè)數(shù)目已不需要的作業(yè)數(shù)搬運活性指數(shù)集中搬起升起運走散放在地上集中、搬運、升起、運走要要要要400裝在箱中搬運、升起、運走（已集中

4、）否要要要311托盤上升起、運走（已搬起）否否要要222車中運走（不用升起）否否否要133運動著的輸送機不要（保持運動）否否否否044運動著的物品不要（保持運動）否否否否044活性分析圖表 搬運作業(yè)活性分析圖。 考慮提高某些作業(yè)的活性系數(shù)， 如活性系數(shù)為0的散放，通過放入容器中（活性系數(shù)為1）或碼放在托盤上（活性系數(shù)為2），來提升搬運活性，提高工作效率。 活性分析圖表 計算平均活性系數(shù)。圖中的平均值2.7由下式計算： 平均活性系數(shù)= 活性系數(shù)總和 / 作業(yè)工序數(shù) 這樣，由平均活性系數(shù)的大小，可以采用以下不同的改進方法： q2.3：從設備、方法方面進一步減少搬運工序數(shù)。 總之，活性系數(shù)越高，所需

5、人工越少，但設備投入越多。在進行搬運系統(tǒng)設計時，不應機械地認為活性系數(shù)越高越好，而應綜合考慮。 物料搬運路線的分類物料搬運路線分為直達型、渠道型和中心型三種。 1）直達型 各種物料從起始點到終點經(jīng)過的路線最短。 當物流量大、距離短時，采用這種形式比較經(jīng)濟。 尤其適合于物料有一定的特殊性而時間又比較緊迫的情況。AB物料搬運路線的分類 2）渠道型 一些物料在預定路線上移動，與來自不同地點的其他物料一起運到同一個終點。 當物流量為中等或少量，而距離為中等或較長時，采用這種形式比較經(jīng)濟。 尤其當布置不規(guī)則而又分散時更為有利。ABCD物料搬運路線的分類 3）中心型 各種物料從起點移動到一個分揀中心或分拔

6、中心，然后再運往終點。ABCD 物料搬運過程中，若物流量大且距離又長，則說明該布置不合理。 搬運路線的選擇 距離與物流量可作為確定搬運路線的依據(jù)直達型渠道或中心型不合理距離物流量搬運設備選擇原則距離物流量復雜的搬運設備復雜的運輸設備簡單的搬運設備簡單的搬運設備搬運設備選擇原則 作為搬運設備的本身，選擇時應考慮以下一些因素 1）設備的技術性能 2）設備的可靠性 3）工作環(huán)境的配合和適應性 4）經(jīng)濟因素，包括投資水平、投資回收期及性能價格比等； 5）可操作性和使用性 6）能耗因素 7）備件及維修因素 8）與物料的適配程度物料搬運的原則規(guī)劃原則： 以獲取系統(tǒng)整體最大工作效益為目標，規(guī)劃所有的物料搬運

7、和物料存儲工作。系統(tǒng)化原則： 盡可能廣泛地把各種搬運活動當成一個整體，使之組成相互協(xié)調的搬運系統(tǒng)，其范圍包括供貨廠商、收貨、儲存、生產(chǎn)、檢驗、包裝、成品儲存、發(fā)貨、運輸和消費用戶等。物流順暢原則： 在確定生產(chǎn)順序與設備平面布置時，應力求物流系統(tǒng)的最優(yōu)化。物料搬運的原則 精簡原則： 減少、取消或合并不必要的運動與設備，以簡化搬運工作。 利用重力原則： 在可能的條件下，盡量利用重力搬運物料，但應注意防止磕碰。 充分利用空間原則： 最大可能地充分利用建筑物的整個空間。 集裝單元化原則： 盡可能地采用標準的容器與裝載工具來集裝物料搬運，以利于搬運過程的標準化、集裝化。物料搬運的原則機械化原則： 合理采

8、用搬運機械設備和提高搬運機械化程度。自動化原則 在生產(chǎn)、搬運和存儲過程采用合理的作業(yè)自動化。選擇設備原則 在選擇設備過程中，考慮被搬運物料的特點包括物料的運動方式和采用的搬運方法。標準化原則 使搬運方法、搬運設備、搬運器具的類型、尺碼標準化。減輕自重原則 降低移動式設備的自重與載荷的比例。物料搬運的原則靈活性原則 在專用設備并非必要的情況下，所采用的搬運方法和搬運設備應能適應各種不同的搬運任務和實際應用的要求。充分利用原則 力求使人員與搬運設備得到充分利用。維修保養(yǎng)原則 為全部搬運設備制定預防性保養(yǎng)和計劃維修制度。摒棄落后原則 當出現(xiàn)可提高效率的方法和設備時，合理更新陳舊設備與過時的方法。物料

9、搬運的原則控制原則 利用物料搬運工作改進對生產(chǎn)、庫存和接訂單、發(fā)貨等工作的控制管理。生產(chǎn)能力原則 利用搬運設備促使系統(tǒng)達到所要求的生產(chǎn)能力。搬運作業(yè)效能原則 以每搬運一件單元貨物所耗成本的指標考核搬運作業(yè)的效能。安全原則 為保證搬運的安全，提供合適的方法和設備。第二節(jié) 物料搬運設備及用具裝卸搬運機械的分類裝卸搬運機械按作業(yè)特征分為四類 1）起重機械： 起重機、升降機、輕小型起重設備（葫蘆、絞車）。 2）輸送機械： 包括有牽引機構的輸送機、無牽引構件的輸送機（螺旋、輥子、氣力輸送裝置）。 3）工業(yè)車輛： 包括叉車、牽引車、單斗裝載機等。 4）專用機械： 包括翻車機、堆取料機、堆垛機、分揀機等。裝

10、卸搬運機械起重機簡單起重機械： 一般只作升降運動或一個直線方向移動，只需要一個運動機構，而且大多數(shù)是手動的。如絞車、葫蘆等。通用起重機械 除需要一個使物品升降的起升機構外，還有使物品作水平方向的直線運動或旋轉運動機構。特種起重機械 專用于某些專業(yè)性的工作，構造比較復雜。如冶金專業(yè)機械、建筑專用機械、采礦專業(yè)機械等。裝卸搬運機械起重機 電動單梁起重機通用橋式起重機裝卸搬運機械起重機裝卸搬運機械起重機輪胎起重機與汽車式起重機裝卸搬運機械連續(xù)輸送機裝卸搬運機械叉車平衡重式叉車高位揀選式倉庫叉車裝卸搬運機械叉車 集裝箱叉車 裝卸搬運機械叉車前移式叉車手動式叉車裝卸搬運機械叉車 步行式叉車手動托盤搬運車

11、裝卸搬運機械起升機械電梯是一種依靠轎廂沿著垂直方向運送人員或貨物的間歇運動的主要起升機械。電梯分類 1)按用途分：可按使用對象分為載人電梯、載貨電梯和專用電梯等。 2)按速度分：低速梯、快速梯、高速梯、超高速梯。 3)按曳引電動機電源分：交流電梯和直流電梯。 4)按操縱方式分：有司機操縱和無司機操縱。裝卸搬運機械起升機械裝卸搬運機械小型搬運車小型搬運車有：手推車、手動拖盤搬運車和手動叉車。裝卸搬運機械小型搬運車裝卸搬運機械無人搬運車及工業(yè)機器人自動導引車AGV裝卸搬運機械拖盤托盤是一種機械化裝卸、搬運和堆存貨物的集裝工具，由兩層鋪板中間夾以縱梁（或墊塊）或單層鋪板下設縱梁（或墊塊、支腿）所組成

12、。裝卸搬運機械拖盤托盤的分類 按結構可分為：平托盤、箱式托盤、柱式托盤和輪式托盤等。平托盤各部分的名稱裝卸搬運機械拖盤 各式平托盤裝卸搬運機械拖盤各式托盤示例裝卸搬運機械拖盤托盤的分類按材質分：木托盤、鋼托盤、鋁托盤、膠合板托盤、波紋紙托盤、塑料托盤、復合材料托盤等按使用壽命分：一次用（消耗性）和多次用（循環(huán)性）兩種。按使用范圍分：企業(yè)內部用和聯(lián)運用兩種。裝卸搬運機械拖盤托盤的規(guī)格尺寸 托盤規(guī)格尺寸標準化，是托盤流通的前提。 托盤一般與叉車、汽車配合使用，目前叉車、汽車已全部實現(xiàn)標準化，因此托盤尺寸也應與之建立相應的模數(shù)關系。ISO建議以： 8001200、10001200、10161219、

13、11001100（單位mm）四種尺寸做為標準。裝卸搬運機械拖盤我國機械工業(yè)系統(tǒng)使用：JB3003-81規(guī)定的8001000與500800，載重量為0.5、1.2t的箱式和柱式托盤； JB300481規(guī)定8251100、545825載重量為1t和0.5t的平托盤。第三節(jié) 物料搬運系統(tǒng)設計系統(tǒng)搬運分析方法 系統(tǒng)搬運分析（System Handling Analysis，SHA）是理查德.繆瑟提出的一種系統(tǒng)分析方法，適用于一切物料搬運項目。 SHA方法包括三個部分：一種解決問題的方法，一系列依次進行的步驟和一整套關于記錄、評定等級和圖表化的圖例符號。 圖例符號如前幾章所述，不再重復。系統(tǒng)搬運分析的四

14、個階段設計四階段時間安排圖示I：外部銜接II：搬運方案III:詳細方案IV:實施時間SHA的程序模式系統(tǒng)布置設計程序模式5、物料搬運方法的知識和理解2、布置P、Q、R、S、T1、物料的分類3、各項移動的分析4、各項移動的圖表化6、初步的搬運方案7、修改和限制8、各項需求的計算9、方案的評價選定搬運方案物料分類物料分類的主要依據(jù) 1）物料的可運性 影響可運性的主要因素是物料本身的物理化學特性，外界的因素（如工位器具、托盤、貨架和搬運設備等）也有重要影響 2）物流條件 包括：生產(chǎn)工藝方面要求，質量保證體系方面要求（如精密件的搬運），生產(chǎn)管理方面的要求（如周期性、配套性等），以及一些特殊要求（如貴重

15、物品的控制）和法律管制品等。物料分類物料分類的程序 1）列表標明所有物品或分組歸并物品的名稱； 2）記錄其物理特征及其他特征； 3）分析各類物料的各項特征，并在主導、起決定作用的特征下面劃出標記線； 4）確定物料類別，將具有相似主導特性或特殊影響特征的物料歸為一類； 5）對物料進行分類后（如用a、b、c、d表示），即可編制物料特征表。物料特征表移動分析第一步：搜集各種移動分析資料 開始分析各項移動時，需要提前準備的資料包括： 1）物料的分類 2）路線的起點、終點和搬運路徑 3）貨流的物流量和物流條件第二步：移動分析方法 目前常用的方法有兩種： 1）流程分析法 2）起訖點分析法移動分析流程分析法

16、 每次僅觀察一類物料，并跟隨其沿生產(chǎn)過程搜集資料（必要時跟隨從物料庫到成品庫的全過程），然后編制出流程圖表（或流程）。見下頁圖。 當物料品種很少或是單一品種時，常采用此方法。移動分析 具體方法見物流分析一章。移動分析起訖點分析法 有兩種不同的分析思路： 1）在物料品種數(shù)目不太多時，首先通過觀察每次移動的起訖點搜集資料，然后分析各條搬運路線，給制出搬運路線表。如下頁表所示。 2）若物料品種數(shù)目多，則對一個區(qū)域進行觀察，搜集運進運出該區(qū)域一切物料的有關資料，編寫物料進出表。見excel表。移動分析 搬運路線表移動分析第三步：編制搬運活動一覽表 搬運活動一覽表見excel表格。 編制此表的目的是把搜

17、集的資料匯總在一張表上，達到明了、全面地了解情況以及運用的目的，表中應對每條路線、每類物料和每項移動的物流量及運輸工作量進行計算，并按A、E、I、O、U進行等級評定。 A：超高物流量 E：特大物流量 I：較大物流量 O：普通物流量 U：忽略物流量移動分析第四步：各種移動圖表化 圖表化將各項移動的分析結果標注在區(qū)域布置圖上，以便一目了然，各種移動的圖表化是SHA程序模式中的一個重要步驟。 圖表化的方法有： 1）物流流程簡圖 2）平面布置圖上繪制物流圖 3）坐標指示圖移動分析物流流程簡圖 物流流程簡圖用簡單的圖表描述物流流程，沒有聯(lián)系到布置，因此不能表達出每個工作區(qū)域的正確位置，它也沒有標明距離，

18、所以不可能選擇搬運方法。移動分析平面布置圖上繪制的物流圖。 由于注明了準確位置及距離，可用于選擇搬運方案。接線器零件生產(chǎn)PSAPFAFB7.5ma660KGa8.0ma570KGaa570KGa8.0ma90KGa8.0m13.2m3.2m90KGaa620KGa裝配前零件庫單件或小批裝配成批裝配成品庫工具裝配電線夾裝配線移動分析坐標指示圖是距離與物流量的指示圖。ABCEDF75m60m25t60m5t66m5t30m18t48m16t21t搬運方案分析 企業(yè)搬運活動可以采用同一種搬運方法，也可以采用不同的方法。一般情況下搬運方案都是幾種搬運方式的組合。 第一步：初步搬運方案分析 確定初步搬運

19、方案的步驟 1）搜集原始資料 2）根據(jù)原始資料，設計出幾個搬運方案 3）根據(jù)可能性，對幾個初步方案進行改進和調整，進行各項需求的計算和評價。 4）確定物料搬運方案。搬運方案分析 第二步：搬運方案分析方法 在普通表格上表示搬運方法。編制搬運方案的方法： 1）填寫工作表格，列出每條路線上每種（或每類）物料的路線系統(tǒng)、搬運設備和運輸單元。 如果物料品種是單一的或只有很少幾種，而且各條路線上是順次流通而無折返的，那么這種表格就很實用。 2）直接在以前編制的流程圖上記載建議采用的搬運方法。 3）把每項建議的方法標在以前編制的物流圖上。 一般說來，這種方法比較易于理解。搬運方案分析 第三步：系統(tǒng)分析 形成

20、系統(tǒng)分析方法匯總表，適用于物料品種和路線較多時。 從匯總表上可以全面了解所有物料搬運的情況，還可以匯總各種搬運方法綜合各條路線和各類物料的同類路線、設備和運輸單元。 第四步：需求計算 計算搬運設備和人員的需要量；計算投資數(shù)和預期的經(jīng)營費用。如表所示。方案的修改和限制 初步確定的方案是否符合實際、切實可行，必須根據(jù)實際限制條件進行修改。 解決物料搬運問題，除路線、設備和運輸單元外，還應考慮正確、有效地操作設備和協(xié)調與輔助物料搬運正常進行的問題（生產(chǎn)和庫存的協(xié)調）等等。方案評價 評價分析方法有兩類 1）成本費用或財務比較 2）無形因素比較 常用方法是優(yōu)缺點比較法和加權因素比較法。具體見第二章。第四節(jié) SLP與SHA的結合SLP與SHA的相互關系SLP與SHA之間的關系極為密切。 （1）二者具有共同的目標，其出發(fā)點都是力求物流合理化； SLP重點在于空間的合理規(guī)劃，使得物流路線最短，在布置時位置合理，盡可能減少物流路線的交叉、迂回、往復現(xiàn)象。 SHA重點在于搬運方法和手段的合理化，即根據(jù)所搬運物料的物理特征、數(shù)量以及