ch07物料搬运系统(MHS)设计1

第六章物料搬运系统(MHS)设计第一节物料搬运系统的基本概念第二节物料搬运系统分析SHA第三节物料搬运方法第四节物料搬运设备意义（从数据中看问题）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。据统计，搬运费用占总生产费用的30%~40%•解决重点物料搬运是一个系统工程，牵一发而动全身，因此必须抓住重点.重点注意如下：→1理解掌握物料搬运系统的的概念和设计原则→2物料搬运路线的选择与设计→3物料搬运设备分类与选择→4系统搬运分析设计→5其他物料搬运分析技术第一节：物料搬运系统的基本概念一、概念什么是物料搬运：对物品进行搬上、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。什么是物料搬运系统：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。思考：沙钢卸料时为何要往地上甩？-3-物理改变只增加成本该系统的设计取决于物料特性和种类“装”“卸”“搬运”提起放下搬运示意图二、物料搬运系统的目的(1)通过有效率的搬运方式以降低物料搬运成本，亦即降低生产成本。(2)增加物流的效率，确保适时适地使用物料。(3)改善工场安全和工作状况。(4)改善设施使用效率。(5)改善制造程序。(6)增加生产能力。三、物料搬运系统的原则美国物料搬运机构和国际物料管理协会所赞助的主管物料搬运教育的学术工业委员会，于20世纪60年代开始编列20条物料搬运原则，并持续修改其内容。物料搬运原则的运用系统整合方面物料搬运原则可能改善生产力的现象和机会1.指导原则系统需求不明，如物料搬运设备的功能和顾客需求内容不合2.计划原则缺乏物料搬运的中长期计划，未排定物料搬运设备的短期使用日程3.系统原则物料搬运中发生迟延，物料流程中有障碍，因物料短缺导致停机，作业顺序不平衡，设备及车辆停滞未用，物料运错地点，到货日期不准时，多项订单同时出货，在制品控制不良4.流程原则未及时分派设备，物料因书面作业而等待，未使用自动辨识系统，制造前未预先准备零件，接收工作没有预先告知搬运作业与设备方面5.单元负载原则缺乏使负载单元化及稳定化的设备，未使用托板搬运的单元负载，内部使用物料未实施单元化6.空间利用原则储存空间过度浪费，物料直接堆放在地板上，通道太多，储放空间不足，接收及运送时物料堆放地板，不善于利用立体空间7.标准化原则厂内容器缺乏标准化，缺乏单位负载的标准，作业途程未标准化，物料搬运设备缺乏标准化，物料搬运系统未模块化，工作站未模块化，托板架的规格不一致，未按ABC分类储放，未依零件编号顺序储放，零件编号缺乏标准化8.人因化原则人工装载技术欠佳，操作着为取物料而移动，用手举升的危险性9.机械化原则利用直接劳力搬运，搬运设备不足，物料供应的移动技术不合格，用人工装卸托板，缺乏吊车及牵引车10.弹性化原则固定路径的搬运工作使用可变路径的搬运设备，现有系统无法扩充或转换11.简单化原则重复搬运，物料流程倒退，储存规划太繁琐12.电脑化原则引导式通道缺乏轨道指示记录，出货单未按出货顺序打印，累积的订单以人工分类13.能源原则物料搬运设备空转，自动物料搬运设备使用率低，工业机器人使用率低，缺乏能源使用安排以避免尖峰负荷，电池充电次数太多，照明能源的效率差。14.生态原则充电区通风不良，环境控制区域隔绝设计不良15.重力原则物料由高层向低层移动16.安全原则简陋、危险的自制搬运设施，工作人员未预先训练，没有警卫保护物料，用托板悬吊负载，负载超过地板、货架及结构负荷，设备运转超速，货架未标明正反面，缺乏自动洒水装置及火警报警器，危险性及易燃性的物料未给予明确标示和隔离，消防设备不完整，出入口不安全，没有火灾的应变计划17.布局原则搬运距离很长，途经交叉，工作场所布局不良，服务区配置不当，检验点位置不当，通道及储存位置未标示，通道长度未规划，缺乏窄道及特窄道储存设备。物料搬运设备与出入口未配合，停车站没有升降台，停车站没有围篱，停车站得门数不恰当，未适度分散接收及运送作业，灯光、加热器及风扇摆设不当。物料储放的通风、空调及温度不适当。物料、人员或设备移动距离过长，墙及天花板隔离不合理18.成本原则掌握过多的物料，搬运设备闲置，过多的承运费用，间接费用很高19.维护原则物料搬运设备维修成本过高，未清除过多的废品，负荷梁下垂或货架扭曲，没有预防保养计划20.汰旧原则搬运设备不适用，没有设备更新计划，搬运设备老化其他物料搬运人员未设奖励制度四、物料搬运系统的考虑因素物料搬运方程式是借助于英文中的七个疑问词，即何故(why)、何物(what)、何处(where)、何时(when)、如何(how)、何人(who)及何者(which)，设计一连串的问题以质疑物料搬运系统设计者的设计理念是否合理或是否有其他更好的方法存在，以期找出设计缺陷，改善系统绩效。物料搬运方程式何故何人如何何时何处何物何者搬运对象＋移动方式＋搬运方法＝系统物料搬运系统的三要素简要小结5WHI在应用中的要点：1)“Why”将应该做的与已做的分开。2)“What”和“Why”明确搬运的正确物料。3)“Where”、“When”和“Why”确定必须执行的移动。4)“How”和“Why”确立使用的正确方法。5)“Who”和“Why”谁能作出更好的设计。在考虑可能搬运方案时，应该同时兼顾短期及长期的效果并且保持存疑态度。五、物料搬运活性系数物料活性系数是一种度量物料搬运难易程度的指标，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。a.活性指数：将物料从散放状态到进入装卸搬运状态这一过程，按装卸搬运要求分为四项内容，把物料所处状态已经完成而无须进行的活动称为活性指数。散放状态的活性，规定其系数为零。对此状态每增加一次必要的操作，其物品的搬运活性系数加上1，活性水平最高的状态活性系数为4。搬运活性指数示意图活性指数确定原则活性指数表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044六、物料搬运的单元化与标准化（一）单元化单元化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，故也叫做集装单元化。集装单元可以是托盘、箱、袋、筒等，其中以托盘应用最为广泛。物品的搬运单元化，可以缩短搬运时间、保持搬运的灵活性和作业的连贯性。（二）标准化标准化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,这有利于物流系统中各个环节的协调配合，在易地中转等作业时不用换装，提高通用性，减少搬运作业时间，减轻物品的散失、损坏，从而节约费用。1．物流基础模数。物流基础模数尺寸是标准化的基础，目前ISO中央秘书处及欧洲各国已基本认定600mm×400mm为基础模数尺寸。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)。集装单元基础模数尺寸，可以从600mm×400mm按倍数系列推导出来，也可以在满足600mm×400mm的基础模数的前提下，从卡车或大型集装箱的分割系列推导出来。物流模数尺寸以1200mm×l000mm为主，也允许1200mm×800mm及1100mm×1100mm等规格。物流基础模数尺寸与集装单元基础模数尺寸的配合关系60012006006001000第二节物料搬运系统分析SHA一、物料搬运系统的分析过程物料搬运系统分析SHA(SystemHandlingAnalysis)，物料搬运包括物料、产品、元件或物品的移动、运输或重新安放。通常需要设备、容器和一个包括人员组成的搬运系统。所以物料搬运的基本要素是物料、移动及方法。SHA也是一个系统化、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相似的系统分析和设计方法。一、物流搬运系统的分析过程SHA方法分析过程可分为四个阶段：图6-6物料搬运阶段每个阶段的工作内容如下：第一阶段：外部衔接，确定位置。搞清对象系统(工厂)物料的输入、输出方式及频率等。使内外衔接能够互相协调，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。第二阶段：总体搬运方案与总体区划设计。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。第三阶段：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。第四阶段：实施、施工安装及生产运行。3、程序模式：-18-主要输入因素：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2、布置5、物料搬运方法的知识和理解6、初步的搬运方案7、修改和限制8、各项需求的计算方案A方案C方案B9、方案的评价选定物料分析移动分析方法分析（确定合理经济的搬运方法）-19-系统搬运分析（SHA）一、搬运系统分析的体系结构1、方法结构：一种解决问题的方法一系列依次进行的步骤一整套关于记录、评定等级和图表化的图例符号2、阶段结构：阶段一：外部衔接——弄清所分析区域的物料进出情况。阶段二：总体搬运方案——确定各主要区域搬运方法，对搬运路线、设备类型作初步决策。阶段三：详细搬运方案——各主要区域内部各工作地间的搬运方法。阶段四：方案实施——订购设备、人员培训、安装计划调试、验收。二、物料和移动分析(一)外部衔接分析外部衔接是指对已确定系统边界的物流系统，研究物料输入与输出系统的情况。包括物料输入输出工厂系统的方式(运输车辆、装载容器、路线人口等)、频率以及输入输出系统的条件(如时间、道路以及工厂周围环境)等的统计资料，必要时应以统计图表表达。(二)输入搬运系统设计要素P、Q、R、S、T此步骤是系统调研、资料与数据搜集工作。包含P、Q、R、S、T共5项，分别代表物料的品种(product)、数量(quantity)、路径(routing)、支持服务(support)、流程(timing)等资料输入。各要素的说明如下表所示。设计要素影响特征P产品（物料、零件、物品）产品和物料的可运性取决于物品的特征和所用容器的特性。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单独一次数量（最大负荷量）。不管按哪种含义，只要搬运的数量越大，搬运所需的单位费用就越低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）费用和一项可变的行程费用。注意路线的具体条件变化（室内或室外）及方向变化所引起的费用变化S服务（周围环境）传送过程、维修人员、发货、文书等均属服务性质；搬运系统和搬运设备都有赖于这些服务。工厂布置、建筑物特性以及存储设施，都属于周围环境；搬运系统及设备都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（即时间性）：物料必须按其执行的规律；另一重要因素是时间的持续长度——这项工作要持续多长时间、紧迫性和步调的一致性也会影响搬运费用物料搬运系统设计因素（三）当量物流量计算及物料分类对于搜集到的资料、数据，必须进行适当的分析与处理才能使用。系统中的物料很多，并且千差万别，需要根据其重要性(价值和数量)进行分类，一般采用A、B、C分类。分类步骤如下：①物料的当量物流量计算。②绘制P-Q图。其中P代表物料种类，Q代表物流量(当量物流量)。根据每一种物料Pi(i=l，2，…，n)及其对应点Qi，即可画出由直方图表示的P-Q图。P-Q图4．物流流程分析物流流程分析的工具有物流路径图、物流流程图、相关分析图。5．搬运活动一览表为了把所收集的资料进行汇总，达到全面了解情况的目的，编制搬运活动一览表