第四章-物料裝卸搬運系統(tǒng)設(shè)計

第四章

物料裝卸搬運系統(tǒng)設(shè)計

主要內(nèi)容一、基本概念二、物料裝卸搬運的原則三、影響物料裝卸搬運的基本因素四、物料裝卸搬運路線五、搬運設(shè)備選擇六、物料裝卸搬運設(shè)備及器皿介紹七、系統(tǒng)化搬運設(shè)計方法八、集裝單元化、標準化九、裝卸搬運合理化十、SLP+SHA一、基本概念意義（從數(shù)據(jù)中看問題）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%左右，而95%的時間消耗在原材料、工具、零件的搬運、等待上。據(jù)統(tǒng)計，搬運費用占總生產(chǎn)費用的20%-30%

物料裝卸搬運

------在同一地域范圍內(nèi)（車站、工廠、倉庫內(nèi)部等）以改變“物”的存放、支承狀態(tài)的活動(搬上、卸下)為裝卸-------以改變“物”的空間位置的活動(移動)為搬運物理改變只增加成本物料裝卸搬運系統(tǒng)

將一系列的相關(guān)設(shè)備和裝置，用于一個過程或邏輯動作系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)合理地將物料進行移動、儲存和控制。裝卸搬運特點

只增加物流成本：延時＋勞力，無附加值附屬性作業(yè)量大、頻繁、耗時費用比例高搬運重量工傷事故、損失中與搬運有關(guān)的占25%瓶頸該系統(tǒng)的設(shè)計取決于物料特性和流動的種類

搬運活性指數(shù)分析

搬運活性—指物料的存放狀態(tài)對后續(xù)搬運作業(yè)的難易程度。

物料的存放狀態(tài)——散放、裝箱、支墊和裝車

搬運作業(yè)——集中、搬起、升起、運走

搬運活性指數(shù)α——指搬運某種狀態(tài)下的物料所需要進行的四項作業(yè)中已經(jīng)不需要進行的作業(yè)數(shù)目。思考：在運動中的物料活性指數(shù)是多少活性指數(shù)分析圖——顯示物料裝卸搬運系統(tǒng)作業(yè)過程中各階段活性指數(shù)變化狀況的示意圖。

該圖便于直觀地分析和確定改善物料裝卸搬運的

薄弱環(huán)節(jié)——平均活性系數(shù)（平均機動性）

討論左邊的活性指數(shù)分析圖討論參考答案：α值越高，物料流動越容易，但要求工位器具及其所消耗的費用水平越高，投資費用越高，所以，系統(tǒng)設(shè)計非α

值越高越好，應(yīng)綜合考慮。

二、物料裝卸搬運的原則（1）規(guī)劃原則（2）系統(tǒng)化原則（3）物流順暢原則（4）精簡原則（5）利用重力原則（6）充分利用空間原則（7）集裝單元化原則（8）機械化原則（9）自動化原則（10）搬運作業(yè)效能原則（11）標準化原則（12）步步活化原則（13）減輕自重原則（14）安全原則（15）維修保養(yǎng)原則（16）最短距離原則三、影響物料裝卸搬運的基本因素物料裝卸搬運的五要素

完成物料裝卸搬運必須具備勞動力（搬運、操作人員）、裝卸搬運設(shè)備及設(shè)施（完成搬運作業(yè)的手段）、貨物（搬運的對象）等“硬”要素，以及工藝（作業(yè)方法）、信息和管理（搬運的指揮系統(tǒng)或保障系統(tǒng)）等“軟”要素。決定物料裝卸搬運方法(即物料搬運路線、搬運設(shè)備和搬運單元的結(jié)合)的條件（1）外部條件：貨物（貨物裝卸單位的形狀、重量、數(shù)量、尺寸）、裝卸作業(yè)種類（堆裝、拆垛、分揀、配送、搬運）、設(shè)備（設(shè)備的配置、構(gòu)造、尺寸及裝運能力）等。（2）內(nèi)部條件：貨物搬運前后狀態(tài)，作業(yè)動作的種類、機械動作的種類、工作人員的時間安排以及素質(zhì)等。四、物料裝卸搬運路線

?直達型(D)——指物料從起點到終點經(jīng)過的路線最短，適合于物流量大、距離短或特殊要求的物料（時間緊）。?渠道型(K)——指物料在預(yù)定路線上移動，與來自不同地點的其它物料一起運到同一終點，適合布置不規(guī)則分散或搬運距離、量中等的物料。?中心型(C)——各物料從起點移動到中心分揀處，然后再運到終點，適合物流量小且搬運距離長的物料。（非常經(jīng)濟）AACABCDBB物料裝卸搬運路線的選擇直達型渠道型或中心型物流量距離物流量距離物流量大且搬運距離長說明了什么？五、搬運設(shè)備選擇

依據(jù)：⑴距離與物流量的大小——設(shè)備類型⑵技術(shù)指標和物料特點——設(shè)備數(shù)量型號

思考：距離短，物流量小，選何種類型設(shè)備？距離短，物流量大，選何種類型設(shè)備？距離長，物流量小，選何種類型設(shè)備？距離長，物流量大，選何種類型設(shè)備？不適宜的觀點物料裝卸搬運設(shè)備及用具對搬運效果及成本會有直接影響為了完成任務(wù)，趕快去買一臺運輸機或增添一排貨架（長遠目標、標準化）。這臺叉車是屬于我們部門的，你們不能隨便用（部門利益與整體利益）。我也不知道還需要什么搬運設(shè)備，管他的，先申請了再說（明確問題）。設(shè)備肯定越高級越好了（簡化原則）。這家設(shè)備商和我們是老關(guān)系了，買他的沒錯的（比較原則）。設(shè)備選擇應(yīng)考慮因素

物料的特征和運動方式

易燃、易損、重量、形狀水平式（滑道、推車、運輸機、索道）垂直式（升降機、起重機、卷揚機）傾斜式（連續(xù)運輸機、提升機、卷揚機）多平面式（旋轉(zhuǎn)起重機）

設(shè)備的技術(shù)性能能否勝任工作經(jīng)濟因素成本、性價比、回收期能耗：是否符合電力供應(yīng)等情況備件、維修和存放方式（托盤、箱器）、搬運頻率復(fù)雜搬運設(shè)備簡單運輸設(shè)備簡單搬運設(shè)備復(fù)雜運輸設(shè)備距離物流量設(shè)備的類型、型號和數(shù)量六、系統(tǒng)化搬運設(shè)計方法（SystemHandlingAnalysis）（一）、搬運系統(tǒng)分析的體系結(jié)構(gòu)

1、方法結(jié)構(gòu)：一種解決問題的方法一系列依次進行的步驟一整套關(guān)于記錄、評定等級和圖表化的圖例符號2、階段結(jié)構(gòu)：

階段一：外部銜接——弄清所分析區(qū)域的物料進出情況，同外界的運輸系統(tǒng)結(jié)合起來。

階段二：總體搬運方案——確定各主要區(qū)域間搬運方法，對搬運路線、設(shè)備類型、搬運單元做初步?jīng)Q策。

階段三：詳細搬運方案——各主要區(qū)域內(nèi)部各工作地間的詳細搬運方法。

階段四：方案實施——訂購設(shè)備、人員培訓(xùn)、安裝、調(diào)試、驗收。3、程序模式：

主要輸入因素：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2、布置5、裝卸搬運方法的知識和理解6、初步的搬運方案7、修改和限制8、各項需求的計算方案A方案C方案B9、方案的評價選定方法分析（確定合理經(jīng)濟的搬運方法）移動分析物料分析系統(tǒng)搬運分析的階段結(jié)構(gòu)和程序模式：

（二）、物料的分類：

分類依據(jù)：

1.物料的屬性2.物料的可運行及能否采用同一搬運方法

3.物流條件

物料分類基本方法固體、液體、氣體——屬性單件、包裝件、散裝物料——可運行物料主要特征物理特征尺寸：重量：形狀：損傷可能性：其他特征數(shù)量：時間性：特殊控制：

分類的程序列表標明所有的物品或分組歸并的物品名稱記錄其物理特征及其它特征分析每類物料的各項特征，并確定哪些特征是主導(dǎo)的，在起決定作用的特征下面劃出標記線確定物料類別，把具有相似主導(dǎo)特征的物料歸并為一類對每類物料寫出分類說明對物料進行分類后，就可以編制物料特征表。物料特征表物料特征表產(chǎn)品與物料名稱物品實際最小單元單元物品物理特征其他特征類別尺寸重量形狀損傷可能性(對物料、人、設(shè)施)狀態(tài)(濕度、穩(wěn)定性、剛度)數(shù)量、批量時間性特殊控制長寬高（三）、移動分析：移動分析的概念：

設(shè)施布置決定了物料裝卸搬運的起點和終點的距離，因此，移動分析必須建立相似物料裝卸搬運作業(yè)與具體布置結(jié)合的基礎(chǔ)上。移動分析方法：

A.流程分析法：步驟：1、收集各種移動分析的資料——包括：（1）物料的類別和基本特征（2）路線的移動距離和路線的具體情況（彎曲程度、路面情況、氣候與環(huán)境、擁擠程度、起止點組織情況）（3）搬運量（搬運量=物流量*搬運距離）及物流條件：數(shù)量條件管理條件時間條件流程分析法：適用范圍：品種少或品種單一時

B.起止點分析法：

Ⅰ．路線數(shù)目不太多時：每次分析一條路線，并繪制搬運路線表

Ⅱ．路線數(shù)目多時：對一個區(qū)域進行觀察，收集運進運出該區(qū)域的一切與物料有關(guān)的資料，并編制成物料進出表3、編制搬運活動一覽表

表中應(yīng)對每條線路、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。流程圖表列表單元與最終單元間關(guān)系列表單元大小或重量每個最終單元的數(shù)量每次裝載的單元數(shù)作業(yè)符號作業(yè)說明裝載重量或尺寸單位時間次數(shù)距離備注表列流程—————————單位時間最終單元數(shù)量————廠名————項目————制表人————參加人———日期———第———頁共—頁起點————終點————現(xiàn)有的建議的(方案號)—方案摘要————————搬運路線表廠名————項目————起點————制表人————參加人————終點————日期————第——頁共——頁物料類別路線狀況距離搬運活動標定等級依據(jù)名稱類別代碼起點路程終點物流量數(shù)量/時間物流要求數(shù)量時間要求備注————————路線示意圖：在反面物料進出表廠名————項目————制表人————參加人————區(qū)域————日期————第——頁共——頁運進操作或區(qū)域運出產(chǎn)品與物料名稱單位時間數(shù)量來自去往單位時間數(shù)量產(chǎn)品與物料名稱單位平均最大單位平均最大備注——————————————————搬運活動一覽表

廠名————項目————制表人————參加人————物流量單位————日期——第——頁共—頁物料類別路線合計路線物流量運輸工作量等級單向/雙向運輸距離具體情況1.2.每類物料合計物流量運輸量標定等級代號路線具體情況代號物流條件、狀況或其他說明總數(shù)4、各種移動圖表化

編制該表是為了把收集到的資料進行匯總，編制在一張表上，達到明了、全面地了解情況以及運用的目的。在表中要對每條路線、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進行等評級定。字母系數(shù)線條數(shù)物流量等級顏色A4超高物流量紅色E3特大物流量桔黃I2較大物流量綠色O1普通物流量藍色U0不重要的物流量無色物流圖表化的方法：

物流流程簡圖

只能了解物料運動過程和順序，因為它沒有聯(lián)系到布置，所以不能表達每個工作區(qū)域的正確位置；沒有標明距離，因此不能作為選擇搬運方法的依據(jù)，只能在分析和解釋中作為一種中間步驟。原料倉庫泡沫塑料生產(chǎn)塊狀泡沫塑料倉庫切料中間倉庫墊子褥子成品包裝和發(fā)運公共貨運碼頭回收泡沫塑料廠物流流程簡圖在布置圖上繪物流圖

在布置上繪制的物流圖：圖上標出了準確的位置，能夠表明每條線路的距離和物流方向，可用于選擇搬運方法的依據(jù)。平面布置圖上的物流座標指示圖

是距離和物流量的指示圖。相應(yīng)的用箭頭表明物流方向，流量和距離用數(shù)字標在起訖點的聯(lián)線上。1、確定搬運方法（1）根據(jù)搬運路線系統(tǒng)選擇原則確定搬運路線（直達、渠道、中心）（2）根據(jù)搬運設(shè)備選擇原則確定搬運設(shè)備類別、規(guī)格、型號（3）根據(jù)物料分類一覽表確定運輸單元搬運方法分析：就是將一定類型的搬運設(shè)備與一定類型的運輸單元相結(jié)合，并進行一定模式的搬運活動，以形成一定的搬運路線系統(tǒng)。一般地，每個搬運方案都是幾種搬運方式的結(jié)合。這一過程須建立搬運方法工作表、需求計算表和評價表系統(tǒng)搬運方案分析2、方案的修改和限制——除考慮搬運路線、設(shè)備和單元外，還須考慮正確、有效設(shè)備操作，和協(xié)調(diào)與輔助物料裝卸搬運正常進行的問題（如生產(chǎn)和庫存的協(xié)調(diào)）等。

通常修改和限制內(nèi)容有：已確定的同外部銜接的搬運方法；物料存放方式；面積空間限制；投資限制；現(xiàn)有生產(chǎn)流程限制……3、說明和各項需求的計算——對修改后的幾個初步搬運方案，應(yīng)逐個方案進行說明和計算，其內(nèi)容包括：（1）每條路線上每種物料裝卸搬運方法的說明；（2）搬運方法之外的其他必要的變動說明（如更改布置、作業(yè)計劃、生產(chǎn)流程、道路等）（3）計算搬運設(shè)備和人員需求量（4）計算投資和預(yù)期經(jīng)營費用，見附圖4、方案評價——常用費用比較法和加權(quán)因素比較法5、搬運方案的詳細設(shè)計——在初步方案確定下來的基礎(chǔ)上，解決具體取貨、卸貨的搬運方法一種系統(tǒng)搬運方案分析法------物料裝卸搬運檢核表法

一種基本的創(chuàng)造性技法。該方法首先找出物料裝卸搬運系統(tǒng)的現(xiàn)存問題，然后逐項提出處理意見和改進措施，以期達到通過改善搬運來提高生產(chǎn)率的目的。討論：本廠物料裝卸搬運系統(tǒng)的問題和解決方案，并以物料裝卸搬運檢核表的形式提交P、Q、R、S、T物料特征表搬運方法指示圖物料進出表搬運活動一覽表特征表分類表物流圖（坐標簡圖）流程圖搬運路線表需求計算表評價表少量物料較多物料小結(jié)：

七、物料搬運設(shè)備及器具介紹物料搬運設(shè)備（四大類）1、起重機械起重機、起重電梯、叉車、立體倉庫堆垛機等。2、輸送機械輥子、鏈式、帶式、懸掛式、輸送機等。3、搬運車輛叉車、牽引車、單斗裝載機、無人搬運車、手推車等。4、專用機械翻車機、堆（取）垛機、分揀機等。1、傳輸帶

這是一種將物料沿固定路徑移動的裝置，可以通過電氣、重力或手工等方式對其進行操作，特點是連續(xù)動作、循環(huán)動作、持續(xù)載荷、路線固定。常見滾軸式、皮帶式、托盤式和高架式。托輥膠帶輸送機輥筒式輸送機輸送設(shè)備輥輪式輸送機輥道式輸送機

懸掛式輸送機噴漆生產(chǎn)線輥道式輸送機

2、叉車是一種用來裝卸、搬運和堆垛單元貨物的車輛，具有適用性強，機動靈活，效率高優(yōu)點。功能：起重＋搬運主要性能參數(shù)：額定起重量Q，載荷中心距C，叉車高H，最大起升高度，自由起升高度，最小回轉(zhuǎn)半徑等。有內(nèi)燃機式（柴油和汽油）和蓄電池式（2T以下）平衡重式叉車前移式叉車側(cè)面叉車手動叉車揀選式叉車普通集裝箱叉車側(cè)面集裝箱叉車帶屬具的叉車3、起重機

是一種將重物提升、降低或傳輸?shù)难b置，特點是間歇動作、重復(fù)循環(huán)、短時載荷、升降運動。常見高架吊車、堆垛機。目前應(yīng)用在工業(yè)中的幾種起重設(shè)備：單梁起重機輕型雙梁起重機單主梁門式起重機雙梁門式起重機履帶起重機汽車起重機履帶起重機軌道式龍門起重機輪胎式集裝箱龍門起重機4、工業(yè)車輛工業(yè)車輛——這是一種輪式無軌運輸裝備，特點是可獨立運行，進行流動作業(yè)5、先進物料搬運設(shè)備自動引導(dǎo)小車（AGV）——一種用電池供電、無人駕駛的工業(yè)貨車，可以自動導(dǎo)向、自動認址、自動程序動作的搬運車輛。通常與其它自動化系統(tǒng)集成起來使用（如工業(yè)機器人），從而獲得集成、柔性自動化的綜合效益。

自動搬運車系統(tǒng)(AGV)是由若干輛沿導(dǎo)行路徑行馳，在計算機的交通管制下有條不紊地運行，并通過物流系統(tǒng)軟件集成在物流系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)中。

AGVS廣泛應(yīng)用于柔性生產(chǎn)系統(tǒng)（FMS）、柔性搬運系統(tǒng)和自動化倉庫中。SAMSUNG航空AGV日本Muratec公司AS.RS系統(tǒng)(automatedstorageandretrievalsystem)日本Muratec公司AGV裝卸搬運機械的使用與管理

裝卸搬運機械、專用裝卸搬運機械——方向全面規(guī)劃、合理布局、按需配置機械設(shè)備建立一套機械設(shè)備運用、維修、管理制度——標準化、通用化、系列化培養(yǎng)技術(shù)人員隊伍發(fā)展集裝化——增加機械作業(yè)比重注意配套，一機多能搬運系統(tǒng)分析常用的一些圖例符6、物料搬運用具

貨架——為解決“先入先出”的困難，提高貨物存放數(shù)量，就須采用貨架。常見有懸臂式、流動式和貨格式。貨架的選取須注意貨格凈空尺寸、貨架剛度和牛腿位置精度。

貨物載體——是指承載貨物的容器，可以有托盤、托板、滑板、專用集裝箱、專用堆放架、硬紙板箱等。常用的是托盤（平式、箱式、柱式）。國際標準化組織(ISO)建議的托盤標準尺寸為：800mm*1200mm、1000mm*1200mm、1016mm*1219mm、1100mm*1100mm。

電氣、電子設(shè)備——指為進行貨物及設(shè)備檢測、識別和控制而使用的電氣、電子設(shè)備。常用條形碼、射頻技術(shù)、掃描儀、傳感器和PC機。貨架層架層格架抽屜式貨架托盤貨架懸臂式貨架進車式貨架穿越式貨架重力式貨架7、物料搬運器皿物料搬運器皿的分類：墊板、托盤、標準料箱、料架、料斗、裝運箱、集裝箱等。搬運自動化對搬運器皿的要求是什么？有何好處？托盤的分類：按結(jié)構(gòu)分：平托盤、箱式托盤、柱式托盤、輪式托盤按材質(zhì)分：木托盤、鋁托盤、膠合托盤、波紋紙托盤、塑料托盤、復(fù)合材料托盤按使用壽命分：一次性托盤、多次用托盤按范圍分：企業(yè)內(nèi)部用和聯(lián)運用托盤托盤作為插車的一種附屬裝卸搬運工具，與叉車配套使用從托盤裝卸——托盤搬運——托盤儲存——托盤運輸——托盤售貨，連貫發(fā)展為托盤物流。托盤四向插入托盤兩向插入托盤塑料托盤托盤箱式托盤立柱托盤具有可折護板的托盤套托盤工具搬運托盤八、搬運的集裝單元化、標準化單元化：把不同狀態(tài)和大小的物品，集裝成一個搬運單元，便于搬運作業(yè)，也叫集裝單元化。物料裝卸搬運時的基本裝載方式，如散裝和用車箱、罐裝等。標準化：物品包裝與集裝單元的尺寸要符合一定的標準模數(shù)，倉庫貨架、運輸車輛、搬運機械也要根據(jù)標準模數(shù)決定起主要性能參數(shù)。國際標準化組織(ISO)物流模數(shù)：600MM*400MM，集裝模數(shù)尺寸1200MM*1000MM

涉及機械、設(shè)施、單元、管理、作業(yè)等標準化（系列化、通用化）由什么來確定？是采用單件包裝還是采用集裝器？集裝單元化技術(shù)：概述集裝單元化概念：集裝單元化作業(yè)包括：集裝單元化包裝(集合包裝)集裝單元化搬運集裝單元化運輸集裝單元化儲存集裝單元化的條件：通用化標準化系統(tǒng)化集裝單元化的優(yōu)勢：系統(tǒng)提高運輸工具載重量和容積利用率便于清點減少貨損、貨差便于實現(xiàn)機械化簡化包裝以箱代儲裝卸減少受氣候影響程度減輕污染集裝單元化技術(shù)：器具集裝單元化器具集裝箱托盤貨捆化自貨預(yù)墊繩索預(yù)墊網(wǎng)袋化框架化滑板化半掛車集裝單元化技術(shù)：問題與發(fā)展趨勢應(yīng)注意的問題標準化、系列化裝卸搬運設(shè)備配套、運輸線路運輸手段配套集裝箱、托盤的合理流向及回程貨源組織條形碼技術(shù)和信息技術(shù)

發(fā)展趨勢：各國普通集裝箱廠萎縮有特色的集裝箱得到發(fā)展：冷藏箱

防止和消除無效作業(yè),提高作業(yè)效率1.盡量減少裝卸次數(shù)降低到最小尤其要避免沒有物流效果的裝卸作業(yè)。2.提高被裝卸物料的純度指物料中含有水分、雜質(zhì)與物料本身使用無關(guān)的物質(zhì)的多少。物料的純度越高則裝卸作業(yè)的有效程度越高。反之，則無效作業(yè)就會增多。3.包裝要適宜包裝的輕型化、簡單化、實用化會不同程度的減少作用于包裝上的無效勞動。4.縮短搬運作業(yè)的距離,避免交叉、相向、混雜、迂回九、裝卸搬運作業(yè)合理化措施提高物料裝卸搬運的靈活性

理論上，活性指數(shù)越高越好，但也必須考慮到實施的可能性。如物料在儲存中，活性指數(shù)為4的輸送帶和活性指數(shù)為3的車輛，在一般的倉庫中很少被采用，這是因為大批量的物料不可能存放在輸送帶和車輛上的緣故。為了說明和分析物料搬運的靈活程度，通常采用平均活性指數(shù)的方法,還可采用活性分析圖法。實現(xiàn)裝卸搬運作業(yè)的省力化，充分利用重力和消除重力影響裝卸搬運作業(yè)的機械化,提高搬運設(shè)備利用率，規(guī)模裝卸推廣合作化裝卸搬運

根據(jù)不同物料的種類、性質(zhì)、形狀、重量的不同來確定不同的裝卸作業(yè)方式。

工業(yè)工程（IE）和裝卸搬運作業(yè)合理化

工業(yè)工程（IE）是以提高作業(yè)系統(tǒng)效率、協(xié)調(diào)人和工作環(huán)境的關(guān)系為目的，綜合利用人員、物品、設(shè)備和信息等資源，設(shè)計、改善和管理生產(chǎn)物流作業(yè)系統(tǒng)的一種綜合技術(shù)。從工業(yè)工程的觀點出發(fā)，改善物流作業(yè)效率的“6不改善法”

不讓等——閑置時間為零即通過正確安排作業(yè)流程和作業(yè)量使作業(yè)