第4章物料搬运系统设计

1第4章物料搬运系统2意义•物料搬运（Materialhandling)是物流系统的重要组成部分，也是物流活动的桥梁与手段，其活性程度和系统合理化对企业物流系统的效率与效益至关重要。•据国外统计，在中等批量的生产车间内，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、等待上。物料搬运的费用占全部生产费用的30％－40％。•因此，进行搬运系统分析，设计合理、高效、柔性的物料搬运系统，对压缩库存资金占用、缩短物料搬运时间，优化企业内部物流系统有着十分重要的意义。31、了解物料搬运系统基本概念2、掌握物料搬运方法及其选择原则3、了解常见搬运设备，掌握其选择原则4、掌握物料搬运系统分析方法本章目标44.1物料搬运系统基本概念4.2物料搬运的基本原理4.3物料搬运设备及器具4.4物料搬运系统设计(SHA)目录54.1物料搬运系统基本概念4.1.1物料搬运•物料搬运是指在同一场所范围内进行的，以改变物料的存放（支撑)状态（即狭义的装卸）和空间位置（即狭义的搬运）为主要目标的活动，即对物料、产品、零件或其他物品进行搬上、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理改变只增加成本64.1.2物料搬运系统•是指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。•该系统的设计取决于物料的特性和种类。•相互连接与转换•是“闸门”“咽喉”，企业的动脉•具有的特点：①具有“伴生性”和“起讫性”②“保障”性和“服务”性③“闸门”和“咽喉”④具有作业的均衡性和稳定性74.1.3物料搬运的作用84.1.4物料搬运发展历程•第一代是手工物料搬运时期。•第二代是机械化物料搬运时期•第三代是自动化物料搬运时期。•第四代是集成化物料搬运时期。•第五代物料搬运是智能型系统。94.2物料搬运的基本原理•提高仓储的有效容积•走道空间的最小化•减少货物的处理时间•创造有效的工作条件•减少人工工作•改进物流服务•降低成本•基本目标104.2.2物料搬运的活性理论1．搬运的活性•物料由于存放的状态不同，物料的搬运难易程度也不一样。•人们把物料的存放状态对搬运作业的方便（难易）程度，称之为搬运活性。装卸次数少、工时少的货物堆放方法搬运活性高。•从经济上看，搬运活性高的搬运方法是一种好方法。114.2.2物料搬运的活性理论2．搬运活性系数ａ•活性系数用于表示各种状态下的物品的搬运活性。•搬运活性系数的组成如下：最基本的活性是水平最低的散放状态的活性，规定其活性系数ａ为0。对此状态每增加一次必要的操作，或者与此操作后的相同状态，其物品的搬运活性系数ａ加上1，活性水平最高的状态活性系数为4。12图4－2搬运活性系数ａ之间的关系4.2.2物料搬运的活性理论134.2.2物料搬运的活性理论表4－1活性的区分和活性系数ａ144.1.5物料搬运的活性理论3．ａ的合理选择•活性系数越高，所要求的工位器具及其工位器具所消耗的费用水平越高。•因此，系统设计时，不应机械地认为ａ越高越好，要根据具体情况，综合考虑工艺要求和成本费用等。154.2.2物料搬运的活性理论4．活性系数曲线•活性系数曲线用来分析某一物流在系统中的平均机动性。•将某一物流按其流程及各段的活性系数ａ绘制在坐标图上，即得可该物流的活性系数曲线。•并可计算出平均活性系数ａ，其计算公式为164.2.2物料搬运的活性理论图4－3ａ与精度、费用的关系活性系数曲线用于分析某一物流在系统中的平均机动性。将某一物流按其流程及各段的活性系数绘制在坐标图上，即得到该物流的活性系数曲线，并可计算出该物流系统的平均活性系数。计算模型如下：niin11例：共计10个工位组成的一个生产系统，物料储存的活性系数见图，其平均活性系数为：31030414343331410111niin作业顺序流程α0123456789101234平均活性系数α=318在同一区域范围内，以改变商品的存放状态和空间位置为主要内容和目的的活动称为（）。A、运输B、仓储C、物流D、装卸搬运在装卸搬运作业中，装货、移动、卸货三种作业在多数情况下是以一个整体形式出现的，装和卸次数之和与移动次数是（）关系。A、1：1B、2：1C、3：1D、4：1将商品置于集装单元器具内时，其装卸活性有所提高，被定为（）。A、1级活性B、2级活性C、3级活性D、4级活性运用活性指数的概念来分析与表示搬运活性水平的高低，散放在地上的物品，要经过集中(装箱)一搬起(支垫)一升起(装车)一运走(移动)4次作业才能运走，其活性指数最低，定为()。A．0.5B．0C．4D．1运用活性指数的概念来分析与表示搬运活性水平的高低时，处于运行状态的物品，因为不需要再进行其他作业就能运走，其活性指数最高，定为()。A．0.5B．0C．4D．l4.2.3物料搬运方法及选择原则1搬运路线的分类及选择2搬运设备选择原则3搬运单元19201．计划原则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．最少设备原则4.2.4物料搬运的原则2111．标准化原则12．灵活性原则13减轻自重原则14．充分利用原则15．维修保养原则16．根弃落后原则17．控制原则18．生产能力原则19．搬运作业效能原则20.安全原则•4.3.1物料搬运设备选择的基本思路•基本思路•考虑的因素（性能、可靠性、经济性、管理、安全、工厂特性、环境）224.3物料搬运设备及器具234.3物料搬运设备及器具4.3.2物料搬运设备•按搬运的作业特征，搬运设备可分为四大类，即搬运车辆、输送机械、起重机械和垂直搬运机械。•搬运车辆包括各式手推车、托盘搬运车、电瓶搬运车、叉车和无人搬运车等；•输送机械主要包括辊子输送机、链式输送机、带式输送机和悬挂输送机等；•起重机械包括一般通用起重机和立体仓库堆垛机等；•升降机械包括电梯、剪式升降台以及各种垂直提升机等。24251.搬运车辆（IndustrialTrucks）（1）叉车（ForkliftTruck）•叉车又称铲车、装卸车。•它具有适用性强，机动灵活，效率高的优点。•其标准化和通用性也很高261.搬运车辆（IndustrialTrucks）（1）叉车（ForkliftTruck）•如果在货叉叉架上安装各种专用附属工具(如旋转夹具、侧移叉、推出器、倾翻叉、串杆、吊臂等)，还可以进一步扩大其使用范围。•根据所用的动力，叉车可以分为内燃机式叉车和蓄电池式叉车。•根据叉车的结构特点，叉车还可分为平衡重式、前移式、插腿式和侧面叉车等。27平衡重式叉车蓄电池式内燃机式28平衡重式叉车（侧面图）29前移式叉车30插腿式叉车31侧面叉车32集装箱叉车33341.搬运车辆（IndustrialTrucks）（2）手推车（HandCart）•手推车是一种以人力为主，在路面上水平输送物料的搬运车。•其特点是轻巧灵活、易操作、回转半径小，适于短距离搬运轻型物料，广泛应用于工厂、车间、仓库、站台、货场等处。•常见的手推车类型包括杠杆式手推车、手推台车、登高式手推台车和手动液压升降平台车。351.搬运车辆（IndustrialTrucks）（2）手推车（HandCart）•在选择和使用手推车时，首先应考虑运件的形状及性质。•其次还要考虑输送量及运距•此外，货物的体积、放置方式、通道条件及路面状况等，在选择手推车时也要加以考虑。36杠杆式手推车37手推台车38登高式手推台车39手动液压升降平台车401.搬运车辆（IndustrialTrucks）（3）托盘搬运车（PalletJack）•托盘搬运车是一种轻小型搬运设备•这种托盘搬运车广泛应用于收发站台的装卸或车间内各工序间不需堆垛的搬运作业。•常见的有手动托盘搬运车、电动托盘搬运车。41手动托盘搬运车42电动托盘搬运车步行式站驾式座驾式43油桶搬运车441.搬运车辆（IndustrialTrucks）（4）无人搬运车(AutomobileGuidedVehicle)•无人搬运车（自动导引车）可以自动导向、自动认址、自动程序动作，具有灵活性强、自动化程度高、可节省大量劳动力等优点。•适用于有噪声、空气污染、放射性等元素有害人体健康的地方及通道狭窄、光线较暗等不适合驾驶车辆的场所，现已日益引起人们的关注并得到广泛应用。45无人搬运车46无人搬运车471.搬运车辆（IndustrialTrucks）（5）工业机器人•工业机器人是一种能自动定位控制，可重复编程、多功能、多自由度的操作机。能搬运材料、零件或操持某些工具，以完成各种作业。•目前已广泛应用于产业部门，用得最多的是汽车工业和电子工业。从作业内容看以工作堆垛、机床上下料、点焊（弧焊）以及喷漆最为普遍。48打包机纸箱物流堆垛机工业机器人49袋包物流堆垛机饮料包装专用堆垛机工业机器人50工业机器人512.输送机械•输送机是在一定的线路上连续输送物料的搬运机械，又称连续输送机，它是物料搬运机械的一种主要类别。•输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，结构简单。还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。522.输送机械•缺点是一定类型的连续输送机只适合输送一定种类的物品（散料或重量不大的物品），不适合搬运很热的或形状不规则的单元物料；只能布置在物料的输送线上，而且只能沿着一定线路定向输送，因而在使用上有一定的局限性。•输送机一般按有无牵引件来进行分类。532.输送机械•具有牵引件的输送机主要有带式输送机、板式输送机、小车式输送机、自动扶梯、自动人行道、刮板输送机、埋刮板输送机、斗式输送机、斗式提升机、悬挂输送机和架空索道等。•没有牵引件的输送机结构特点是：利用工作构件的旋转运动或往复运动，或利用介质在管道中的流动使物料向前输送。主要包括辊子输送机、螺旋输送机、振动输送机等。54图4－14牵引输送机移动带式输送机胶带式输送机55图4－14（a）牵引输送机板式输送机刮板输送机56图4－14（a）牵引输送机悬挂输送机架空索道57图4－14（a）牵引输送机自动扶梯自动人行道58图4－14（b）无牵引输送机辊子输送机螺旋输送机59图4－14（b）无牵引输送机振动输送机60链式输送机柔性输送机其他常见输送机61移动式输送机真空输送机62装配线输送机伸缩输送机63辊式输送机64滚轮式输送机•和辊式输送机类似，不同之处在于安装的不是棍子而是一个一个小轮子，其分布如同算盘一样，所以也称算盘式输送机•滚轮式输送机无动力驱动，适合于人力和重力搬运，主要用于仓库与配送中心等设施。65固定式输送机66可移动式输送机67•是使输送带和滚筒之间保持足够的摩擦力的装置。电动机、减速机、传动滚筒、控制装置及安全装置6869703.起重机械•起重机械是一种以间歇作业方式对物料进行起升、下降和水平移动的搬运机械。•起重机械的作业通常带有重复循环的性质•常用的起重机有电动梁式起重机、通用桥式起重机、门式起重机、固定旋转式起重机、轮胎式起重机等。71图4－15起重机电动梁式起重机通用桥式起重机72图4－15起重机门式起重机轮胎式起重机73图4－15起重机塔式起重机汽车起重机74图4－15起重机单梁起重机悬臂起重机75图4－15起重机电磁起重机防爆起重机763.起重机械•物料搬运中，主要根据以下参数进行起重机的类型、型号选择：①所需起重物品的重量、形态、外形尺寸等；②工作场地的条件（长×宽×高，室内或室外等）；③工作级别（工作频繁程度、负荷情况）的要求；④每小时的生产率要求。•表4-5列出了主要起重机类型的特点与使用范围。77784.升降机械（1）电梯•电梯是利用轿厢在钢丝绳的牵引下或其他方式驱动下沿着垂直导轨升降来运送货物的一种垂直搬运机械，适用于需要垂直运送货物的各种场所。•根据用途不同，分为载客电梯、载货电梯和医用电梯。载货电梯又分为司机操纵和无司机操纵两种。79图4－16电梯