物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計

1、-1-物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計意義（從數(shù)據(jù)中看問題） 中等批量的生產(chǎn)車間里，零件在機(jī)床上的時間僅占生產(chǎn)時間的5%，而95%的時間消耗在原材料、工具、零件的搬運(yùn)、等待上。 據(jù)統(tǒng)計，搬運(yùn)費(fèi)用占總生產(chǎn)費(fèi)用的30%40% 解決重點(diǎn)物料搬運(yùn)是一個系統(tǒng)工程，牽一發(fā)而動全身，因此必須抓住重點(diǎn)。重點(diǎn)注意如下：1 理解掌握物料搬運(yùn)系統(tǒng)的的概念和設(shè)計原則2 物料搬運(yùn)路線的選擇與設(shè)計3物料搬運(yùn)設(shè)備分類與選擇4系統(tǒng)搬運(yùn)分析設(shè)計5其他物料搬運(yùn)分析技術(shù)-2-第一節(jié)：物料搬運(yùn)系統(tǒng)的基本概念一、概念 什么是物料搬運(yùn)： 對物品進(jìn)行搬上、卸下、移動的活動。 搬上、卸下改變物料的存放狀態(tài)。 移動（搬運(yùn)）改變物料的空間位置。 什么是物料搬運(yùn)

2、系統(tǒng)： 將一系列的相關(guān)設(shè)備或裝置，用于一個過程 或系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)合理地 將物料進(jìn)行移動、儲 存和控制。 思考：沙鋼卸料時為何要往地上甩？思考：沙鋼卸料時為何要往地上甩？物理改變只增加成本該系統(tǒng)的設(shè)計取決于物料特性和種類-3-第一節(jié)：物料搬運(yùn)系統(tǒng)的基本概念二、物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計中常見問題和基本原則：搬運(yùn)通道不暢通（交叉）流動原則（搬運(yùn)不是為搬運(yùn)而搬運(yùn)）搬運(yùn)動作不連續(xù)連續(xù)搬運(yùn)最經(jīng)濟(jì)搬運(yùn)路線曲折最短距離原則搬運(yùn)容器不標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化原則（國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模數(shù)尺寸為600mm*400mm）搬運(yùn)機(jī)械應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)決定其性能參數(shù)搬運(yùn)活動未從系統(tǒng)考慮系統(tǒng)化原則（把各種搬運(yùn)活動當(dāng)作一個整體，其范圍包括供貨廠商、收貨、儲

3、存、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、包裝、發(fā)貨、運(yùn)輸和消費(fèi)用戶。）搬運(yùn)設(shè)備缺乏柔性柔性原則（用叉車（堆、卸、搬）搬運(yùn)系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)不均衡盡量使人、機(jī)、物合理安排，平衡生產(chǎn)力其他原則集裝原則 重力原則 安全原則-4-第二節(jié)：物料搬運(yùn)路線的選擇一、搬運(yùn)路線類型直達(dá)型指物料從起點(diǎn)到終點(diǎn)經(jīng)過的路線最短，適合于物流量大或特殊要求的物料。渠道型指物料在預(yù)定路線上移動，與來自不同地點(diǎn)的其他物料一起運(yùn)到同一終點(diǎn)，適合布置不規(guī)則或搬運(yùn)距離較長的物料。中心型各物料從起點(diǎn)移動到中心分揀處，然后再運(yùn)到終點(diǎn)，適合物流量小且搬運(yùn)距離長的物料。BCADCBAAB-5-第二節(jié)：物料搬運(yùn)路線的選擇二、 路線的選擇直達(dá)型渠道型或中心型物流量距離物流

4、量距離物流量大且搬運(yùn)距離長說明了什么？-6-第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具一、物料搬運(yùn)設(shè)備的選擇1、選擇原則：2、考慮因素 物料的特征和運(yùn)動方式 例：易燃、易損、重量、形狀 水平式（滑道、推車） 垂直式（升降機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)） 傾斜式（連續(xù)運(yùn)輸機(jī)） 多平面式（旋轉(zhuǎn)起重機(jī)） 設(shè)備的技術(shù)性能：能否勝任工作 經(jīng)濟(jì)因素：成本、性價比 能耗：是否符合電力供應(yīng)情況 備件、維修和存放方式（托盤、 箱器）、搬運(yùn)頻率復(fù)雜搬運(yùn)設(shè)備簡單運(yùn)輸設(shè)備簡單搬運(yùn)設(shè)備復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備距離物流量設(shè)備的類型、型號和數(shù)量-7-3、搬運(yùn)設(shè)備合理配置方法（案例說明）案例解析：案例解析： 某企業(yè)在廠內(nèi)新建5座綜合性（普通）庫房，每座庫房面積為60*15

5、=900m2，每座庫房年吞吐量為1.9萬噸（與庫容量和出入庫頻率有關(guān)），存放物品為單件，最大單件重量為5噸，問：如何合理配置搬運(yùn)裝卸機(jī)械設(shè)備？-8-調(diào)整調(diào)整 a、每座庫房配置一臺5噸橋式起重機(jī)或兩臺五噸叉車則可 b、根據(jù)叉車具有機(jī)動性特點(diǎn)，可多庫共用，5個庫房只需配備1.6*5=8臺即可 c、叉車若全部用5噸叉車，則既浪費(fèi)又不方便，需要重新調(diào)整叉車載重組合 根據(jù)5座庫房機(jī)械作業(yè)物流量（0.95*1.9*5=9.025） 及平均載重量 5*0.45=2.25,同時考慮物品單重分布狀況得到叉車配置，見下表:-9-第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具二、傳統(tǒng)搬運(yùn)、儲存設(shè)備1、傳輸帶這是一種將物料沿固定路徑移動

6、的裝置，可以通過電氣、重力或手工等方式對其進(jìn)行操作，特點(diǎn)是連續(xù)動作、循環(huán)動作、持續(xù)載荷、路線固定。常見滾軸式、皮帶式、托盤式和高架式。非 柔 性 不 可 重 構(gòu) 傳 輸 帶 優(yōu) 缺 點(diǎn) 傳 輸 帶 種 類 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 滾 軸 式 可 搬 運(yùn) 熱 的 材 料 容 易 安 裝 可 作 臨 時 儲 存 物 料 用 不 適 合 傳 送 易 變 形 的 物 品 只 能 處 理 表 面 光 滑 的 物 品 皮 帶 式 可 處 理 精 細(xì) 物 品 可 傾 斜 速 度 快 、 噪 音 小 拉 力 不 易 控 制 托 盤 式 有 利 于 自 動 化 物 料 易 排 列 受 托 盤 尺 寸 限 制 速 度 慢

7、 高 架 式 節(jié) 約 地 面 空 間 布 局 簡 單 可 臨 時 存 物 減 少 了 可 用 空 間 屋 脊 需 有 承 載 力 -10-第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具 2、起重機(jī)這是一種將重物提升、降低或傳輸?shù)难b置，特點(diǎn)是間歇動作、重復(fù)循環(huán)、短時載荷、升降運(yùn)動。常見高架吊車、堆垛機(jī)。非柔性不可重構(gòu)起重機(jī)優(yōu)缺點(diǎn) 種類 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 高架吊車 可處理較重物料 節(jié)約地面空間 提升距離大 需加固系統(tǒng) 柔性差 操作慢、安裝費(fèi)高 堆垛機(jī) 自動化程度高 可高層、高密度存儲 需導(dǎo)軌 只能與托盤配合 路徑固定，不柔性 -11-第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具3、工業(yè)車輛這是一種輪式無軌運(yùn)輸裝備，特點(diǎn)是可獨(dú)立運(yùn)行，進(jìn)行流動

8、作業(yè)。非柔性不可重構(gòu)車輛優(yōu)缺點(diǎn) 種類 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 卡車 傳輸路徑靈活 可傳輸體積的大、重量大的物體 操作空間大 維護(hù)費(fèi)用高 叉車 操作靈活、轉(zhuǎn)彎半徑小 勞動強(qiáng)度低 有一定提升能力 一般與托盤配合使用 不適合長距離傳輸 -12-第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具4、貨架為解決“先入先出”的困難，提高貨物存放數(shù)量，就須采用貨架。常見有懸臂式、流動式和貨格式。貨架的選取須注意貨格凈空尺寸、貨架剛度和牛腿位置精度。5、貨物載體是指承載貨物的容器，可以有托盤、托板、滑板、專用集裝箱、專用堆放架、硬紙板箱等。常用的是托盤（平式、箱式、柱式）。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織建議的托盤標(biāo)準(zhǔn)尺寸為：800mm*1200mm、1000m

9、m*1200mm、1016mm*1219mm、1100mm*1100mm。6、電氣、電子設(shè)備指為進(jìn)行貨物及設(shè)備檢測、識別和控制而使用的電氣、電子設(shè)備。常用條形碼、射頻技術(shù)、掃描儀、傳感器和PC機(jī)。-13-第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具三、先進(jìn)物料搬運(yùn)設(shè)備1、自動引導(dǎo)小車（AGV）一種用電池供電、無人駕駛的工業(yè)貨車，可以通過編程進(jìn)行路徑選擇和定位。通常與其他自動化系統(tǒng)集成起來使用（如CNC機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人），從而獲得集成、柔性自動化的綜合效益。AGV 的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 可編程，高柔性 故障恢復(fù)比較容易，易維護(hù)、可靠性高 可與其他自動化系統(tǒng)聯(lián)接 不會對廠房構(gòu)成固定的障礙 投資大 要求廠房空間大 主

10、計算機(jī)停機(jī)將導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī) 不適合大批大部件的傳輸 -14-第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具AGV的路徑優(yōu)化問題 最初級的方法是將每個AGV在緩沖站的停位點(diǎn)聯(lián)接成線。 但生產(chǎn)實(shí)際中，AVG不可能穿過任何設(shè)施，而且須考慮一定的 轉(zhuǎn)彎半徑。 一般地，AGV轉(zhuǎn)彎半徑為車長的75%取貨點(diǎn)AGV輪廓線路示意圖AGV優(yōu)化路徑-15-第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具2、工業(yè)機(jī)器人可沿規(guī)劃好的路徑搬運(yùn)重物，適合再柔性裝配中搬運(yùn)或從事危險工況。 機(jī)器人的選取指標(biāo) 凈載重量：確定載重堆機(jī)械手臂所產(chǎn)生的最大力矩。 精度：由最小移動距離、可重復(fù)性和準(zhǔn)確性三個因素組成，其中最小移動距離由定位數(shù)據(jù)存儲精度決定，準(zhǔn)確性和可重復(fù)性由機(jī)械齒

11、輪和連接件的反彈及變形決定。 速度：由整個裝配操作完成的周期決定。工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 可重復(fù)完成某項(xiàng)工作，精度高 可在三維空間操作 可進(jìn)行危險工作 價格高 受布局限制 控制程序編寫、調(diào)試周期長 -16-第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具基對象尺寸、形狀、重量機(jī)器人的任務(wù)機(jī)器人的需求載荷與機(jī)器人尺寸的比較可行的車間層計劃區(qū)域被處理對象尺寸、形狀、重量裝配技術(shù)載荷與機(jī)器人尺寸的比較選擇開始選擇結(jié)束尋找其他更合適的機(jī)器人機(jī)器人的選擇方法-17-第四節(jié)：系統(tǒng)搬運(yùn)分析（SHA）一、 搬運(yùn)系統(tǒng)分析的體系結(jié)構(gòu) 1、方法結(jié)構(gòu)： 一種解決問題的方法 一系列依次進(jìn)行的步驟 一整套關(guān)于記錄、評定等級和圖表化的圖

12、例符號2、階段結(jié)構(gòu)： 階段一：外部銜接弄清所分析區(qū)域的物料進(jìn)出情況。 階段二：總體搬運(yùn)方案確定各主要區(qū)域搬運(yùn)方法， 對搬運(yùn)路線、設(shè)備類型作初步?jīng)Q策。 階段三：詳細(xì)搬運(yùn)方案各主要區(qū)域內(nèi)部各工作地間的 搬運(yùn)方法。 階段四：方案實(shí)施訂購設(shè)備、人員培訓(xùn)、安裝計劃 調(diào)試、驗(yàn)收。 -18-3、程序模式：主要輸入因素：P、Q、R、S、T1、物料的分類3、各項(xiàng)移動的分析4、各項(xiàng)移動的圖表化2、布置5、物料搬運(yùn)方法的知識和理解6、初步的搬運(yùn)方案7、修改和限制8、各項(xiàng)需求的計算方案A方案C方案B9、方案的評價選定物料分析移動分析方法分析（確定合理經(jīng)濟(jì)的搬運(yùn)方法）-19-第四節(jié)：系統(tǒng)搬運(yùn)分析（SHA）二、移動分析設(shè)

13、施布置決定了物料搬運(yùn)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的距離，因此，移動分析必須建立相似物料搬運(yùn)作業(yè)與具體布置結(jié)合的基礎(chǔ)上。1、收集各種移動分析的資料包括：（1）物料的類別和基本特征（2）路線的移動距離和路線的具體情況（彎曲程度、路面情況、氣 候與環(huán)境、擁擠程度、起止點(diǎn)組織情況）（3）搬運(yùn)量： 搬運(yùn)量=物流量*搬運(yùn)距離-20-第四節(jié)：系統(tǒng)搬運(yùn)分析（SHA）2、移動分析方法（1）流程分析法每次只觀察一類產(chǎn)品或物料，并跟隨其沿著整個生產(chǎn)過程收集資料，最后編制成流程圖。該方法適合物料品種很少的情況。（2）起止點(diǎn)分析法分兩種做法 一是觀察移動的起止點(diǎn)來收集資料，每次分析一條路線，并繪制成搬運(yùn)路線表。適合于路線數(shù)目不太多的情

14、況。 二是對一個區(qū)域進(jìn)行觀察，收集運(yùn)進(jìn)運(yùn)出該區(qū)域的一切與物料有關(guān)的資料，并編制成物料進(jìn)出表。適合于路線數(shù)目多是情況。3、編制搬運(yùn)活動一覽表，并在布置圖上繪制流程圖將各項(xiàng)移動的分析結(jié)果標(biāo)注在布置圖上，起到了一目了然的作用。-21-第四節(jié)：系統(tǒng)搬運(yùn)分析（SHA）三、搬運(yùn)方法分析就是將一定類型的搬運(yùn)設(shè)備與一定類型的運(yùn)輸單元相結(jié)合，并進(jìn)行一定模式的搬運(yùn)活動，以形成一定的搬運(yùn)路線系統(tǒng)。一般地，每個搬運(yùn)方案都是幾種搬運(yùn)方式的結(jié)合。這一過程須建立搬運(yùn)方法工作表、需求計算表和評價表1、確定搬運(yùn)方法：（1）根據(jù)搬運(yùn)路線系統(tǒng)選擇原則確定搬運(yùn)路線（直達(dá)、渠道、中心）（2）根據(jù)搬運(yùn)設(shè)備選擇原則確定搬運(yùn)設(shè)備類別、規(guī)格、

15、型號（3）根據(jù)物料分類一覽表確定運(yùn)輸單元2、方案的修改和限制除考慮搬運(yùn)路線、設(shè)備和運(yùn)輸單元外，還須考慮正確、有效設(shè)備操作，以及協(xié)調(diào)、輔助物料搬運(yùn)正常進(jìn)行的問題（如生產(chǎn)和庫存的協(xié)調(diào)）。常涉及的修改和限制內(nèi)容有： 已確定同外部銜接的搬運(yùn)方法；物料存放方式；空間限制；投資限制；現(xiàn)有生產(chǎn)流程限制-22-第四節(jié)：系統(tǒng)搬運(yùn)分析（SHA）3、說明和各項(xiàng)需求的計算對修改后的幾個初步搬運(yùn)方案，應(yīng)逐個方案進(jìn)行說明和計算，其內(nèi)容包括：（1）每條路線上每種物料搬運(yùn)方法的說明；（2）搬運(yùn)方法之外的其他必要的變動說明（如更改布置、作業(yè)計劃、 生產(chǎn)流程、道路等）（3）計算搬運(yùn)設(shè)備和人員需求量（4）計算投資和預(yù)期經(jīng)營費(fèi)用4、

16、方案評價常用費(fèi)用比較法和加權(quán)因素比較法5、搬運(yùn)方案的詳細(xì)設(shè)計在初步方案確定下來的基礎(chǔ)上，解決具體取貨、卸貨的搬運(yùn)方法-23-小結(jié)：P、Q、R、S、T物料特征表搬運(yùn)方法指示圖物料進(jìn)出表搬運(yùn)活動一覽表特征表分類表物流圖（坐標(biāo)簡圖）流程圖搬運(yùn)路線表需求計算表評價表少量物料較多物料-24-SLP與SHA的相互關(guān)系：1、兩者出發(fā)點(diǎn)都是力求物流合理化 SHA重點(diǎn)在于空間的合理規(guī)劃，使得物流路線最短，在布置時位 置合理，盡可能減少物流路線的交叉、迂回現(xiàn)象。 SLP重點(diǎn)在于搬運(yùn)方法和手段的合理化，既確定合理的搬運(yùn)方法，選定合理的搬運(yùn)設(shè)備，使搬運(yùn)系統(tǒng)最優(yōu)。2、兩者相互制約，相輔相成 主要是設(shè)施布置時就應(yīng)同時考慮

17、搬運(yùn)系統(tǒng)的要求。 思考：1、采用傳輸帶為主要搬運(yùn)手段時，設(shè)施應(yīng)如何分布？ 2、 采用叉車為主要搬運(yùn)手段時，設(shè)施布置應(yīng)考慮什么問題？ -25-第五節(jié)：其他物料搬運(yùn)分析技術(shù)一、搬運(yùn)活性指數(shù)分析1、概念： 搬運(yùn)活性指物料的存放狀態(tài)對搬運(yùn)作業(yè)的難易程度 物料的存放狀態(tài)散放、裝箱、支墊和裝車 搬運(yùn)作業(yè)集中、搬起、升起、運(yùn)走 搬運(yùn)活性指數(shù)指搬運(yùn)某種狀態(tài)下的物料所需要進(jìn)行的四項(xiàng)作業(yè)中已經(jīng)不需要進(jìn)行的作業(yè)數(shù)目。表：活性的區(qū)分和活性指數(shù) 物品狀態(tài) 作業(yè)說明 已不需要的作業(yè)數(shù)目 活性指數(shù) 散放在地 集中、搬起、升起、運(yùn)走 0 0 集裝箱中 搬起、升起、運(yùn)走 1 1 托盤中 升起、運(yùn)走 2 2 車中 運(yùn)走 3 3 思考：在運(yùn)動中的物料活性指數(shù)是多少-26-第五節(jié)：其他物料搬運(yùn)分析技術(shù)2、活性