周洪涛-物流系统规划-第4章搬运系统规划.ppt

第4章 搬运系统规划,周洪涛 华中科技大学系统工程研究所,据国外统计资料显示，在中等批量的生产车间里，零件在机床上的时间仅占生产时间的5，而95的时间消耗在原材料、工具、零件的搬运、等待等环节，物料搬运费用占全部生产费用的3040。因此，进行搬运系统的规划与分析，设计较为合理、高效、柔性的物料搬运系统，对压缩库存资金占用、缩短物流搬运所占时间，优化企业内部物流系统有着十分重要的意义。,4.1 搬运系统规划概述 4.2 物料搬运系统分析 4.3 物流路径设计与搬运方法选择 4.4 搬运系统设计方案的制定,主要内容,4 搬运系统规划概述,4.1.1 物料搬运的基本概念,物料搬运是物流过程中在同一场所范围内进行的、以改变物料的存放（支承）状态（即狭义的装卸）和空间位置（即狭义的搬运）为主要目的活动。具体说来，包括物资的装载、卸货、移动、货物堆码上架、理货、取货、分拣等作业以及附属于这些活动的作业。 装卸搬运包括物料装卸（流通领域）和物料搬运（生产领域）两项。 这里统一用物料搬运概括物料的装卸和搬运活动。,1.装卸搬运既是伴随生产和流通过程各环节所发生的活动，又是衔接生产和流通之间的桥梁。 2.装卸搬运是保障生产和流通其他各环节得以顺利进行的条件。 3.装卸搬运制约着物流过程其他各项活动，是提高物流速度的关键。,装卸搬运作用：,4 搬运系统规划概述,4.1.2 物料搬运系统分析,搬运系统分析(System Handling Analysis，简称SHA）就是为了搬运系统的合理化程度，减少搬运作业工作强度，为消除不必要的搬运作业活动、提高搬运活动的活性指数，对构成物料搬运系统的物料、人员、移动设备与容器（搬运单元）、移动的路径及其影响因素进行分析，并将各种移动图表化，为系统布置设计（SLP）优化提供决策依据，以促进设施内部物流活动合理化。,4 搬运系统规划概述,物料搬运分析的基本内容有三项：一是搬运的对象物料，二是移动的路径方向，三是移动所采用的搬运器具（搬运单元）。这三项内容是进行任何搬运分析的基础。,4 搬运系统规划概述,6W1H法,4.1.3 物料搬运系统设计,在对搬运系统分析的基础上，利用有关物料搬运的知识和经验，考虑各种条件和限制，计算各项需求，形成最佳的物料搬运方案。即搬运作业人员、移动设备与容器、移动路径与设施布置形成最佳组合，建立包括人员、程序和设施布置在内的有效工作体系。 系统设计的基本要素 系统设计的原则 物料搬运系统分析设计过程,4 搬运系统规划概述,基本要素,P（产品product） Q（数量quantity） R（路线route） S（辅助服务service） T（时间time）,系统设计的原则(P108),规划原则 系统化原则 物流顺畅原则 精简原则 利用重力原则 充分利用空间原则 集装单元化原则 机械化原则 自动化原则 最少设备原则,标准化原则 灵活性原则 减轻自重原则 充分利用原则 维修保养原则 摈弃落后原则 控制原则 生产能力原则 搬运作业效能原则 安全原则,系统分析设计过程,第I阶段外部衔接。 弄清分析区域的全部物料进出搬运活动。 首先考虑分析区域以外的物料搬运活动，然后把区域内具体的物料搬运问题同外界情况、条件联系起来考虑。 第II阶段编制总体搬运方案。 确定各主要区域之间的物料搬运方法。 对物料搬运的基本路线系统、搬运设备大体的类型以及运输单元或容器做出总体决策。,第III阶段编制详细搬运方案。 考虑主要区域内部各工作地点之间的物料搬运，确定详细物料搬运方法。例如，各工作地点之间具体采用的路线系统、设备和容器， 第II阶段是分析工厂内部各车间或各厂房间的物料搬运，第III阶段是分析具体工位间或者设备间的物料搬运。 第IV阶段方案的实施。 方案只有实施后才算完成。 进行必要的准备：订购设备，完成人员培训，制定并实现具体搬运设施的安装计划，以及随后的实施与管理(调试、验收和运行)。 上述四个阶段是按时间顺序依次进行的。但是为取得最好的效果，各阶段在时间上应有所交叉重叠。总体方案和详细方案的编制是物流系统规划设计人员的主要任务。,4物料搬运系统分析,物料搬运系统分析(System Handling Analysis，简称SHA）是缪瑟提出的一种系统分析方法，适合于一切物料搬运项目，它不仅包括系统分析设计过程，还包括基本流程模式。,4.2.1 基本流程模式,（1）物料的分类（物理性能 、数量、时间要求或特殊控制要求） （2）布置（布置方案） （3）各项移动的分析（物流量、移动特点） （4）各项移动的图表化（物流图或距离与物流量指示图） （5）物料搬运方法的知识和理解 （6）确定初步搬运方案（路线系统、设备与运输单元） （7）修改和限制（修正因素和限制因素） （8）各项需求的计算（设备台数或运输单元数量，算出费用和操作次数） （9）方案的评价（方案选优或方案组合） （10）选定物料搬运方案,搬运系统分析设计（SHA）的程序,4.2.2 物料的分类,如果需要搬运的物料只有一种，也就是单一物料或单一产品，那么我们唯一要做的就是弄清这种物料的特性。 如果多种不同的物品，则必须按“物料类别”对它们进行分类。对同一类的物料采用同一方式进行搬运。,（1）物料的分类方法,固体、液体还是气体； 单独件、包装件还是散装物料。 实际分类时，SHA是根据影响物料可运性(即移动的难易程度)的各种特征 和影响能否采用同一种搬运方法的其他特征进行分类的。,（2）物料分类的依据,物理特征（尺寸、质量、形状、损伤可能性、状态） 数量特征（大量（物流较快）、小量（特殊订货） 时间特征（经常性、紧迫性、季节性） 管理特征（政府法规、工厂标准、操作规范对搬运要求）,表4.2物料 特征表,（3）物料分类的程序,列表标明所有的物品或分组归并的物品的名称（见上表） 记录其物理特征或其他特征； 分析每种物料或每类物料的各项特征，并确定哪些特征是主导的或特别 重要的； 确定物料类别，把那些具有相似的主导特征或特殊影响特征的物料归并 为一类； 对每类物料写出分类说明 值得注意的是，这里主要起作用的往往是装有物品的容器。因此按物品的实际最小单元（瓶、罐、盒等）分类，或者按最便于搬运的运输单元（瓶子装在纸箱内、衣服包扎成捆，板料放置成叠等等）进行分类。分810类，一般避免超过15类。,4.2.3 系统布置分析,对物料鉴别并分类后，根据SHA的模式，下一步就是分析物料的移动。在对移动进行分析之前，首先应该对系统布置进行分析。布置决定了起点与终点之间的距离，这个移动的距离是选择任何一个搬运方法的主要因素。 （1）布置对搬运的影响 根据现有布置制定搬运方案时，距离已定，达到充分节省费用的目的，很可能改变布置，需要同时对搬运和布置进行分析。 （2）对系统布置的分析 每项移动的起终点具体位置； 哪些路线及其物料搬运方案规划前已定； 物料进出和穿过作业区所涉及建筑物特点 物料进出的每个作业区内进行什么工作，及其布置。（最终搬运方案建立在物料搬运作业+布置相结合基础上 ）,系统布置分析,在对移动进行分析之前，首先应该对系统布置进行分析 （1）每项移动的起点和终点； （2）哪些路线上有哪些物料搬运方式； （3）物料运进运出和穿过的每个作业区域所涉及的区域特点； （4）物料运进运出的作业区内进行什么工作以及作业区内部分已有的布置。 确定了布置方案后，之后的一切搬运方案都是在这个布置内进行的。,4.2.4 各项移动分析,在分析各项移动时，需要掌握如下三类资料：物料(产品物料类别)、路线(起点和终点，或搬运路径)和物流(搬运活动)。 （1）物料（参见4.2.2） （2）路线 （3）物流（物料量及其影响因素，数量条件，管理条件，时间条件） （4）各项移动的分析方法 （5）搬运活动一览表,路线,1）路线的距离 每条路线的长度就是从起点到终点的距离。距离的常用单位是：英尺，米，英里。距离往往是指两点间的直线距离。 2）路线的具体情况 除移动距离外，还要了解路线的具体情况： 衔接程度和直线程度：水平、倾斜、垂直；直线、曲线、曲折； 拥挤程度和路面情况：交通拥挤程度，路面的情况； 气候与环境：室内、室外、冷库、空调区；清洁卫生区、洁净房间、易爆区； 起迄点的具体情况和组织情况：取货和卸货地点的数量和分布，起点和终点的具体布置，起点和终点的组织管理情况。,物流,物料搬运系统中，每项移动都有其物流量，同时又存在某些影响该物流量的因素。 物流量是指在一定时间内在一条具体路线上移动（或被移动）的物料数量。物流量计量单位一般是t/h或t/天。 除了物流量外，通常还需要了解物流的条件（或搬运活动条件）。物流条件包括： 数量条件指物料的组成、每次搬运件数、批量大小、少量多批还是大量少批、搬运的频繁性（连续的、间歇的、不连续的）、每个时期的数量（季节性）以及以上这些情况的规律性； 管理条件指控制各项搬运活动的规章制度或方针政策，以及它们的稳定性； 时间条件对搬运快慢或缓急程度的要求；搬运活动是否与有关人员、有关事项及有关其他物料协调一致；是否稳定有规律；是否天天如此。,（1）流程分析法每次只观察一类产品或物料，并跟随其沿着整个生产过程收集资料，最后编制成流程图。该方法适合物料品种很少的情况。 （2）起讫点分析法分两种做法 一是观察每项移动的起止点来收集资料，每次分析一条路线，收集该移动上的各类物料或各种产品有关资料，并绘制成搬运路线表。适合于路线数目不太多的情况搬运路线分析法。 二是每次对一个区域进行观察，收集运进运出该区域的一切与物料有关的资料，并编制成物料进出表。适合于路线数目多是情况区域进出分析法。,各项移动的分析方法,表4.3 物料流程表示例,各项移动的分析方法,表4.4 搬运路线一览表,表4.5 物料进出表,搬运活动一览表,为了把所有的资料进行汇总，达到全面了解情况的目的，编制搬运活动一览表是一种实用的方法。表4.5表明如何编制搬运活动一览表。 在表4.5中，需要对每条路线、每类物料和每项移动的相对重要性进行标定。一般是用AEIOU划分等级。 搬运活动一览表是SHA方法中的一项主要文件，它把各项搬运活动的所有主要情况都记录在一张表上。,搬运活动一览表,编制搬运活动一览表，并在布置图上绘制流程图将各项移动的分析结果标注在布置图上，一目了然。 1）列出所有路线，并排出每条路线的方向、距离和具体情况。 2）列出所有的物料类别。 3）列出各项移动（每类物料在每条路线上的移动），包括：物流量，运输工作量，搬运活动具体情况，各项搬运活动相对重要性等级。 4） 列出每条路线，包括：总的物流量及每类物料的物流量，总的运输工作量及每类物料的运输工作量，每条路线的相对重要性等级 5） 列出每类物料，包括：总的物流量及每条路线上的物流量，总运输工作量及每条路线上的运输工作量，各类物料的相对重要性等级。 6） 在整个搬运分析中，总的物流量和总的运输工作量填在右下角。 7） 其他资料，如每项搬运中的具体件数。,表4.6 物料搬运活动一览表示例,4.2.5 各项移动的图表化,做了各项移动的分析，并取得了具体的区域布置图后，就要把这两部分综合起来，用图表来表示实际作业的情况。一张清晰的图表比各种各样的文字说明更容易表达清楚。 （1）物流流程简图（无联系到布置，无正确位置，无距离，无搬运方法。在分析解释中作为一种中间步骤） （2）在布置图上绘制的物流图（准确位置，每条路线的距离、物流量和物流方向。作为选择搬运方法的依据，适合比较简单的 问题） （3）坐标指示图（距离与物流量指示图。每条路线每类物料或所有物料总和或两种组合。适合设计项目面积大，各种问题费用高时）,图4.7 在布置图上绘制的物流图,图4.8 距离与物流坐标指示图,1.两者出发点都是力求物流合理化 SLP重点在于空间的合理规划，使得物流路线最短，在布置时位置合理，尽可能减少物流路线的交叉、迂回现象。 SHA重点在于搬运方法和手段的合理化，即确定合理的搬运方法，选定合理的搬运设备，使搬运系统最优。 2.两者相互制约，相辅相成 主要是设施布置时应同时考虑搬运系统的要求。 总之设施布置设计是物料搬运系统设计的前提，前者只有通过完善的搬运系统才能显示其合理性。,4.2.6 SLP与SHA的相互关系,SLP和SHA的相互关系,一般SLP根据产品的工艺设计进行，即根据产品加工工艺流程顺序，根据选定的加工设备规格尺寸进行布置设计。SHA以布置设计为前提选择适当的搬运设备，确定搬运工艺。 1）进行SLP时，尽可能考虑到SHA的需要 2）SLP和SHA交叉进行、互相补足,SLP与SHA的结合,43 物流路径设计与搬运方法选择,物料搬运方法是物料、搬运路线、设备和容器（搬运单元）的总和。一个物流设施的搬运活动可以采用同一种搬运方法，也可以采用不同的方法。一般情况下，几种不同搬运方案的组合就形成了搬运方案。因此，搬运方案的分析设计，不仅需要了解物料搬运路线类型，而且要根据物料特征对物料搬运路线及其设备和容器（搬运单元）做出合理的选择。 4.3.1 物料搬运的移动型态 4.3.2 物料搬运路线选择 4.3.3 物料搬运设备选择 4.3.4 物料搬运方法选择,4.3.1 物料搬运的移动形态,直达型 移动形态 通路型 间接移动形态 （不同区域各类物料统一 中心转运型 统一设备）,适用场合,直达型：指物料由起点到终点以最短距离移动。物流量大、流程密度高、距离短。较为经济，适宜紧急情况。 通路型：指物料经事先制定的路线到达目的地，而路径相关的不同物料都能共同使用这条路线。物流量中等或偏少、搬运密度低、距离较长。尤其适合布置不规则甚至扩散时的物料装卸搬运。 中心转运型：指物料由起点至终点，往往要经由中间转运点加以分类或指派，然后才送达目的地。即由原点移到中心点，再移往终点的方式。流量不高、距离很长、矩形区域或者控制功能特别重要时,4.3.2 物流搬运路线选择,考虑主要因素：1.物流量 2.距离,4.3.3 物流搬运设备选择,选择原则： 距离短、物流量小简单的搬运设备（价格低，可变成本高） 距离长、物流量小简单的运输设备（价格低，可变成本高） 距离短、物流量大复杂的搬运设备（价格高，可变成本低） 距离长、物流量大复杂的运输设备（价格高，可变成本低）,设备价格 根据费用 可变费用（直接转运费）,设备选择应考虑的因素,1.技术因素设备的技术性能、设备可靠性、工作环境的配合和适应性、可操作性和使用的方便性、备件及维修、与物料的适配程度、物料的运动方式等。 2.经济因素设备投资回收期、性能价格比、运行使用费用、能耗等。,4.3.4 物料搬运方法选择,搬运方法选择的原则（P121-122）： 1.适用性 2.系统性 3.安全性 4.经济性,确定搬运方法（P122-124）,作业对象 按照 作业手段 装卸设备作业原理 的不同，有几种分类,单件作业法 集装作业法 散装作业法,按作业对象划分,人工作业法（或无动力器械） 机械化作业法（人辅助） 综合机械化作业法（综合措施为中心）,按作业手段和组织水平划分,间歇作业法 连续作业法,按装卸设备作业原理划分,吊装吊卸法 垂直装卸法 滚装滚卸法 水平装卸法（重心度变化不大，完成支撑状态和空间位置改变）,按作业方法划分,成件包装货物的装卸搬运方法和设备 长大重体货物的装卸搬运和设备 散装货物的装卸搬运方法和设备 流体货物的装卸搬运方法和设备 危险货物的装卸搬运方法和设备,按货物特点划分（P123-124）,44 搬运系统设计方案的制定,4.4.1 初步方案 4.4.2 方案修改 4.4.3 说明并测算可行方案的各项需求 4.4.4 方案的评价 4.4.5 详细设计,4.4.1 初步方案制定,将物料搬运方法做系统化方案汇总，即将所确定搬运的路线系统、搬运设备及运输单元的组合用图例符号或用工作表表达出来。 1.用图例符号绘制搬运方案（D（直接型路线系统）K（渠道型）G（中心型） 2.在普通工作表格上编制搬运方案（物料品种少，最好 无折返） 3.在流程图上记载编制搬运方案（直接标注搬运方法） 4.在汇总表上表示搬运方案（路线和物料品种较多的场合）,表4.7 普通工作表格上编制搬运方案示例,表4.8搬运系统方案汇总,根据企业的一些影响与限制条件对各物料搬运方案进行修正。 搬运方案经常涉及的一些修改和限制内容： 已确定的同外部衔接的搬运方法； 企业远期的发展和变化； 与生产流程及设备要保持一致性； 现有公用设施和辅助设施的利用； 系统布置的面积，空间的限制条件； 建筑物及其结构的特征； 库存制度以及存放物料的方法和设备； 投资的限制； 设计进度和允许的期限； 原有搬运设备和容器数量、适用程度及其价值； 人工安全等。,4.4.2 方案修改,对每个方案需做的说明： 每条路线上每种物料的搬运方法； 其他必要的变动，如更改布置、作业计划、生产流程、建筑物、公用设施、道路等。 测算可行方案的各项需求，主要是： 计算方案搬运设备和人员的需要量； 计算投资数和预期的经营费用等。,4.4.3 说明并测算可行方案的各项需求,4.4.4 方案评价（P127-128）,1.成本费用比较或财务比较法 从费用观点评价每个搬运方案，即对每个方案都要明确投资和经营费用。 1）需要的投资指方案中用于购置和安装的全部费用，包括： 基本建设费用（物料搬运设备、辅助设备及改造建筑物费用等）； 其他费用（运输费、生产准备费用及试车费等）； 流动资金增加部分（原料储备、产品存储、在制品存储等）。 2）经营费用 固定费用（资金费用（投资利息、折旧费）、其他固定费用（管理费、保险费、场地租用费等）； 可变费用（设备的可变费用（电力、维修、配件等）、工资（直接工资、附加工资等）。,4.4.4 方案评价（P127-128）,2.优缺点比较法 除了考虑可计算的 费用因素外，还包括以下因素： 与生产流程的关系及为其服务的能力； 产品、产量和交货时间每天都不一样时，搬运方法的通用性和适应性； 灵活性（已确定的 搬运方法是否易于变动或重新安排）； 搬运方法是否便于今后发展； 。,4.4.4 方案评价（P127-128）,3.因素加权分析法 适宜评价各种无形因素，主要步骤： 列出搬运方案需要考虑或包含的因素； 把最重要的一个因素加权恒定为10，再按相对重要性规定其余因素的加权值； 标出各比较方案的名称，每一方案占一栏； 对所有方案的每个因素打分； 计算各方案的加权值，并比较各方案的总分。 总之，正确选定搬运方案可以从费用对比和对无形因素的评价来考虑。,4.4.5 详细设计,总体搬运方案设计确定了整个工厂的总的搬运路线、搬运设备、运输单元，搬运方案的详细设计在此基础上制定一个车间内部从工作地到工作地，或从具体取货点到具体取货点之间的搬运方法。详细搬运方案必须与总体搬运方案协调一致。 1.物料的分类核对每个区域是否有遗漏物料类别。某些物料在某个区域才有，或分类变化，因此分若干小类，或增加新物料类别。 2.布置标出每台机器和设备、工作通道和主要通道、车间或部门的特征。 3.移动分析少数几种物料和具体的移动，可以物料流程图表和从至表表示。 其余部分和方案初步设计阶段相同，只是更加具体、详细。,搬运系统规划的重难点,搬运系统是动态的系统，由多个子系统组成。我们不能仅仅考虑局部的优化，而应该以整体最优为目标。 我们应从系统的观点出发，力图以使整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突，通过子系统间的有机联系和相互协调而达到系统的整体的优化。从而对所研究的问题作出最优的解决方案。,物料搬运是生产企业和流通企业中辅助的过程活动，它是工序之间、车间之间、工厂之间物流不可缺少的环节。设计一个合理、高效、柔性的物枓搬运系统，对压缩库存资金占用、缩短物料搬运所占用时间是十分必要的。 本章介绍了物料搬运系统的基本概念和物料搬运系统的设计要素、设计步骤以及物料搬运方案的选择与评价等内容，着重介绍了物料搬运系统的分析设计方法(SHA)。搬运系统分析的基本方法包括了三个部分，即一种解决问题的方法、一系列依次进行的步骤和一整套关于记录、评定等级和图表化的图例符号；由四个分析阶段构成，每个阶段都相互交叉重叠；总体方案设计和详细方案的设计都必须遵循同样的程序模式。最后还介绍了系统布置设计与搬运系统