物料搬运系统的设计

物料搬运系统设计机械与运载工程学院第七章物料搬运系统设计物料搬运系统设计机械与运载工程学院本章的主要内容1、物料搬运概述；2、物料搬运系统；3、物料搬运系统分析方法SHA；4、搬运系统的改善；5、物料搬运系统分析与设计案例。物料搬运系统设计机械与运载工程学院引导案例一家手表带厂生产几种金属表带，表带由若干咬合齿片组成。它的工艺是，用冲床冲压出这些齿片，然后操作工人将生产好的元件装满容器箱后，将容器箱送往装配线进行装配。工厂原来整个生产周期需要48天。根据工业工程背景，很快就确定了问题的所在。所用容器箱太大，需要花很多时间才能装满容器箱；冲床成为一个瓶颈，限制了整个系统的生产率。提出的建议是：第一，用小得多的容器箱向下游频繁地传送元件；第二，增加一台冲床。这样可将生产周期降到4天。物料搬运系统设计机械与运载工程学院7.1物料搬运概述1.物料搬运的概念（1）物料搬运（MaterialHandling）包括物料（产品、元件或工装夹具）的移动、运输或重新安放，以改变物料的存放状态和空间位置为主要目的的活动。（3）物料搬运的基本要素：物料、移动和方法。（2）具体物料搬运作业：搬运装卸转向物料搬运系统设计机械与运载工程学院2.物料搬运20条原则（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）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）最少设备原则物料搬运系统设计机械与运载工程学院2.物料搬运20条原则（11）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）维护原则（16）摒弃落后原则（17）控制原则（18）生产能力原则（19）搬运作业效能原则（20）安全原则物料搬运系统设计机械与运载工程学院3.物料搬运活性分析（1）活性系数活性系数：表示物料搬运难易的程度。所费的人工越多，活性就越低。反之，所需的人工越少，活性越高，但相应的投资费用也越高。物料搬运系统设计机械与运载工程学院图1物料搬运物料搬运系统设计机械与运载工程学院图1物料搬运活性系数物料搬运系统设计机械与运载工程学院（2）活性分析图表活性系数确定原则作业种类物品状态作业说明集中搬起升起运走还需要的作业数目已不需要的作业数目搬运活性指数散放在地上集中、搬起、升起、运走要要要要400集装箱中搬起、升起、运走(已集中)否要要要3l1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O44运动着的物品不要(保持运动)否否否否044物料搬运系统设计机械与运载工程学院物料搬运系统设计机械与运载工程学院活性分析图表012345678910合计432101692合计系数散放在地上装入车上移动卸放在地上装入车内移动放置在车架移动放在托盘上用叉车搬运活性系数平均为2.7作业工序流程顺序装入容器中，活性系数为1，放在托盘中，活性系数为2图2活性系数分析表示示例物料搬运系统设计机械与运载工程学院改进方法低于0.5：有效利用集装器具、手推车。0.5～1.3：有效利用动力搬运车、叉车、卡车。1.3～2.3：有效利用传送带、自动导引车。2.3以上：从设备、方法方面进一步减少搬运工序数。物料搬运系统设计机械与运载工程学院4.物料搬运的单元化（1）单元化的定义单元化集装单元化或单元载荷(UnitLoad)是将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。优点增加了一次搬运更多物品的能力，减少了搬运次数，降低搬运成本、减少装卸次数和物品的破损。易于清点和增加货物堆码层数，更好地利用仓库空间。便于实现装卸搬运机械化，减轻劳动强度，提高工作效率。减少气候的影响，保证货物的质量，加速货物的流转。物料搬运系统设计机械与运载工程学院（2）实现单元化的方法－－集装集装集装是以最有效地实现物料搬运作为基本条件，把若干物品或散放货物恰当地组合，达到适合于装卸搬运设备和机械操作的程度，这种对货物的处理过程。集装的方式栈板化，将物品加以组装并固定于搬运车或起重机移动的栈板（托盘、平台）上。集装袋，将物品加以组装并固定集装袋或专门设计的小型传送车上。货柜化，将物品加以组装于大型盒子或箱子（主要是集装箱）。物料搬运系统设计机械与运载工程学院5.物料搬运的标准化标准化的定义是指物品包装与集装单元的尺寸（如托盘的尺寸，包箱的尺寸等）要符合一定的标准模数。（1）物流基础模数物流基础模数尺寸是标准化的基础，它的作用主要是简单化基础模数尺寸一旦确定，设备的制造，设施的建设，物流系统中各个环节的配合协调，物流系统与其他系统的配合，堆码层数，更好地利用仓库空间。目前ISO及欧洲各国已基本认定以600mm×400mm为基础模数尺寸。物料搬运系统设计机械与运载工程学院（2）物流模数物流模数即集装单元基础模数尺寸（即最小的集装尺寸）。物流模数尺寸以1200mm×1000mm为主，也允许1200mm×800mm及1100mm×1100mm等规格。60040010006006001200图3物流基础模数与物流模数的尺寸配合关系物料搬运系统设计机械与运载工程学院7.2物料搬运系统1.物料搬运系统的概念物料搬运系统是以物料搬运为主的物流系统，由设备、容器和路线共同构成。物料搬运系统五个维度：移动、数量、时间、空间和控制。物料搬运系统设计机械与运载工程学院2.物料控制系统按Tompkins等人的7R观点，物料搬运是“用正确的方法，以正确的成本，按正确的程序，在正确的时间，将正确的物料，以正确的数量，运送到正确的地点。”物料控制系统是现代物料搬运系统不可缺少的灵魂部分。包括零部件编号系统、定位系统、库存系统、标准化、生产批量、订单数量、安全库存量、标签和自动标识技术等都是控制工厂物料流动的所必须的。控制包括对物料物理和状态两个方面物理控制是指对物料的方位、顺序和相互间隙的控制；状态控制是对物料的位置、数量、目的地、初始地、所有者、进度安排的实时状态控制。物料搬运系统设计机械与运载工程学院3.物料搬运方程式物料搬运方程式在解决物料搬运问题时，设计者需要考虑6个主要的问题，即6个变量，著名的5W1H法控制。WhyWhatWhereWhenHowWho物料移动方法＋＋＝系统物料搬运系统变量图4物流搬运方程式物料搬运系统设计机械与运载工程学院7.3物料搬运系统分析方法物料搬运系统分析方法（SHA）是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：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。物料搬运系统设计机械与运载工程学院1.物料搬运系统分析方法过程图5物料搬运系统分析过程物料搬运系统设计机械与运载工程学院第I阶段——外部衔接要弄清整个区域或所分析区域的全部物料进出搬运活动。考虑所分析区域以外的物料搬运活动，就是把区域内具体的物料搬运问题同外界情况或外界条件联系起来考虑。第II阶段——编制总体搬运方案确定各主要区域之间的物料搬运方法。对物料搬运的基本路线系统、搬运设备大体的类型以及运输单元或容器做出总体决策。物料搬运系统设计机械与运载工程学院第III阶段——编制详细搬运方案考虑每个主要区域内部各工作地点之间的物料搬运，要确定详细物料搬运方法。第IV阶段——方案的实施进行必要的准备工作，订购设备，完成人员培训，制定并实现具体搬运设施的安装计划，以及后面的实施与管理。物料搬运系统设计机械与运载工程学院2.物料的分类（1）物料的分类方法固体、液体还是气体；单独件、包装件还是散装物料。根据影响物料可运性（即移动的难易程度）的各种特征和影响能否采用同一种搬运方法的其他特征进行分类的。（2）分类影响因素物理特征通常是影响物料分类的最重要因素。数量也特别重要。时间方面的各项因素。特殊控制问题往往对物料分类有决定作用。物料搬运系统设计机械与运载工程学院（3）物料的分类程序列表标明所有的物品或分组归并的物品的名称。记录其物理特征或其他特征。分析每种物料或每类物料的各项特征，并在主导、起决定作用的特征下面划标记线。确定物料类别，把那些具有相似的主导特征或特殊影响特征的物料归并为一类。物料搬运系统设计机械与运载工程学院3.移动分析（1）搬运路线分析通过观察每项移动的起迄点来收集资料，编制搬运路线一览表，每次分析一条路线，收集这条路线上移动的各类物料或各种产品的有关资料，每条路线要编制一个搬运路线表。物料搬运系统设计机械与运载工程学院图6物料搬运路线表物料搬运系统设计机械与运载工程学院（2）物料进出表通过对某一个区域运进运出的所有物料资料进行统计，并编制物料进出表。图7物料进出表物料搬运系统设计机械与运载工程学院（3）搬运活动一览表列出所有路线、并排出每条路线的方向、距离和具体情况。列出所有的物料类别；列出各项移动的物流量、运输工作量、搬运活动的具体状况及相对重要性等级。物料搬运系统设计机械与运载工程学院搬运活动一览表用法说明①填写本表表头各项标明物流量的计量单位①每条路线填一行(注明是单向还是双向)记下路线的距离和具体状况(在左下角说明代号的意义)③填写各类物料．每类占一栏或两栏视需要而定④按项目重要性填写物料搬运工作量典型的填写内容包括，物流量(必填)．物流要求(在本表右下方加以说明)和运输工作量．留个地方供以后填写每个物流量的等级．在本表的空白地方对有关此项目所填的内容加以说明⑤合计每条路线的物流量必要时填写运输工作量．用元音字母或颜色对每条路线的相对重要性标定等级⑥纵向合计每类物料的物流量(必要时包括运输工作量)用元音字母或颜色对每类物料的相对重要性标定等级⑦纵向及横向合计核对无误，填写物流量和运输工作量的总数2425代号标定等级运输工作量物流量线路的具体情况每类物料合计物料2223231双向运输2单位物料类别从－至线路距离情况具体移动工作量物流条件、状况或其他说明事项6代号校核总数7页项目厂名物流量单位公司4a4b3单位物流量日期制表人等级5单位运输工作量线路合计第参加人页共1表1搬运活动一览表物料搬运系统设计机械与运载工程学院物料搬运系统设计机械与运载工程学院物料搬运系统设计机械与运载工程学院（4）各项移动的图表化在布置图上绘制物流图（作业单位相对少）。接线器零件生产接地杆生产和包装锚定装置生产和包装包装区发运包装材料仓库道路站台单件或小批装配装箱成品库成批装配装配前零件库电线夹装配线工具装配线P8.0m8.0ma570kgabb570kgbbPFASABFc和dc和d520kgc和dPkPmSf850kgf14.4m65kgee6.6me75kge7.2m11.5mdd105kgc620kgc20.2m3.2m13.2m7.6ma90kga90kgaa660kga7.5me北比例：1：300图8在布置图上绘制的物流图物料搬运系统设计机械与运载工程学院（4）各项移动的图表化坐标指示图：是距离与物流量的指示图（作业单位相对较多）。图9距离与物流量指示图距离/m物流量（t）物料搬运系统设计机械与运载工程学院（5）物流距离表在布置方案图上，确定各作业单位物流路线及物流量，同时测得各条路线的距离，编制成物流距离表。物流—距离表物流—距离表作业单位至j作业单位从i12…n1f11/d11f12/d12…f1n/d1n2f21/d21f22/d22…f2n/d2nnfn1/dn1fn2/dn2…fnn/dnn物料搬运系统设计机械与运载工程学院（6）F-D图（流量距离图）物料搬运总的费用：ijninjijdfC11根据上式可得F-D图：图10F-D的双曲线(dm,fm)(dk,fk)(d2,f2)(d1,f1)FD物料搬运系统设计机械与运载工程学院（6）F-D图根据分析，按照物流量和距离的关系，可得F-D图。图11某车间F-D图物料搬运系统设计机械与运载工程学院（7）讨论作业单位物流大，距离远作业单位物流小，距离近图12物流与距离关系ABdf物料搬运系统设