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1、-设施规划与物流分析-第 11 页设施规划与物流分析课程论文题 目: 如何设计物料搬运系统 专业班级： 物 流0902 学 号： 200946900433 学生姓名： 庞 美 如何设计物料搬运系统摘要：物料搬运是制造企业生产过程中的辅助生产过程，它是工序之间、车间之间、工厂之间物质流不可缺少的环节。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、零件的锻运、等待上；物料搬运的费用占全部生产费用的3040。为此，设计一个合理、高效、柔性的物料搬运系统，对压缩库存资金占用、缩短物料搬运所占时间是十分必要的。提高物料搬运比工作设计和人类工程学的
2、任何其他领域更能(积极地)影响工作人员。物料搬运设备可以代替人做那些令人乏味的具体工作，但是物料搬运设备需要投资，这些投资可以从劳动力、物料或营业费用中节省出来。物料搬运设备选择将会影响布置。设备的具体布置一直围绕着物料搬运，因此，物料搬运应该被视为现实的个整体，物料搬运是设施设计进程几乎每个步骤的一部分。关键词：物料搬运 系统 设计物料搬运（Material Handling）包括物料（产品、元件或工装夹具）的移动、运输或重新安放，以改变物料的存放状态和空间位置为主要目的的活动。具体物料搬运作业：搬运、装卸、转向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
3、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性和流动的种类。物料搬运系统五个维度：移动、数量、时间、空间和控制。一、物料搬运的目标物料搬运的首要目标是降低生产的单位成本，其他目标都是围绕这的，降低成本的措施有：(1)保持或改进产品质量，降低损坏串(2)提高安全性，改善工作条件(3)提高生产率(4)物料移动应直线流动(5)物料的搬运距离尽可能短(6)利用重力，这是免费的动力(7)同时搬运更多的物料(8)机械化的物料搬运(9)自动化的物料搬运(10)维持或改进物料搬运或生产率(11)通过使用自动化的物料搬运设备提高生产率(12)提高设备的使用率(13)提高建筑主体空间的
4、使用宰(14)购买多用途的设备(15)标准化物料搬运设备(16)使用物料搬运工人，最大化设备的利用率(17)制定保养制度，维护设备运转正常，必要时更换所有设备(18)把所有物料搬运设备合并到一个系统中去(19)减少皮重(无须的重量)(20)控制库存量 1二、物料搬运方法及选择原则物料搬运方法是物料搬运路线、搬运设备和撮运单元的总和1物料搬运路线特点及选择原则图1 物科搬运路线分类（1）物料搬运路线(图1)1)直达型这种路线上各种物料从起点到终点经过的路线最短。当物流量大、距离短或距离中等时，一般采用这种形式是最经济的，尤其当物料有一定的特殊性而时间又较紧迫时更为有利。2)渠道型渠道型搬运路线是
5、指一些物料在预定路线上移动，与来自不同地点的其他物料一起运到同一个终点。当物流量为中等或少量而距离为中等或较长时，采用这种形式是经济的，尤其当布置是不规则的分散布置时更为有利。3)中心型中心型搬运路线是指各种物料从起点移动到一个中心分拣处或分发地区，然后再运往终点。当物流量小而距离中等或较远时，这种形式是非常经济的，尤其当厂区外形基本上是方整的且管理水平较高时更为有利。（2）搬运路径选择依据物料搬运的规则，若物流量大而距离又长，则说明这样的布置不合理。距离与物流量指示图有助于根据不同的搬运活动来确定路线系统的类型。图2说明直达型适用于距离短而物流量大的情况，间接型(渠道型或中心型)适用于距离长
6、而物流量小的情况。图2 搬运路线选择指示图 图3 搬运设备选择指示图2物料般运设备选择原则根据距离与物流量的大小确定设备的类别。从图3可以看出，简单的搬运设备适合于距离短、物流量小的搬运需要复杂的搬运设备适合于距离短、物流量大的搬运需要；简单的运输设备适合于距离长、物流量小的运输需要；复杂的运输设备适合于距离长、物流量大的运输需要。设备按技术或性能分类时，可分为起重机、输送机、无轨搬运车辆和有轨搬运设备。例如无轨搬运车辆按费用分类可分为简单的搬运设备(如二轮手推车)、复杂的搬运设备(如狭通道带夹具的叉车)、简单的运输设备(如机动货车)、复杂的运输设备(如电子控制的无人驾驶车辆)。根据设备的技术
7、指标和物料特点，选择设备规模及型号。 2三、物料搬运系统的决策问题物料控制系统是现代物料搬运系统必不可少的一部分，包括零部件编码系统、查找系统、库存控制系统、标准化、批量采购、安全库存、标签化、自动识别技术(条形码)等。平均来说，物料搬运占到全部运作成本的50 ，在一些行业，如采矿业，这个成本要增长到运作成本的90 。由此可以认识到物料搬运系统的设计与优化的重要性。物料可以人工搬运或以自动方式搬运，可以每次搬运一个或成千个。物料可以在确定的位置或随机的位置查找到，存储在地板或货架上。这些形式是多样的，只有通过比较才会得到正确的方案。设备的工作效率高并且应该随时被应用与优化。重力滑道、接轨机、手
8、推车、手动起重机是常用的经济搬运设备。物料搬运设备的选择：一张物料搬运设备的清单包括超过500种不同的设备，如果把这个数字乘以不同样式、尺寸、商标名称的话，会有几千种设备可供使用。物料搬运设备降低了工作的辛苦和乏味。它降低了产品的成本，还改善了工厂里几乎每个工人的工作生活质量。物料搬运设备和所有的设备一样，可能引起伤害，工业上的事故中有一半以上要归因于物料的搬运。物料搬运设备有时会很昂贵，所以所有的投资都应该做成本分析，使单位总成人降低。如果一台非常昂贵的设备降低了单位成本，那么就是好的选择。如果它万能降低单位成本、那就是不好的选择。（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
9、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作一个整体，使之组成相互协调的搬运系统。其范围包括供应厂商、收贷、储存、生产、检验、包装、成品储存、发货、运输和消费用户等。（3）物流顺杨原则在确定生产顺序与设备平面布置时，应力求物流系统的员优化。（4）精简原则减少、取消或合并不必要的运动与设备，以简化搬运工作。（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（8）机械化原则合理采用搬运机械设备和提高锻运机械化程度
10、。（9）自动化原则在生产、搬运和储存过程中采用合理的作业自动化。（10）最少设备原则考虑被搬运物料各方面的特点，包括物料的运动方式和采用的报运方法，选择最少设备。（11）标准化原则使搬运方法、搬运设备、殿运器具的类型、尺码标准化。（12）灵活性原则在专用设备并非必要的情况下，所采用的搬运方法和搬运设备应能适应各种不同的搬运人物和实际应用的要求。（13）减轻自重原则降低移动式设备的自重与载荷的比率。（14）充分利用原则力求使人员与搬运设备得到充分利用。（15）维修保养原则为全部搬运设备制定预防性保养和计划维修制度。（16）摒弃落后原则当出现可提高效率的方法和设备时，合理更新陈旧设备和过时方法。（
11、17）控制原则利用物料搬运工作改进对生产、库存和接订单、发货等工作的控制管理。（18）生产能力原则使用搬运设备促使系统达到所要求的生产能力。（19）搬运作业效能原则以每搬运一件单元或物所耗成本的指标考核搬运作业的效能。（20）安全原则为保证搬运安全，提供合适的方法和设备。 3四、物料搬运系统分析方法物料搬运是对各种物料进行搬运。说得更完整些，就是对物料、产品、零件、介质或其他物品进行搬动、运输或改变其位置。要完成这些移动，就要有进行这些移动的人和物。一般说来，这些移动的“进行”需要设备和容器，需要一个包括人员、程序和设施布置在内的工作体系。设备、容器和工作体系称为物料搬运的方法。因此，物料搬运
12、的基本内容有三项：物料、移动和方法。这三项内容是进行任何搬运分析的基础。搬运系统分析(system handling analysis，SHA)SHA适用于一切物料搬运项目，是一种条理化的分析方法。SHA包括三个基本内容：阶段构成、程序模式和图例符号。1物料搬运系统分析方法过程SHA的四个阶段每个搬运项目都有一定的工作过程：从最初提出目标到具体实施完成分成四个阶段。第1阶段是外部衔接。这个阶段要弄清整个区域或所分析区域的全部物料进出搬运活动。在这之前，先要考虑所分析区域以外的物料搬运活动，就是把区城内具体的物料搬运问题同外界情况或外界条件联系起来考虑，这些外界情况有的是能控制的，有的是不能控制
13、的。例如，对区域的各道路人口、铁路设施要进行必要的修改以与外部条件协调一致，使工厂或仓库内部的物料搬运与外界的大运输系统结合成为一个整体。第阶段是编制总体搬运方案。这个阶段要确定各主要区域之间的物料搬运方法。对物料搬运的基本路线系统、搬运设备大体的类型以及运输单元或容器做出总体决策。第阶段是编制详细搬运方案。这个阶段要考虑每个主要区域内部各工作地点之间的物料搬运，要确定详细物料搬运方法。例如，各工作地点之间具体采用四种路线系统、设备和容器。如果说第H阶段是分析工厂内部各车间或各厂房之间的物料搬运问题，那么第阶段就是分析从一个具体工位到另一个工位或者从一台设备到另一台设备的物料搬运问题。第IV阶
14、段是方案的实施。任何方案都要在实施之后才算完成。这个阶段要进行必要的准备工作，订购设备，完成人只培训，制定并实现具体搬运设施的安装计划。然后对所规划的搬运方法进行调试，验证操作规程，并对安装完毕的设施进行验收，确定它们能正常运转。上述四个阶段是按时间顺序依次进行的。为了取得最好的效果，各阶段在时间上应有所交叉重墨。总体方案和详细方案的编制是物流系统规划设计人员的主要任务。2.物料的分类（1）物料的分类方法：固体、液体还是气体；单独件、包装件还是散装物料：根据影响物料可运性（即移动的难易程度）的各种特征和影响能否采用同一种搬运方法的其他特征进行分类的。（2）分类影响因素物理特征通常是影响物料分类
15、的最重要因素数量也特别重要时间方面的各项因素特殊控制问题往往对物料分类有决定作用3.移动分析（1）搬运路线分析通过观察每项移动的起迄点来收集资料，编制搬运路线一览表，每次分析一条路线，收集这条路线上移动的各类物料或各种产品的有关资料，每条路线要编制一个搬运路线表。（2）物料进出表通过对某一个区域运进运出的所有物料资料进行统计，并编制物料进出表。(3)搬运活动一览表 u 列出所有路线、并排出每条路线的方向、距离和具体情况u 列出所有的物料类别u 列出各项移动的物流量、运输工作量、搬运活动的具体状况及相对重要性等级（4）各项移动的图表化 在布置图上绘制物流图（作业单位相对少）坐标指示图：是距离与物
16、流量的指示图（作业单位相对较多）（5）物流距离表在布置方案图上，确定各作业单位物流路线及物流量，同时测得各条路线的距离，编制成物流距离表（6）F-D图（流量距离图）物料搬运总的费用： 根据上式可得F-D图：根据分析，按照物流量和距离的关系，可得F-D图4五、物料搬运方法的选择从SHA模式可以看出，到达一步骤之前，已搜集分析了所需要的资料。为了表达清楚，还进行了图表化。但在实际着手解决问题以前，还需要了解物料搬运的方法。1搬运路线系统从地理和物理两方面观点来看，所谓物料搬运系统，就是把各项物料移动结合在一起的总的方式。物料搬运路线系统一般分为以下几种类别；直接型路线系统：各种物料能各自从起点移动
17、到终点的称为直接型路线系统间接型路线系统：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到其他区域，包括渠道型和中心型两种方式。要根据各种搬运路线系统的特点来选择物料搬运路线系统。对于直接型物料搬运路线系统来说，各种物料从起点到终点经过的路线最短。当物流量大、距离短或距离中等时，一般采用这种形式是最经济的。尤其当物料有一定的特殊性而时间又较紧迫时更为有利。对于渠道型物料搬运路线系统来说，一些物料在预定路线上移动，与来自不同地点的其他物料一起运到同一个终点。当物流量为中等或少量，而距离为中等或较长时，采用这种形式是经济的。尤其当布置是不规则的分散时更为有利。对于中心型物
18、料搬运路线系统来说，各种物料从起点移动到一个中心分拣处或分发地区，然后再运往终点。物流量小而距离中等或较远时，这种形式是非常经济的。尤其当厂区外形基本上是方整的且管理水平较高时更为有利。实际上，有些间接型类似渠道型和中心型，或作了某些改变。例如，当渠道型从B直接回到A时，这种情况就叫做环型路线系统。一般可根据距离与物流量指示图来选择其路线形式：(1)直接型用于距离短而物流量大的情况；(2)间接型用于距离长而物流量小的情况。根据物料搬运的观点，若物流量大而距离又长，则说明这样的布置不合理。如果有许多点标在这样的区域里，那么主要问题是改善布置而不是搬运问题。当然，工序和搬动是有联系的。如物料需要接
19、近空气(铸件冷却)时，那么冷却作业和搬动是结合在一起的，这时若出现一个长距离移动的大流量物料也是合理的2物料搬运设备SHA对物料搬运设备的分类采用了一个与众不同的方法，就是根据费用进行分类。具体来说，就是把物料搬运设备分成四类。（1)简单的搬运设备设备价格便宜，但可变费用(直接运转费)高。设备是按能迅速方便地取放物料而设计的，不适宜长距离运输，适用于距离短和物流量小的情况。（2)复杂的搬运设备设备价格高但可变费用(直接运转费)低。设备是按能迅速方便地取故物料而设计的，不适宜长距离运输，适用于距离短和物流量大的情况。（3)简单的运输设备设备价格便宜而可变费用(直接运转费)高。设备是按长距离运输设
20、计的，但装卸不甚方便，适用于距离长和物流量小的情况。（4)复杂的运输设备设备价格高而可变费用(直接运转费)低。设备是按长距离运输设计的，但装卸不甚方便，适用于距离长和物流量大的情况。可根据距离与物流指示图，选择不同类型的搬运设备简单的搬运设备：距离短、物流量小；简单的运输设备；距离长、物流量小；复杂的搬运设备：距离短、物流量大；复杂的运输设备：距离长、物流量大。3运输单元运输单元是指物料搬运时的状态，就是搬运物料的单位。做运的物料一般有三种基本可供选择的情况：即散装的、单件的或装在某种容器中的。一般说来，散装搬运是最简单和最便宜的移动物料的方法，当然，物料在散装搬运中必须不被破坏，不受损失，或
21、不对周围环境引起任何危险，散装搬运通常要求物料数量很大。单件搬运常用于尺寸大、外形复杂、容易损坏和易于抓取或用架子支起的物品。相当多的物料搬运设备是为这种情况设计的。使用各种容器要增加装、捆、扎、垛等作业，会增加投资；把用过的容器回收到发运地点，也要增加额外的搬运工作。而单件的搬运就比较容易。许多工厂选用了便于单件搬运的设备，因为物料能够以其原样来搬运。当有一种“接近散装搬运”的物料流或采用流水线生产时，大量的小件搬运也常常采取单件移动的方式。除上面所说的散状和单件搬运外，大部分的搬运活动要使用容器或托架。单件物品可以合并、聚集或分批地用桶、纸盒、箱子、板条箱等组成运输单元。这些新的单元(容器
22、或托架)当然变得更大更重，常常要使用一些能力大的搬运方法。但是单元化运件可以保护物品并往往可以减少搬运费用。用容器或运输单元的最大好处是减少装卸费。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。标准化的集装单元其尺寸、外形和设计都彼此一致，这就能节省在每个搬运终端(即起点和终点)的费用。而且标准化还能简化物料分类，从而减少搬运设备的数量及种类。 5六、修改和限制初步确定的方案是否符合实际、切实可行。必须根据实际限制条件进行修改。物料搬运也就是物料位置的移动，从广义上讲是一项必要的工作，但在成形、加工、装配或拆卸、储存、检验和包装
23、等整个生产过程中，它只是其中的一部分，甚至是属于第二位的。具体的搬运活动仅仅是整个工商企业设施规划和大的经营问题中的一个部分。但是，为了有效地进行生产和分配，必须有物料搬运，有许多因素会影响正确地选择搬运方法。各物料搬运方案中经常涉及的一些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，又能适应远期的发展和(或)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(数量种类和外廓形状)(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(
24、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 6物料搬运是制造企业生产过程中的辅助生产过程，它是工序之间、车间之间、工厂之间物料流不可缺少的环节。设计一个合理、高效、柔性的物料搬运系统，对压缩库存资金占用、缩短物料搬运所占时间是十分必要的。参考文献1董海.设施规划与物流分析.北京：机械工程出版社，20072蔡临宁.物流系统规划建模及实例分析.北京：机械工程出版社，20033马汉武.设施规划与物流系统设计.北京：高等教育出版社,20054 物料搬运系统设计 百度文库5李振.物流系统规划与设计.武汉：武汉理工大学出版社，20086丁立言.物流系统工程.北京：清华大学出版社，2000