搬运系统分析

第六章搬运系统分析与设计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。问题根源何在？3–首先是所用容器箱太大，需要花很多时间才能装满这种容器箱，–其次冲床成为一个瓶颈，限制了整个系统的生产率。•提出的建议是：•用小得多的容器箱向下游频繁地传送元件；•增加一台冲床，这样可将生产周期降到4天。4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%。•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。5目录•第一节搬运系统分析与设计概述•第二节搬运系统设计的基础分析•第三节物料搬运方案的设计2020/2/26第一节搬运系统分析与设计概述一、概述（一）搬运系统的含义1、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。在同一场所范围内进行的、以改变物料的存放（支承）状态（装卸）和空间位置（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。2020/2/277“装”“卸”“搬运”提起放下搬运示意图2020/2/288装卸搬运是物料装卸和物料搬运两项作业的统称。这两项作业又密不可分，习惯上常常以“装卸”或“搬运”代替“装卸搬运”的完整涵义。流通领域：装卸搬运=“货物装卸”；生产领域：“物料搬运”。一般，在强调物料存放状态的改变时，使用“装卸”一词，在强调物料空间位置的改变时，使用“搬运”这个词。物料搬运的基本内容有三项：即物料，移动和方法。这三项内容是进行任何搬运分析的基础。2020/2/2992、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。物料搬运系统中设备、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的，服务于特定物流系统环境和规定的物料。当前物料搬运系统的设计要求合理、高效、柔性和能够快速装换，以适应现代制造业生产周期短、产品变化快的特点。2020/2/21010（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。2020/2/21111（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。2020/2/212122020/2/21313（四）活性系数1、物料搬运的活性理论通常，装货卸货的劳动强度大，费时也多，在改善搬运系统的过程中，更应重视次数多、劳动强度大、耗时多的装卸环节。2、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。装卸次数少、工时少的装货堆放方法称为搬运活性高。2020/2/21414搬运处于静止状态的物料时，需要考虑搬运作业所必需的人工作业。我们用活性系数来衡量，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。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。2020/2/21515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。2020/2/21616在对物料的活性有所了解的情况下，可以利用活性理论，改善搬运作业。2020/2/21717作业工序流程：散放在地上装入车内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：03403434242020/2/218183、活性分析图表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。平均活性系数=活性系数总和/作业工序数0123401234567891027散放在地上装入车内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合计系数1692研究：装入容器中，活性系数1放在托盘上，活性系数2作业工序流程顺序平均2.7活性系数2020/2/21919平均活性指数适用的改善措施0.5①使用容器，②使用手推车，③托板、撬垫及叉车。有效利用集装器具、手推车。0.5-1.3①全面使用手推车，②使用手动提升机，③使用托板及叉车，④采用简便输送机。有效利用动力搬运车、叉车、卡车。1.3-2.3①全面使用叉车，②使用输送机（皮带、滚轮、滚筒式等），③采用工业拖车，④节省搬运工的分析。有效利用传送带、自动导引车。2.3①全面使用工业拖车，②以输送机与叉车为中心，重点在于节省搬运工。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。2020/2/22020现场物料搬运的改进改进流程现状调查发现问题找出主要问题确定改进目标分析原因提出措施实施措施结果评价2020/2/22121•步骤一:物料搬运现状调查，发现存在的问题有无只重视物料的移动而轻视物料取放的现象有无过多的空搬运或无效搬运的现象有无基本生产工人参与搬运作业过多的现象有无只注重节省搬运工人而导致生产效率下降有无因将物料平地散放而多花费劳动力的现象有无因将物料散乱放置致使取放物料时出现费时费工的现象是否注意到了搬运阻力有无为了实现直线型布置而造成过多的无效搬运有无因搞先进先出而在搬运上造成费时费工的现象各生产环节和工序之间有无重复取放等浪费劳力的现象搬运作业之间的衔接处有无重复取放等浪费劳力的现象物料搬运流程中有无不安全之处有无因布局不合理造成搬运距离较长的情况有无因布局不合理造成搬运费用高的情况2020/2/22222•步骤二:找出主要问题，确定改进目标偏重物料的移动相当于忽视物料的取放偏重搬运的重量相当于不注重搬运阻力和劳动力消耗偏重实载运往等于忽视空搬运忽视搬运工以外的搬运等于轻视由于基本生产工人负担搬运给生产带来的不利忽视地面放置和散装放置将带来劳动力的浪费偏重搞先进先出将带来仓库作业困难和空间利用不充分偏重搞直线布置将带来设备布局不合理，无效搬运过多2020/2/22323•由问题和错误得到以下改进线索由于基本生产工人参与搬运而影响生产效率和产品质量无效取放。表现为物料放置不良，再次整理，重复取放无效移动。表现为布置不合理，空搬运使用人力过多。表现为人力移动、人力操作和浪费劳力过多从以上改进线索，便可导出如下改进目标线索目标基本生产工人参与搬运提高生产效率，保证产品质量无效取放、移动减少搬运作业使用人力过多减少搬运劳力2020/2/22424•步骤三:测定分析问题的原因，制定改进措施如果空搬运较多，可通过绘制布局图式的搬运工序分析图来进行空搬运分析，找出产生空搬运的原因和需要改进的地方，制定改进措施。如果是搬运劳力浪费大，可进行搬运重量比率分析，找出搬运作业量最集中的环节，把分析与改进的重点放在该处。如果在搬运中手工作业和时间浪费较多，则应进行搬运难易性分析和搬运高度分析，查出搬运难易性指数较低的环节和搬运时吃的姿同甘共苦，设法改进。总之，要针对具体问题选择分析方法，测定产生问题的原因，然后根据改进目标要求，制定改进措施，使存在的问题、改进的目标和制定的措施直接挂钩。步骤四:组织实施改进措施步骤五:从定性与定量两方面对改进效果进行评价2020/2/225254、物料搬运的单元化与标准化（1）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。（2）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。2020/2/22626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。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。2020/2/2272760012006006001000物流基础模数尺寸与集装单元基础模数尺寸的配合关系2020/2/228285、搬运工具的选择一啤酒公司的某种啤酒的包装和搬运过程如下：先将6瓶啤酒一起装入纸箱中，然后纸箱以三层每层20箱堆码在托盘上，采用叉车作业。但是因为啤酒太重，叉车作业时，顶部的啤酒箱子容易滑倒。公司的搬运工程师想出了以下方法来解决问题：a.顶部箱子用框架固定b.用绳子捆扎箱子c.用塑料胶带缠绕箱子d.采用箱式托盘。试讨论分析上述各方法的优缺点，还有其他的方法可以解决这个问题吗？2020/2/22929解：框架固定可以达到不滑倒的效果，且便于装卸，但需额外投资框架，且框架难于回收；绳子捆扎也可以达到不滑倒的效果，成本较低，但捆扎和解捆费时，不便于装卸，我国现在用得多；胶带缠绕也可以达到不滑倒的效果，成本较低，效率高，且不会散，但解捆时略有不便，欧美用得较多，综合起来最好；箱式托盘当然也可以达到很好的效果，但成本最高，且不便于取货，空箱式托盘也占地方且增加重量太多，不宜采用。其他方法还有降低托盘上堆码高度.2020/2/23030（五）搬运系统设计物料搬运系统设计在对搬运系统分析的基础上，利用有关物料搬运的知识和经验，考虑各种条件和限制，并计算各项需求，形成最佳的物料搬运方案，即搬运作业人员、移动设备与容器、移动路径与设施布置形成最佳的组合。建立一个包括人员、程序和设施布置在内的有效工作体系。2020/2/23131二、搬运系统分析设计方程式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2020/2/23232以“5W1H”为变量的物料搬运程式（1）物料搬运程式。物料搬运程式如下所示：∑[何故(何物+何处+何时)]括号中的内容表示对于每一项移动，首先考虑“为何需要这个移动”，“何故”表示一项考虑先决条件，以简化物料搬运工作。而每项移动应依下列问题进行评估：此项移动可以删除吗?此项移动可以合并吗?此项移动可以简化吗?此项移动会因顺序改变而更方便吗?2020/2/23333设计者需要主要考虑六个变量，这六个变量就是工业工程中的5W1H“Why”提示设计者全面评价环境，正确确定设计目标。“What”是关于移动什么物料的问题(特性和数量)。“Where什么地方”和“When什么时候”是关于搬运路线的。问题“Who(which)谁（哪个）”和“How如何”是关于搬运方法(包含设备)的。以“5W1H”为变量的物料搬运程式涵盖了物料搬运系统的三大要素:搬运对象、搬运路线、搬运方法和物料搬运系统设计的前提：环境、目标。2020/2/23434（2）用法说明1)是借助于英文中的六个疑问词：why、what、where、when、how、who，设计一连串的问题以质