第四章--物料搬运系统设计要点课件.ppt

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1、第四章 物料搬运系统设计,意义（从数据中看问题）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；据统计，搬运费用占总生产费用的30%40%解决重点物料搬运是一个系统工程，牵一发而动全身，因此必须抓住重点。重点注意如下：理解掌握物料搬运系统的的概念和设计原则 物料搬运路线的选择与设计物料搬运设备分类与选择系统搬运分析设计其他物料搬运分析技术,第四章 物料搬运系统设计,第一节 物料搬运系统的基本概念第二节 搬运系统分析与设计 第三节 SLP+SHA,一、物料搬运、物料搬运系统的定义二、物料装卸搬运的活性指数三、物料搬运方法及选择原则

2、,第一节 物料搬运系统的基本概念,第一节 物料搬运系统的基本概念,一、物料搬运及物料搬运系统的定义 1.物料搬运及物料搬运系统的定义 物料搬运（Material Handling):在同一场所范围内进行的，以改变物料的存放状态和空间位置为主要目的的活动，既对物料、产品、零部件或其他物品进行搬上、卸下、移动的活动。物料搬运系统是指一系列的相关设备和装置，用于一个过程或逻辑动作系统中，协调、合理地将物料进行移动、储存或控制。物料搬运系统中设备、容器性质取决于物料的特征和流动的种类。,第一节 物料搬运系统的基本概念,1.物料搬运、物料搬运系统的定义 什么是物料搬运：对物品进行搬上、卸下、移动的活动。

3、搬上、卸下改变物料的存放状态。移动（搬运）改变物料的空间位置。什么是物料搬运系统：将一系列的相关设备或装置，用于一个过程 或系统中，协调合理地 将物料进行移动、储 存和控制。,物理改变只增加成本,该系统的设计取决于物料特性和种类,2.现代物料搬运作业的特点,装卸搬运作业量大:例如：我国机械工厂生产1吨的产品，需要进行252吨次的装卸搬运。2014年中国22万亿元的工业总产值，年产煤炭突破40亿吨，年产钢材上亿吨，在这些生产结果的背后和生产过程中，装卸搬运的作业量是根本无法计算的。,装卸搬运的对象复杂：,物流过程中，货物是多种多样的。,装卸搬运作业不均衡性：,物资进入流通领域后，由于受到物资产需

4、衔接、市场机制的约束，物流量便会出现较大的波动性。那么，从物流领域内部观察，运输线路上的“限制口”“跑在中间、窝在两头”的现象广泛存在。另一个方面，各种运输方式由于运量上的差别，运速的不同，使得港口、码头、车站等不同的物流节点也会出现集中到货或停滞等待的不均衡装卸运输。,装卸搬运对安全性要求高,装卸搬运作业需要人与机械、货物、其他劳动工具相结合，工作量大，情况变化多，很多作业环境复杂，这些都是导致装卸作业中存在着不安全因素和隐患。,2.现代物料搬运作业的特点,1）具有“伴生”和“起讫”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。,3.物料搬

5、运的20条原则,1、规划原则 11、标准化原则 2、系统化原则 12、灵活性原则 3、物流顺畅原则 13、减轻自身原则 4、精简原则 14、充分利用原则 5、利用重力原则 15、维修保养原则 6、充分利用空间原则 16、摒弃落后原则 7、集装单元化原则 17、控制原则 8、机械化原则 18、生产能力原则 9、自动化原则 19、搬运作业效能原则 10、最小设备原则 20、安全原则,充分利用重力和消除重力影响，进行少消耗的装卸。,滑轮,第一节 物料搬运系统的基本概念,物料搬运系统设计中常见问题和基本原则：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

6、最短距离原则搬运容器不标准标准化原则（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尽量使人、机、物合理安排，平衡生产力其他原则集装原则 重力原则 安全原则,二、物料装卸搬运的活性指数,被装卸搬运物料的放置处于什么状态，对装卸搬运作业效率关系甚大。为了便于装卸搬运，总是期望物料处于最容易被移动的状态，物料放置被移动的难易程度，称为活载程度，亦称活载性或活

7、性。物料活性指数:是一种度量物料流动状态的方法，可对物流进行单一流程分析。日本物流专家远藤健儿教授把物料放置的活载程度分为0、1、2、3、4五个等级，该数值称为活载性指数或活性指数。各个等级物料放置状态如图所示。,物料放置活性状态示意图,活性指数,装卸搬运活性与成本的关系,的合理选择,（1）加工精度越高，则需要物料的活性系数越高。活性系数越高，所要求的工位器具及其工位器具所消耗的费用水平越高。（2）活性系数越高，则物流投资费用越高。合理选择即为根据具体情况，充分考虑工艺要求和成本费用等。,活性系数曲线,用于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

8、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。,三、物料搬运方法及选择原则,搬运方法:以一定形式的搬运设备，与一定形式的运输单元相结合，进行一定的搬运活动，以形成一定的路线系统物料搬运方法是物料搬运路线、搬运设备和搬运单元的总和物料搬运路线搬运设备搬运单元,（一）物料搬运方法的选择,1.搬运路线系统D 直接型线路系统K 渠道型路线系统C 中心型路线系统,A,B,C,D,A,C,B,D,A,B,C,D,D 直接型,K 渠道型,C 中心型,（1）搬运路线系统,直达型指物料从起点到终点经过的路线最短，适合于物流量大或特殊要求的物料。渠道型指物料在预定路线上移动，与来自不同地点的其他物料一起

9、运到同一终点，适合布置不规则或搬运距离较长的物料。中心型各物料从起点移动到中心分拣处，然后再运到终点，适合物流量小且搬运距离长的物料。,(2)物料搬运路线的选择,物流量,距离,物流量大且搬运距离长说明了什么？,（1）选择原则（2）考虑因素 物料的特征和运动方式 例：易燃、易损、重量、形状 水平式（滑道、推车）垂直式（升降机、卷扬机）倾斜式（连续运输机）多平面式（旋转起重机）设备的技术性能：能否胜任工作 经济因素：成本、性价比 能耗：是否符合电力供应情况 备件、维修和存放方式（托盘、箱器）、搬运频率,设备的类型、型号和数量,2.物料搬运设备的选择,3.运输单元,运输单元：即物料搬运时的状态，也即

10、搬运物料的单位。（P133）三种可选择的运输单元：散装的单件的装在容器中的,物料搬运符号,一、搬运系统分析体系结构 二、SHA的程序 三、SHA的图例符号,第二节 物料搬运系统分析与设计,第二节 物料搬运系统分析与设计,一、搬运系统分析的体系结构 1.方法结构 一种解决问题的方法 一系列依次进行的步骤 一整套关于记录、评定等级和图表化的图例符号2.阶段结构 阶段一：外部衔接弄清所分析区域的物料进出情况。阶段二：总体搬运方案确定各主要区域搬运方法，对搬运路线、设备类型作初步决策。阶段三：详细搬运方案各主要区域内部各工作地间的搬运方法。阶段四：方案实施订购设备、人员培训、安装计划、调试、验收。,阶

11、段结构,1,I、外部衔接,II、搬运方案,III、详细搬运方案,IV、方案的实施,时间,物料搬运分析过程,主要输入的因素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理解,6、初步的搬运方案,7、修改和限制,8、各项需求的计算,9、方案的评估,确定的搬运方案,方案X,方案Y,方案Z,3.程序模式(以物料、移动、方法为基础),物料分析,移动分析,方法分析（确定合理经济的搬运方法）,物料的分类,主要依据:可运性/物流条件基本分类:固、液、气物料的主要特征物理特征：尺寸、重量、形状、空间、状态 其他特征：数量、时间性、特殊控制例：,产

12、品,数量,各种产品的数量相近，采用相近的设备,数量,产品,大宗物流采用自动化 设备采用机动设备,物料特征表,从平面布置中知道哪些内容：物料移动的起点、终点有哪些路线、路线上有哪些物料搬运方法物料运进运出的作业单位或建筑物的结构特征各作业单位内的作业及已有的设备布置平面布置类型对搬运性质的影响 物料流程 输入接收 储存 生产流程 仓储 输出,.,系统布置分析,进货,出货,车间,模式1,车间,道路,道路,模式2,车间,道路,模式3,道路,厂内搬运与外界运输的接驳,考虑因素：厂、车间进口、出口的位置，厂房面积、层数、高度、搬运的辅助设施,D,A,C,F,B,E,厂内搬运流程与生产流程相结合,各项移动

13、的分析,移动分析的基础资料：物料、路线、物流或搬运活动 物料（产品物料类别）SHA要求在分析各项移动之前，首先对物料进行分类。路线（起点、终点或搬运路径）SHA用标注起点和终点的方法表明每条路线，并用“符号语言”标注。每条线路的长度是从起点到终点的距离，单位用mm或 m.路线的具体情况：直接程度和直线程度拥挤程度和路面情况气候和环境起讫点的具体情况和路面情况,物流或搬运活动,物流量：在一定时间内在一条具体路线上移动（或被移动）的物料数量。单位：吨/小时 吨/天 马格数运输工作量：物流条件：数量条件管理条件时间条件,各项移动的分析方法,1.流程分析法：跟踪一类产品或物料的流动，编制物料流程图表

14、适应于物料品种很少或单一品种时2.起讫点分析法：两种方法：通过观察每次移动的起讫点收集资料，然后分析各条线路，绘制搬运路线表 产品、物料的品种数目较少时用搬运路线表 对一个区域进行观察，收集运进运出该区域一切物料的有关资料，编制物料进出表 产品、物料品种繁多用物料进出表3.编制物流活动一览表：,编制物料活动一览表,该表要对每条路线、每类物料和每项移动的相对重要性进行标定。表示如下：超高物流量（红色）特大物流量（黄色）较大物流量（绿色）普通物流量（蓝色）不重要的或可忽略的物流量（无色）,物料流程图表,搬运路线一览表,搬运路线表,物料进出表,搬运活动一览表,搬运活动一览表（续表）,各项移动的图表化

15、,各项移动的图表化是SHA程序模式中的一个重要步骤。物流图表化的几种方法物流流程简图 布置图上的物流图 坐标指示图,物流流程简图,原料仓库,泡沫塑料生产,块状泡沫塑料仓库,切料,回收区,中间仓库,褥子,垫子,成品,包装和发运,2,2,128,115,109,13,6,6,78,78,13,13,38,38,51,27,33,1,3,5,2,4,6,7,8,9,10,布置图上的物流图,例：某车间生产流程为 产品A的工艺流程为：(年产量为3 t)产品B的工艺流程为：(年产量为6 t),1,3,2,4,1,3,4,10 m,15 m,10 m,10 m,20 m,1,3,2,4,A和B 9 t,10

16、 m,A 3t,15 m,10 m,A 3t,B 6t,20 m,设备1,设备3,设备2,设备4,设备5,o,坐标指示图,68 m,66 m,5 t,C,D,A,B,E,F,48 m,75 m,60 m,21 t,16 t,30 m,18 t,5 t,25t,物料搬运方法,搬运方法:以一定形式的搬运设备，与一定形式的运输单元相结合，进行一定的搬运活动，以形成一定的路线系统。搬运路线系统物料搬运设备运输单元,物料搬运方法的选择,1.搬运路线系统D 直接型线路系统K 渠道型路线系统C 中心型路线系统,A,B,C,D,A,C,B,D,A,B,C,D,D 直接型,K 渠道型,C 中心型,直达型用于距离

17、短而物流量大的情况；间接型(渠道型或中心型)用于距离长而物流量小的情况,2.物料搬运设备的选择,在进行设备选择时应考虑的问题：1）明确问题性质2）要有长远考虑3）牢记系统化的概念4）简化原则5）选用合适的型号6）考虑多方面的比较,选择物料搬运设备应考虑的因素,设备的技术性能设备的可靠性工作环境的配合和适应性经济因素能耗因素备件及维修因素物料的特征物料的运动方式,物料搬运设备选择原则,根据距离与物流量指示图，确定设备的类别（见图）根据设备的技术指标和物料特点，选择设备规模及型号,3.运输单元,运输单元：即物料搬运时的状态，也即搬运物料的单位。三种可选择的运输单元：散装的单件的装在容器中的,初步搬

18、运方案,初步的搬运方法 方案的修改和限制 说明和各项需求的计算 方案评价 搬运方案的详细设计,1.搬运方案初步设计,物料搬运方案：指搬运系统（即搬运的路线系统）、搬运设备和运输单元的结合，一个工厂的搬运活动可以采用同一种搬运方法，也可采用不同的方法。搬运方案初步设计的步骤：收集原始资料：物料的类型、物流量、物流路线和距离、设备设施的布置、机械设备的选用、时间要求、环境条件等。,步骤1）确定搬运方法（1）根据搬运路线系统选择原则确定搬运路线（2）根据搬运设备选择原则确定搬运设备类别、规格、型号（3）根据物料一览表确定运输单元。2）记录方法用统一的物料搬运符号表示（1）在普通工作表上表示适合于物料

19、品种单一或很少/各路线上顺次流通无折返流程表流程图（2）系统化方法汇总表，在汇总表上表示搬运方法。适合于项目的路线和物料类别较多时,具体,物料搬运方法工作表,物流流程表,物流流程表（续表）,在物流图上标注搬运方法,系统化方案汇总表,方案的修改和限制,在前一阶段中已经确定的同外部衔接的搬运方法既满足目前生产需要，又能适应远期的发展和变化与生产流程或流程设备保持一致可以利用现有公用设施和辅助设施保证搬运计划的实现布置或建议的初步布置方案，以及他们的面积、空间的限制条件建筑物及其结构的特征库存制度以及存放物料的方法和设备投资的限制影响工人安全的搬运方法,说明和各项需求的计算,对修改后的几个初步搬运方

20、案，要逐个方案进行说明和计算，其内容包括：1）每条路线上每种物料搬运方法的说明2）搬运方法以外的其他必要的变动说明，如更改布置、作业计划、生产流程、建筑物、公共设施、道路等3）计算搬运设备和人员的需求量4）计算投资数和预期的经营费用,需求计算表,方案评价,成本费用和财务比较投资费用：基建投资 项目费用经营费用：物料 人员 管理费用无形因素比较 优缺点比较 加权因素比较,无形因素的比较,与生产流程的关系及为其服务的能力产品、产量的交货时间每天都不一样时，搬运方法的通用性和适应性灵活性搬运方法是否便于今后扩展布置和建筑物扩充的灵活性是否受搬运方法的限制面积和空间的利用安全和建筑物的管理是否便于管理

21、、控制和维护可能发生故障的频繁性及对生产造成中断、破坏和混乱的程度对生产流程时间的影响仓库设施是否协调外部运输是否适应,7,搬运方案详细设计,在确定了搬运路线系统、搬运设备、运输单元和总体方案的基础上制定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。物料的分类 核对每个区域里是否还有遗漏的物料类别。布置 在布置图上标出每一台机器和设备、工作通道和只要通道、车间或部门的特征。移动分析 由于只涉及到少数几种物料和比较具体的移动，因此可要物料流程图表和从至表表示。,SHA程序模式图,SLP和SHA的相互关系 具有共同的目的：力求物流合理化 SLP：

22、重点在于空间的合理规划 SHA：搬运方法和手段的合理化SLP和SHA具有相互制约、相辅相成的关系 SLP和SHA的方法 SLP：根据产品的工艺设计进行，根据产品加工工艺流程的顺序，根据所选定的加工设备规格尺寸，进行布置设计 SHA：以布置设计为前提选择适应的搬运设备，以及确定搬运工艺,第三节 SLP与SHA的结合,SLP+SHA,注意进行SLP时尽可能考虑到SHA的需要采用的运输方式：连续或单元运输采用传送带、叉车或是其他起重运输机械作为物流缓冲环节的临时储存、中间仓库、的数量和规模进料以及产品包装、存放的场所废料、切屑的排除方法等等 SLP和SHA交叉进行，互相补足 大的步骤SLP先与SHA进行，当SHA设计之后，可以对SLP的结果进行修正，相互补足，达到物流合理化,