五物料装卸搬运系统设计

物料装卸搬运系统设计,第四章,主 要 内 容,一、基本概念二、物料装卸搬运的原则三、影响物料装卸搬运的基本因素四、物料装卸搬运路线五、搬运设备选择六、物料装卸搬运设备及器皿介绍七、系统化搬运设计方法八、集装单元化、标准化九、装卸搬运合理化十、SLP + SHA,一、基本概念,意义（从数据中看问题） 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%左右，而95%的时间消耗在原材料、工具、零件的搬运、等待上。 据统计，搬运费用占总生产费用的 20%-30%,物料装卸搬运 -在同一地域范围内（车站、工厂、仓库内部等）以改变“物”的存放、支承状态的活动( 搬上、卸下 )为装卸 -以改变“物”的空间位置的活动(移动 )为搬运,物理改变只增加成本,物料装卸搬运系统 将一系列的相关设备和装置，用于一个过程或逻辑动作系统中，协调合理地 将物料进行移动、储 存和控制。装卸搬运特点 只增加物流成本：延时劳力，无附加值附属性作业量大、频繁、耗时费用比例高搬运重量工伤事故、损失中 与搬运有关的占25%瓶颈,该系统的设计取决于 物料特性和流动的种类,搬运活性指数分析 搬运活性指物料的存放状态对后续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 搬运活性指数指搬运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,活性指数分析图显示物料装卸搬运系统作业过程中各 阶段活性指数变化状况的示意图。 该图便于直观地分析和确定改善物料装卸搬运的 薄弱环节平均活性系数（平均机动性）,讨论左边的活性指数分析图,讨论参考答案： 值越高，物料流动越容易，但要求工位器具及其所消耗的费用水平越高，投资费用越高，所以，系统设计非 值越高越好，应综合考虑。,二、物料装卸搬运的原则,（1）规划原则（2）系统化原则（3）物流顺畅原则（4）精简原则（5）利用重力原则（6）充分利用空间原则（7）集装单元化原则（8）机械化原则（9）自动化原则（10）搬运作业效能原则,（11）标准化原则（12）步步活化原则（13）减轻自重原则（14）安全原则（15）维修保养原则（16）最短距离原则,规划原则 规划全部的物料搬运和储存活动以达成最大的整体操作效率。系统原则 将各种搬运活动整合到涵盖供货商、进货、储存、生产、检验、包装、仓储管理、出货、运输和顾客的整体操作系统。 物料流程原则 提供一种最佳化物料流程的作业顺序与设备布置。简化原则 利用减少、消除或合并不必要之搬移和设备来简化搬运。,重力原则 尽量利用重力来搬移物料。空间利用原则 尽量使建物容积之使用最佳化。单元尺次原则 增加单元载重之数量、大小或重量。机械化原则 将搬运作业机械化。自动化原则 提供生产、搬运和储存等功能自动化。,设备选择原则 在选择搬运设备时应考虑所要搬运物料的各种要素，包括所使用的搬移与方法。标准化原则 将搬运方法及搬运设备种类和尺寸标准化。适应性原则 采用可以适应各种工作和应用的方法与设备，除非是必须使用某种特殊目地的设备。 减轻自重原则 减少移动式搬运设备空重与载重之比率。使用率原则 规划搬运设备与人力之使用率为最佳化。,维修保养原则 规划所有搬运设备之定期保养和维修。过时作废原则 当发现有更有效率的搬运方法和设备时，应取代过时的方法和设备。管制（控制）原则 使用物料搬运活动来改善生产、存货和订单处理的管制（控制）。生产能力原则 使用搬运设备来改善生产能力。搬运作业效能原则 采用单位搬运的费用来决定搬运的绩效。安全原则 提供合适的方法和设备来加强搬运安全。,装卸搬运合理化原则,1不要多余的作业搬运本身就有可能成为沾污、破损等影响物品价值的原因，如无必要，尽量不要搬运。2提高搬运活性放在仓库里的货物都是待运物品，因此应使之处在易于移动的状态，这种易于移动的状态我们称之为“搬运活性”，为提高搬运活性，应当把它们整理归堆。,3利用重力利用重力由高处向低处移动，有利于节约能源，减轻劳力，如利用滑槽。当重力成为阻力发生作用时，应把物品装载滚轮输送上去。4机械化作业尽可能采用机械化搬运，可以把作业人员从重体力劳动中解放出来，并提高劳动生产率。,5务必使流程不受阻滞应当进行不停的连续作业，最为理想的是使物品不间断地连续作业。6单元货载大力推行使用托盘和集装箱，推行将一定数量的货物汇集起来，成为大件货物，利于机械搬运、运输、存储，形成单元货载系统。7系统化物流活动由运输、储存、包装、流通加工等活动组成，应把这些活动视为一个系统进行处理，以求其合理化。,三、影响物料装卸搬运的基本因素,物料装卸搬运的五要素 完成物料装卸搬运必须具备劳动力（搬运、操作人员）、装卸搬运设备及设施（完成搬运作业的手段）、货物（搬运的对象）等“硬”要素，以及工艺（作业方法）、信息和管理（搬运的指挥系统或保障系统）等“软”要素。决定物料装卸搬运方法 (即物料搬运路线、搬运设备和搬运单元的结合) 的条件 （1）外部条件：货物（货物装卸单位的形状、重量、数量、尺寸）、装卸作业种类（堆装、拆垛、分拣、配送、搬运）、设备（设备的配置、构造、尺寸及装运能力）等。 （2）内部条件：货物搬运前后状态，作业动作的种类、机械动作的种类、工作人员的时间安排以及素质等。,四、物料装卸搬运路线,直达型(D)指物料从起点到终点经过的路线最短，适合于物流量大、距离短或特殊要求的物料（时间紧）。渠道型(K)指物料在预定路线上移动，与来自不同地点的其它物料一起运到同一终点，适合布置不规则分散或搬运距离、量中等的物料。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，适合物流量小且搬运距离长的物料。（非常经济）,A,A,C,A,B,C,D,B,B,物料装卸搬运路线的选择,物流量,距离,物流量大且搬运距离长说明了什么？,五、搬运设备选择,依据：距离与物流量的大小设备类型 技术指标和物料特点设备数量型号 思考： 距离短，物流量小，选何种类型设备？ 距离短，物流量大，选何种类型设备？ 距离长，物流量小，选何种类型设备？ 距离长，物流量大，选何种类型设备？,不适宜的观点,物料装卸搬运设备及用具对搬运效果及成本会有直接影响,为了完成任务，赶快去买一台运输机或 增添一排货架（长远目标、标准化）。这台叉车是属于我们部门的，你们不能 随便用（部门利益与整体利益）。我也不知道还需要什么搬运设备，管他 的，先申请了再说（明确问题）。设备肯定越高级越好了（简化原则）。这家设备商和我们是老关系了，买他的 没错的（比较原则）。,设备选择应考虑因素 物料的特征和运动方式 易燃、易损、重量、形状 水平式（滑道、推车、运输机、索道） 垂直式（升降机、起重机、卷扬机） 倾斜式（连续运输机、提升机、卷扬机） 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、回收期能耗：是否符合电力供应等情况备件、维修和存放方式（托盘、 箱器）、搬运频率,设备的类型、型号和数量,六、系统化搬运设计方法（System Handling Analysis）,（一）、 搬运系统分析的体系结构 1、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2、阶段结构： 阶段一：外部衔接弄清所分析区域的物料进出情况，同外 界的运输系统结合起来。 阶段二：总体搬运方案确定各主要区域间搬运方法， 对搬运路线、设备类型、搬运单元做初步决策。 阶段三：详细搬运方案各主要区域内部各工作地间的详细 搬运方法。 阶段四：方案实施订购设备、人员培训、安装、调试、验收。,3、程序模式：,方法分析（确定合理经济的搬运方法）,移动分析,物料分析,系统搬运分析的阶段结构和程序模式：,（二）、物料的分类：,分类依据： 1.物料的属性 2.物料的可运行及能否采用同一搬运方法 3.物流条件,物料分类基本方法固体、液体、气体 属性单件、包装件、散装物料 可运行物料主要特征物理特征尺寸：重量：形状：损伤可能性：,其他特征数量：时间性：特殊控制：,分类的程序 列表标明所有的物品或分组归并的物品名称 记录其物理特征及其它特征 分析每类物料的各项特征，并确定哪些特征 是主导的，在起决定作用的特征下面划出标记线 确定物料类别，把具有相似主导特征的物料 归并 为一类 对每类物料写出分类说明 对物料进行分类后，就可以编制物料特征表。,物料特征表,物料特征表,（三）、移动分析：,移动分析的概念： 设施布置决定了物料装卸搬运的起点和终点的距离，因此，移动分析必须建立相似物料装卸搬运作业与具体布置结合的基础上。移动分析方法： A.流程分析法： 步骤： 1、收集各种移动分析的资料包括： （1）物料的类别和基本特征,（2）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） （3）搬运量（搬运量=物流量 * 搬运距离）及物流条件：数量条件管理条件时间条件 流程分析法： 适用范围：品种少或品种单一时,B.起止点分析法： 路线数目不太多时： 每次分析一条路线，并绘制搬运路线表 路线数目多时： 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3、编制搬运活动一览表表中应对每条线路、每类物料和每项移动的物流量及运输工作量进行计算，并按A、E、I、O、U进行等级评定。,流 程 图 表,表列流程 单位时间最终单元数量,厂名 项目制表人 参加人日期 第页 共页起点终点 现有的 建议的(方案号)方案摘要,搬 运 路 线 表,厂名 项目起点 制表人 参加人终点 日期 第页 共页,备注 路线示意图：在反面,物料进出表,厂名 项目 制表人 参加人区域 日期 第页 共页,备注,搬运活动一览表,厂名 项目 制表人 参加人物流量单位 日期 第页 共页,4、各种移动图表化 编制该表是为了把收集到的资料进行汇总，编制在一张表上，达到明了、全面地了解情况以及运用的目的。在表中要对每条路线、每类物料和每项移动的物流量及运输工作量进行计算，并按A、E、I、O、U进行等评级定。,物流图表化的方法： 物流流程简图 只能了解物料运动过程和顺序，因为它没有联系到布置，所以不能表达每个工作区域的正确位置；没有标明距离，因此不能作为选择搬运方法的依据，只能在分析和解释中作为一种中间步骤。,某泡沫塑料厂物流流程简图,在布置图上绘物流图 在布置上绘制的物流图：图上标出了准确的位置，能够表明每条线路的距离和物流方向，可用于选择搬运方法的依据。,平面布置图上的物流,座标指示图 是距离和物流量的指示图。相应的用箭头表明物流方向，流量和距离用数字标在起讫点的联线上。,1、确定搬运方法（1）根据搬运路线系统选择原则确定搬运路线（直达、渠道、中心）（2）根据搬运设备选择原则确定搬运设备类别、规格、型号（3）根据物料分类一览表确定运输单元,搬运方法分析：就是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式的结合。这一过程须建立搬运方法工作表、需求计算表和评价表,系统搬运方案分析,2、方案的修改和限制除考虑搬运路线、设备和单元外，还须考虑正确、有效设备操作，和协调与辅助物料装卸搬运正常进行的问题（如生产和库存的协调）等。 通常修改和限制内容有： 已确定的同外部衔接的搬运方法；物料存放方式；面积空间限制；投资限制；现有生产流程限制,3、说明和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装卸搬运方法的说明； （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，见附图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、卸货的搬运方法,一种系统搬运方案分析法,-物料装卸搬运检核表法 一种基本的创造性技法。该方法首先找出物料装卸搬运系统的现存问题，然后逐项提出处理意见和改进措施，以期达到通过改善搬运来提高生产率的目的。,讨论： 本厂物料装卸搬运系统的问题和解决方案，并以物料装卸搬运检核表的形式提交,小 结：,七、物料搬运设备及器具介绍,物料搬运设备（四大类）,1、起重机械 起重机、起重电梯、叉车、立体仓库堆垛机等。2、输送机械 辊子、链式、带式、悬挂式、输送机等。3、搬运车辆 叉车、牵引车、单斗装载机、 无人搬运车、 手推车等。4、专用机械 翻车机、堆（取）垛机、分拣机等。,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。常见滚轴式、皮带式、托盘式和高架式。,托辊胶带输送机,辊筒式输送机,输送设备,辊轮式输送机,辊道式输送机,悬挂式输送机,喷漆生产线,辊道式输送机,2、叉 车,是一种用来装卸、搬运和堆垛单元货物的车辆，具有适用性强，机动灵活，效率高优点。功能：起重搬运主要性能参数：额定起重量Q，载荷中心距C，叉车高H，最大起升高度，自由起升高度，最小回转半径等。有内燃机式（柴油和汽油）和蓄电池式（2T以下）,平衡重式叉车,前 移 式 叉 车,侧面叉车,手动叉车,拣 选 式 叉 车,普通集装箱叉车,侧面集装箱叉车,带 属 具 的 叉 车,3、起重机,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。,目前应用在工业中的几种起重设备：,单梁起重机,轻型双梁起重机,单主梁门式起重机,双梁门式起重机,履带起重机,汽车起重机,履带起重机,轨道式龙门起重机,轮胎式集装箱龙门起重机,4、工业车辆,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,5、先进物料搬运设备,自动引导小车（AGV）一种用电池供电、无人驾驶的工业货车，可以自动导向、自动认址、自动程序动作的搬运车辆。通常与其它自动化系统集成起来使用（如工业机器人），从而获得集成、柔性自动化的综合效益。,自动搬运车系统(AGV)是由若干辆沿导行路径行驰，在计算机的交通管制下有条不紊地运行，并通过物流系统软件集成在物流系统、生产系统中。AGVS广泛应用于柔性生产系统（FMS）、柔性搬运系统和自动化仓库中。,SAMSUNG 航空AGV,日本Muratec公司AS.RS系统,(automated storage and retrieval system),日本Muratec公司AGV,装卸搬运机械的使用与管理 装卸搬运机械、专用装卸搬运机械方向全面规划、合理布局、按需配置机械设备建立一套机械设备运用、维修、管理制度 标准化、通用化、系列化培养技术人员队伍发展集装化增加机械作业比重注意配套，一机多能,搬运系统分析常用的一些图例符,6、物料搬运用具,货架为解决“先入先出”的困难，提高货物存放数量，就须采用货架。常见有悬臂式、流动式和货格式。货架的选取须注意货格净空尺寸、货架刚度和牛腿位置精度。 货物载体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。常用的是托盘（平式、箱式、柱式）。国际标准化组织(ISO)建议的托盘标准尺寸为：800mm*1200mm、1000mm*1200mm、1016mm*1219mm、1100mm*1100mm。 电气、电子设备指为进行货物及设备检测、识别和控制而使用的电气、电子设备。常用条形码、射频技术、扫描仪、传感器和PC机。,货 架,层架,层格架,抽屉式货架,托盘货架,悬臂式货架,进车式货架,穿越式货架,重力式货架,7、物料搬运器皿,物料搬运器皿的分类： 垫板、托盘、标准料箱、料架、料斗、装运箱、集装箱等。 搬运自动化对搬运器皿的要求是什么？有何好处？托盘的分类： 按结构分：平托盘、箱式托盘、柱式托盘、轮式托盘 按材质分：木托盘、铝托盘、胶合托盘、波纹纸托盘、 塑料托盘、复合材料托盘 按使用寿命分：一次性托盘、多次用托盘 按范围分：企业内部用和联运用托盘,托 盘,作为插车的一种附属装卸搬运工具，与叉车配套使用从托盘装卸托盘搬运托盘储存托盘运输托盘售货，连贯发展为托盘物流。,托 盘,四向插入托盘,两向插入托盘,塑料托盘,托盘,箱式托盘,立柱托盘,具有可折护板的托盘,套托盘,工具搬运托盘,八、搬运的集装单元化、标准化,单元化： 把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，也叫集装单元化。 物料装卸搬运时的基本装载方式，如散装和用车箱、罐装等。标准化： 物品包装与集装单元的尺寸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起主要性能参数。 国际标准化组织(ISO)物流模数：600MM*400MM，集装模数尺寸1200MM*1000MM 涉及机械、设施、单元、管理、作业等标准化（系列化、通用化） 由什么来确定？ 是采用单件包装还是采用集装器？,集装单元化技术：概述,集装单元化概念： 集装单元化作业包括： 集装单元化包装(集合包装) 集装单元化搬运 集装单元化运输 集装单元化储存,集装单元化的条件：通用化标准化系统化集装单元化的优势：系统提高运输工具载重量和容积利用率便于清点,减少货损、货差便于实现机械化简化包装以箱代储装卸减少受气候影响程度减轻污染,集装单元化技术：器具,集装单元化器具集装箱托盘货捆化自货预垫绳索预垫网袋化框架化滑板化半挂车,集装单元化技术：问题与发展趋势,应注意的问题标准化、系列化装卸搬运设备配套、运输线路运输手段配套集装箱、托盘的合理流向及回程货源组织条形码技术和信息技术 发展趋势：各国普通集装箱厂萎缩有特色的集装箱得到发展：冷藏箱,防止和消除无效作业,提高作业效率 1.尽量减少装卸次数 降低到最小尤其要避免没有物流效果的装卸作业。 2.提高被装卸物料的纯度 指物料中含有水分、杂质与物料本身使用无关的物质 的多少。物料的纯度越高则装卸作业的有效程度越高。 反之，则无效作业就会增多。 3.包装要适宜 包装的轻型化、简单化、实用化会不同程度的减少作用于包装上的无效劳动。 4.缩短搬运作业的距离,避免交叉、相向、混杂、迂回,九、装卸搬运作业合理化措施,提高物料装卸搬运的灵活性理论上，活性指数越高越好，但也必须考虑到实施的可能性。如物料在储存中，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料不可能存放在输送带和车辆上的缘故。为了说明和分析物料搬运的灵活程度，通常采用平均活性指数的方法,还可采用活性分析图法。实现装卸搬运作业的省力化，充分利用重力和消除重力影响装卸搬运作业的机械化,提高搬运设备利用率，规模装卸推广合作化装卸搬运 根据不同物料的种类、性质、形状、重量的不同来确定不同的装卸作业方式。,工业工程（IE）和装卸搬运作业合理化 工业工程（IE）是以提高作业系统效率、协调人和工作环境的关系为目的，综合利用人员、物品、设备和信息等资源，设计、改善和管理生产物流作业系统的一种综合技术。 从工业工程的观点出发，改善物流作业效率的“6不改善法” 不