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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,*,第六章 物料搬运系统分析与设计,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(material Handling)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(System Handling Analysis,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、搬运系统分析设计的基本要素,搬运系统基本影响因素是进行搬运系统分析设计的主要基础数据，我们将之称为搬运系统基本分析设计的基本要素。,P-产品或物料(零件、部件、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、订货单管理、维修等),T-时间因素(时间要求和操作次数),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、搬运系统设计的原则,1、规划原则,2、系统化原则,3、物流顺畅原则,4、精减原则,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,五、搬运系统分析设计过程,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、搬运系统分析设计阶段划分,弄清所分析区域的全部物料进出搬运活动，将这些活动同外界情况或外界条件联系起来考虑，力求使搬运活动与外部系统的衔接保持顺畅化,确定各主要区域之间的物料搬运方法。对搬运的基本路线、搬运设备大体的类型有运输单元或容器做出总体决策,调试，验收，实施,2、搬运系统分析设计(SHA)的基础流程模式,设计要素：P、Q、R、S、T,1、物料的分类,2、布置,3、各项移动的分析,4、各项移动的图表化,5、物料搬运方法的知识和经验,6、初步搬运方案,7、修改与限制,8、各项需求的计算,方案X,方案Y,方案Z,9、评价,最佳布置方案,一、物料的分类,第二节 搬运系统设计的基础分析,把生产系统所需储运的全部物料按搬运和储存的技术要求进行分类，要特别注意它们的形式、特征和性质，因为这些因素影响搬运和储存的技术要求最大。一般可分为8个基本类型：,散装物料如煤、型砂等；,板料、型材如金属、塑料等；,单件物料如大型机械部件；,桶装料如油、各种粉料；,箱盒装料如各种小零件；,袋装料如各种粉料；,罐装料如各种气体、液体、粉料；,其他。,一般归为810类，避免超过15类,二、移动分析,设施布置决定了物料搬运的起点和终点的距离，因此，移动分析必须建立相似物料搬运作业与具体布置结合的基础上。,1、收集各种移动分析的资料包括：,（1）物料的类别和基本特征,（2）路线的移动距离和路线的具体情况（弯曲程度、路面情况、气候与环境、拥挤程度、起止点组织情况）,（3）搬运物流强度：,搬运物流强度=搬运量*搬运距离,2、移动分析方法,（1）流程分析法每次只观察一类产品或物料，并跟随其沿着整个生产过程收集资料，最后编制成流程图。,该方法适合物料品种很少的情况。,（2）起止点分析法分两种做法,一是搬运路线分析法观察移动的起止点来收集资料，每次分析一条路线，并绘制成搬运路线表。,适合于路线数目不太多的情况。,二是区域进出分析法对一个区域进行观察，收集运进运出该区域的一切与物料有关的资料，并编制成物料进出表。,适合于路线数目多的情况。,搬运路线分析法,通过观察每项移动的起迄点来收集资料，编制报运路线一览表，每次分析一条线路，收集这条线路上移动的各种物料或各种产品的有关数据，每条线路编制一张搬运线路表(见下表)。,搬运路线一览表,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),区域进出分析法,每次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情况，每个区域要编制一个物料进出表(见下表)。,物料进出表,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、编制搬运活动一览表，并在布置图上绘制流程图将各项移动的分析结果标注在布置图上，起到了一目了然的作用。,68m,18t,60m,25t,30m,18t,66m,18t,48m,18t,75m,18t,A,B,C,D,E,F,距离与物流指示图,第三节 物料搬运方案的设计,一、物料搬运路线与设备决策,物料搬运方法是物料、搬运路线、设备和容器(搬运单元)的总和。,物 料,搬运路线系统,物料搬运设备,运输容器(单元),搬运路线系统,(1)直接型路线系统,各种物料能各自从起点移动到终点,(2)间接型路线系统,把几个搬运活动组合在一起，在相同的路线上用同样的设备，把物料从一个区域移动到另一个区域。包括渠道型、中心型、环型三种方式，如图：,A,B,C,D,A,B,渠道型,中心型,A,C,B,D,环型,A,B,C,D,搬运途中需沿途上货或下货，可采用环型，否则采用直接型,物流量大,物流量小,距离短,距离长,直达型,布置不合理,间接型,(渠道或中心型),物料搬运路线类型,物料搬运设备,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,运输单元的选择,1、散装搬运,在散装运输中必须不被破坏，不受损失，或对周边环境不造成任何危险，散装搬运通常要求物料数量很大。,谷物的散装搬运,2、单件搬运,常用于尺寸大、外形复杂，容易损坏或抓取或用架子支起的物品。,3、容器或托架搬运,用托盘和托架、袋、包裹、箱子或板条箱、堆垛和捆扎的物品、叠装和用带绑扎的物品、盘、篮、网兜都是单元化搬运的形式。,传统搬运、储存设备,1、传输带这是一种将物料沿固定路径移动的装置，可以通过电气、重力或手工等方式对其进行操作，特点是连续动作、循环动作、持续载荷、路线固定。常见滚轴式、皮带式、托盘式和高架式。,滚轴式传输带,托盘式传输带,皮带式传输带,高架式输送带,2、起重机这是一种将重物提升、降低或传输的装置，特点是间歇动作、重复循环、短时载荷、升降运动。常见高架吊车、堆垛机。,正面吊,堆高机,3、工业车辆这是一种轮式无轨运输装备，特点是可独立运行，进行流动作业。,4、货架为解决“先入先出”的困难，提高货物存放数量，就须采用货架。常见有悬臂式、流动式和货格式。货架的选取须注意货格净空尺寸、货架刚度和牛腿位置精度。,5、货物载体是指承载货物的容器，可以有托盘、托板、滑板、专用集装箱、专用堆放架、硬纸板箱等。常用的是托盘（平式、箱式、柱式）。国际标准化组织建议的托盘标准尺寸为：800mm*1200mm、1000mm*1200mm、1016mm*1219mm、1100mm*1100mm。,6、电气、电子设备指为进行货物及设备检测、识别和控制而使用的电气、电子设备。常用条形码、射频技术、扫描仪、传感器和PC机。,二、初步的搬运方案制订,初步的搬运方案制订，就是将物料搬运方法做“系统化方案汇总”，即将所确定的搬运路线系统、搬运设备和运输单元(容器)的组合用图例符号或用工作表表达出来。,路线,从,至,物料类别,集装单位,符号,建议方法,路线,设备,搬运单元,备注,进厂,进厂,原料库,原料库,装瓶装箱,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,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,建议重建卸货站台,由主管人搬运,堆放在货架上,三、方案修改和限制,修改和限制的内容有：,(1) 在前面各阶段中已确定的同外部衔接的搬运方法,(2) 既满足目前生产需要，又能适应声名大振 发展和变化,(3) 和生产流程或流程设备保持一致,(4) 可以利用现有公用设施和辅助设施保证搬运计划的实现,(5)布置或建议的初步布置方案，以及它们的面积，空间的限制条件(数量、种类和外廊形状),(6) 建筑物及其结构的特征,(7) 库存制度以及存放物料的方法和设备,(8) 投资的限制,(9) 设计进度和允许的期限,(10) 原有搬运设备和容器的数量、适用程度及其价值,(11) 影响工人安全的搬运方法,四、说明并测算可行方案的各项需求,对几个初步搬运方案进行修改后，开始逐一说明和计算那些被认为是最有现实意义的方案。,对每一个方案需做的说明有：每条路线上每种物料的搬运方法，其他必要的变动，如更改布置、作业计划、生产流程、建筑物、公用设施、道路等。,测算可行方案的各项需求，主要是：,计算方案搬运设备和人员的需要量,计算投资数和预期的经营费用等,五、方案的评价,方法：,1、成本费用或财务比较法,2、优缺点比较法,3、因素加权分析法,总体搬运方案设计确定了整个工厂的总的搬运路线系统、搬运设备、运输单元。,六、详细搬运方案的设计,搬运方案详细设计是在总体设计的基础上制订一个车间内部从工作地到工作地，或从具体取货点到具体卸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,案例：某电机厂线圈搬运的改善,某电机厂要验收并压接厂外制造的线圈。交来的线圈每件重量达10-40千克。搬运很困难，尤其是女工，而且也不安全，因此决定研究改进物料搬运系统。,该作业的工艺过程为：卡车交货-称重-压接-检验-下一道工序。,工序虽然简单，但搬运工作量大，经过分析发现：从卡车交货到检验搬运总距离为30米，从卡车交货到下一道工序搬运移动共4次，装卸车次数达7次之多。,将两卷线圈的线头接在一起,其中搬运工序分析如图所示,卡车交货,装手推车,搬运至台秤,卸车,称重,装手推车,搬运至压接台 10m,卸车,压接加工,装手推车,搬运至检验台 15m,检验,装手推车,搬运至下一道工序,卸车,下一道工序,活性指数,1,2,3,4,1,0,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,放入手推车,运至台秤,卸至台秤,装入手推车,运至压接台,卸至压接台,运至检验台,装入手推车,卸至检验台,装入手推车,送至下一道工序,作业工序流程顺序,改进,1、减少装卸货次数，将手推车与货物一起称重，然后减去手推车的重量,2、改进活性系数低的作业工序，考虑在手推车上进行压接和检验,3、缩短移动距离，改变压接机的位置，搬运距离由现在的30米缩短为10米,测量称重,压接机,压接机,检验台,5m,4m,10m,15m,6m,改进前,改进后,图 搬运系统改进前后的系统布置,
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