物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)第六章-物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2

第六章物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)本章的主要內(nèi)容1、物料搬運(yùn)概述；2、物料搬運(yùn)系統(tǒng)；3、物料搬運(yùn)系統(tǒng)分析方法SHA；4、搬運(yùn)系統(tǒng)的改善；5、物料搬運(yùn)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)案例。引導(dǎo)案例一家手表帶廠生產(chǎn)幾種金屬表帶，表帶由若干咬合齒片組成。它的工藝是，用沖床沖壓出這些齒片，然后操作工人將生產(chǎn)好的元件裝滿容器箱后，將容器箱送往裝配線進(jìn)行裝配。工廠原來(lái)整個(gè)生產(chǎn)周期需要48天。根據(jù)工業(yè)工程背景，很快就確定了問(wèn)題的所在。所用容器箱太大，需要花很多時(shí)間才能裝滿容器箱；沖床成為一個(gè)瓶頸，限制了整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)率。提出的建議是：第一，用小得多的容器箱向下游頻繁地傳送元件；第二，增加一臺(tái)沖床。這樣可將生產(chǎn)周期降到4天。

搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性！第一節(jié)物料搬運(yùn)概述1.物料搬運(yùn)的概念

（1）物料搬運(yùn)（MaterialHandling）包括物料（產(chǎn)品、元件或工裝夾具）的移動(dòng)、運(yùn)輸或重新安放，以改變物料的存放狀態(tài)和空間位置為主要目的的活動(dòng)。（3）物料搬運(yùn)的基本要素：物料、移動(dòng)和方法。（2）具體物料搬運(yùn)作業(yè)：搬運(yùn)作業(yè)裝卸作業(yè)碼垛或取貨轉(zhuǎn)向和翻轉(zhuǎn)2.物料搬運(yùn)10條原則（1）規(guī)劃原則（全面考慮需求、作業(yè)目標(biāo)和功能要求規(guī)劃）（2）標(biāo)準(zhǔn)化原則（物料搬運(yùn)方法、設(shè)備、器具、控制軟件）（3）工作原則（搬運(yùn)工作最小化）（4）人機(jī)工效原則（考慮人的特性和能力）（5）集裝單元化原則（標(biāo)準(zhǔn)容器和物料的集裝）（6）利用空間原則（7）系統(tǒng)化原則（8）自動(dòng)化原則（9）環(huán)境原則（10）全生命周期成本原則3.物料搬運(yùn)活性分析

（1）活性系數(shù)

活性系數(shù)：表示物料搬運(yùn)難易的程度。所費(fèi)的人工越多，活性就越低。反之，所需的人工越少，活性越高，但相應(yīng)的投資費(fèi)用也越高。圖1物料搬運(yùn)活性系數(shù)（2）活性分析圖表活性系數(shù)確定原則活性分析圖表

0

12

345678910合計(jì)432101692合計(jì)系數(shù)散放在地上裝入車(chē)上移動(dòng)卸放在地上裝入車(chē)內(nèi)移動(dòng)放置在車(chē)架移動(dòng)放在托盤(pán)上用叉車(chē)搬運(yùn)活性系數(shù)平均為＝活性系數(shù)總和/作業(yè)工序數(shù)＝2.7作業(yè)工序流程順序裝入容器中，活性系數(shù)為1，放在托盤(pán)中，活性系數(shù)為2圖2活性系數(shù)分析表示示例改進(jìn)方法低于0.5：有效利用集裝器具、手推車(chē)。0.5～1.3：有效利用動(dòng)力搬運(yùn)車(chē)、叉車(chē)、卡車(chē)。

1.3～2.3：有效利用傳送帶、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)。2.3以上：從設(shè)備、方法方面進(jìn)一步減少搬運(yùn)工序數(shù)。4.物料搬運(yùn)的單元化（1）單元化的定義單元化集裝單元或單元載荷(UnitLoad)是將不同狀態(tài)和大小的物品，集裝成一個(gè)搬運(yùn)單元，便于搬運(yùn)作業(yè)。集裝單元化：以集裝單元進(jìn)行物料的裝卸、搬運(yùn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)任锪骰顒?dòng)的作業(yè)方式。優(yōu)點(diǎn)增加了一次搬運(yùn)更多物品的能力，減少了搬運(yùn)次數(shù)，降低搬運(yùn)成本、減少裝卸次數(shù)和物品的破損。易于清點(diǎn)和增加貨物堆碼層數(shù)，更好地利用倉(cāng)庫(kù)空間。便于實(shí)現(xiàn)裝卸搬運(yùn)機(jī)械化，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。減少氣候的影響，保證貨物的質(zhì)量，加速貨物的流轉(zhuǎn)。

（2）實(shí)現(xiàn)單元化的方法－－集裝集裝是以最有效地實(shí)現(xiàn)物料搬運(yùn)作為基本條件，把若干物品或散放貨物恰當(dāng)?shù)亟M合，達(dá)到適合于裝卸搬運(yùn)設(shè)備和機(jī)械操作的程度，這種對(duì)貨物的處理過(guò)程。集裝的方式棧板化，將物品加以組裝并固定于搬運(yùn)車(chē)或起重機(jī)移動(dòng)的棧板（托盤(pán)、平臺(tái)）上。集裝袋，將物品加以組裝并固定集裝袋或?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)的小型傳送車(chē)上。貨柜化，將物品加以組裝于大型盒子或箱子（主要是集裝箱）。

5.物料搬運(yùn)方程式物料搬運(yùn)方程式在解決物料搬運(yùn)問(wèn)題時(shí)，設(shè)計(jì)者需要考慮6個(gè)主要的問(wèn)題，即6個(gè)變量，著名的5W1H法控制。圖4物流搬運(yùn)方程式WhyWhatWhereWhenHowWho物料移動(dòng)方法＋＋＝系統(tǒng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)變量Which第二節(jié)物料搬運(yùn)系統(tǒng)分析方法物料搬運(yùn)系統(tǒng)分析方法（SystemHandingAnalysis，SHA）是繆瑟提出的一種系統(tǒng)分析方法，適用于一切物料搬運(yùn)項(xiàng)目。

SHA方法包括：一種解決問(wèn)題的方法；一系列依次進(jìn)行的步驟和一整套關(guān)于記錄、評(píng)定等級(jí)和圖表化的圖例符號(hào)。1.物料搬運(yùn)系統(tǒng)分析方法過(guò)程圖5物料搬運(yùn)系統(tǒng)分析過(guò)程第I階段——外部銜接要弄清整個(gè)區(qū)域或所分析區(qū)域的全部物料進(jìn)出搬運(yùn)活動(dòng)。考慮所分析區(qū)域以外的物料搬運(yùn)活動(dòng)，就是把區(qū)域內(nèi)具體的物料搬運(yùn)問(wèn)題同外界情況或外界條件聯(lián)系起來(lái)考慮。第II階段——編制總體搬運(yùn)方案確定各主要區(qū)域之間的物料搬運(yùn)方法。對(duì)物料搬運(yùn)的基本路線系統(tǒng)、搬運(yùn)設(shè)備大體的類(lèi)型以及運(yùn)輸單元或容器做出總體決策。第III階段——編制詳細(xì)搬運(yùn)方案考慮每個(gè)主要區(qū)域內(nèi)部各工作地點(diǎn)之間的物料搬運(yùn)，要確定詳細(xì)物料搬運(yùn)方法。

第IV階段——方案的實(shí)施進(jìn)行必要的準(zhǔn)備工作，訂購(gòu)設(shè)備，完成人員培訓(xùn)，制定并實(shí)現(xiàn)具體搬運(yùn)設(shè)施的安裝計(jì)劃，以及后面的實(shí)施與管理。2.物料的分類(lèi)（1）物料的分類(lèi)方法固體、液體還是氣體；單獨(dú)件、包裝件還是散裝物料。根據(jù)影響物料可運(yùn)性（即移動(dòng)的難易程度）的各種特征和影響能否采用同一種搬運(yùn)方法的其他特征進(jìn)行分類(lèi)的。（2）分類(lèi)影響因素物理特征通常是影響物料分類(lèi)的最重要因素。數(shù)量也特別重要。時(shí)間方面的各項(xiàng)因素。特殊控制問(wèn)題往往對(duì)物料分類(lèi)有決定作用。（3）物料的分類(lèi)程序列表標(biāo)明所有的物品或分組歸并的物品的名稱(chēng)。記錄其物理特征或其他特征。分析每種物料或每類(lèi)物料的各項(xiàng)特征，并在主導(dǎo)、起決定作用的特征下面劃標(biāo)記線。確定物料類(lèi)別，把那些具有相似的主導(dǎo)特征或特殊影響特征的物料歸并為一類(lèi)。3.移動(dòng)分析（1）搬運(yùn)路線分析通過(guò)觀察每項(xiàng)移動(dòng)的起迄點(diǎn)來(lái)收集資料（物料、路線的起訖點(diǎn)，搬運(yùn)路徑情況，物流量和物流條件），編制搬運(yùn)路線一覽表，每次分析一條路線，收集這條路線上移動(dòng)的各類(lèi)物料或各種產(chǎn)品的有關(guān)資料，每條路線要編制一個(gè)搬運(yùn)路線表。圖6物料搬運(yùn)路線表（2）物料進(jìn)出表通過(guò)對(duì)某一個(gè)區(qū)域運(yùn)進(jìn)運(yùn)出的所有物料資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并編制物料進(jìn)出表。圖7物料進(jìn)出表（3）搬運(yùn)活動(dòng)一覽表列出所有路線、并排出每條路線的方向、距離和具體情況。列出所有的物料類(lèi)別；列出各項(xiàng)移動(dòng)的物流量、運(yùn)輸工作量、搬運(yùn)活動(dòng)的具體狀況及相對(duì)重要性等級(jí)。表1搬運(yùn)活動(dòng)一覽表（4）各項(xiàng)移動(dòng)的圖表化在布置圖上繪制物流圖（作業(yè)單位相對(duì)少）。圖8在布置圖上繪制的物流圖（4）各項(xiàng)移動(dòng)的圖表化坐標(biāo)指示圖：是距離與物流量的指示圖

（作業(yè)單位相對(duì)較多）。圖9距離與物流量指示圖距離/m

物流量（t）（5）物流距離表在布置方案圖上，確定各作業(yè)單位物流路線及物流量，同時(shí)測(cè)得各條路線的距離，編制成物流距離表。物流—距離表

物流—距離表

（6）F-D圖（流量距離圖）物料搬運(yùn)總的費(fèi)用：根據(jù)上式可得F-D圖：圖10F-D的雙曲線(dm,fm)(dk,fk)(d2,f2)(d1,f1)FD（6）F-D圖根據(jù)分析，按照物流量和距離的關(guān)系，可得F-D圖。圖11某車(chē)間F-D圖第三節(jié)物料搬運(yùn)方案設(shè)計(jì)（1）物料搬運(yùn)路線物料搬運(yùn)路線分為直達(dá)型D、渠道型K和中心型G：1.物料搬運(yùn)方法及選擇原則a、直達(dá)型b、渠道型c、中心型圖15搬運(yùn)路線形式

ABCDABCDABCD物料搬運(yùn)路線的選擇，一般根據(jù)距離與物流量指示圖來(lái)分析。圖16物料搬運(yùn)路線選擇

渠道型中心型直達(dá)型布置不合理距離短距離長(zhǎng)

物流量大物流量小

（2）物料搬運(yùn)設(shè)備選擇原則物料搬運(yùn)設(shè)備的選擇，一般根據(jù)距離與物流量指示圖來(lái)分析。圖17物料搬運(yùn)設(shè)備選擇

距離短距離長(zhǎng)

物流量大物流量小

復(fù)雜的搬運(yùn)設(shè)備簡(jiǎn)單的搬運(yùn)設(shè)備復(fù)雜的運(yùn)輸設(shè)備簡(jiǎn)單的運(yùn)輸設(shè)備巷道式堆垛機(jī)叉車(chē)、輸送機(jī)手推車(chē)托盤(pán)搬運(yùn)車(chē)集裝貨車(chē)無(wú)人駕駛機(jī)動(dòng)貨車(chē)（3）運(yùn)輸單元（容器）容器（搬運(yùn)單元）是指物料搬運(yùn)時(shí)的基本裝載方式，如散裝采用車(chē)廂、罐裝等，單件采用單件包裝、集裝器具等如桶裝、紙盒、箱子、板條箱、托盤(pán)、托架等。根據(jù)物料特點(diǎn)和設(shè)備來(lái)選擇運(yùn)輸與搬運(yùn)單元。2.初步物料搬運(yùn)方案搬運(yùn)方法：實(shí)際上就是以一定形式的搬運(yùn)設(shè)備，與一定形式的運(yùn)輸單元相結(jié)合，進(jìn)行一定模式的搬運(yùn)活動(dòng)，以形成一定的搬運(yùn)路線系統(tǒng)。SHA方法用的圖例符號(hào)圖19SHA圖例

（1）在普通表格上表示搬運(yùn)方法編制搬運(yùn)方案：填寫(xiě)工作表格，列出每條線路上每種物料路線系統(tǒng)、搬運(yùn)設(shè)備和運(yùn)輸單元。圖20物料搬運(yùn)方法工作表

（2）在匯總表上表示搬運(yùn)方法原材料造粒D

托盤(pán)

a

（1）考慮實(shí)際限制條件3.搬運(yùn)方案的修改與各需求的計(jì)算同外部銜接的搬運(yùn)方法；滿足生產(chǎn)需要，又要適應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃發(fā)展；和生產(chǎn)流程或流程設(shè)備保持一致；可以利用現(xiàn)有公用設(shè)施和輔助設(shè)施保證搬運(yùn)方案的實(shí)現(xiàn)；布置方案對(duì)面積、空間條件的限制；建筑物及其結(jié)構(gòu)特征。（1）考慮實(shí)際限制條件庫(kù)存制度及存放物料的方法和設(shè)備；原有的搬運(yùn)設(shè)備和容器的數(shù)量以及適用程度；投資的限制；設(shè)計(jì)進(jìn)度和允許的限制；影響工人安全搬運(yùn)方法。（2）說(shuō)明和各項(xiàng)需求的計(jì)算說(shuō)明每條路線上每種物料的搬運(yùn)方法；說(shuō)明其它變動(dòng)說(shuō)明，如更改布置、作業(yè)計(jì)劃、生產(chǎn)流程、公用設(shè)施、道路；計(jì)算搬運(yùn)設(shè)備和人員的需求量；計(jì)算投資數(shù)和預(yù)期的經(jīng)營(yíng)費(fèi)用。（1）費(fèi)用比較或財(cái)務(wù)比較4.方案的評(píng)價(jià)（2）優(yōu)缺點(diǎn)比較優(yōu)缺點(diǎn)比較法是直接把各個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)列在一張表上。對(duì)各方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析和比較，從而得到最后方案。

（3）加權(quán)因素法主要有以下幾個(gè)步驟：

①列出搬運(yùn)方案需要考慮或包含的因素(或目的)；

②把最重要的一個(gè)因素的加權(quán)值定為10，再按相對(duì)重要性規(guī)定其余各因素的加權(quán)值；

③標(biāo)出各比較方案的名稱(chēng)，每一方案占一欄；

④對(duì)所有的方案的每個(gè)因素進(jìn)行打分；

⑤計(jì)算各方案加權(quán)值，并比較各方案的總分。4.方案的評(píng)價(jià)物料的分類(lèi)布置移動(dòng)分析

5.詳細(xì)的搬運(yùn)方案設(shè)計(jì)物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例案例1某藥品配送中心分揀庫(kù)設(shè)計(jì)一、現(xiàn)狀某藥品配送中心主要負(fù)責(zé)周邊地區(qū)各大藥房及醫(yī)院所需中西藥品的配送，藥品種類(lèi)有6500種（中藥3000種，西藥3500種），日處理訂單數(shù)約30個(gè)，日進(jìn)出流量1000箱，藥箱最大體積為500×400×340mm。該配送中心有1#、2#兩個(gè)庫(kù)區(qū)，其中1#庫(kù)負(fù)責(zé)中藥和西藥的整箱出貨或者托盤(pán)出貨；2#庫(kù)為分揀庫(kù)，大小為（L×B×H）：45m×25m×9m，分揀庫(kù)負(fù)責(zé)西藥藥品拆零出貨。分揀庫(kù)設(shè)有3000個(gè)西藥的揀貨貨位，其中高頻率出貨貨位占1/3，中低頻率出貨貨位占2/3，揀貨貨位離地應(yīng)大于300mm，每個(gè)揀貨貨位需配相應(yīng)的補(bǔ)貨貨位。二、分揀庫(kù)作業(yè)流程分析

根據(jù)配送中心的要求，1#庫(kù)負(fù)責(zé)客戶訂單的中藥出貨和西藥的整箱出貨或托盤(pán)出貨，而訂單上不足整箱的西藥零星出貨則是2#庫(kù)的作業(yè)內(nèi)容，該作業(yè)涉及以下幾個(gè)模塊：

1．補(bǔ)貨模塊。

2．揀貨模塊。

3．驗(yàn)貨、集貨模塊。

4．出貨模塊。

5．訂單信息模塊。1#庫(kù)庫(kù)存送至驗(yàn)貨區(qū)驗(yàn)貨、集貨出貨暫存發(fā)貨分揀貨位的補(bǔ)貨存儲(chǔ)貨位的補(bǔ)貨拆箱批量揀選訂單（零散）揀選揀選作業(yè)指令訂單處理接受客戶訂單進(jìn)貨暫存區(qū)補(bǔ)貨圖25分揀庫(kù)的作業(yè)流程三、作業(yè)區(qū)域規(guī)劃及相關(guān)性分析根據(jù)分揀庫(kù)的作業(yè)內(nèi)容和作業(yè)流程，可確定其作業(yè)區(qū)域配置。揀貨區(qū)：由貨架和通道組成，揀貨員按電子標(biāo)簽或揀貨單將貨架上的藥品揀取到揀貨箱中，完成揀貨作業(yè)。補(bǔ)貨區(qū)：補(bǔ)貨人員在此區(qū)域完成從補(bǔ)（進(jìn)）貨暫存區(qū)到貨架存儲(chǔ)貨位的補(bǔ)貨作業(yè)。驗(yàn)貨區(qū)：對(duì)揀取完畢的藥品與客戶訂單進(jìn)行核對(duì)，完成驗(yàn)貨作業(yè)。集貨區(qū)：作業(yè)人員將驗(yàn)貨完畢的藥品按客戶訂單理貨，將一張訂單上的藥品集裝在一起，便于發(fā)貨。出貨暫存區(qū)、補(bǔ)（進(jìn)）貨暫存區(qū)和管理辦公區(qū)。理清各作業(yè)區(qū)域之間的相互關(guān)系，利用相關(guān)分析圖來(lái)分析各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系：圖26作業(yè)單位相關(guān)圖

四、物流分析1、物料的分類(lèi)圖27物料分類(lèi)

2．物料的移動(dòng)分析（1）布置圖對(duì)物料的移動(dòng)分析不可避免地要涉及布置。布置決定了和終點(diǎn)之間的距離。揀貨區(qū)范圍ABC區(qū)域。圖28作業(yè)區(qū)域平面布置圖

A高頻出貨區(qū)C低頻出貨區(qū)B低頻出貨區(qū)（2）各項(xiàng)移動(dòng)的分析

在分析各項(xiàng)移動(dòng)時(shí)，需要掌握一定的資料，這些資料包括；物料（產(chǎn)品物料類(lèi)別）、路線（起點(diǎn)和終點(diǎn)）和物流（搬運(yùn)活動(dòng)）。表3搬運(yùn)活動(dòng)一覽表（3）各項(xiàng)移動(dòng)的圖表化在布置圖上繪制物流圖。圖29在布置圖上繪制的物流圖五、初步的物料搬運(yùn)方案1．物料搬運(yùn)方法的選擇（1）搬運(yùn)路線系統(tǒng)根據(jù)分揀庫(kù)作業(yè)物料搬運(yùn)的特點(diǎn)，從1#庫(kù)向2#分揀庫(kù)補(bǔ)貨暫存區(qū)的補(bǔ)貨、分揀庫(kù)驗(yàn)貨集貨區(qū)向出貨暫存區(qū)的搬運(yùn)以及出貨暫存區(qū)向1#發(fā)貨區(qū)的發(fā)貨物流量相對(duì)較大采用直接型路線系統(tǒng)，補(bǔ)貨暫存區(qū)向存儲(chǔ)貨位的補(bǔ)貨采用渠道型路線系統(tǒng)，揀貨采用中心型路線系統(tǒng)。（2）物料搬運(yùn)設(shè)備和運(yùn)輸單元結(jié)合配送中心的實(shí)際情況，物流量小，搬運(yùn)距離短，故選擇簡(jiǎn)單的搬運(yùn)設(shè)備和輸送設(shè)備。選用托盤(pán)、塑料揀貨周轉(zhuǎn)箱和紙箱作為運(yùn)輸單元。2．初步的搬運(yùn)方案

方案一：采用搬運(yùn)系統(tǒng)方案表中的原始方案。

方案二：將搬運(yùn)方案表中的原始方案中b和c采用代用方案。

方案三：將搬運(yùn)方案表中的原始方案中a、b、c采用代用方案。

方案四：將搬運(yùn)系統(tǒng)方案表中的原始方案中a、b、c、d都采用代用方案。六、各項(xiàng)需求的說(shuō)明和計(jì)算

①說(shuō)明每條路線上每種物料的搬運(yùn)方法。

②說(shuō)明搬運(yùn)方法以外的其他必要的變動(dòng)，如更改布置、作業(yè)計(jì)劃、生產(chǎn)流程、建筑物、公用設(shè)施、道路等。

③計(jì)算搬運(yùn)設(shè)備和人員的需要量。

④計(jì)算投資數(shù)和預(yù)期的經(jīng)營(yíng)費(fèi)用。七、方案的評(píng)價(jià)優(yōu)缺點(diǎn)比較法圖30總平面布置圖第四節(jié)搬運(yùn)作業(yè)的改善活性系數(shù)分析法；搬運(yùn)重量比率分析；

搬運(yùn)重量比率＝搬運(yùn)重量累計(jì)值/產(chǎn)成品凈重量搬運(yùn)重量累計(jì)值把人力每次取放或移動(dòng)物品的重量累加。ECRS原則和實(shí)行單元化，機(jī)械化，提高搬運(yùn)機(jī)械化水平。1.改進(jìn)搬運(yùn)分析方法

空搬運(yùn)分析；