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第五章物料搬运系统规划第一节物料搬运系统基本概念物料搬运的定义定义在同一场所范围内进行的、以改变物料的存放（支承）状态（即狭义的装卸）和空间位置（即狭义的搬运）为主要目的的活动，即对物料、产品、零部件或其它物品进行搬上、卸下、移动的活动。物流的各个环节之间和同一环节的不同作业之间，都必须进行装卸搬运作业，它把物的运动的各个阶段联接成为连续的“流”，使物流的概念名实相符。物料搬运的定义据国外统计：在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%，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%。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。物料搬运的发展物料搬运大致经历了以下几个阶段1）手工物料搬运时期手工物料搬运，虽然是原始的，简单的，但即使是今天，仍然存在于几乎所有的物料搬运中，只不过是主要由体力型转变为智力型。2）机械化物料搬运时期这一阶段由19世纪中期到20世纪中期，如今仍然是众多物料搬运系统中的重要组成部分。物料搬运的发展3）自动化物料搬运时期20世纪60－70年代解决物料搬运的常用方法。使用如AS/RS、AGV、电脑以及条形码等，机器人也引入物料搬运系统从事托盘上货物码垛和包装工作。4）集成化物料搬运时期出现于20世纪80年代，不仅仅是单机自动化，而是各设备之间集成并与生产系统相协调。5）第五代物料搬运是智能型系统它出现在八十年代末期。物料搬运的活性理论搬运活性人们把物料的存放状态对搬运作业的方便（难易）程度，称为搬运活性。装卸次数少、工时少的货物堆放方法搬运活性高。散放在地的物品要运走，需要经过集中、搬起、升起、运走四步作业。搬运活性指数的定义：搬运某种状态下的物品所需要进行的四项作业中“已经不需要的作业项目”。物料搬运的活性理论活性的区分和活性指数物品状态作业说明作业种类还需要的作业数目已不需要的作业数搬运活性指数集中搬起升起运走散放在地上集中、搬运、升起、运走要要要要400装在箱中搬运、升起、运走（已集中）否要要要311托盘上升起、运走（已搬起）否否要要222车中运走（不用升起）否否否要133运动着的输送机不要（保持运动）否否否否044运动着的物品不要（保持运动）否否否否044活性分析图表搬运作业活性分析图。考虑提高某些作业的活性系数，如活性系数为0的散放，通过放入容器中（活性系数为1）或码放在托盘上（活性系数为2），来提升搬运活性，提高工作效率。活性分析图表计算平均活性系数。图中的平均值2.7由下式计算：平均活性系数=活性系数总和/作业工序数这样，由平均活性系数的大小，可以采用以下不同的改进方法：q0.5：有效利用集装器具、手推车。q=0.5－1.3：有效利用动力搬运车、叉车、卡车。q=1.3－2.3：有效利用传送带、自动导引车。q2.3：从设备、方法方面进一步减少搬运工序数。总之，活性系数越高，所需人工越少，但设备投入越多。在进行搬运系统设计时，不应机械地认为活性系数越高越好，而应综合考虑。物料搬运路线的分类物料搬运路线分为直达型、渠道型和中心型三种。1）直达型各种物料从起始点到终点经过的路线最短。当物流量大、距离短时，采用这种形式比较经济。尤其适合于物料有一定的特殊性而时间又比较紧迫的情况。AB物料搬运路线的分类2）渠道型一些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，采用这种形式比较经济。尤其当布置不规则而又分散时更为有利。ABCD物料搬运路线的分类3）中心型各种物料从起点移动到一个分拣中心或分拔中心，然后再运往终点。ABCD物料搬运过程中，若物流量大且距离又长，则说明该布置不合理。搬运路线的选择距离与物流量可作为确定搬运路线的依据直达型渠道或中心型不合理距离物流量搬运设备选择原则距离物流量复杂的搬运设备复杂的运输设备简单的搬运设备简单的搬运设备搬运设备选择原则作为搬运设备的本身，选择时应考虑以下一些因素1）设备的技术性能2）设备的可靠性3）工作环境的配合和适应性4）经济因素，包括投资水平、投资回收期及性能价格比等；5）可操作性和使用性6）能耗因素7）备件及维修因素8）与物料的适配程度物料搬运的原则规划原则：以获取系统整体最大工作效益为目标，规划所有的物料搬运和物料存储工作。系统化原则：尽可能广泛地把各种搬运活动当成一个整体，使之组成相互协调的搬运系统，其范围包括供货厂商、收货、储存、生产、检验、包装、成品储存、发货、运输和消费用户等。物流顺畅原则：在确定生产顺序与设备平面布置时，应力求物流系统的最优化。物料搬运的原则精简原则：减少、取消或合并不必要的运动与设备，以简化搬运工作。利用重力原则：在可能的条件下，尽量利用重力搬运物料，但应注意防止磕碰。充分利用空间原则：最大可能地充分利用建筑物的整个空间。集装单元化原则：尽可能地采用标准的容器与装载工具来集装物料搬运，以利于搬运过程的标准化、集装化。物料搬运的原则机械化原则：合理采用搬运机械设备和提高搬运机械化程度。自动化原则在生产、搬运和存储过程采用合理的作业自动化。选择设备原则在选择设备过程中，考虑被搬运物料的特点——包括物料的运动方式和采用的搬运方法。标准化原则使搬运方法、搬运设备、搬运器具的类型、尺码标准化。减轻自重原则降低移动式设备的自重与载荷的比例。物料搬运的原则灵活性原则在专用设备并非必要的情况下，所采用的搬运方法和搬运设备应能适应各种不同的搬运任务和实际应用的要求。充分利用原则力求使人员与搬运设备得到充分利用。维修保养原则为全部搬运设备制定预防性保养和计划维修制度。摒弃落后原则当出现可提高效率的方法和设备时，合理更新陈旧设备与过时的方法。物料搬运的原则控制原则利用物料搬运工作改进对生产、库存和接订单、发货等工作的控制管理。生产能力原则利用搬运设备促使系统达到所要求的生产能力。搬运作业效能原则以每搬运一件单元货物所耗成本的指标考核搬运作业的效能。安全原则为保证搬运的安全，提供合适的方法和设备。第二节物料搬运设备及用具装卸搬运机械的分类装卸搬运机械按作业特征分为四类1）起重机械：起重机、升降机、轻小型起重设备（葫芦、绞车）。2）输送机械：包括有牵引机构的输送机、无牵引构件的输送机（螺旋、辊子、气力输送装置）。3）工业车辆：包括叉车、牵引车、单斗装载机等。4）专用机械：包括翻车机、堆取料机、堆垛机、分拣机等。装卸搬运机械——起重机简单起重机械：一般只作升降运动或一个直线方向移动，只需要一个运动机构，而且大多数是手动的。如绞车、葫芦等。通用起重机械除需要一个使物品升降的起升机构外，还有使物品作水平方向的直线运动或旋转运动机构。特种起重机械专用于某些专业性的工作，构造比较复杂。如冶金专业机械、建筑专用机械、采矿专业机械等。装卸搬运机械——起重机电动单梁起重机通用桥式起重机装卸搬运机械——起重机门式起重机固定旋转起重机装卸搬运机械——起重机轮胎起重机与汽车式起重机装卸搬运机械——连续输送机连续输送机装卸搬运机械——叉车平衡重式叉车高位拣选式仓库叉车装卸搬运机械——叉车集装箱叉车装卸搬运机械——叉车前移式叉车手动式叉车装卸搬运机械——叉车步行式叉车手动托盘搬运车装卸搬运机械——起升机械电梯是一种依靠轿厢沿着垂直方向运送人员或货物的间歇运动的主要起升机械。电梯分类1)按用途分：可按使用对象分为载人电梯、载货电梯和专用电梯等。2)按速度分：低速梯、快速梯、高速梯、超高速梯。3)按曳引电动机电源分：交流电梯和直流电梯。4)按操纵方式分：有司机操纵和无司机操纵。装卸搬运机械——起升机械装卸搬运机械——小型搬运车小型搬运车有：手推车、手动拖盘搬运车和手动叉车。装卸搬运机械——小型搬运车装卸搬运机械——无人搬运车及工业机器人自动导引车——AGV装卸搬运机械——拖盘托盘是一种机械化装卸、搬运和堆存货物的集装工具，由两层铺板中间夹以纵梁（或垫块）或单层铺板下设纵梁（或垫块、支腿）所组成。装卸搬运机械——拖盘托盘的分类按结构可分为：平托盘、箱式托盘、柱式托盘和轮式托盘等。平托盘各部分的名称装卸搬运机械——拖盘各式平托盘装卸搬运机械——拖盘各式托盘示例装卸搬运机械——拖盘托盘的分类按材质分：木托盘、钢托盘、铝托盘、胶合板托盘、波纹纸托盘、塑料托盘、复合材料托盘等按使用寿命分：一次用（消耗性）和多次用（循环性）两种。按使用范围分：企业内部用和联运用两种。装卸搬运机械——拖盘托盘的规格尺寸托盘规格尺寸标准化，是托盘流通的前提。托盘一般与叉车、汽车配合使用，目前叉车、汽车已全部实现标准化，因此托盘尺寸也应与之建立相应的模数关系。ISO建议以：800×1200、1000×1200、1016×1219、1100×1100（单位mm）四种尺寸做为标准。装卸搬运机械——拖盘我国机械工业系统使用：JB3003-81规定的800×1000与500×800，载重量为0.5、1.2t的箱式和柱式托盘；JB3004－81规定825×1100、545×825载重量为1t和0.5t的平托盘。第三节物料搬运系统设计系统搬运分析方法系统搬运分析（SystemHandlingAnalysis，SHA）是理查德.缪瑟提出的一种系统分析方法，适用于一切物料搬运项目。SHA方法包括三个部分：一种解决问题的方法，一系列依次进行的步骤和一整套关于记录、评定等级和图表化的图例符号。图例符号如前几章所述，不再重复。系统搬运分析的四个阶段设计四阶段时间安排图示I：外部衔接II：搬运方案III:详细方案IV:实施时间SHA的程序模式系统布置设计程序模式5、物料搬运方法的知识和理解2、布置P、Q、R、S、T1、物料的分类3、各项移动的分析4、各项移动的图表化6、初步的搬运方案7、修改和限制8、各项需求的计算9、方案的评价选定搬运方案物料分类物料分类的主要依据1）物料的可运性影响可运性的主要因素是物料本身的物理化学特性，外界的因素（如工位器具、托盘、货架和搬运设备等）也有重要影响2）物流条件包括：生产工艺方面要求，质量保证体系方面要求（如精密件的搬运），生产管理方面的要求（如周期性、配套性等），以及一些特殊要求（如贵重物品的控制）和法律管制品等。物料分类物料分类的程序1）列表标明所有物品或分组归并物品的名称；2）记录其物理特征及其他特征；3）分析各类物料的各项特征，并在主导、起决定作用的特征下面划出标记线；4）确定物料类别，将具有相似主导特性或特殊影响特征的物料归为一类；5）对物料进行分类后（如用a、b、c、d表示），即可编制物料特征表。物料特征表移动分析第一步：搜集各种移动分析资料开始分析各项移动时，需要提前准备的资料包括：1）物料的分类2）路线的起点、终点和搬运路径3）货流的物流量和物流条件第二步：移动分析方法目前常用的方法有两种：1）流程分析法2）起讫点分析法移动分析流程分析法每次仅观察一类物料，并跟随其沿生产过程搜集资料（必要时跟随从物料库到成品库的全过程），然后编制出流程图表（或流程）。见下页图。当物料品种很少或是单一品种时，常采用此方法。移动分析具体方法见《物流分析》一章。移动分析起讫点分析法有两种不同的分析思路：1）在物料品种数目不太多时，首先通过观察每次移动的起讫点搜集资料，然后分析各条搬运路线，给制出搬运路线表。如下页表所示。2）若物料品种数目多，则对一个区域进行观察，搜集运进运出该区域一切物料的有关资料，编写物料进出表。见excel表。移动分析搬运路线表移动分析第三步：编制搬运活动一览表《搬运活动一览表》见excel表格。编制此表的目的是把搜集的资料汇总在一张表上，达到明了、全面地了解情况以及运用的目的，表中应对每条路线、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进行等级评定。A：超高物流量E：特大物流量I：较大物流量O：普通物流量U：忽略