物料搬运系统设计教材

第1章绪论第2章设施选址第3章设施布置规划第4章物料搬运与仓储设备第5章物料搬运系统设计第6章仓库运作和规划第7章设施布置问题建模、计算机辅助设计和仿真第8章

设施规划综合案例物料搬运系统设计5.1概述5.2物料搬运作业分析和方法选择5.3物料搬运系统分析方法Chapter55-1概述物料搬运的目标2物料搬运的原则3物料搬运的含义1物料搬运简单地说就是运用各种动力和搬运机械将物料保质、保量、及时、安全、经济、高效地搬离和运到指定地点。物料搬运是设施规划的重要组成部分，物料搬运系统的改变都将影响设施布局，同样，布局的改变也会改变物料搬运系统。物料搬运的五个特点：移动、数量、时间、空间和控制。5-1-1物料搬运的含义物料搬运的主要活动有物料的移动、存储、保护和控制。物料搬运有四个基本量：移动量、空间量、速度率、搬运量。物料搬运的目标：正确的数量、正确的物料、正确的状态、正确的顺序、正确的时间、正确的成本、正确的搬运。5-1-2物料搬运的目标（19）减少皮重（20）控制库存量5-1-3物料搬运的原则1、计划原则以获得系统整体最大工作效益为目标，规划所有的物料搬运和物料存储工作。2、系统化原则尽可能广泛地把各种搬运活动当做一个整体，使之组成相互协调的搬运系统。其范围包括供应厂商、收货、储存、生产、检验、包装、成品储存、发货、运输和消费用户等。3、物流通畅原则在确定生产顺序与设备平面布置时，应力求物流系统的最优化。5-1-3物料搬运的原则4、精简原则减少、取消或合并不必要的运动和设备，简化搬运工作。5、利用重力原则在可能的条件下，尽量利用重力搬运物料，但应注意防止磕碰。6、充分利用空间原则最大可能地充分利用建筑物的整个空间。7、集装单元化原则尽可能采用标准容器与装载工具集装物料搬运，以利搬运过程的标准化、集装化。5-1-3物料搬运的原则8、机机械械化化原原则则合理理采采用用搬搬运运机机械械设设备备和和提提高高搬搬运运机机械械化化程程度度。。9、自自动动化化原原则则在生产产、、搬搬运运和和储储存存过过程程中中采采用用合合理理的的作作业业自动动化化。。10、最最少少设设备备原原则则考虑虑被搬搬运运物物料料各各方方面面的的特特点点，，包包括括运运动动方方式式和和搬搬运运方方法法，，选选择择最最少少设设备备。。11、标标准准化化原原则则使搬运运方方法法、、搬搬运运设设备备、、搬搬运运器器具具的的类类型型、、尺尺码码标准准化化。。5-1-3物料料搬搬运运的的原原则则12、灵灵活活性性原原则则在专专用用设设备备并并非非必必要要的的情情况况下下，，所所采采用用的的搬搬运运方方法法和和搬搬运运设设备备应应能能适适应应各各种种不不同同的的搬搬运运任任务务和和实实际际应应用用的的要要求求。。13、减减轻轻自自重重原原则则降低低移移动动式式设设备备的的自自重重与与载载荷荷的的比比重重。。14、充充分分利利用用原原则则力求求使使人人员员和和设设备备得得到到充充分分利利用用。。15、维维修修保保养养原原则则为全部部搬搬运运设设备备定定制制预预防防性性保保养养和和计计划划维维修修制度度。。16、摒摒弃弃落落后后原原则则合理理更更新新陈陈旧旧设设备备和和过过时时方方法法。。5-1-3物料料搬搬运运的的17、控控制制原原则则利用用物料料搬搬运运工工作作改改进进对对生生产产、、库库存存和和接接订订单单、、发发货货等等工工作作的的控控制制管管理理18、生生产产万万能能原原则则使用用搬运运设设备备促促使使系系统统达达到到所所要要求求的的生生产产能能力力19、搬搬运运作作业业效效能能原原则则以搬运运一一件件单单元元或或物物所所消消耗耗成成本本的的指指标标考考核核搬搬运运作作业业的的效效能能。。20、安安全全原原则则为保证证搬搬运运安安全全，，提提供供适适合合的的方方法法和和设设备备。。5-1-3物料料搬搬运运的的原原则则5-2物料料搬搬运运作作业业分分析析和和方方法法选选择择物料分析2物料搬运方法及选择3物料搬运程式11）Why?为什么要做这这些搬运？搬搬运作业是否否必须的，是是否可以消除除？可以通过过合并操作，，操作间的搬搬运可以被消消除；可以通通过把机器合合并来消除搬搬运等。2）What？要搬运什么？？需要对搬运运对象进行分分析，了解其其类型、大小小、性状、质质量和搬运数数量。3）Where?从哪里取物料料？搬运到哪哪里？如果这这些搬运每次次都是相同的的，可使用固固定路径技术术（如传送带带等）；如果果这些搬运从从一个地方到到另一个地方方是变化的，，可使用可变变路径技术（（如搬运车辆辆等）；如果果搬运路径较较短，可以使使用重力（如如滑道、滚轮轮等）。4）When?什么时时候需需要搬搬运？？这种种搬运运是一一天一一次还还是两两次？？如果果这样样，需需要使使用工工业卡卡车。。如果果是在在1min内搬运运多次次，可可以使使用传传送带带。5）How?如何搬搬运？？是用用手工工？用用传送送带？？还是是用叉叉车搬搬运等等。6）Who？谁来搬搬运物物料？？进行行这些些工作作要什什么技技能？？谁应应接受受培训训，以以服务务和维维护物物料搬搬运系系统？？谁应应参与与到系系统的的设计计工作作中？？7）Which？采用什什么方方案？？有很很多方方案都都可实实现同同样的的目的的，但但是方方案的的成本本效益益比最最高？？5-2-1物料搬搬运程程式5-2-1物料搬搬运程程式6W1H问题可可以总总结如如下：：1）“Why”确定定系统统要完完成的的任务务；2）“What”明确和和分析要要搬运的的正确物物料；3）“Where”和“When”确定要要执行的的移动；；4）“Where”、“When”、“Who”和“How”确定合合理的搬搬运方法法；5）“Which”评价各各搬运系系统的设设计方案案。搬运系统统分析设设计过程程如下：：一、物料分类类按照物料料的物理理性能、、数量、、时间要要求或者者特殊控控制要求求进行分分类。物料分类类的基本本方法是是：①固体、液液体还是是气体;②单独件、、包装件件还是散散装物料料。但在在实际分分类时，，是根据据影响物物料可运运性(即移动的的难易程程度)的各种特特征和影影响能否否采用同同一种搬搬运方法法的其他他特征进进行分类类的。5-2-2物料分析析5.2.2.1物料分类类分析一、物料分类类按照物料料的物理理性能、、数量、、时间要要求或者者特殊控控制要求求进行分分类。2、物料的的主要特特征区分物料料类别的的主要特特征如下下：1)物理特征征(1)尺寸，长长、宽、、高。(2)重量，每每次运输输单元重重量或单单位体积积重量(密度)。(3)形状，扁扁平的、、弯曲的的、紧密密的、可可叠套的的、不规规则的等等。(4)损伤的可可能性，，易碎、、易爆、、易污染染、有毒毒、有腐腐蚀性等等。(5)状态，不不稳定的的、粘的的、热的的、湿的的、脏的的、配对对的等。。2)其他特征征(1)数量，较较常用的的数量或或产量(总产量或或批量)。(2)时间性，，经常性性、紧迫迫性、季季节性。。(3)特殊控制制，政府府法规、、工厂标标准、操操作规程程。物理特征征通常是是影响物物料分类类的最重重要因素素，是划划分物料料的主要要依据。。。5-2-2物料分析析5.2.2.1物料分类类分析一、物料分类类按照物料料的物理理性能、、数量、、时间要要求或者者特殊控控制要求求进行分分类。物料名称包装单元单元的物理特征类别尺寸（cm）重量/kg形状易损性状态数量特征时间性特征要求长宽高I进厂物料钢带卷直径60252.7-5.4盘状——少——d空纸袋捆70486022矩形易撕破—少——d油料豆袋80402044矩形——中等——c鱼油桶直径4680148圆柱形—有油腻多——b乳酸坛直径606540圆柱怕破碎很少d备件箱各种各种各种部分有很少急d…………………………………II进厂物料肥料20号肥料22号…………………………………5-2-2物料分析析5.2.2.1物料分类类分析一、物料分类类按照物料料的物理理性能、、数量、、时间要要求或者者特殊控控制要求求进行分分类。物料类别分类依据典型例子摘要类别号物理特征（尺寸、重量、形状、易碎性、状态）其他特征（数量）空桶a新的或空的金属桶，直径46cm×高80cm供货者交货时间及频率有很大变化，是中等季节变化标准金属桶实桶b装有油或者化学物品的金属桶、重135kg，直径46cm×高80cm数量相当大的稳定物流，约10种不同物品鱼油由供货单位桶装进厂袋c多层塑料纸袋的矿物、果仁、化学物品等，平均尺寸80cm×40cm×20cm，平均重42kg，数量相当大的稳定物流，约10种不同物品混合料制成品其他物品d盒子、纸箱、捆、麻包装的外购物品，有各种尺寸和形状，重量0.5~23kg每种物料的数量少，时间要求却很高（如维修件）。有些物品需严格管理（如防失窃）浓缩维生素用纸箱装，酒精用桶装5-2-2物料分析析5.2.2.1物料分类类分析5.2.2.2物料活性性系数αα是一种度度量物料料搬运难难易程度度的指标标，α一般分为为5分等级。。α值越高，，物料流流动越容容易，所所要求的的工位器器具投资资费用及及其工位位器具所所消耗的的费用水水平越高高。5-2-2物料分析析物品状态作业说明作业种类还需要的作业数目已不需要的作业数目搬运活性指数集中搬起升起运走散放在地上集中、搬起、升起、运走要要要要400集装箱中搬起、升起、运走（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运动输送中不要（保持运动）否否否否044活性的区区分和活活性系数数5.2.2.2物料活性性系数α通过计算每种种物料搬搬运的平平均物料料活性系系数α，分析和和比较在在不同物物料搬运运上的工工作情况况，找出出需要改改进的项项目。某某物料搬搬运的平平均物料料活性系系数α计算公式式为：5-2-2物料分析析5.2.2.2物料活性性系数α例：某车车间各作作业工序序的物流流活性系系数值如如图所示示，假设设各工序序搬运次次数相同同，则根根据式5-1可得平均均活性系系数为2.7。5-2-2物料分析析5.2.2.2物料活性性系数α平均物料活性系数α对应的改善措施<0.5①使用简易容器；②大量使用手推车0.5-1.3①大量使用手推车；②使用手动提升机，③使用托叉车；

1.3-2.3①全面使用叉车；②使用输送机（皮带、滚轮等）；③采用工业拖车或者自动引导车；>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表5-2相应α值对应的的改善措措施5-2-2物料分析析物料搬运运作业分分析和方方法选择择5.2.3.1物料搬运运路线类类型及选选择原则则1、物料搬搬运路线线类型a)直达类

b)通渠类

c)中心转运类5-2-3图5-1物料搬运运路线的的类型2、物料搬运运路线特特点及原原则搬运路线线选择指指示图物料搬运运作业分分析和方方法选择择5-2-35.2.3.1物料搬运运路线类类型及选选择原则则物流量距离直达类不合理布置通渠类或中心转运类5.2.3.2物料搬运设备备选择1、物料搬运运设备选选择原则则根据距离离和物流流量大小小确定设设备的类类型。搬运设备备选择指指示图物流量大距离长复杂的搬运设备复杂的运输设备物流量小简单的搬运设备简单的运输设备距离短物料搬运运作业分分析和方方法选择择5-2-35.2.3.2物料搬运运设备选选择设备分类设备名称简单搬运设备二轮手推车、旋转起重机、人力卷扬机、普通叉车等复杂搬运设备特殊功能叉车、各种提升机、卡车、各种牵引机等简单运输设备电动货车、滑道、缆索、索道、胶带输送机、螺旋输送机、埋刮板输送机、斗式提升机等复杂运输设备自动货车、自动分拣运输带、各种工业行车、悬挂式输送机、架空索道以及某些专用输送设备等表5-3设备分类类物料搬运运作业分分析和方方法选择择5-2-35.2.3.2物料搬运运设备选选择3、物料搬运运设备选选择因素素(1)物料性质质(2)搬运能力力(3)搬运距离离(4)搬运频率率(5)安全要素素(6)适应柔性性(7)周围的影影响物料搬运运作业分分析和方方法选择择5-2-35.2.3.3物料搬运运集装单单元化设设计物料装卸卸搬运时时，对物物料的处处理大体体有三种种方式阵阵：第一种是“分块处理理”，即按普普通包装装对物品品逐个进进行装卸卸搬运；第二是“单件处理理”，即对某某些物料料不加包包装而进进行原样样的单件件装卸搬搬运；第三是“单元组合合处理”，即物料料以托盘盘、集装装箱为单单位进行行组合后后的装卸卸搬运。。必须根据据物品的的种类、、性质、、形状、、重量来来确定不不同物料料的装卸卸搬运方方式。物料搬运运作业分分析和方方法选择择5-2-35.2.3.3物料搬运运集装单单元化设设计物料搬运运作业分分析和方方法选择择5-2-3机床1搬运机床2机床1搬运机床2机床1搬运机床2机床1搬运机床2机床1搬运机床2a）b）c）d）e）183410182661014182261014182061014182024283234图5-6集装单元大小对工作完成时间的影响a）集装单元大小=16件，转运次数=1次b）集装单元大小=8件，转运次数=2次c）集装单元大小=4件，转运次数=4次d）集装单元大小=2件，转运次数=8次e）集装单元大小=1件，转运次数=16次5.2.3.3物料搬运运集装单单元化设设计纸箱300×200×254单位：mm木托盘（四向叉入型）800×1200×140托盘载荷单元800×1200×2680每层16箱，每托盘4层拖车块状堆垛存储墙面80012501200+50间隙图5-6物流系统中不同尺寸关系示例物料搬运运作业分分析和方方法选择择5-2-35.2.3.3物料搬运运集装单单元化设设计集装单元元系统设设计时，，必须要要注意不不同集装装单元形形式尺寸寸之间的的相互关关系，尺尺寸间应应能相互互配合。。可堆垛和和嵌套容容器示例例物料搬运运作业分分析和方方法选择择5-2-35.2.3.3物料搬运运集装单单元化设设计选择容器器的计算算依据主主要是：1）容器的的空间利利用率，，是指可可用容量量除以容容器外尺尺寸。2）存储空空间效率率，是指指可用体体积处于于存储体体积。3）容器嵌嵌套能力力，指由由容器总总高除以以嵌套高高度。4）容器在在一个方方向堆码码时车厢厢空间利利用率。。5）车厢容容器回收收比，是是指可放放空容器器数量除除以车厢厢可堆码码容器数数量。物料搬运运作业分分析和方方法选择择5-2-35.2.3.3物料搬运运集装单单元化设设计1/16大小的容器1/8大小的容器1/4大小的容器1/2大小的容器有级进系列尺寸的容器/托盘系统物料搬运运作业分分析和方方法选择择5-2-35.2.3.3物料搬运运集装单单元化设设计a)b)c)d)e)f)g)h)图5-不同托盘的码垛样式a)重叠式b）交错式c）转轮式d）蜂窝式e）分割交错式f）分割转轮式g）窄箱子的分割转轮式h）砌砖式物料搬运运作业分分析和方方法选择择5-2-35-3物料搬运运系统分分析方法法（SHA）SHA方法过程分析2搬运系统分析方法概述1SHA的四个阶阶段（1）外部衔接接弄清楚整个区域或或所分析区区域的全部部物料的进进出搬运活活动。（2）编制总体体搬运方案案这个阶段要确定定各主要区区域之间的的物料搬运运方法。（3）编制详细细搬运方案案考虑每个主要区区域内部各各工作地点点之间的物物料搬运，，要确定详详细物料搬搬运方法。。（4）方案实施外部衔接总体搬运方案详细搬运方案实施阶段时间物料搬运系系统分析5-3-1主要输入要素：P、Q、R、S、T1物料分类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初步搬运方案的确定7修改和限制8各项需求计算方案A方案B方案C9方案评价和选择物料分析移动分析方法分析评价分析物料搬运系系统分析5-3-1SHA的设计过SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.1SHA的设计要素素设计要素影响特征P产品（原材料、零部件等）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。按照物料的物理理性能、数数量、时间间要求或者者特殊控制制要求进行行分类。物料名称包装单元单元的物理特征类别尺寸（cm）重量/kg形状易损性状态数量特征时间性特征要求长宽高I进厂物料钢带卷直径60252.7-5.4盘状——少——d空纸袋捆70486022矩形易撕破—少——d油料豆袋80402044矩形——中等——c鱼油桶直径4680148圆柱形—有油腻多——b乳酸坛直径606540圆柱怕破碎很少d备件箱各种各种各种部分有很少急d…………………………………II进厂物料肥料20号…………………………………SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.2物料的分类类对物料搬运运分析来说说，需要从从布置中了了解的信息息主要有四四点：(1)每项移动的的起点和终终点(提取和放下下的地点)具体位置在在哪里。(2)哪些路线及及这些路线线上有哪些些物料搬运运方法，是是在规划之之前已经确确定了的，，或大体上上做出了规规定的。(3)物料运进运运出和穿过过的每个作作业区所涉涉及的建筑筑特点是什什么样的(包括地面负负荷、厂房房高度、柱柱子间距、、屋架支承承强度、室室内还是室室外、有无无采暖、有有无灰尘等等)。(4)物料运进运运出的每个个作业区内内进行什么么工作，作作业区内部部分已有的的(或大体规划划的)安排或大概概是什么样样的布置：：SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.3布置搬运活动进进行分析或或图表化之之间要有布布置方案，，一切搬运运方法都在在这个布置置内完成。。用于确定每种物物料在每条条路线上的的物流量和和移动特点点。需要掌握的的资料包括括：1、物料（产产品物料类类别）2、路线（起起点和终点点，或搬运运路径）3、物流（搬搬运活动））SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.4各项移动分分析2、路线（起起点和终点点，或搬运运路径）1)路线的距离离：每条路路线的长度度是从起点点到终点的的距离。距距离的常用用单位是：：英尺、米米、英里。。距离一般般是指两点点间的直线线距离。2)路线的具体体情况(1)衔接程度和和直线程度度，水平、、倾斜、垂垂直；直线线、曲线、、折线；(2)拥挤程度和和路面情况况，交通拥拥挤程度，，路面的情情况；(3)气候与环境境，室内、、室外、冷冷库、空调调区；清洁洁卫生区、、洁净房间间、易爆区区；(4)起讫点的具具体情况和和组织情况况，取货和和卸货地点点的数量和和分布，起起点和终点点的具体布布置，起点点和终点的的组织管理理情况。SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.4各项移动分分析3、物流物料搬运系系统中，每每项移动都都有其物流流量，同时时又存在某某些影响该该物流量的的因素。1)物流量物流量是指指在一定时时间内在一一条具体路路线上移动动（或被移移动）的物物料数量。。物流量可可用每小时时多少吨或或每天多少少吨、“马格数”等来计量，，应选择合合适的能衡衡量物料搬搬运的强度度的计量单单位。2)物流条件：数量条件件、管理条条件、时间间条件SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.4各项移动分分析当量物流是是指物流运运动过程中中，一定时时间内按规规定标准修修正、折算算的搬运和和运输量。。例如：一辆辆载重为10t的汽车，当当其运输10t的锻件时，，10t的锻件物流流当量重量量为10t，当其运输输2t的铸件时，，则这2t的铸件其当当量重量为为10t。当量物流计计算式：f=qnq——一个搬运单单元的当量量重量n——单位时间内内流经某一一区域或路路径的单位位数SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.4各项移动分分析起讫点分析析法厂名：

项目：

制表人：

参加人：

起点：

原材料库

终点：冲压车间

日

期：

第

页，共

页物料类别路线状况，距离280m物流或搬运活动等级依据名称类别代号起点路程终点物流量（单位时间的数量）物流要求（数量、管理和时间）钢板a原材料库（配有桥式起重机）穿过露天场所达到剪切机旁边（地方有限）平均每天60张必须与剪切计划步调一致托盘货物b物料从托盘上起运（有些托盘在货架上）生产厂房、电梯到三层。有雨雪，冬天4个门预焊接线（极为拥挤）平均每天18托盘与每天的油漆进度关联小件e从料架或料箱中取下，放在存放区夏天2个门，生产厂房的底层交通拥挤分布在小件所用的三个不同料架上平均每天726kg，平均每天30种共计120种零件，有些1天，有些2天，有些1周空盒f堆放在地上，位置在原材料库的东北角“无装配”件集合点每天0~25盒，平均每天18盒每天一次即可。盖板松下是个问题SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.4各项移动分分析物流流程分分析对物流路径径图、物流流流程图、、相关分析析图的分析析。区域进出分分析法厂名：

项目：

制表人：

参加人：

区域：

日

期：

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页，共

页运进→操作或区域运出→产品或物料名称（品种或大类）每单位时间数量去往来自每单位时间数量产品或物料名称（品种或大类）单位平均最大单位平均最大12345678910…备注:12345物料进出表填写说明本表用于汇总某一个区域全部进出的搬运活动1）填写本表表头各项2）列出所有进来的物料，包括数量和起运地点3）说明该区域内对物料进行的事宜4）列出所有运出的物料，包括数量和起运地点5）把进一步解释以上数据的有关资料填写在备注栏内SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.4各项移动分分析搬运活动一一览表SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.4各项移动分分析把分析结果转转化成直观观的图形。。通常用物物流图或距距离与物流流量指示图图来体现。。1）在布置图图上绘制的的物流图SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.5各项移动的的图表化SHA的图例符号号SHA方法过程分分析5-3-2表5-10物流图的常常用符号表表示方法2）坐标指示示图SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.5各项移动的的图表化3）物流—距离表fij表示物料搬搬运量dij表示物料搬搬运路线长长度SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.5各项移动的的图表化4）F-D图总运费表示示为C某车间F-D图F-D的双曲形曲曲线SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.5各项移动的的图表化搬运路线系统（直接型、间间接型等））物料搬运设设备运输单元搬运方法SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.6物料搬运方方法选择SHA方法过程分分析5-3-25.3.2.7初步的搬运运方案1、SHA方法用的图图例符号a）车辆符号号b）起重机