第四章 物料搬运系统,4.1 物料搬运系统的基本概念 4.1.1 物料搬运 物料搬运是指在同一场所范围内进行的、以改变物料的存放（支撑）状态（即狭义的装卸）和空间位置（即狭义的搬运）为主要目标的活动，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。 物料搬运活动有四个维度，分别从不同角度表达该项活动的基本性质与特征： 运动维度 时间维度 数量维度 空间维度,4.1.2 物料搬运系统 4.1.3 物料搬运的作用 与特点 (l）具有“伴生”（伴随产生）和“起迄”性。 (2）具有“保障”和“服务”性。 (3）具有“闸门”和“咽喉”的作用。 (4）具有作业的均衡性与稳定性。 4.1.3 物料搬运的发展历程 1. 手工物料搬运时期 2. 第二代是机械化物料搬运时期 3. 第三代是自动化物料搬运时期 4. 第四代是集成化物料搬运时期 5. 第五代物料搬运是智能型系统,4.2 物料搬运的基本原理 4.2.1 物料搬运系统设计的目标 提高仓储的有效容积 走道空间最小化 减少货物的处理时间 创造有效的工作条件 减少人工运作 改进物流服务 降低成本,4.2.2 物料搬运的活性理论 1.搬运的活性 。物料平时存放的状态各式各样，可以散放在地上，也可以装箱放在地上，或放在托盘上等等，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、工时少的货物堆放方法称为搬运活性高。,图4-2 搬运活性系数之间的关系,2. 搬运活性系数。搬运活性系数用于表示各种状态下的物品的搬运活性。搬运活性系数的组成如下：,表4-1活性的区分和活性系数,3. 的合理选择 活性系数越高，则所要求的工位器具及其工位器具所消耗的费用水平就越高。两者的关系如图4-3所示。,4. 活性系数曲线 活性系数曲线是用来分析某一物流在系统中的平均机动性。将某一物流按其流程及各段的活性系数绘制在坐标图上，即得到该物流的活性系数曲线，并可计算出该物流的平均活性系数。计算模型如下：,(4-1),图4-4为某企业某物流活动的活性系数曲线。,4.2.3 物料搬运方法及选择原则 物料搬运方法是指物料搬运路线、搬运设备和搬运单元的结合。 1. 搬运路线分类及选择 直达型 渠道型 中心型,图4-5 物料搬运路线分类,物料搬运过程中，若物流量大且距离又长，则说明这样的布置不合理。距离与物流量可作为我们确定搬运路线的依据，如图46所示。,图4-6 搬运路线选择,2. 搬运设备选择原则 (1) 根据距离与物流量的大小，确定设备类别。 距离短，物流量小 简单的搬运设备，如二轮手推车 距离短，物流量大 复杂的搬运设备，如狭信道带夹具的叉车 距离长，物流量小 简单的运输设备，如机动货车 距离长，物流量大 复杂的运输设备，如电子控制的无人驾驶车辆,4.2.4 物料搬运的20条原则,（1）规划原则 （2）系统化原则 （3）物流顺畅原则 （4）精简原则 （5）利用重力原则 （6）充分利用空间原则 （7）集装单元化原则 （8）机械化原则 （9）自动化原则 （10）最少设备原则,（11）标准化原则 （12）灵活性原则 （13）减轻自重原则 （14）充分利用原则 （15）维修保养原则 （16）摒弃落后原则 （17）控制原则 （18）生产能力原则 （19）搬运作业效能原则 （20）安全原则,4.3 物料搬运设备及器具 4.3.1 物料搬运设备选择应考虑的因素 (1) 设备的技术性能。 (2) 设备的可靠性。 (3) 与工作环境的配合和适应性。 (4) 经济因素，包括投资水平，投资回收期及性能价格比等。 (5) 可操作性和可使用性。 (6) 能耗因素。 (7) 备件及维修因素。 (8) 与物料的适配程度。 (9) 物料的运动方式。,4.3.2 物料搬运设备 1搬运车辆 （1）叉车。又称铲车、装卸车。叉车是一种能把水平运输和垂直升降有效地结合起来的装卸机械，有装卸、起重及运输等方面的综合功能。 （2）小型搬运车。小型搬运车有手推车、手动托盘搬运车和手动叉车等。 （3）无人搬运车及工业机器人。 （4）搬运车辆的使用选择。由于搬运车辆的类型很多，结构特点和功能又不一样，因此在使用选择时，应根据物料的重量、状态、外形尺寸和使用场地的条件进行合理选择，同时应考虑选用适当的托盘配合使用。表4-3 列出各类型叉车的结构特点及用途。,表4-3 各类型叉车的结构特点和用途,2输送机械 (1) 卡车 卡车是一种通用型载货汽车的通称，是主要的运输机械。在物料搬运中，配合装卸机械在厂内外进行运输工作，其类型、型号很多，选用时可根据需要在机电产品目录中选用。 (2) 拖车 拖车由牵引车牵引行驶，其运载能力强，适应尺寸大、重量大的货物运输，有全挂车和半挂车两种。一般由汽车牵引、也有用蓄电池搬运车或其它车辆牵引。 (3) 连续运输机 连续运输机在工作时连续不断地沿着同一方向输送散料或重量不大的单件物品，装卸过程无需停车。,表4-4 主要连续运输机械规格范围与特征,3起重机械。起重机械是一种以间歇作业方式对物料进行起升、下降和水平移动的搬运机械。,表4-5 主要起重机的特点与使用范围,4升降机械 （1）电梯。电梯是利用轿厢在钢丝绳的牵引下或其它方式驱动下沿着垂直导轨升降来运送货物的一种垂直搬运机械，适用于需要垂直运送货物的各种于场所。 （2）垂直输送机。垂直输送机能连续地垂直输送物料，如图4-22所示，使不同高度上的连续输送机保持不间断的物料输送。 （3）液压升降台。液压升降台如图4-23所示，是在各个工业企业、仓库、车站和右等广泛应用的一种起重设备。它主要由载货平台、剪式支臂、油缸和电动油泵等组成。 4.3.3 物料搬运器具 物料搬运器具是人工与机械化之间的桥梁，包括垫板、托盘、标准料箱、料架、料斗、装运箱、集装箱等。,4.4 物料搬运系统设计 4.4.1 物料搬运系统分析方法 搬运系统分析(System Handling Analysis，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。,1阶段结构 阶段外部衔接。这个阶段要弄清所分析区域的物料进出情况。 阶段编制总体搬运方案。本阶段拟定出各主要区域之间搬运物料方法。对物料的搬运路线、搬运设备及容器类型做出初步决策。 阶段编制详细方案。这个阶段要考虑每个主要区域内部各工作地之间的物料搬运，要确定详细的物料搬运方法。 阶段方案实施。这个阶段要进行必要的准备工作，订购设备，完成人员培训，安排进度并安装具体的搬运设施。然后对所规划的搬运方法完成实验工作，验证操作程序，以确保在全部安装之后它能正常工作。 这四个阶段依次交叉进行，其中、阶段是工业工程师的主要任务。 2SHA的主要输入 主要输入资料有5个：P物料 (产品、部件、零件、商品)、Q数量(销售量或合同订货量)、R路线(操作顺序和加工过程)、S后勤与服务(如库存管理、定货单管理、维修等)、T时间因素(时间要求和操作次数)。 3SHA的程序模式 物料搬运的程序模式是以物料、移动和方法三项为基础的，因此，物料搬运分析是：分析所要搬运的物料、分析需要进行的移动和确定经济实用的物料搬运方法。SHA的程序模式是一个分步骤进行的程序（。问题越复杂，这个模式就愈有用。下面我们将就主要步骤分别进行说明。,4.4.2 物料分类 1物料分类的主要依据 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（如工位器具、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和法律管制品等。 2物料分类程序 列表标明所有的物品或分组归并的物品名称； 记录其物理特征及其它特征； 分析各类物料的各项特征，并在那些是主导的、起决定作用的特征下面划出标记线； 确定物料类别，把那具有相似的主导特征或特殊影响特征的物料归并为一类； 对物料进行分类后(如用a、b、c、d表示)，即可编制物料特征表。,注： 1In等于0.0254m 1Ib等于0.454kg,表4-6 物料特征表,4.4.3 移动分析 1收集各种移动分析的资料 在开始分析各项移动时，需要掌握的资料包括： 物料的分类； 路线的起点、终点和搬运路径； 物流的物流量和物流条件 2移动分析方法 (1) 流程分析法。这种方法是每次只观察一类物料，并跟随着它沿着整个生产过程收集资料（必要时跟随从原料库到成品库的全过程），然后编制出流程图表（或流程），如表4-7所示。当物料品种很少或是单一品种时，常采用该方法。 (2) 起讫点分析法，也称为从至表法。这种方法有两种不同的分析思路。 在物料品种数目不太多时，首先通过观察每次移动的起讫点收集资料，然后分析各条搬运路线，绘制出搬运路线表，如表4-8所示。 若物料品种数目多，则对一个区域进行观察，收集运进运出这个区域的一切物料的有关资料，编写物料进出表，如表4-9所示。,3编制搬运活动一览表 搬运活动一览表如表4-10所示。编制该表是为了把收集到的资料进行汇总，编制在一张表上，达到明了、全面地了解情况以及运用的目的。在表中要对每条路线、每类物料和每项移动的物流量及运输工作量进行计算，并按A、E、I、O、U进行等评级定。A超高物流量，E特大物流量，I较大物流量，O普通物流量，U可忽略物流量。 4各种移动的图表化 图表化就是将各项移动的分析结果标注在区域布置图上，起到一目了然的作用。各种移动的图表化是SHA程序模式中的一个重要步骤。 物流图表化的方法有： 物流流程简图，如图4-26所示。它可帮助我们了解流程，因图中无工作区域的正确位置及距离，所以不能用来选择搬运方案。 在布置上绘制的物流图，如图4-27所示。由于注明了准确位置及距离，可用来选择搬运方案。 坐标指示图，如图4-28所示。它是距离与物流量的指示图。,4.4.4 搬运方案分析 1. 初步搬运方案分析 收集原始资料，包括物料的类型、物流量、物流路线和距离、设施设备的布置、机械设备的选用、时间要求、环境条件等。 根据原始资料，设计出几个搬运方案。 根据各种可能性，对几个初步方案进行改进和调整，计算各项需求，并进行评价。 确定出初步搬运方案。,2. 搬运方案分析方法 (1) 物料搬运符号。如图4-29所示。 (2) 物料搬运方法工作表。如表4-11所示，它适应于物料品种单一或很少，而且在各路线上顺次流通无折返的情况。 (3) 系统化方法汇总表。它适应于物料品种和路线较多时，如表4-12所示。从该汇总表上，可以全面了解所有物料搬运的情况，还可以汇总各种搬运方法，综合各条路线和各类物料的同类路线、设备和运输单元，也能把全部搬运规划汇在这张表上。 (4) 需求计算表。表4-13是需求计算表的一般形式。,3. 方案的修改和限制 初步确定的方案是否符合实际、切实可行，必须根据实际的限制条件进行修改。对修改后的几个初步搬运方案，要逐个方案进行说明和计算，其内容包括： 每条路线上每种物料搬运方法的说明； 搬运方法以外的其它必要的变动说明，如更改布置、作业计划、生产流程、建筑物、公用设施、道路等； 计算搬运设备和人员的需求量； 计算投资费用和预期的经营费用。,4. 方案的评价方法 成本费用或财务比较。 a.投资费用。包括基建投资和项目费用等。 b.经营费用。包括物料、人员、管理费用等。 无形因素比较。 5. 搬运方案的详细设计 搬运方案的详细设计是在搬运方案初步设计的总体方案基础上，制定从工作地到工作地，或从具体取货点到具体缺货点之间的搬运方法。详细搬运方案必须与总体搬运方案协调一致。,4.4.