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《设施规划与物流分析》韩昉-1-第一章设施规划与物流分析的绪论第二章物流网络规划与场址选择第三章设施布置设计第四章系统化布置与物流分析方法第五章仓储系统设计第六章物料搬运系统设计第七章物料搬运设备的选择第八章物流分析案例《设施规划与物流分析》目录-2-物料处理的内容•主要发生在物流网络的接点处,一般在仓库或中转储运地。•物流处理包括:•库区装卸•分拣与配货•库区搬运-3-物料处理作业构成对运输工具的装载、卸货的装卸对固定设备的出库、入库的装卸物料处理搬运作业分拣、配货作业堆码、拆跺作业各种作业机械一、仓储设备的概念与分类仓储设备是指仓储业务所需的所有技术装置与机具,即仓库进行生产作业或辅助生产作业以及保证仓库及作业安全所必需的各种机械设备的总称。第一节概述仓储设备的分类功能要求设备类型存货、取货货架、叉车、堆垛机械、起重运输机械等分拣、配货分拣机、托盘、搬运车、传输机械等验货、养护检验仪器、工具、养护设施等防火、防盗温度监视器、防火报警器、监视器、防盗报警设施等流通加工所需的作业机械、工具等控制、管理计算机及辅助设备等配套设施站台、轨道、道路、场地等二、仓储设备的特点1.搬运要求较高,但对速度的考虑较低2.运动线路较固定3.专业化程度高4.标准化程度高5.机械化、自动化程度高6.节能性和经济性要求高7.环保性要求三、仓储设备的选择原则1.仓储机械设备的型号应与仓库的作业量、出入库作业频率相适应;2.计量和搬运作业同时完成;3.选用自动化程度高的机械设备;4.注意仓储机械设备的经济性。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。-6-货架的概念货架是指用用支架、隔板或托架组成的立体储存货物的设施。货架的作用与功能可充分利用仓库的立体空间,提高库容利用率和仓库的储存能力。保证货物的储存质量,货物在货架中存储,相互不会产生积压现象,可完整地保证物资本身的性能,减少货物的损失。货物在货架存储,存取方便,便于清点及脊梁,也便于按照先进先出的原则组织出入库。便于实现仓库的机械化和自动化管理。-7-货架的分类1.按货架发展分类(1)传统式货架层架、层格式货架、抽屉式货架、橱柜主货架、U形货架、悬臂架、栅架、鞍架、气罐钢筒架、轮胎专用货架等。(2)新型货架旋转式货架、移动式货架、装配式货架、调节式货架、托盘货架、进车式货架,高层货架、阁楼式货架、重力式货架、壁挂式货架等。-8-货架的分类2.按货架的适用性分3.按货架的制造材料分钢货架、钢筋混凝土货架、钢与钢筋混凝土混合式货架、木制货架、钢木合制货架等。4.按结构特点分层架、层格架、橱架、抽屉架、悬臂架、三脚架、栅型架等-9-专用货架、通用货架5.按货架的可动性分6.按货架与仓库的结构关系分7.按货架的载货方式分-10-固定式货架、移动式货架、旋转式货架、组合货架、可调动货架、流动储存货架等整体结构式分体结构式悬臂式货架、橱柜式货架、棚板式货架8.按货架的构造分9.按货架高度分10.按货架重量分-11-组合可拆卸式货架、固定式货架低层货架(5米以下)、中层货架(5~10米)、高层货架(10米以上)重型货架(每层货架载重在500千克以上)中型货架(150~500千克)轻型货架(150千克以下)常用货架类型-12-2.旋转式货架3.垂直旋转式货架4.移动货架5.悬臂式货架-13-1.层架层架由立柱、横梁和层板构成,层间用于存放货物。2.悬臂式货架悬臂式货架由3-4个塔形悬臂和纵梁相连而成。它在储存长形货物的仓库中被广泛运用。3.托盘货架托盘货架专门用于存放堆码在托盘上的货物,其基本形式与层架相似。4.移动式货架移动式货架的货架底部装有滚轮,开启控制装置,滑轮可以沿轨道滑动。5.驶入式货架作为托盘单元货物的储存货位与叉车的作业通道是合一的、共同的.6.旋转式货架旋转式货架设有电力驱动装置。货架沿着由两个直线段和两个曲线段组成的环形轨道运行,由开关或用计算机操纵。贯通式货架重力货架式自动仓库,存货通道具有一定的坡度。-20-7.自动货柜自动货柜是集声、光、电及计算机管理为一体的高度自动化的全封闭储存设备。自动货柜通过计算机、条形码识别器等职能工具进行管理,使用非常方便,只要按动按键,内存货物即到进出平台,可自动统计、自动查找,特别适用于体积小、价值高的物品的储存管理,也适合于多品种、小批量的物品管理。装卸搬运设备库房管理库房结构货位存货方式和密度货物进出库方式货架成本性质、库存量单元装载、包装形式货物特点有效高度梁柱间距地面条件型号规格作业特征货架类型选择货架应综合考虑的因素二、货架的选择依据仓库在选择和配置货架时,必须综合分析库存货物的性质、单元装载和库存量,以及库房结构、配套的装卸搬运设备等因素。-23-物料搬运系统设计•物料搬运系统的选择•机械化系统•半自动化系统•自动化系统-24-物料搬运设备及用具一、物料搬运设备的选择1、选择原则:2、考虑因素•物料的特征和运动方式例:易燃、易损、重量、形状水平式(滑道、推车)垂直式(升降机、卷扬机)倾斜式(连续运输机)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•能耗:是否符合电力供应情况•备件、维修和存放方式(托盘、箱器)、搬运频率复杂搬运设备简单运输设备简单搬运设备复杂运输设备距离物流量设备的类型、型号和数量-25-二、传统搬运、储存设备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。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物料搬运设备及用具2.输送机输送机是一种连续搬运货物的机械,根据用途和所处理货物形状的不同,输送机可分为带式输送机、辊子输送机、链板输送机、悬挂式输送机等。(1)带式输送机(2)辊子输送机(3)链板输送机(4)悬挂式输送机3.起重机起重机是在采用输送机之前曾被广泛使用的具有代表性的一种搬运机械。起重机械是一种循环、简谐运动的装卸机械,主要用来垂直升降货物或兼作货物的水平移动,以满足货物的装卸、转载等作业要求。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。它的基本工作过程吊抓货物提升回转或水平运动卸载返回(1)简单起重机械:一般只作升降运动或一个直线方向的运动,只需要具备一个运动机构,而且大多数是手动的,如绞车、葫芦等。桥式起重机(2)通用起重机械:除需要一个使物品升降的的起升机构外,还有使物品做水平方向的直线运动或旋转运动的机构。属于这类的起重机械主要包括:通用桥式起重机、门式起重机、固定旋转式起重机和行动旋转式起重机等。门式起重机(3)特种起重机械:具有两个以上机构的多动作起重机械,专用于某些专业性的工作,构造比较复杂。如冶金专用起重机、建筑专用起重机和港口专用起重机等。二、装卸搬运设备的选择依据和选择方法起重机的基本类型-34-桥式起重机门式起重机-35-桥式类起重机臂架类起重机-36-回转支承式固定起重机汽车起重机-37-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4工业用车辆工业车辆——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。-38-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叉车叉车又称铲车、叉式装卸车,是装卸搬运机械中最常见的具有装卸、搬运双重功能的机械。它以货叉作为主要的取货装置,依靠液压起升机构升降货物,由轮胎式行驶系统实现货物的水平搬运。叉车除了使用货叉以外,还可以更换各类装置以适应多种货物的装卸、搬运和作业。叉车是指具有各种叉具,能够对货物进行升降和移动以及装卸作业的搬运车辆。按其基本构造可分为平衡重式叉车、前移式叉车、侧叉式叉车、窄通道叉车等。-39-叉车的分类内燃式叉车平衡重式叉车插腿式叉车侧面式叉车前移式叉车集装箱叉车-40-叉车的特点叉车将装卸和搬运两种作业合二为一,加快作业效率。在仓库、车站、码头和港口等货物搬运装卸的场所都要应用叉车进行作业,有很强的通用性。与大型起重机械相比,它成本低、投资少、见效快,经济效益好。与汽车相比较,它的轮距小,外形尺寸小,重量轻,能在作业区域内任意调动适应货物数量及货流方向的改变,可机动地与其他起重运输配合工作。叉车可以应用于许多机具难以使用的领域作业-41-(1)平衡重式叉车(2)前移式叉车(3)侧叉式叉车(4)窄通道叉车2.堆垛机堆垛机是专门用来堆码或提升货物的机械。它有桥式堆垛机、巷道式堆垛机等类型。-47-三、先进物料搬运设备1、自动引导小车(AGV)——一种用电池供电、无人驾驶的工业货车,可以通过编程进行路径选择和定位。通常与其他自动化系统集成起来使用(如CNC机床、工业机器人),从而获得集成、柔性自动化的综合效益。AGV的优缺点优点缺点可编程,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物料搬运设备及用具-48-AGV的路径优化问题——最初级的方法是将每个AGV在缓冲站的停位点联接成线。但生产实际中,AVG不可能穿过任何设施,而且须考虑一定的转弯半径。一般地,AGV转弯半径为车长的75%举例:取货点AGV轮廓线路示意图AGV优化路径物料搬运设备及用具-49--50--51--52--53-2、工业机器人——可沿规划好的路径搬运重物,适合再柔性装配中搬运或从事危险工况。机器人的选取指标——净载重量:确定载重堆机械手臂所产生的最大力矩。精度:由最小移动距离、可重复性和准确性三个因素组成,其中最小移动距离由定位数据存储精度决定,准确性和可重复性由机械齿轮和连接件的反弹及变形决定。速度:由整个装配操作完成的周期决定。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、调试周期长物料搬运设备及用具-54--55--56--57-物料搬运设备及用具基对象尺寸、形状、重量机器人的任务机器人的需求载荷与机器人尺寸的比较可行的车间层计划区域被处理对象尺寸、形状、重量装配技术载荷与机器人尺寸的比较选择开始选择结束寻找其他更合适的机器人机器人的选择方法-58-物流集装技术物料搬运的经济程度与货物的规模直接成正比。托盘化:尺寸:ISO基本标准800×1000;800×1200;1000×1200(毫米)高度1100或2200毫米,载重500-2000公斤集装箱化:尺寸:2438×2438×6058(毫米)和2438×2438×12191(毫米)重量:5、10、20、30(吨)-59-物流集装优点举例•据铁路部门统计,用人力装车平均装一车皮约需2小时,而采用集装箱装运后,一个车皮仅需20分钟。•美国与世界其他地区之间海上贸易的75%使用大集装箱运输,而不像以前那样包装在箱子、桶、袋子和盒子里。组成单元载荷的设备和容器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)。国际标准化组织建议的托盘标准尺寸为:800mm*1200mm、1000mm*1200mm、1016mm*1219mm、1100mm*1100mm。-60-托盘托盘的分类平托盘箱式托盘
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