设施规划与设计教案.ppt

第五章物料搬运系统设计 第一节物料搬运系统基本概念第二节系统搬运分析 SHA 的体系结构第三节搬运系统分析与设计第四节系统布置设计与系统搬运分析结合第五节搬运器具与搬运设备第六节搬运作业的改善 引导案例 一家手表带厂生产几种金属表带 表带由若干咬合齿片组成 它的工艺是 用冲床冲压出这些齿片 然后操作工人将生产好的元件装满容器箱后 将容器箱送往装配线进行装配 工厂整个生产周期需要48天 显然这么长的时间在激烈的竞争环境下是难以接受的 于是工厂请张教授寻找问题根源 由于张教授的工业工程背景 很快就确定了问题的所在 首先是所用容器箱太大 需要花很多时间才能装满这种容器箱 其次冲床成为一个瓶颈 限制了整个系统的生产率 第一节物料搬运系统基本概念一 物料搬运方程 二 概念物料搬运 MaterialHandling 同一场所范围内对物品进行搬上 卸下 移动的活动 搬上 卸下 改变物料的存放状态 移动 搬运 改变物料的空间位置 物料搬运系统 将一系列的相关设备或装置 用于一个过程或系统中 协调合理地将物料进行移动 储存和控制 物理改变只增加成本 系统的设计取决于物料特性和种类 第一节物料搬运系统基本概念 三 物料搬运的活性理论 搬运活性 指物料的存放状态对搬运作业的难易程度物料的存放状态 散放 装箱 支垫和装车搬运作业 集中 搬起 升起 运走 第一节物料搬运系统基本概念 搬运活性指数 运走某种状态下的物料所需要进行的四项作业中已经不需要进行的作业数目 思考 在运动中的物料活性指数是多少 第一节物料搬运系统基本概念 五物料搬运单元化和标准化 单元化 是将不同状态和大小的物品 集装成一个搬运单元 便于搬运作业 也叫做集装单元化或单元载荷 UnitLoad 集装单元可以是托盘 箱 袋 筒和集装箱等 其中以托盘和集装箱应用最为广泛 优点 增加了一次搬运更多物品的能力 减少了搬运次数 降低搬运成本 减少装卸次数和物品的破损 便于搬运机械的操作 减轻人力装卸 从而提高生产作业率 防止物品散失 易于清点和增加货物堆码层数 更好地利用仓库空间 第一节物料搬运系统基本概念 四 物料搬运的基本要素 硬要素 劳动力 装卸搬运设施 货场等 软要素 工艺 信息 管理等 2标准化Standardization 标准化是指物品包装与集装单元的尺寸 如托盘的尺寸 包箱的尺寸等 要符合一定的标准模数 仓库货架 运输车辆 搬运机械也要根据标准模数决定其主要性能参数 优点 有利于物流系统中各个环节的协调配合 在易地中转等作业时不用换装 提高通用性 减少搬运作业时间 减轻物品的散失 损坏 从而节约费用 第一节物料搬运系统基本概念 1 物流基础模数 第一节物料搬运系统基本概念 2 物流模数logisticsmodulus 第一节物料搬运系统基本概念 3 单元化与标准化意义 第一节物料搬运系统基本概念 物流基础模数尺寸与集装单元基础模数尺寸的配合关系 以集装单元基础模数尺寸1200mm l000mm为例 如图所示 六 物料搬运的基本内容 物料 移动 方法 搬运路线 搬运设备 搬运单元 七 物料搬运的作用在作业单位之间完成物料转换 保证生产正常连续 起到承上启下的作用 第一节物料搬运系统基本概念 八 物料搬运系统设计中常见问题和基本原则 1 搬运通道不畅通 交叉 流动原则2 搬运动作不连续 连续搬运最经济3 搬运路线曲折 最短距离原则4 搬运容器不标准 标准化原则5 搬运活动未从系统考虑 系统化原则 把各种搬运活动当作一个整体 其范围包括供货厂商 收货 储存 生产 检验 包装 发货 运输和消费用户 6 搬运设备缺乏柔性 柔性原则 用叉车 堆 卸 搬 7 搬运系统与生产系统不均衡 尽量使人 机 物合理安排 平衡生产力8其他原则 集装原则重力原则安全原则物料搬运基本原则概括四条 减少环节 简化作业流程 实现物流合理化原则满足生产工艺的前提下 发挥设备的利用率原则贯彻系统化 标准化原则步步活化 省力节能原则 第一节物料搬运系统基本概念 九 重要性及意义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13 而87 的时间消耗在原材料 工具 零件的搬运 等待上 物料搬运涉及25 雇员的工作 占有55 的工厂空间 占用产品总成本15 70 3 5 产品由于搬运不当受损 50 的工伤事故来自物料搬运我国机械加工厂生产1吨产品 需要进行252吨次的物料搬运为此 设计合理 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 是十分必要的 第一节物料搬运系统基本概念 第二节搬运系统分析 SHA 的体系结构 搬运系统分析 SystemHandlingAnalysis SHA 是缪瑟提出的一种系统分析方法 适用于一切物料搬运项目一 方法结构二 阶段结构三 程序模式 第二节系统搬运分析 SHA 的体系结构 一 方法结构一种解决问题的方法一系列依次进行的步骤一整套关于记录 评定等级和图表化的图例符号二 阶段结构 三 程序模式 物料分析 移动分析 方法分析 确定合理经济的搬运方法 物料搬运系统分析时所需输入的主要数据是 P 产品或物料 部件 零件 商品 Q 数量 销售量或合同订货量 R 路线 操作顺序和加工过程 S 后勤与服务 如库存管理 定货单管理 维修等 T 时间因素 时间要求和操作次数 第二节搬运系统分析 SHA 的体系结构 一 物料分类 现象 物料种类繁多 可运性不相同 问题 如何计量一物流系统中性质 特征各不相同的物料数量 第三节搬运系统分析与设计 1 物流量的计算定义 在一定时间内 一年或一个月 通过两设施间的物料数量 可以用重量 体积 托盘或货箱来表示 计算方法 方法一 当量物流量 用物料的某一特征 重量 几何形状 装载和包装形式等 来估算物流量 f q nf 当量物流量q 每个标准搬运单元的当量吨数n 单位时间内两设施间流动的标准单元数 第三节搬运系统分析与设计 方法二 玛格 magnitude 用可运性衡量当量物流量 标准的1玛格 一块干燥的木块 体积为5 5 5立方厘米 可以方便地用手拿住 一包香烟 0 5mag一个电话亭 50mag一个低堆垛的托盘 1200 1200 38mag玛格的计算 M A A B C D E F 4 B 密度修整系数C 形状修整系数D 损伤危险程度修整系数E 状态 物理 化学 修整系数F 价值因素 若不考虑 则F 0 A 基本值 通过计算物料体积后查玛格曲线得出 体积 英寸立方 0 0050 11 010100100010000100000玛格基本值1 2001 201 413 5102550 第三节搬运系统分析与设计 2 物料的分类 把相同或相似性质的物料归并成类 可大大简化物流分析 两种分类方法 方法一 按物料的基本形态进行分类固体 成箱液体 成桶气体 成瓶 第三节搬运系统分析与设计 方法二 按影响物料可运性的主要特征进行分类 物理特征 通常是影响物料分类的最重要因素 包括 外形尺寸 重量 形状 损坏可能性 状态 热 湿 粘 脏 数量 搬运大量的物品同搬运小量的物品一般是不一样的 另外 从搬运方法和技术分析的观点出发 适当归并产品或物料的类别也很重要 时间方面 一般急件的搬运成本高 而且要考虑采用不同的方法 间断的物流会引起不同于稳定物流的其他问题 季节的变化也会影响物料的类别 特殊控制 问题往往对物料分类有决定作用 麻醉剂 弹药 贵重毛皮 酒类饮料 珠宝首饰和食品等都是一些受政府法规 市政条例 公司规章或工厂标准所制约的典型物品 关键 抓住有决定性的影响特征 第三节搬运系统分析与设计 实际分类时 按装有物品的容器分类 如 瓶 罐 盒等等 分类 或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 即单元化和标准化 在大多数物料搬运问题中都可以把所有物品归纳为8 10类 第三节搬运系统分析与设计 物料特征表 根据主要特征分类 一般8 10类 不超过15类 目的 将多种物料归为几类 使物流系统分析简化 第三节搬运系统分析与设计 二 布置 布置决定了移动和距离 影响搬运设备和容器的选择 1 布置对搬运的影响根据现有的布置制订搬运方案时 路线和距离几无更改余地 然而 只要能达到充分节省费用的目的 就很可能要改变布置 所以往往要同时对搬运和布置进行分析 如果项目本身要求考虑新的布置 并作为改进搬运方法的规划工作的一部分 那么规划人员就必须把两者结合起来考虑 第三节搬运系统分析与设计 对物料搬运分析来说 从布置中了解的信息 基本上有四点 每项移动的起讫点 提取和放下的地点 具体位置在哪里 有哪些路线及这些路线上有哪些物料搬运方法 是在规划之前已经确定了的 还是只大体上规定的 物料搬进运出和穿过的每个作业区所涉及的建筑特点是什么样的 包括地面负荷 厂房高度 柱子间距 屋架支承强度 室内还是室外 有无采暖 有无灰尘等等 物料运进运出的每个作业区内进行什么工作 作业区内部已有的 或大体规划的 安排或大概是什么样的布置 第三节搬运系统分析与设计 三 移动分析方法 设施布置决定了物料搬运的起点和终点的距离 因此 移动分析必须建立在相似物料搬运作业与具体布置结合的基础上 收集各种移动分析的资料 物料的类别和基本特征路线的移动距离和路线的具体情况 弯曲程度 路面情况 气候与环境 拥挤程度 起止点组织情况 搬运量 搬运量 物流量 搬运距离 第三节搬运系统分析与设计 移动分析方法1 流程分析法 每次观察一种物料 跟踪整个物流过程收集资料 适用于物料品种少 但每种物料数量大 1 无装配作业物料流程示例 2 有装配作业物料流程示例2 起迄点分析法 物料品种多 1 搬运路线表 每次只记录一条路线 适用于路线很少的情况 2 物料进出表 适用于物料路线多 3 物料搬运活动一览表 将全部物料的所有搬运活动主要数据汇总在一张表上 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 起到了一目了然的作用 第三节搬运系统分析与设计 1 流程分析法 每次观察一种物料 跟踪整个物流过程收集资料 适用于物料品种少 但每种物料数量大 1 无装配作业物料流程示例 第三节搬运系统分析与设计 流程分析法 第三节搬运系统分析与设计 2 有装配作业物料流程示例 第三节搬运系统分析与设计 2 起迄点分析法 物料品种多 1 搬运路线表 每次只记录一条路线 适用于路线很少的情况 第三节搬运系统分析与设计 2 物料进出表 适用于物料路线多 填写说明 填写表头 列出所有进来的物件 包括数量和起运地点 说明该区域内对物料所进行的事宜 列出所有运出的物料 包括数量和运往地点 把进一步解释以上数据的有关资料填写在备注里 第三节搬运系统分析与设计 物料进出表填写实例 第三节搬运系统分析与设计 3 物料搬运活动一览表 将全部物料的所有搬运活动主要数据汇总在一张表上 填写说明 填写表头 每条路线填写一行 填写各类物料 每类占一栏或两栏视需要而定 填写物流量 物流条件 运输工作量 物流等级 合计每条路线的各类物料的物流量和运输工作量 对每条路线相对重要性标定等级 合计每类物料的各条路线上的物流量和运输工作量 对每类物料的相对重要性标定等级 纵向和横向合计物流量和运输工作量 第三节搬运系统分析与设计 物料搬运活动一览表填写实例 第三节搬运系统分析与设计 四 各项移动图表化 图表化是将各项移动的分析结果标注在区域布置图上 达到一目了然的效果 各种移动的图表化是SHA模式中的一个重要步骤 物流图表化的方法有三种 物流流程简图平面布置图上绘制的物流图坐标指示图 第三节搬运系统分析与设计 1 物流流程简图用简单的图表描述物流流程 在分析和解释时作为一种中间步骤 第三节搬运系统分析与设计 2 布置图上绘制的物流图 第三节搬运系统分析与设计 3 坐标指示图图上标出准确位置 能够表明每条路线的距离 物流量和物流方向 可作为选择搬运方法的依据 第三节搬运系统分析与设计 搬运方法 将一定类型的搬运设备与一定类型的运输单元相结合 并进行一定模式的搬运活动 以形成一定的搬运路线系统 一般地 每个搬运方案都是几种搬运方法的结合 1 确定搬运方法 1 搬运路线选择 原则 物流量和距离 D K C 2 搬运设备选择 原则 物流量和距离 确定搬运设备类别 规格 型号 3 运输单元 根据物料分类确定 五 搬运方法分析 第三节搬运系统分析与设计 搬运路线类型 直达型D 指物料从起点到终点经过的路线最短 当物流量大 距离短或距离中等时 尤其当物料一定的特殊性而时间又较紧迫时更为有利 渠道型K 指物料在预定路线上移动 与来自不同地点的其他物料一起运到同一终点 当物流量中等或少量 距离为中等或较长时 采用这种形式是经济的 尤其当布置是不规则的分散布置时更为有利 中心型C 各物料从起点移动到中心分拣处 然后再运到终点 当物流量小而距离中等或较远时 这种形式是非常经济的 尤其当厂区外形基本上是方整的且管理水平较高时更为有利 搬运路线的选择 直达型 渠道型或中心型 物流量 距离 物流量大且搬运距离长说明了什么 2 初步搬运方案搬运系统方案汇总表 第三节搬运系统分析与设计 3 各项需求的计算 对修改后的几个初步搬运方案 应逐个方案进行说明和计算 其内容包括 1 每条路线上每种物料搬运方法的说明 2 搬运方法之外的其他必要的变动说明 如更改布置 作业计划 生产流程 道路等 3 计算搬运设备和人员需求量 4 计算投资和预期经营费用4 方案评价 常用费用比较法和加权因素比较法5 搬运方案的详细设计 在初步方案确定下来的基础上 解决具体取货点到具体卸货点的搬运方法 第三节搬运系统分析与设计 小结 第三节搬运系统分析与设计 第四节系统布置设计与系统搬运分析结合 一 SLP与SHA的相互关系1 二者具有共同的目标 其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 尽量减少物料路线的交叉 迂回 往复现象 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和搬运单元 使搬运系统最优 2 SLP与SHA具有相互制约 相辅相成的关系二 SLP SHA的方法1 在进行SLP时 尽可能考虑到SHA2 SLP与SHA交叉进行 互相补足 第五节物料搬运设备及用具 一 物料搬运设备的选择1 选择原则 物流量和距离2 考虑因素 物料的特征和运动方式例 易燃 易损 重量 形状水平式 滑道 推车 垂直式 升降机 卷扬机 倾斜式 连续运输机 多平面式 旋转起重机 设备的技术性能 能否胜任工作 经济因素 成本 性价比 能耗 是否符合电力供应情况 备件 维修和存放方式 托盘 箱器 搬运频率 二 传统搬运 储存设备1 传输带 这是一种将物料沿固定路径移动的装置 可以通过电气 重力或手工等方式对其进行操作 特点是连续动作 循环动作 持续载荷 路线固定 2 起重机 这是一种将重物提升 降低或传输的装置 特点是间歇动作 重复循环 短时载荷 升降运动 常见高架吊车 堆垛机 3 工业车辆 这是一种轮式无轨运输装备 特点是可独立运行 进行流动作业 4 器具 是指承载货物的容器 可以有托盘 托板 滑板 专用集装箱 专用堆放架 硬纸板箱等 ISO建议1988的托盘标准尺寸为 800mm 1200mm 1000mm 1200mm 1016mm 1219mm 1140mm 1140mm2003年增加两种规格 1100 1100mm1067 106