物料搬运系统与设计

第六章物料搬运系统分析与设计

Chapter6MaterialHandlingSystemAnalyzing&Designing朱丹zhudan@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(重点)

为什么要进行物料搬运系统的设计？物料搬运(materialHandling)是物流系统的重要组成部分，也是衔接其他物流活动的桥梁与手段，其活性程度和系统合理化对企业的物流效率与效益有至关重要的影响。注：活性是指从物的静止状态转变为装卸搬运运输状态的难易程度据国外统计：在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。物料搬运的费用占全部生产费用的30%--40%。SO，进行搬运系统分析，设计合理、高效、柔性的物料搬运系统，对压缩库存资金占用、缩短物流所占时间，优化企业内部物流系统有着十分重要的意义。根据缪瑟的搬运系统分析理论，搬运系统分析设计包括了三个方面的内涵：一是记录、描绘搬运系统现状，并将其图表化；二是分析搬运系统存在的问题及其原因；三是采用一定的阶段程序模式形成系统设计方案，找到解决搬运问题的方法。本章将就搬运系统分析设计的基本要素、程序模式、分析方法及其方案设计进行初步介绍。第一节搬运系统分析与设计概述一、概述1、搬运系统的含义物料搬运是指在同一场所范围内为改变物料的存放状态和空间位置，利用各种器具、采用各种方法对物料进行水平与上下移动。要完成这些移动、改变物品空间位置，就要有相应的作业人员、移动设备和容器(搬运单元)、移动路线系统。物料、作业人员、移动设备与容器(搬运单元)、移动路径的组合就构成了物料搬运作业系统。物料搬运系统设计中常见问题搬运通道不畅通（交叉）－－流动原则（搬运不是为搬运而搬运）搬运动作不连续－－连续搬运最经济搬运路线曲折－－最短距离原则搬运容器不标准（国际公认标准基础模数尺寸为600mm*400mm）——搬运机械应根据标准模数决定其性能参数）搬运活动未从系统考虑－－系统化原则（把各种搬运活动当作一个整体，其范围包括供货厂商、收货、储存、生产、检验、包装、发货、运输和消费用户。）搬运设备缺乏柔性－－柔性原则（用叉车（堆、卸、搬））搬运系统与生产系统不均衡2、搬运系统分析搬运系统分析(SystemHandlingAnalysis,简称SHA)就是为了解搬运系统的合理化程度，减少搬运作业工作强度，为消除不必要的搬运作业活动、提高搬运活动的活性指数，对构成物料搬运系统的物料、人员、移动设备与容器(搬运单元)、移动路径及其影响因素进行分析，并将各种移动图表化，为系统布置设计优化提供决策依据，以促进设施内部物流活动合理化。分析的内容：一：搬运的对象物料二：移动的路径方向三：移动所采用的搬运器具(搬运单元)3、搬运系统设计的目标搬运作业人员、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。二、搬运系统分析设计方程式（5W1H）WHY为何搬运WHAT搬运什么WHERE何地WHEN何时HOW怎么做WHO何人做+++物料+方法搬运分析物料搬运问题时需要考虑的因素（1）理化特征（2）数量（3）区域（4）起点与终点（5）路线与距离（7）速度（6）次数（10）人工（9）搬运设备（8）搬运单位否定三、搬运系统统分析设计的的基本要素搬运系统基本本影响因素是是进行搬运系系统分析设计计的主要基础础数据，我们们将之称为搬搬运系统基本本分析设计的的基本要素。。P----产产品或物料(零件、部件件、商品)Q----数数量(销售量量或合同订货货量)R----路路线(操作顺顺序和加工过过程)S----后后勤与服务(如库存管理理、订货单管管理、维修等等)T----时时间因素(时时间要求和操操作次数)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性和所用容器的特征。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）数量有两种含义：1、单位时间的数量（物流量）；2、单独一次的数量（最大负荷量）。不管按哪种含义，只要搬运的数量愈大，搬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）费用和一项可变的行程费用。注意路线的具体条件，并注意条件变化（室内或室外搬运）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，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，建筑物特征，以及储存设施，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）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四、搬运系统统设计的原则则1、规划原则则2、系统化原原则3、物流顺畅畅原则4、精减原则则5、利用重力力原则6、充分利用用空间原则7、集装单元元化原则8、机械化原原则9、自动化原原则10、最少设设备原则11、标准化化原则12、灵活性性原则13、减轻自自重原则14、充分利利用原则15、维修保保养原则16、摒弃落落后原则17、控制原原则18、生产能能力原则19、搬运作作业效能原则则20、安全原原则五、搬运系统统分析设计过过程1、外部衔接2、总体搬运方案3、详细搬运方案4、方案实施1、搬运系统统分析设计阶阶段划分弄清所分析区区域的全部物物料进出搬运运活动，将这这些活动同外外界情况或外外界条件联系系起来考虑，，力求使搬运运活动与外部部系统的衔接接保持顺畅化化确定各主要区区域之间的物物料搬运方法法。对搬运的的基本路线、、搬运设备大大体的类型有有运输单元或或容器做出总总体决策调试，验收，，实施2、搬运系统统分析设计(SHA)的的基础流程模模式设计要素：P、Q、R、、S、T1、物料的分分类2、布置3、各项移动动的分析4、、各各项项移移动动的的图图表表化化5、、物物料料搬搬运运方方法法的的知知识识和和经经验验6、、初初步步搬搬运运方方案案7、、修修改改与与限限制制8、、各各项项需需求求的的计计算算方案案X方案案Y方案案Z9、、评评价价最佳佳布布置置方方案案一、、物物料料的的分分类类第二二节节搬搬运运系系统统设设计计的的基基础础分分析析把生生产产系系统统所所需需储储运运的的全全部部物物料料按按搬搬运运和和储储存存的的技技术术要要求求进进行行分分类类，，要要特特别别注注意意它它们们的的形形式式、、特特征征和和性性质质，，因因为为这这些些因因素素影影响响搬搬运运和和储储存存的的技技术术要要求求最最大大。。一一般般可可分分为为8个个基基本本类类型型：：散装装物物料料————如如煤煤、、型型砂砂等等；；板料料、、型型材材————如如金金属属、、塑塑料料等等；；单件件物物料料————如如大大型型机机械械部部件件；；桶装装料料————如如油油、、各各种种粉粉料料；；箱盒盒装装料料————如如各各种种小小零零件件；；袋装装料料————如如各各种种粉粉料料；；罐装装料料————如如各各种种气气体体、、液液体体、、粉粉料料；；其他他。。一般般归归为为8－－10类类，，避避免免超超过过15类类二、、移移动动分分析析———设设施施布布置置决决定定了了物物料料搬搬运运的的起起点点和和终终点点的的距距离离，，因因此此，，移移动动分分析析必必须须建建立立相相似似物物料料搬搬运运作作业业与与具具体体布布置置结结合合的的基基础础上上。。1、、收收集集各各种种移移动动分分析析的的资资料料————包包括括：：（1））物物料料的的类类别别和和基基本本特特征征（2））路路线线的的移移动动距距离离和和路路线线的的具具体体情情况况（（弯弯曲曲程程度度、、路路面面情情况况、、气气候候与与环环境境、、拥拥挤挤程程度度、、起起止止点点组组织织情情况况））（3））搬搬运运物物流流强强度度：：搬运运物物流流强强度度=搬搬运运量量*搬搬运运距距离离2、、移移动动分分析析方方法法（1））流流程程分分析析法法————每每次次只只观观察察一一类类产产品品或或物物料料，，并并跟跟随随其其沿沿着着整整个个生生产产过过程程收收集集资资料料，，最最后后编编制制成成流流程程图图。。该方方法法适适合合物物料料品品种种很很少少的的情情况况。。（2））起起止止点点分分析析法法————分分两两种种做做法法一是是搬搬运运路路线线分分析析法法－－－－观观察察移移动动的的起起止止点点来来收收集集资资料料，，每每次次分分析析一一条条路路线线，，并并绘绘制制成成搬搬运运路路线线表表。。适合合于于路路线线数数目目不不太太多多的的情情况况。。二是是区区域域进进出出分分析析法法－－－－对对一一个个区区域域进进行行观观察察，，收收集集运运进进运运出出该该区区域域的的一一切切与与物物料料有有关关的的资资料料，，并并编编制制成成物物料料进进出出表表。。适合合于于路路线线数数目目多多的的情情况况。。搬运运路路线线分分析析法法通过过观观察察每每项项移移动动的的起起迄迄点点来来收收集集资资料料，，编编制制报报运运路路线线一一览览表表，，每每次次分分析析一一条条线线路路，，收收集集这这条条线线路路上上移移动动的的各各种种物物料料或或各各种种产产品品的的有有关关数数据据，，每每条条线线路路编编制制一一张张搬搬运运线线路路表表(见见下下表表)。。搬运路线线一览表表物料类别路线状况物料或搬运活动等级依据名称类别代号起点路程终点物流量(单位时间)物流要求(数、时、管)区域进出出分析法法每次对一一个区域域进行观观察，收收集运进进运出这这个区域域的一切切物料的的有关情情况，每每个区域域要编制制一个物物料进出出表(见见下表)。物料进出出表运进运出物料品种或类别每单位时间数量每单位时间数量来自单位平均最大单位平均最大去往物料品种或类别区域3、编制制搬运活活动一览览表，并并在布置置图上绘绘制流程程图———将各项项移动的的分析结结果标注注在布置置图上，，起到了了一目了了然的作作用。68m18t60m25t30m18t66m18t48m18t75m18tABCDEF距离与物物流指示示图第三节物物料搬搬运方案案的设计计一、物料料搬运路路线与设设备决策策物料搬运运方法是是物料、、搬运路路线、设设备和容容器(搬搬运单元元)的总总和。物料搬运路线系统物料搬运设备运输容器(单元)搬运路线线系统(1)直直接型路路线系统统各种物料料能各自自从起点点移动到到终点(2)间间接型路路线系统统把几个搬搬运活动动组合在在一起，，在相同同的路线线上用同同样的设设备，把把物料从从一个区区域移动动到另一一个区域域。包括括渠道型型、中心心型、环环型三种种方式，，如图：：ABCDAB渠道型中心型ACBD环型ABCD搬运途中中需沿途途上货或或下货，，可采用用环型，，否则采采用直接接型物流量大大物流量小小距离短距离长直达型布置不合合理间接型(渠道或或中心型型)物料搬运运路线类类型物料搬运运设备物流量大物流量小距离短距离长复杂搬运设备复杂运输设备简单搬运设备简单运输设备运输单元元的选择择1、散装装搬运在散装运运输中必必须不被被破坏，，不受损损失，或或对周边边环境不不造成任任何危险险，散装装搬运通通常要求求物料数数量很大大。谷物的散散装搬运运2、单件件搬运常用于尺尺寸大、、外形复复杂，容容易损坏坏或抓取取或用架架子支起起的物品品。3、容器器或托架架搬运用托盘和和托架、、袋、包包裹、箱箱子或板板条箱、、堆垛和和捆扎的的物品、、叠装和和用带绑绑扎的物物品、盘盘、篮、、网兜都都是单元元化搬运运的形式式。传统搬运运、储存存设备1、传输输带———这是一一种将物物料沿固固定路径径移动的的装置，，可以通通过电气气、重力力或手工工等方式式对其进进行操作作，特点点是连续续动作、、循环动动作、持持续载荷荷、路线线固定。。常见滚滚轴式、、皮带式式、托盘盘式和高高架式。。滚轴式传传输带托盘式传传输带皮带式传传输带高架式输输送带2、起重重机———这是一一种将重重物提升升、降低低或传输输的装置置，特点点是间歇歇动作、、重复循循环、短短时载荷荷、升降降运动。。常见高高架吊车车、堆垛垛机。正面吊堆高机3、工业业车辆———这是是一种轮轮式无轨轨运输装装备，特特点是可可独立运运行，进进行流动动作业。。4、货架架——为为解决““先入先先出”的的困难，，提高货货物存放放数量，，就须采采用货架架。常见见有悬臂臂式、流流动式和和货格式式。货架架的选取取须注意意货格净净空尺寸寸、货架架刚度和和牛腿位位置精度度。5、货物物载体———是指指承载货货物的容容器，可可以有托托盘、托托板、滑滑板、专专用集装装箱、专专用堆放放架、硬硬纸板箱箱等。常常用的是是托盘（（平式、、箱式、、柱式））。国际际标准化化组织建建议的托托盘标准准尺寸为为：800mm*1200mm、1000mm*1200mm、1016mm*1219mm、、1100mm*1100mm。6、电气气、电子子设备———指为为进行货货物及设设备检测测、识别别和控制制而使用用的电气气、电子子设备。。常用条条形码、、射频技技术、扫扫描仪、、传感器器和PC机。二、初步步的搬运运方案制制订初步的搬搬运方案案制订，，就是将将物料搬搬运方法法做“系系统化方方案汇总总”，即即将所确确定的搬搬运路线线系统、、搬运设设备和运运输单元元(容器器)的组组合用图图例符号号或用工工作表表表达出来来。路线从至物料类别别集装单位位符号建议方法法路线设备搬运单元元备注进厂进厂原料库原料库装瓶装箱箱成品库原料库原料库造粒造粒成品库发运桶a袋b袋b贵重物料料d纸箱c纸箱c直达型叉车直达型人工渠道型叉车直达型人工直达型叉车直达型叉车托盘托盘纸箱盒托盘托盘建议重建建卸货站站台由主管人人搬运堆放在货货架上三、方案案修改和和限制修改和限限制的内内容有：：(1)在在前面面各阶段段中已确确定的同同外部衔衔接的搬搬运方法法(2)既既满足足目前生生产需要要，又能能适应声声名大振振发展展和变化化(3)和和生产产流程或或流程设设备保持持一致(4)可可以利利用现有有公用设设施和辅辅助设施施保证搬搬运计划划的实现现(5)布布置或建建议的初初步布置置方案，，以及它它们的面面积，空空间的限限制条件件(数量量、种类类和外廊廊形状)(6)建建筑物物及其结结构的特特征(7)库库存制制度以及及存放物物料的方方法和设设备(8)投投资的的限制(9)设设计进进度和允允许的期期限(10)原有有搬运设设备和容容器的数数量、适适用程度度及其价价值(11)影响响工人安安全的搬搬运方法法四、说明明并测算算可行方方案的各各项需求求对几个初初步搬运运方案进进行修改改后，开开始逐一一说明和和计算那那些被认认为是最最有现实实意义的的方案。。对每一个个方案需需做的说说明有：：每条路路线上每每种物料料的搬运运方法，，其他必必要的变变动，如如更改布布置、作作业计划划、生产产流程、、建筑物物、公用用设施、、道路等等。测算可行行方案的的各项需需求，主主要是：：计算方案案搬运设设备和人人员的需需要量计算投资资数和预预期的经经营费用用等五、方案案的评价价方法：1、成本本费用或或财务比比较法2、优缺缺点比较较法3、因素素加权分分析法总体搬运运方案设设计确定定了整个个工厂的的总的搬搬运路线线系统、、搬运设设备、运运输单元元。六、详细细搬运方方案的设设计搬运方案案详细设设计是在在总体设设计的基基础上制制订一个个车间内内部从工工作地到到工作地地，或从从具体取取货点到到具体卸卸货点之之间的搬搬运方法法详细搬运运方案必必须与总总体搬运运方案协协调一致致案例：某某电机厂