12物料搬运系统设计

12章物料搬运系统设计学习目的：1.了解物料搬运系统的概念和设计目标；2.理解物料搬运系统设计与布置系统设计相结合的方法；3.掌握物料搬运路线的选择与设计和物料搬运设备分类与选择；4.掌握物料搬运系统设计的程序与方法；5.熟悉物料搬运系统设计方法进行具体的物料搬运系统设计的步骤。物料搬运系统物料搬运系统分析方法物料搬运系统设计物料搬运系统设计案例12章物料搬运系统设计3物料搬运（MaterialHandling）是物流系统中承上启下的重要环节。在物流系统中各环节的前后或同一环节的不同活动之间都有装卸搬运活动的发生。装卸搬运是物流系统的一个子系统，它由物料装卸和物料搬运两个主要部分组成。这两部分又密不可分，在流通领域常把装卸搬运活动叫做“货物装卸”，而在生产领域则把这种活动叫做“物料搬运”。在本章中使用“物料搬运”一词概括物料的装卸搬运活动。12章物料搬运系统设计412.1物料搬运系统概述一、物料搬运系统的内涵物料搬运系统是指一系列的相关设备和装置，用于一个过程或逻辑动作系统中，协调、合理地将物料进行移动、储存或控制。物料搬运系统的设备、容器性质取决于物料的特性和流动的种类，每一系统都是经过专门设计、服务于特定物流系统环境和规定的物料。物料搬运系统的设计要求合理、高效、柔性和能够快速装换，以适应现代产品生产周期短、产品变化快的新特点5二、物料搬运系统设计的目标提高仓储的有效容积过道空间最小化减少货物的处理时间创造有效的工作条件减少人工作业改进物流服务降低成本612.2物料搬运系统分析方法料搬运系统分析（SystemHandlingAnalysisi，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。SHA是一个系统化、条理化、合乎逻辑顺序、对任何物料搬运项目都适用的方法。这是和SLP（SystematicLayoutPlanning，系统布置设计）相似的系统分析和设计方法。712.2.1SHA的分析过程Ⅰ：外部衔接，确定位置。搞清对象系统（工厂）物料的输入、输出及频率等。使内外衔接能够相互协调，以利于确定设施的具体布置地点。这里设施可以是设备作业单位、活动区域等。Ⅱ：总体搬运方案与总体趋化设计。制定布置区域的基本物流模式、作业单位、部门或区域的相互关系及外形，制定区域间物料搬运方案，确定移动系统、设备型号、运输单元或容器。Ⅲ：详细搬运方案与详细布置设计。确定每台机器、设备、通道、仓库或服务设计的位置；确定各工作地点之间的移动系统、设备和容器，以及对每项移动的分析，完成详细的物料搬运系统设计。Ⅳ：实施、施工安装及生产运行。8图12-1物料搬运系统分析过程的知识与理解⒌物料搬运方法⒉布置主要输入数据P、Q、R、S、T1．物料的分类3．移动的分析4．移动的图表化6．初步搬运方案7．修改和限制8．各项需求计算多种搬运方案X、Y、Z9．方案的评价选定搬运方案I．外部衔接II．总体搬运方案III．详细搬运设计IV．方案实施物料搬运分析1．物料2．移动3．方法基本内容模式时间阶段程序主要输入元素P、Q、R、S、T1.物料的分类2.工厂布置3.移动的分析4.移动的可视化5.物料搬运方法的知识与了解6.初步的搬运计划7.修正与调整8.设备、人力的成本计算搬运计划X搬运计划Y搬运计划Z9.各种计划的评估入选的物料搬运方案物料移动方法物料的分类：按照物料的物理特性、数量、频率和控制特征加以分类。工厂布置：物料的移动必须就现有或计划中的工厂布置方案加以分析，故应设定一个工厂的布置方案。物料移动分析：针对布置方案中每一物料的每一流程的数量、路径、型式加以分析。物料移动的可视化：对上述物料移动的流动强度、距离加以具体化的图形表示，如操作流程图、流程程序图、多项产品程序图或从至图上加注或图示流动强度及距离等。物料搬运方法的知识与了解：搬运设备的了解和资料收集以作为分析搬运方法的基础。初步的搬运计划：在物料分类、分析物料的移动和了解搬运方法的知识后，即应对物料搬运计划做一基本的决策，寻找物料可行的若干搬运计划。搬运方案修正与调整：配合设备需要、实体限制，针对布置方案或设备设计做一修正与调整，以作为方案选择的基础。设备、人力成本的计算：针对各个方案计算出设备所需的投资与操作成本，作为选择的依据。各搬运计划的评估与方案选择：就各个搬运计划的可行性大小、经济合理及将来扩充等因素评估搬运计划及选定设计方案。物料的品种（product）、数量（quantity）、路径（routing）、支持服务（support）、流程(timing)等资料。一、分析程序（物料，零件，物品）设计要素影响特征P产品产品和物料的可运性取决于物品的特性和所用容器的特性。而且每个工厂都有其经常搬运的某些物品Q数量(产量，用量)数量有两种意义：①单位时间的数量（物流量）②单独一次的数量(最大负荷量）不管按哪种意义，只要搬运的数量愈大，般运所需的单位费用就愈低R路线(起点至终点）每次搬运都包括一项固定的终端（即取、放点）)，费用和一项可变行程费用。注意路线的具体条件，并注意条件变化（室内和室外搬运）及方向变化所引起的费用变化S辅助服务(周围环境）传送过程，维修人员，发货，等均属服务性质；搬运系统和搬运设备都有赖于这些服务。工厂布置，建筑物特性，储存设施，都属于周围环境；搬运系统设备必须在此环境中运行T时间(时间性、规律性、紧迫性，持续性）一项重要的时间因素是：物料搬运必须按其执行的规律；另一重要因素是时间的持续长度——指这项工作需要持续多长时间、紧迫性和步调的一致性也会影响搬运费用11二、SHA的图例符号在SHA中，除了各个区域、物料和物流量用的符号外，还有一些字母符号用于搬运路线系统、搬运设备和运输单元。路线系统的代号包括直接系统和间接系统：D——直接型路线系统；K——渠道型路线系统；G——中心型路线系统。12输送机提升式输送机电动式输送机（辊道、带式、链式等）重力输送机（滑道、辊道）管道输送悬挂式输送机悬挂链牵引小车轨道运输有轨手推车工业铁路单轨散装物料气体液体散装砌体单独件管道输送物料搬运设备运输单元（荷载单元）图12-2物料搬运符号13三脚架和起重葫芦起重机固定式起重机（悬臂）走行式起重机（在轨道上）电梯起重葫芦索道桥式堆垛起重机无轨运输人工搬运二轮推车四轮推车手动叉车机动平板车机动叉车汽车起重机牵引车-挂车跨车载重汽车包装件袋盒、纸箱、板条箱大桶、桶、小桶、盘、料盘集装单元托盘、托架或支架箱式托架、托盘集装箱物料搬运设备运输单元（荷载单元）图12-2物料搬运符号（续）14三、SLP与SHA的结合SLP+SHA的相互关系1）二者具有共同的目标，其出发点都是力求物流合理化SLP重点在于空间的合理规划，使得物流路线最短，在布置时位置合理，尽可能减少物流路线的交叉、迂回、往复现象。SHA重点在于搬运方法和手段的合理化，即根据所搬运物料的物理特征、数量以及搬运距离、速度频率等，确定合理搬运方法，选定合理的搬运设备，使搬运系统的综合指标达到最优。2）SLP和SHA具有相互制约、相辅相成的关系良好的设施布局和合理的物料搬运系统相结合才能保证物流合理化的实现。在进行设施布置设计时，必须同时考虑到物料搬运系统的要求，如采用传送带作为主要物料搬运手段，则各种设施应该按传送带的走向呈直线分布；如采用叉车，则应考虑有适当的通道和作业空间。15三、SLP与SHA的结合SLP和SHA相结合进行SLP时，尽量考虑到SHA的需要①采用连续输送或搬运输送；②采用传送带、叉车或是其它起重运输机械；③作为物流缓冲环节的临时储存、中间仓库的数量和规模；④进料以及产品包装、存放的场所；⑤废弃物的排除方法。SLP和SHA相互进行、相互补充SLP是SHA的前提，进行SLP设计时为SHA留出必要的空间，并且进行SHA设计后可对SLP进行必要的修正与补充，最终使SLP和SHA得到完善的结合，实现比较理想的物流合理化。1612.3物料搬运系统设计步骤物料的分类布置各项移动的分析物料搬运方法的选择初步的搬运方案方案的修改和限制各项需求的计算方案的评价17一、物料的分类1.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（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。其中包括生产工艺方面的要求，质量保证体系方面的要求（如精密件的搬运）、生产管理方面的要求（如生产中的间隙性、周期性、配套性、不均匀性等）、环保要求以及一些特殊要求（如贵重物品的控制）和法律管制等。一般物料从型态上可分为固、液、气等。从包装上可分为单件、包装件及散装等。从搬运的观点特别着重其“可运输性”来分类，也就是说依据其影响搬运方法、运输方式的特性来加以区别，可以简化搬运的分析，并有助于搬运问题的解决。型态包装固体液体气体单件包装件散装2.物料分类方法1）实体特性大小长度、宽度、高度重量或密度单件重或单位体积的重量形状扁平状、曲面状、紧密形、松散形或不规则状损坏风险易碎件、易爆炸性、以污染性、有毒性或易腐蚀性状况不安定性、粘稠件、粉粒性、熟的、湿的，脏的、配对性的等大小：如长度、实度、高度等。重量：单件重或单位体积的重量(即密度)。形状：扁平状、曲面状、紧密形、松散形或不规则状等。损坏风险：例如易碎的、易爆炸的、易污染的、有毒的或易腐蚀的等风险。状况：例如不安定、粘稠的、热的、湿的、脏的、配对的等特性。20表12-1物料特征表厂名：制表人：日期：项目：参加人：第页共页物料名称物料的实际最小单元单元物料的物理特征其它特征类别尺寸（单位：）重量(单位：)形状损伤的可能性（对物料、人、设施）状态（湿度、稳定性、刚度）数量（产量或批量）时间性特殊控制长宽高……2）其他特性数量：例如每批批量、总数量、相对数量等。时效：规则性、紧急性、季节性等。特殊控制：如政府规定、厂内标准、经营政策等。3)物料的P-Q分析运用P-Q分析的方式，将物料分类，以获得处理物料搬运方法的概念。作为物料搬运方法和确定单元负荷的依据。23列表标明所有的物料或分组归并的物料的名称。记录其物理特征或其它特征。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。对物料分类后，用a、b、c、d表示，即可编制物料特征表。3.物料分类程序物料分类汇总表物料分类汇总表制表人：张大钧制表日期：06-6-5大中化学公司新营厂第1页共1页物料分类分类基准典型例子名称代号实体特性其他特性1．空圆桶a新的或空的金属圆桶18Φ×31h35磅币供应商交货的时间与数量有很大的变化，特别具有季节性标准金属桶2．满圆桶b金属桶内装满油或化学品等，18Φ×31h平均每个重300磅20-30种不同的项目，有一些季节性需求变化对于油品必需遵守政府有关规定限制成品油桶3．袋装品c多层塑胶袋装磨料、化学品、花生等、平均尺32×16×8，平均90磅重约100种项目，稳定的需求流程，相当大的总数量饲料袋包装4．其他项目d纸箱、纸盒、捆包；市购品的小包装，不同尺寸和形状，重量从1到50磅重每种项目数量很少，但经常需要；有少数项目需严密控制维他命纸仑5加仑酒精铁丝卷、水泥25二、布置1.布置对搬运的影响当我们根据现有的布置制定搬运方案时，路线和距离几无更改余地。然而，只要能达到充分节省费用的目的，我们就很可能要改变布置。所以，我们往往要同时对搬运和布置进行分析。如果项目本身要求考虑新的布置，并作为改进搬运方法的规划工作的一部分，那么规划人员就必须把两者结合起来考虑。262.对系统布置的分析1）每项移动的起讫点（提取和放下的地点）具体位置2）有哪些路线，即这些路线上有哪些物料搬运方法是在规划之前已经确定了的，还是大体上规定的3）物料搬进运出和穿过的每个作业区所涉及的建筑特点（地面负荷、厂房高度、柱子间距、屋架支承强度