物料搬运系统设计(PPT 27页)

1、主講 段鷹-1-物料搬運系統設計意義（從資料中看問題） 中等批量的生產車間裡，零件在機床上的時間僅占生產時間的5%，而95%的時間消耗在原材料、工具、零件的搬運、等待上。 據統計，搬運費用占總生產費用的30%40% 解決重點物料搬運是一個系統工程，牽一髮而動全身，因此必須抓住重點。重點注意如下：1理解掌握物料搬運系統的的概念和設計原則2物料搬運路線的選擇與設計3物料搬運設備分類與選擇4系統搬運分析設計5其他物料搬運分析技術主講 段鷹-2-第一節：物料搬運系統的基本概念一、概念 什麼是物料搬運： 對物品進行搬上、卸下、移動的活動。 搬上、卸下改變物料的存放狀態。 移動（搬運）改變物料的空間位置。

2、 什麼是物料搬運系統： 將一系列的相關設備或裝置，用於一個過程 或系統中，協調合理地 將物料進行移動、儲 存和控制。 思考：沙鋼卸料時為何要往地上甩？思考：沙鋼卸料時為何要往地上甩？物理改變只增加成本該系統的設計取決於物料特性和種類主講 段鷹-3-第一節：物料搬運系統的基本概念二、物料搬運系統設計中常見問題和基本原則：搬運通道不暢通（交叉）流動原則（搬運不是為搬運而搬運）搬運動作不連續連續搬運最經濟搬運路線曲折最短距離原則搬運容器不標準標準化原則（國際公認標準基礎模數尺寸為600mm*400mm）搬運機械應根據標準模數決定其性能參數搬運活動未從系統考慮系統化原則（把各種搬運活動當作一個整體，其

3、範圍包括供貨廠商、收貨、儲存、生產、檢驗、包裝、發貨、運輸和消費用戶。）搬運設備缺乏柔性柔性原則（用叉車（堆、卸、搬）搬運系統與生產系統不均衡儘量使人、機、物合理安排，平衡生產力其他原則集裝原則 重力原則 安全原則主講 段鷹-4-第二節：物料搬運路線的選擇一、搬運路線類型直達型指物料從起點到終點經過的路線最短，適合於物流量大或特殊要求的物料。管道型指物料在預定路線上移動，與來自不同地點的其他物料一起運到同一終點，適合佈置不規則或搬運距離較長的物料。中心型各物料從起點移動到中心分揀處，然後再運到終點，適合物流量小且搬運距離長的物料。BCADCBAAB主講 段鷹-5-第二節：物料搬運路線的選擇二、

4、 路線的選擇直達型管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麼？主講 段鷹-6-第三節：物料搬運設備及用具一、物料搬運設備的選擇1、選擇原則：2、考慮因素 物料的特徵和運動方式 例：易燃、易損、重量、形狀 水準式（滑道、推車） 垂直式（升降機、捲揚機） 傾斜式（連續運輸機） 多平面式（旋轉起重機） 設備的技術性能：能否勝任工作 經濟因素：成本、性價比 能耗：是否符合電力供應情況 備件、維修和存放方式（託盤、 箱器）、搬運頻率複雜搬運設備簡單運輸設備簡單搬運設備複雜運輸設備距離物流量設備的類型、型號和數量主講 段鷹-7-3、搬運設備合理配置方法（案例說明）案例解析：案例解析：

5、 某企業在廠內新建5座綜合性（普通）庫房，每座庫房面積為60*15=900m2，每座庫房年輸送量為1.9萬噸（與庫容量和出入庫頻率有關），存放物品為單件，最大單件重量為5噸，問：如何合理配置搬運裝卸機械設備？主講 段鷹-8-調整調整 a、每座庫房配置一台5噸橋式起重機或兩台五噸叉車則可 b、根據叉車具有機動性特點，可多庫共用，5個庫房只需配備1.6*5=8台即可 c、叉車若全部用5噸叉車，則既浪費又不方便，需要重新調整叉車載重組合 根據5座庫房機械作業物流量（0.95*1.9*5=9.025） 及平均載重量 5*0.45=2.25,同時考慮物品單重分佈狀況得到叉車配置，見下表:主講 段鷹-9-

6、第三節：物料搬運設備及用具二、傳統搬運、儲存設備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，特點是連續動作、迴圈動作、持續載荷、路線固定。常見滾軸式、皮帶式、託盤式和高架式。非 柔 性 不 可 重 构 传 输 带 优 缺 点 传 输 带 种 类 优 点 缺 点 滚 轴 式 可 搬 运 热 的 材 料 容 易 安 装 可 作 临 时 储 存 物 料 用 不 适 合 传 送 易 变 形 的 物 品 只 能 处 理 表 面 光 滑 的 物 品 皮 带 式 可 处 理 精 细 物 品 可 倾 斜 速 度 快 、 噪 音 小 拉 力 不 易 控 制 托 盘

7、式 有 利 于 自 动 化 物 料 易 排 列 受 托 盘 尺 寸 限 制 速 度 慢 高 架 式 节 约 地 面 空 间 布 局 简 单 可 临 时 存 物 减 少 了 可 用 空 间 屋 脊 需 有 承 载 力 主講 段鷹-10-第三節：物料搬運設備及用具 2、起重機這是一種將重物提升、降低或傳輸的裝置，特點是間歇動作、重複迴圈、短時載荷、升降運動。常見高架吊車、堆垛機。非柔性不可重构起重机优缺点 种类 优点 缺点 高架吊车 可处理较重物料 节约地面空间 提升距离大 需加固系统 柔性差 操作慢、安装费高 堆垛机 自动化程度高 可高层、高密度存储 需导轨 只能与托盘配合 路径固定，不柔性 主

8、講 段鷹-11-第三節：物料搬運設備及用具3、工業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。非柔性不可重构车辆优缺点 种类 优点 缺点 卡车 传输路径灵活 可传输体积的大、重量大的物体 操作空间大 维护费用高 叉车 操作灵活、转弯半径小 劳动强度低 有一定提升能力 一般与托盘配合使用 不适合长距离传输 主講 段鷹-12-第三節：物料搬運設備及用具4、貨架為解決“先入先出”的困難，提高貨物存放數量，就須採用貨架。常見有懸臂式、流動式和貨格式。貨架的選取須注意貨格淨空尺寸、貨架剛度和牛腿位置精度。5、貨物載體是指承載貨物的容器，可以有託盤、托板、滑板、專用集裝箱、專用堆放架、硬

9、紙板箱等。常用的是託盤（平式、箱式、柱式）。國際標準組織建議的託盤標準尺寸為：800mm*1200mm、1000mm*1200mm、1016mm*1219mm、1100mm*1100mm。6、電氣、電子設備指為進行貨物及設備檢測、識別和控制而使用的電氣、電子設備。常用條碼、射頻技術、掃描器、感測器和PC機。主講 段鷹-13-第三節：物料搬運設備及用具三、先進物料搬運設備1、自動引導小車（AGV）一種用電池供電、無人駕駛的工業貨車，可以通過程式設計進行路徑選擇和定位。通常與其他自動化系統集成起來使用（如CNC機床、工業機器人），從而獲得集成、柔性自動化的綜合效益。AGV 的优缺点 优点 缺点 可

10、编程，高柔性 故障恢复比较容易，易维护、可靠性高 可与其他自动化系统联接 不会对厂房构成固定的障碍 投资大 要求厂房空间大 主计算机停机将导致系统停机 不适合大批大部件的传输 主講 段鷹-14-第三節：物料搬運設備及用具AGV的路徑優化問題 最初級的方法是將每個AGV在緩衝站的停位點聯接成線。 但生產實際中，AVG不可能穿過任何設施，而且須考慮一定的 轉彎半徑。 一般地，AGV轉彎半徑為車長的75%取貨點AGV輪廓線路示意圖AGV優化路徑主講 段鷹-15-第三節：物料搬運設備及用具2、工業機器人可沿規劃好的路徑搬運重物，適合再柔性裝配中搬運或從事危險工況。 機器人的選取指標 淨載重量：確定載重

11、堆機械手臂所產生的最大力矩。 精度：由最小移動距離、可重複性和準確性三個因素組成，其中最小移動距離由定位資料存儲精度決定，準確性和可重複性由機械齒輪和連接件的反彈及變形決定。 速度：由整個裝配操作完成的週期決定。工业机器人的优缺点 优点 缺点 可重复完成某项工作，精度高 可在三维空间操作 可进行危险工作 价格高 受布局限制 控制程序编写、调试周期长 主講 段鷹-16-第三節：物料搬運設備及用具基對象尺寸、形狀、重量機器人的任務機器人的需求載荷與機器人尺寸的比較可行的車間層計畫區域被處理物件尺寸、形狀、重量裝配技術載荷與機器人尺寸的比較選擇開始選擇結束尋找其他更合適的機器人機器人的選擇方法主講

12、段鷹-17-第四節：系統搬運分析（SHA）一、 搬運系統分析的體系結構 1、方法結構： 一種解決問題的方法 一系列依次進行的步驟 一整套關於記錄、評定等級和圖表化的圖例符號2、階段結構： 階段一：外部銜接弄清所分析區域的物料進出情況。 階段二：總體搬運方案確定各主要區域搬運方法， 對搬運路線、設備類型作初步決策。 階段三：詳細搬運方案各主要區域內部各工作地間的 搬運方法。 階段四：方案實施訂購設備、人員培訓、安裝計畫 調試、驗收。主講 段鷹-18-3、程式模式：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、佈置5、物料搬運方法的知識和理解6、初步的搬運

13、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、方案的評價選定物料分析移動分析方法分析（確定合理經濟的搬運方法）主講 段鷹-19-第四節：系統搬運分析（SHA）二、移動分析設施佈置決定了物料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搬運作業與具體佈置結合的基礎上。1、收集各種移動分析的資料包括：（1）物料的類別和基本特徵（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*搬運距離主講 段鷹-20-第四節：系統搬運分析（SHA）2、移動分析方法（1）流程分析法每次只觀察一類產品或物料，並跟隨其沿著

14、整個生產過程收集資料，最後編制成流程圖。該方法適合物料品種很少的情況。（2）起止點分析法分兩種做法 一是觀察移動的起止點來收集資料，每次分析一條路線，並繪製成搬運路線表。適合於路線數目不太多的情況。 二是對一個區域進行觀察，收集運進運出該區域的一切與物料有關的資料，並編制成物料進出表。適合於路線數目多是情況。3、編制搬運活動一覽表，並在佈置圖上繪製流程圖將各項移動的分析結果標注在佈置圖上，起到了一目了然的作用。主講 段鷹-21-第四節：系統搬運分析（SHA）三、搬運方法分析就是將一定類型的搬運設備與一定類型的運輸單元相結合，並進行一定模式的搬運活動，以形成一定的搬運路線系統。一般地，每個搬運方

15、案都是幾種搬運方式的結合。這一過程須建立搬運方法工作表、需求計算表和評價表1、確定搬運方法：（1）根據搬運路線系統選擇原則確定搬運路線（直達、管道、中心）（2）根據搬運設備選擇原則確定搬運設備類別、規格、型號（3）根據物料分類一覽表確定運輸單元2、方案的修改和限制除考慮搬運路線、設備和運輸單元外，還須考慮正確、有效設備操作，以及協調、輔助物料搬運正常進行的問題（如生產和庫存的協調）。常涉及的修改和限制內容有： 已確定同外部銜接的搬運方法；物料存放方式；空間限制；投資限制；現有生產流程限制主講 段鷹-22-第四節：系統搬運分析（SHA）3、說明和各項需求的計算對修改後的幾個初步搬運方案，應逐個方

16、案進行說明和計算，其內容包括：（1）每條路線上每種物料搬運方法的說明；（2）搬運方法之外的其他必要的變動說明（如更改佈置、作業計畫、 生產流程、道路等）（3）計算搬運設備和人員需求量（4）計算投資和預期經營費用4、方案評價常用費用比較法和加權因素比較法5、搬運方案的詳細設計在初步方案確定下來的基礎上，解決具體取貨、卸貨的搬運方法主講 段鷹-23-小結：P、Q、R、S、T物料特徵表搬運方法指示圖物料進出表搬運活動一覽表特徵表分類表物流圖（座標簡圖）流程圖搬運路線表需求計算表評價表少量物料較多物料主講 段鷹-24-SLP與SHA的相互關係：1、兩者出發點都是力求物流合理化 SHA重點在於空間的合理

17、規劃，使得物流路線最短，在佈置時位 置合理，盡可能減少物流路線的交叉、迂回現象。 SLP重點在於搬運方法和手段的合理化，既確定合理的搬運方法，選定合理的搬運設備，使搬運系統最優。2、兩者相互制約，相輔相成 主要是設施佈置時就應同時考慮搬運系統的要求。 思考：1、採用傳輸帶為主要搬運手段時，設施應如何分佈？ 2、 採用叉車為主要搬運手段時，設施佈置應考慮什麼問題？ 主講 段鷹-25-第五節：其他物料搬運分析技術一、搬運活性指數分析1、概念： 搬運活性指物料的存放狀態對搬運作業的難易程度 物料的存放狀態散放、裝箱、支墊和裝車 搬運作業集中、搬起、升起、運走 搬運活性指數指搬運某種狀態下的物料所需要進行的四項作業中已經不需要進行的作業數目。表：活性的区分和活性指数 物品状态 作业说明 已不需要的作业数目 活性指数 散放在地 集中、搬起、升起、运走 0 0 集装箱中 搬起、升起、运走 1 1 托盘中 升起、运走 2 2 车中 运走 3 3 思考：在運動中的物料活性指數是多少主講 段鷹-26-第五節：其他物料搬運分析技術2、