物流机械化与自动化技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,物流机械化与自动化技术,上海交通大学机械与动力工程学院,2011.04,1,教材：,现代物流装备,（修订第二版），,姜大立等编著，首都经济贸易大学出版社，,2008,2,参考书：,物流导论,，物流管理专业系列,教材编写组，清华大学出版社，,2010,课程目的和任务,机械工程与自动化专业,设计与制造方向的专业课。面向工业应用实际，,解决生产制造过程中相关的物流过程及其装备、,系统技术的运用问题。通过本课程的学习，拓展,知识面，了解现代物流技术与装备的分类构成和,工作原理，能够进行初步的运用分析。,第一章 绪论,什么是物流？物流涉及哪些内容？物流工程,与机械工程的关系，物流装备与机械设计与制造,的联系。,第一节 物流与物流工程概述,一、物流及物流装备概念,物流（,Logistics,）：物质流、信息及资金流。,物流,改变物质形态或性质状态的生产加,工制造过程中，以及生产加工制造环节之外，物,质实体或物料及其相关信息的流动过程。,物流也称供应链，是指物料从原材料到商品,（包括在制品、产成品、货物）的整个流通环,节；其以对商品的需求、用途为对象、为目标。,现代制造业之供应链，多是从需求、订单为起始,端而开始的，制造过程只是其中的部分环节。,物流技术,实现物质及其信息,“,流动,”,所,涉及的各种作业方法和技术方法。,物流工程,围绕物质及其信息整个流动过,程的相关领域和技术方法的总称；贯穿了从原材,料到制成品再到使用的全部运作和管理过程。,物流装备,实现物质或物料流动的技术,及其所用各种机械电子装备的总称。,机械装备,改变物质形态或性质状态的,生产加工制造装备和物流装备的总称。,生产加工制造装备,改变物质形态或性,质状态的机械装备，例如金属切削机床、炼铁高,炉、轧钢机、挖掘机、锅炉、汽轮机，等等。其,又可按工业门类分为机械制造装备（还可进一步,细分）、冶金装备（也可进一步细分）、化工装,备，等等。由于全部的生产加工制造过程，只是,整个供应链中的一部分，只是物料形成商品的一,个部分，因此在供应链中，生产加工制造装备也,仅是所用的全部装备的一个部分。,相对的非生产加工制造、不改变物质形态或,性质状态的物流装备种类很多，例如起重机、铁,路车辆、冷藏设备、包装机械，等等。一些物流,装备按其用途也属于专门的生产加工制造装备。,据统计，从原材料到制成品、再到用户手中,的物料形成为商品的整个过程中，物流装备与用,于生产加工制造、改变物质形态或性质状态的装,备，其作用及所占比例相当。因此，现代工业,中，物流装备与用于生产加工制造的装备同等的,重要；生产加工制造过程离不开物流装备的辅助,作用；而要组成自动化生产线，实现生产的规模,化、自动化、高效率，更是离不开其间的物流装,备的作用。,二、物流专业的发展与演变,二战时后勤保障现代大工业及其运输量的,增长背景（上世纪,60,年代开始）以自动化、信,息化技术支撑和依托（上世纪,80,年代开始）与,客户需求相适应的现代专门服务业的形成新兴,的物流行业产生。,现今的物流行业属于生产服务性行业、第三,产业，但其本身因为参与生产和流通过程，也创,造生产和服务价值。,物流分为两大分支,（一）,社会物流,，也,称运输物流、区域物流、大物流，例如海运等各,种形式的货物运输、仓储、销售，是制造型企业,之外部的物流。（二）从制造型企业的产品生产,过程及工业工程中引伸并扩展出的,生产物,流,，也称制造物流、企业生产物流、小物流，例,如生产线上物料或在制品的堆放、供应、自动化,输送、外部采购等等，是制造型企业内部的物,流。即产品的生产加工制造过程必定包含着物流,过程。,广义物流为以上两类物流的统称。两类物流,包含着共性的、部分通用的技术。,三、现代物流的特征,大量产品的生产销售背景；,与现代物质的大流通有关；,与现代化国际大循环大生产有关；,建立在信息社会的基础之上；,基于现代机械电子及自动化技术之上的物流,装备的发展；,新兴物流产业（即“第三方”物流）的形成；,以满足客户对产品的高质量要求和快速需求,为目的。,四、物流与机械工程之关系及其发展趋势,机械工程（设计、制造、装备）中包含物流,技术，物流也服务于机械工程；物流工程以机械,工程、电子信息工程、交通运输工程、经济学、,管理科学等学科作为自身系统的理论支柱，体现,了综合性的工程技术与管理科学的应用结合，是,实现技术经济一体化的重要途径。,物流的发展趋势是机械化，自动化，系统,化，专业化，市场化，信息化，管理决策科学,化。,特点：一方面，传统型运输企业中机械化、,自动化、信息化新技术的大量应用；另一方面，,新型专业化的物流企业大量涌现，例如,FedEx,（联邦快递）、,UPS、DHL,，大型超市，仓储企业,等。电子商务融入。,第二节 物流技术与装备,一、物流系统作业技术,按行业分类：企业生产物流系统，商业物流,系统，邮政物流系统，化工物流系统，煤碳物流,系统，海运物流系统，铁路运输系统，等等。,其共性的作业技术包括：,运输、集装单元,化、搬运装卸、连续输送、仓储、配送分拣、流,通加工、包装、信息采集与处理等。,二、物流装备分类,现代物流装备通常是根据物流系统共性的作,业技术特征或作业功能进行分类，包括：运输装,备、集装单元技术及装备、物料搬运装卸设备、,物料连续输送装备、仓储设备、物流分拣技术及,装备、流通加工装备、物流包装设备、物流信息,采集处理技术及设备。,由于每一种物流装备的技术局限性，即只能,适合于某种或某些特定的物流作业，因此要实现,物流全过程的机械化与自动化，需要将相关的物,流装备技术集成（结合），以及采取多种物流技,术及装备的配合、衔接、综合配套使用，组成或,形成专门的物流机械化系统。,物流装备广义上也是机械装备，而且是技术,领域涉及广泛的机械装备，因此同样以机械工程,作为其设计理论和应用研究的科学支柱；各类物,流装备也分别与自身所属的工程领域的相关装备,技术，如与车辆工程、船舶工程、机械电子工,程、自动化等装备技术密切联系，受其技术所支,撑；并突显现代机械工程与物流工程的技术结,合、学科交叉结合。现代物流装备的发展仍将因,循机械工程学科的发展、物流系统技术工程的发,展和整个现代装备设计制造业的发展，趋势是大,型、高速、自动化、标准化、集成化和智能化。,第三节 物料的形态特征与分类,进行各种作业技术的物流装备是根据物料的,特点而设计并工作的。因此，要正确运用现代物,流装备，除了了解其用途和工作性能之外，必须,确定和确认物料对象的形态特征，以及一批或一,次作业的物料数量或其数量的大小规模，即要认,识和区分物料。正确运用现代物流装备，还必须,注意其适应的工作场合及作业环境状况。,一、物料的形态特征,物料的形态特征为其本身所固有，包括：物,料的物理状态、化学性能、几何形态、外形尺寸,大小、重量等。,物理状态是指物料在常温下的固、液、气态,和运输、储存中的该物理状态。,化学性能是指物料可能发生的化学反应、挥,发性、易燃爆性、腐蚀性等。,几何形态指物料的外形：正方形、矩形或长,方形、圆柱形、圆盘形、圆锥形、球形、长棒,形、板，该类复合形体等形状；以及一批物料是,否具有相同、规则的外形或者具有不相同、不规,则的外形。,外形尺寸大小是指物料的长、宽、高尺寸，,直径或最大外形尺寸；对于外形规则的物料，也,可用其体积表示。,物料的重量通常按单件物料或者集装单元化,后的单元体物料（例如一袋物料）进行计量；对,于实际操作中无法单件称重的一批物料（例如煤,炭），以该批物料整体进行计量。,二、物料的数量规模,一批或一次作业的物料数量或其数量的大小,规模，一般可以分为大批大量、中等批量、小批,量、单件（也指数量很少），具体划分还应根据,实际物料的品种及体积重量而定。其中大批大量,是指物料的总量很大甚至巨大，例如铁矿石、煤,炭、谷物等，多以该批物料的重量来计量；大批,大量或者是指物料的数量达到数万件以上。中等,批量是指物料的总量不大，或者数量在数百至数,万件范围。小批量是指物料的数量相对较少，通,常在数十至数百件范围。而单件则指物料的数量,很少，通常在数十件以下。,三、物流装备的工作场合,物流装备的工作场合及作业环境状况是指其,作业地点的现场状况，包括：作业在室外还是室,内，物流装备作业时所需的移动或运动空间（也,称作业空间）；室外工作的自然环境条件，例如,风力和风向、是否有雨及雨量大小等。,四、物料的分类,物流工程或物流技术作业中，对于一批物,料，通常按其几何形态特征进行如下的分类：,（,1,）大件物料，也称大件。一般是指单件或者,数量很少的大型物料，通常外形不规则。例如单,件或数件的机器设备，或者装箱后（外形规则）,的机器设备。大件物料另包括批量化的汽车类产,品。,（,2,）成件物料，也称件料。是指成件的中小型,物料，具有一定的数量规模，通常外形比较规,则。该类物料的具体形式很多，例如经过外包装,的成袋、成箱物料，或者盒装、罐装、瓶装的各,种固态、液态物料，以及未经包装的机械、电器,零部件，已成形的工业产品毛坯（料）、在制,品、成品等，其可以是各种几何形态。,（,3,）板状物料，也称板料。指面积与厚度之比,值很大的物料。例如大张的钢板、木板、玻璃板,等板材，以及成叠的该类板材物料。,（,4,）薄片状物料，也称薄片料。指面积较小且,厚度相对较薄的物料。例如印刷电路板、墙面瓷,砖、纸张等。,（,5,）管柱状物料，也称棒料。指长度与直径之,比值很大的物料。例如钢管等型钢、型材，棒状,物料。,（,6,）线带状物料，也称带料、卷料或卷带料。,特指柔（顺）性的细长、易弯或窄带类物料。例,如成卷的带钢、电缆、绳索、塑胶管等，以及单,根的该类物料。,（,7,）块状物料，也称块料。又分为大块状物料,和小块状物料，通常外形不规则。例如煤块、铁,矿石等。,（,8,）散粒状物料，也称散粒料。特指颗粒细小,的物料。例如粮食谷物、砂石等。,（,9,）粉状物料，也称粉料。指细微的粉末状物,料。例如未经包装的面粉、水泥等物料。,（,10,）无定形的生物植物类物料，即动、植物产,品。该类物料包括有形但没有固定外形的植物及,农产品、水产品。例如花草、蔬菜等茎叶植物，,农作物秸秆，块状的蔬菜、瓜果，鱼、肉制品,等。,以上所述的小块状、散粒状、粉状物料也通,称为散料。,问题：大批量的螺钉是如何做（生产）出来,的？,物料的形态特征和数量规模，决定了物流作,业时可使用的物流装备的类型。例如，大批大量,的散料对应的作业时间较长，如需移动该类物料,拟采用自动化的连续输送型物流装备，或者配置,以自动化的连续输送型物流装备；数量很少的大,件物料如需移动，则通过物料搬运装卸设备（起,重机）和相应的运输装备；而对于中等批量或小,批量的产成品、货品，为防止其在物流过程中碰,损，需要选择合适的集装单元装备和物料搬运装,卸设备。,第二章 运输装备（书上第四章）,运输装备是实现物料长距离运输的工具，对,于社会物流，运输是其主要的工作任务之一。现,代运输装备根据物料的铁路运输、公路运输、水,路运输、航空运输、管道运输等运输形式，对应,分为：铁路机车与车辆、汽车、船舶、飞机、管,道运输系统。除了管道运输系统的装备以外，运,输装备多属于,“,移动,”,类装备（管道运输装备除,外），而物料在运输过程中相对于运输装备是固,定的。,第一节 铁路机车与车辆,铁路机车与车辆包括铁路机车、铁路车辆和,动车组。铁路机车用于提供不具备动力装置的编,列铁路车辆的牵引动力。铁路车辆按用途又分为,客车车辆、货车车辆、工程车辆、工务车辆。客,车车辆和动车组同属于客运车辆。货车车辆是铁,路货物运输的主要物流装备。而工程车辆和工务,车辆不用作为运输装备。铁路机车与车辆都属于,轮轨方式行走的运输机械装备。,一、机车,现代铁路机车主要包括内燃机车和电力机,车。按其运用又分为客运机车、货运机车和调车,机车。内燃机车以自身柴油机驱动，电力机车则,通过车顶的受电弓装置从铁轨上方布设的架空馈,