物流学概论(崔介何 第五版)第4章 装卸与搬运

,物流学概论,第四章装卸与搬运,第一节 装卸搬运概述第二节 装卸搬运机械第三节 物资装卸搬运组织,第一节 装卸搬运概述 一、装卸搬运概述（一）装卸 装卸(loading and unloading)是指物品在指定地点进行的以垂直移动为主的物流作业。“装卸”作用的结果是物资从一种支承状态转变为另一种支承状态，前后两种支承状态无论是否存在垂直距离差别，总是以一定的空间垂直位移的变化而得以实现。 （二）搬运 搬运(handling carrying)是指在同一场所内将物品进行的以水平移动为主的物流作业。“搬运”使物品在区域范围内(通常指在某一个物流节点，如仓库、车站或码头等)所发生的短距离、以水平方向为主的位移。,（三）装卸和搬运伴随流通活动的始终 在第五届国际物流会议上，美国产业界人士明确指出，当前美国全部生产过程中只有5%的时间用于加工制造，95%的时间则用于装卸搬运、储存等物流过程。根据美国运输部门考察，在运输的全过程中，装卸搬运所占的时间为全部运输时间的50%。在生产企业物流中，装卸搬运成为各生产工序间连接的纽带，它是从原材料、设备等装卸搬运开始，以产品装卸搬运为止的连续作业过程。从宏观物流考察，物资从离开生产企业到进入再生产消费和生活消费，装卸搬运像影子一样伴随流通活动的始终。,二、装卸搬运的特点（一）装卸搬运作业量大（二）装卸搬运对象复杂（三）装卸搬运作业不均衡（四）装卸搬运对安全性要求高（五）具有伴生性和起讫性（六） 具有提供保障性和劳务性,三、 装卸搬运的方法（一） 按装卸搬运作业对象分 1. 单件作业法 2. 集装作业法 （1）集装箱作业法。 （2）托盘作业法。 （3）其他集装件作业法 3. 散装作业法 （1） 重力作业法 （2） 倾翻作业法 （3）气力输送法 （4）机械作业法,（二）按作业手段和组织水平分 1.人工作业法 2.机械化作业法 3.综合机械化作业（三）按装卸设备作业的特点划分 1.间歇作业法 2.连续作业法,第二节 装卸搬运机械 装卸搬运机械是指用来搬移、升降、装卸和短距离输送物料或货物的机械。它不仅用于完成船舶与车辆货物的装卸，而且要完成库场货物的堆码、拆垛、运输，以及舱内、车内、库内货物的起重、输送和搬运。 装卸搬运机械按机械的主要用途或结构特征分类，可分为起重机械、连续运输设备、装卸搬运车辆等。,一、起重机械 起重机械是用来垂直升降货物或兼作货物的水平移动，以满足货物的装卸、转载等作业要求。（一） 起重机械的分类 起重机械的种类很多，按照起重机械的综合特征可分为多种类型，如图4-1所示。,图4-1 起重机械的类型,（二）起重机械的基本性能参数 起重机械的基本参数，表示起重机械的技术特征。它既是各种使用要求的反映，也是设计计算的前提，同时还是选择、配置装卸运输设备的重要依据。 1. 起重量 起重量是指起重机在正常的工作条件下(保持必需的机械结构的稳定性和牢固性的安全系数)，被起升的额定载荷加取物装置的重量，如抓斗、电磁吸盘等。起重吊钩重量一般可忽略不计。 2. 起升高度 起升高度是指起重机械可以提升物品的最大有效高度。起升高度主要根根工作需要和工作环境来决定。一般是指由起重工作场地的地面至吊钩中心的最高位置之间的距离。在装卸物资时，物资被提升的实际高度，往往小于规定的起升高度参数，这是货物本身和吊索具限制的结果。,3.工作速度 装卸机械的工作速度包括提升速度、走行速度、旋转速度等。 （1）提升速度，指被提升的物资在单位时间内垂直位移的距离。 （2）起重机械走行速度，指起重机在单位时间内走行的距离。门式起重机和桥式起重机视为大车运行速度。起重机小车走行速度指单位时间内起重小车走行的距离。 （3）旋转速度，指旋转式起重机的起重臂在单位时间内的旋转回数。 上述参数除旋转速度用转/分表示外，其他都用米/分表示。,4. 跨度和幅度 跨度是表示起重机吊具工作范围的参数。如桥式和门式起重机的跨度是指两根走行轨道中心线之间的距离。 幅度也是表示起重机吊具工作范围的参数。它指旋转式起重机吊钩垂直中心线至旋转轴中心线之间的水平距离。5. 外形尺寸 外形尺寸指起重机械的最大长、宽、高尺寸。 6. 自重 自重也可用轮压表示。它是指起重机在无负载时的自身重量，或者每一走行轮所承担的重量和压力(起重机械的负载有吊索具、燃料、润滑材料、水和操作人员等)。,7. 工作制度 起重机械的工作制度是指起重机的工作时间和温度、暂载等条件。起重机按工作制度分为四种运用类型，即轻型、中型、重型、特重型。 需要说明的是，起重机械的各个机构可具有不同的工作类型，通常按起升机构的工作类型来确定整个起重机的工作类型。,二、连续运输设备 连续输送设备也称连续运输机械，是以连续的方式沿着一定的线路从装货点到卸货均匀输送货物的机械。（一）连续运输机械的分类 1. 按安装方式不同分 （1）固定式输送机。固定式输送机是指整个设备固定安装在一个地方，不能再移动。它主要用于固定输送场合，如专用码头、仓库、工厂专用生产线等，具有输送量大、效率高等特点。 （2）移动式输送机。移动式输送机是指整个设备固定安装在车轮上，可以移动，具有机动性强、利用率高和调度灵活等特点。,2. 按机械结构特点分 （1）具有挠性牵引构件的输送机械。其工作特点是物料和货物在牵引构件的作用下，利用牵引构件的连续运动使货物向一个方向输送。常见的有带式输送机、链式输送机、斗式提升机、悬挂输送机等。 （2）无挠性构件的输送机。其工作特点是利用工作构件的旋转运动或振动，使货物向一定方向输送。它的输送构件不具有往复循环形式。常见的有气力输送机、螺旋输送机、振动输送机等。,（二）连续输送机械的基本性能参数1. 生产率 生产率是指输送机械在单位时间内输送货物的质量。单位为吨/小时，它是反映输送机械工作性能的主要指标，它的大小取决于输送机械承载构件上每米长度所载物料的质量和工作速度。2. 输送速度 输送速度是指被运输货物或物料沿输送方向的运行速度。其中，带速是指输送带或牵引带在被输送货物前进方向的运行速度；链速是指牵引链在被输送货物前进方向的运行速度；主轴速度是指传动滚筒转动或传动链轮轴的转速。3. 充填系数 充填系数是指输送机承载件被物料或货物填满程度的系数。,4. 输送长度 输送长度是指输送机械装载点与卸载点之间的展开距离。5. 提升高度 提升高度是指输送机械将货物或物料在垂直方向上的输送距离。,（三）连续输送机械的作业1. 连续输送机械的特征 连续输送机械与起重机械相比，它的特点是可以沿一定的线路不停地连续输送货物；其工作构件的装载和卸载都是在运动过程总中完成的，无须停车，即起制动少；被输送的散货以连续形式分布在承载构件上，输送的货物也同样按一定的次序以连续的方式移动。2. 连续输送机械的优点 连续输送机械可采用较高的运动速度，且速度稳定；具有较高的生产率；在同样的生产率下，自重轻，外形尺寸小，成本低，驱动功率小；传动机械的零部件负荷较低，且冲击小；结构紧凑，维修容易；在工作过程中，负载均匀，所消耗的功率几乎不变。3. 连续输送机械的缺点 它只能沿一定的线路输送，每种机型只能用于特定类型的货物，一般不适用于输送质量很大的单件物品，通用性差；大多数连续运输机械不能自行取货，因而需要配置一定的供料设备。,三、 装卸搬运车辆 装卸搬运车辆是指依靠本身的运行和装卸机构的功能，实现货物的水平搬运和短距离运输、装卸的各种车辆。装卸搬运车辆机动性好、实用性强，被广泛地应用于仓库、港口、车站、货场、车间、船舱、车厢内和集装箱内作业。（一）装卸搬运车辆的分类 装卸搬运车辆按照作业方式不同可分为三大类，固定平台搬运车、牵引车和起升车辆。具体分类如图4-2所示。,图4-2 装卸搬运车辆的分类,（二）装卸搬运车辆的基本性能参数1.额定载重量 额定载重量是指车辆在规定条件下正常使用时，可起升和搬运货物的最大重量。2.水平行驶速度 水平行驶速度是指车辆在平直的路面上行驶时，所能达到的最大速度。水平行驶速度的高低直接影响着车辆的作业效率。3.起升速度和下降速度 它们分别指车辆在一定载荷条件下，载荷装置所能上升和下降的最大速度。起升速度和下降速度的高低与搬运车辆本身的性能和制造材料有关。,4. 最小转弯半径 最小转弯半径是指车辆在空载低速行驶、打满方向盘即转向轮处于最大偏转角时，转向中心距离搬运车辆纵向中心线的距离。最小转弯半径的大小影响搬运车辆的作业的灵活性。5. 车辆的自重 车辆的自重是指车辆空载时的总重量。 6. 搬运车辆的尺寸 搬运车辆的尺寸即搬运车辆的总长、总宽和总高。,第三节物资装卸搬运组织一、装卸搬运机械的选择（一）机械选择要与物流量相吻合 在选择装卸运输机械时，由于生产发展水平的制约及作业现场物流量的需要，应力求做到机械的作业能力与现场作业量之间形成最佳的配合状态。这就是说，机械的作业能力达不到或超过这一状态点都可能形成不良后果。当机械的作业能力达不到现场作业的要求时，物流受阻;当超过现场作业的要求时，表现为生产能力过剩，机械的作用能力得不到充分发挥，超过的越多，经济损失也就越大。影响物流现场装卸作业量的因素很多，通常有以下几个方面:,1. 吞吐量 无论是车站、码头、仓库等各种物流作业现场，吞吐量都是装卸作业量核定的最基本的因素。2. 堆码、搬倒作业量 在装卸作业现场中，物资并非都是经过一次装卸作业就能完成入港、离港、入库、出库、入站、出站等作业的。往往由于货场的调整、保管的需要、发运的变化等因素，必须对物资进行必要的搬倒、堆码作业。堆码、搬倒的次数越多，装卸作业量也就随之增大。这部分装卸作业量当然越少、越接近于零越好。3. 装卸作业的高峰期 由于装卸作业直接受到物资流动时的不均衡影响，导致装卸作业机械在使用上可能发生忙闲程度不同的情况。为了能适应装卸作业现场可能出现的高峰期，机械的作业能力应对此有必要且充分的准备。,（二）装卸运输机械作业发生的主要费用 1. 设备投资额 装卸机械设备投资额，是平均每年机械设备投资的总和与相应的每台机械在1年内完成装卸作业量之比。 C设=C投/365G(元/吨)（4-1） 式（41）中： C设装卸机械设备投资额(元/年)； C投平均每年装卸机械设备的总投资(元/年)； G装卸机械平均每日装卸作业量。,（二）装卸运输机械作业发生的主要费用1. 设备投资额 装卸机械设备投资额，是平均每年机械设备投资的总和与相应的每台机械在1年内完成装卸作业量之比。 C设=C投/365G（元/吨）（4-1） 式（4-1）中： C设装卸机械设备投资额（元/年）； C投平均每年装卸机械设备的总投资（元/年）； G装卸机械平均每日装卸作业量。其中，C投包括装卸机械的购置费用、机械安装费用及与机械设备直接有关的附属设备费用。即C投=(C机+C装)K折+C附K折（元/台）（4-2）式（4-2）中: C机装卸机械的购置费用； C装装卸机械的安装费用； K折各项设备的基本折旧率； C附附属设备费用。此项费用包括车库、充电设备、电网、 起重运行轨道等费用。,2. 装卸机械的运营费用 运营费用是指在某一种装卸机械作业现场，1年内运营总支出和机械完成装卸量之比。 C运 =C/G年(元/吨)（4-3） 式（4-3）中： C运装卸每吨货物支出的运营费用； G年装卸机械年作业量； C1年内运营投资总费用。此项费用包括设备维修、动力消耗、劳动力工资、照明等费用。,（1）设备维修费用。为了延长机械设备的使用年限，确保机械工作安全，不降低设备的作业效率，各项设备都需要定期进行大、中修或必要的维修保养。这部分费用即维修费用。 C修=(C机+C装)(大+中+维)+C附大 （元/年）（4-4） 式（4-4）中: C修装卸机械的维修费； C机装卸机械的购置费； C装装卸机械的安装费； C附附属设备费用； 大大修折旧率； 中中修折旧率； 维日常维修、保养折旧率。它包括一、二级保养和日常养护(一般取 0.5%20%)。,（2）劳动力工资费用。其公式表达如下： C资=m人12A基 (1+补+奖)+C保(元/年)（4-5） 式（45）中： C资工人一年劳动工资总支出； m人从事物资装卸作业的工人人数； A基工人的基本工资，一般按平均数计； 补补助工资系数(包括文教、卫生、节日补贴、取暖补贴等)； 奖奖金系数； C保 每人一年的劳动保护费用。,（3）燃料和电力费用。其公式表达如下： C燃=0.365gcN率K利K损JCTA燃K1(元/台年)（4-6） 式（4-6）中： C燃每台机械一年的燃料费用; gc每马力耗油量(克/马力); N率内燃机组功率(马力); K利功率利用系数; K损空转损耗系数; JC相对结合时间; T每昼夜工作时间; A燃每公斤燃料单价； K1时间利用系数。 0.365换算系数（0.365=365/1000）。,C电=365W率K利K损JCTK1A电(元/台年)（4-7） 式（4-7）中： C电每台机械1年的耗电费用； W率电动机组总功率(千瓦/小时)； K利功率利用系数； K损空转损耗系数； JC相对结合时间； T每昼夜工作时间； K1时间利用系数； A电每度工业电费用; 365年工作天数。,（4）照明费用。其公式表达如下： C照=365Sn0T0K损A照(元/台年)（4-8） 式（4-8）中： C照每年照明费用支出； S照明面积； n0每平方米面积需要的照明度数； T0每天照明时间； K损损失系数； A照每度工业电费用； 365年工作天数。,3. 装卸作业成本 装卸作业成本是指某一物流作业现场，装卸机械每装卸1吨货物所支出的费用。即每年平均设备投资支出和运营费用支出的总和与每年装卸机械作业现场完成的装卸总吨数之比： C本=(C支+C运)/G年（4-9） 式（4-9）中： C本装卸1吨货物的支出费用； C支每年设备投资支出的费用； C运每年运营的总支出费用； G年装卸机械每年完成的总吨数。,（三）装卸机械的选择 1. 装卸机械的选择应满足现场作业为前提 2. 装卸机械吨位的选择，应以现场作业量、物资特性为依据 3. 在能完成同样作业效能的前提下，应选择性能好、节省能源、便于维修、有利于环境保护、成本较低的装卸机械,二、 装卸搬运机械的配套 装卸作业往往靠一两台机械设备是不能胜任的，那么在采用几台相同设备或数台不同类型的设备协同作业时，机械设备如何做到配套合理？ （一）装卸机械在生产作业区的衔接 （二）装卸机械在吨位上的配套 （三）装卸机械在作业时间上的紧凑性 （四）装卸机械配套的方法 1. 按装卸作业量和被装卸物资的种类进行机械配套 2. 运用线性规划方法，设计装卸作业机械的配套方案 3. 运用综合费用比较方法来确定装卸机械的配套方案,三、 装卸作业合理化措施 （一） 防止和消除无效作业 1. 尽量减少装卸次数 2. 提高被装卸物资的纯度 3. 包装要适宜,（二）选择适宜的搬运路线 搬运路线通常分为直达型、渠道型和中心型，如图4-3所示。,图4-3 搬运路线分类,1. 直达型 直达型是指物料经由最近路线到达目的地。在直达型路线上，各种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，一般采用这种形式是最经济的，尤其当物料有一定的特殊性而时间又较紧迫时则更为有利。 2. 渠道型 渠道型是指一些物料在预定路线上移动，同来自不同地点的其他物料一起运到同一个终点。当物流量为中等或少量，而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且分散时则更为有利。 3. 中心型 中心型是指各种物料从起点移动到一个中心分拣处或分发地区，然后再运往终点。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正方形的，且管理水平较高时更为有利。,图4-4说明，直达型适用于距离短而物流量大的情况，渠道型或中心型适用于距离长而物流量小的情况。依据物料搬运的规则，若在企业内部形成的物流量大且距离又长，则说明这样的企业布置是不合理的。距离与物流量指示图有助于我们根据不同的搬运活动来确定路线系统的形式。,图4-4 距离与物流指示图,（三）提高物资装卸搬运的灵活性 所谓物资装卸、搬运的灵活性，是指在装卸作业中的物资进行装卸作业的难易程度。在堆放货物时，事先要考虑到物资装卸作业的方便性。 物资装卸、搬运的灵活性，根据物资所处的状态，即物资装卸、搬运的难易程度，可分为不同的级别，如图4-5所示。,图4-5 装卸搬运活性图,其中，0级货物杂乱地堆在地面上的状态； 1级物资装箱或经捆扎后的状态； 2级装箱或被捆扎后的物资，下面放有枕木或其他衬垫，便于叉车或其他机械作业的状态； 3级被放于台车上或用起重机吊钩钩住，即刻移动的状态； 4级被装卸、搬运的物资，已经被启动，处于直接作业的状态。 从理论上讲，活性指数越高越好，但也必须考虑到实施的可能性。例如，物资在储存阶段中，活性指数为4的输送带和活性指数为3的车辆，在一般的仓库中很少被采用，这是因为大批量的物资不可能存放在输送带和车辆上。为了说明和分析物资搬运的灵活程度，通常采用平均活性指数的方法。这个方法是对某一物流过程物资所具备的活性情况，累加后计算其平均值，用()表示。值的大小是确定改变搬运方式的信号。如:,当2.7时，则说明大部分物资处于活性指数为3的状态，其改进方法可选用拖车、机车车头拖挂的装卸搬运方式。 装卸搬运的活性分析，除了上述指数分析法外，还可采用活性分析图法。分析图法是将某一物流过程通过图示来表示出装卸、搬运的活性程度。分析图法具有明确的直观性能，使人一看就清，薄弱环节容易被发现和改进。运用活性分析图法通常分三步进行：第一步，绘制装卸搬运图；第二步，按搬运作业顺序作出物资活性指数变化图，并计算活性指数；第三步，对装卸搬运作业的缺点进行分析改进，作出改进设计图，计算改进后的活性指数。,（四）实现装卸作业的省力化 在物资装卸中应尽可能地消除重力的不利影响。在有条件的情况下利用重力进行装卸，可减轻劳动强度和能量的消耗。将设有动力的小型运输带(板)斜放在货车、卡车或站台上进行装卸，使物资在倾斜的输送带(板)上移动，这种装卸是靠重力的水平分力完成的。在搬运作业中，不用手搬，而是把物资放在台车上，由器具承担物体的重量，人们只要克服滚动阻力，使物资水平移动，这无疑是十分省力的。,（五） 装卸作业的机械化 在整个物流过程中，装卸是实现机械化较为困难的环节。装卸与其他物流环节相比，其机械化水平较低。在我国，依靠人工的装卸活动还占有很大的比例。 人们从事装卸活动，首先要考虑到经济上的合理性。在整个装卸活动中，我们可以把装卸作业费用简化地看成为机械设备所花费的费用(K机)和人工费用(K人)两个部分。在机械正常工作的前提下，上述两种费用应符合下列曲线，如图4-6所示:,图4-6 机械化程度与费用关系,（六）推广组合化装卸 在装卸作业过程中，根据不同物资的种类、性质、形状、重量的不同来确定不同的装卸作业方式。在物资装卸中，处理物资装卸的方法有三种： 普通包装的物资逐个进行装卸，叫做“分块处理”； 将颗粒状物资不加小包装而原样装卸，叫做“散装处理”； 将物资以托盘、集装箱、集装袋为单位进行组合后进行装卸，叫做“集装处理”。对于包装的物资，尽可能进行“集装处理”，实现单元组合化装卸，可以充分利用机械进行操作。 组合化装卸具有很多优点: 装卸单位大、作业效率高，可节约大量装卸作业时间； 能提高物资装卸搬运的灵活性； 操作单位大小一致，易于实现标准化； 不用手去触及各种物资，可达到保护物资的效果。,四、 集装箱装卸搬运 集装箱是具有一定强度和规格，适于全天候进行储存、运输的主要集装化形式。集装箱的装卸搬运在集装箱流通中具有十分重要的地位。（一）集装箱装卸搬运方式1. 吊装方式 在专用集装箱码头前沿一般都配备岸边集装箱起重机械，以进行船舶的集装箱装卸作业。 完成集装箱吊装作业的集装箱起重机械一般配有集装箱吊具。集装箱通过吊具上的转锁对准集装箱顶部或底部的四个角配件孔，提取、吊运集装箱。集装箱吊具主要有固定吊具和伸缩吊具两种。固定吊具(如图4-7所示)是不可伸缩的吊具；伸缩吊具