物料搬运系统设计

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2) 物流模数



物流模数即集装单元基础模数尺寸（即最小的集 装尺寸）。 集装单元基础模数尺寸，可以从600mm×400mm 按倍数系列推导而来，也可以在满足 600mm×400mm的基础模数的前提下，从卡车或 大型集装箱的分割系列推导出来。 物流模数尺寸以1200mm×1000mm为主，也允许 1200mm×800mm及1100mm×1100 mm 等规格。
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集装单元化的方法




集装箱化 托盘化 货捆化 网袋化 框架化 滑板化 半挂车
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2. 标准化Standardization


标准化是指物品包装与集装单元的尺寸（如 托盘的尺寸，包箱的尺寸等）要符合一定的 标准模数，仓库货架、运输车辆、搬运机械 也要根据标准模数决定其主要性能参数。 有利于物流系统中各个环节的协调配合，在 易地中转等作业时不用换装，提高通用性， 减少搬运作业时间，减轻物品的散失、损坏， 从而节约费用。
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物流基础模数尺寸与集装单元基础模数尺寸 的配合关系，以集装单元基础模数尺寸 1200mm×l000mm为例，如图所示。
600 1000 400 600 1200 600

欧式托盘尺寸为 1200×800mm，日式 托盘为1100mm方托盘， 美式为48×40英寸， 试问它们可以由几个物 流基础模数尺寸组成？ 以图示之。
第6章 物料搬运系统设计 Design of the Material Handling System
1
6.1 物料搬运概述
2
6.1.1 物料搬运的概念


物料搬运是指在同一场所范围内进行的、以 改变物料的存放（支承）状态（即狭义的装 卸）和空间位置（即狭义的搬运）为主要目 的的活动， 即对物料、产品、零部件或其他物品进行搬 上、卸下、移动的活动，如装卸、移动、分 类、堆码、理货和取货等作业都属于物料搬 运活动。
6．初步搬运方案 7．修改和限制 8．各项需求计算 多种搬运方案 X、Y、Z
基本内容
模式
9．方案的评价 选定搬运方案
24
6.4 SHA与SLP的结合
从前面SHA的设计是可以看到，搬运设计系统时 必须考虑布置的具体情况，作为布置设计和搬运 系统设计的方法，SLP和SHA有十分密切的关系。 1. SLP和SHA的相互关系
移动 装车 支垫 装箱 散放
4 3
运走
2 1
搬起
升起
0
集中
12
6.1.4 物料搬运的单元化与标准化

实现单元化和标准化对物料搬运的意义非常重大。
1.
2.
物料实行单元化后改变了物料散放状态， 提高了搬运活性指数，易于搬运，同时 也改变了堆放条件，能更好地利用仓库 面积和空间； 实现标准化能合理，充分地利用搬运设 备、设施，提高生产率和经济效益。
7
6.1.3 物料搬运活性分析

用物料活性系数来衡量物料搬运的难易程度， 这也是物流分析的一个重要指标。
8
1．活性系数


搬运处于静止状态的物料时，需要考虑搬运作业所必 需的人工作业。 物料搬运的难易程度称为活性。 我们用活性系数来衡量，所费的人工越多，活性就越 低。反之，所需的人工越少，活性越高，但相应的投 资费用也越高。
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1) 物流基础模数




物流基础模数尺寸是标准化的基础，它的作用和建筑模数 尺寸的作用大体相同，其考虑的基点主要是简单化 。基础模数尺寸一旦确定，设备的制造，设施的建设，物 流系统中各个环节的配合协调，物流系统与其他系统的配 合，就有了依据。 目前ISO中央秘书处及欧洲各国已基本认定以600 mm×400mm为基础模数尺寸，我国尚在研究。 由于物流标准化比其他标准化系统建立较晚，因此，确定 基础模数尺寸主要考虑对物流系统影响最大而又最难改变 的输送设备，采用“逆推法”，即由输送设备的尺寸来推 算最佳的基础模数。 同时也考虑到现在已通行的包装模数和已使用的集装设备， 以及人体可能操作的最大尺寸等因素而定。

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物料搬运系统分析过程如图所示。
主要输入数据 P、Q、R、S、T I．外部衔接 阶 段 II．总体搬运方案 III．详细搬运设计 时间 IV．方案实施 1．物料的分类
⒉ 布 置
3．移动的分析 4．移动的图表化
1．物料 程 序 物料搬运分析 2．移动 3．方法
⒌ 物 料 搬 运 方 法 的 知 识 与 理 解
6
10原则续




(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，包括高度方向。不要忘了往上看。 (7) 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。其范围包括收货、检 验、储存、生产、检验、包装、成品储存、发货、运输和 反向物流等。 (8) 自动化原则。应当采用合理的作业机械化和/或自动化， 以提高作业效率、反应速度和一致性，降低成本并消除重 复性和有潜在不安全性的人工作业。 (9) 环境原则。在设计物料搬运系统和选择设备时，应当将 对环境的影响和能量消耗作为一个重要依据。 (10) 全生命周期成本原则。对所有的物料搬运设备和最终 的物料搬运系统，应当作出它们在整个生命周期内的全面 深入的经济分析。


搬运作业活性分析 图。 考虑提高某些作业 的活性系数， 如活性系数为0的 散放，通过放入容 器中（活性系数为 1）或码放在托盘 上（活性系数为 2），来提升搬运 活性，提高工作效 率。
散 放 在 地 上
装 入 车 内
移
动
卸 放 在 地 上
装 入 车 内
移
动
放 置 在 车 架
移
动
放 在 托 盘 上
4
搬运特点
1.
2. 3. 4.
附属性、伴生性、“起迄”性 服务性、保障性 均衡、稳定性 闸门、咽喉作用
MH涉及25％雇员的工作，占有55％的空间， 87％的生产时间，占制造产品总成本1570％，3-5％由于搬运不当受损，50％的 工伤来自MH……
5
6.1.2 物料搬运的原则





国际物料管理协会下属的物料搬运研究所浓缩数十年物料 搬运专家的经验，总结出了物料搬运的20条原则：美国物 料搬运教育大学与产业联系理事会(CICMHE)将其进一步 浓缩为10条原则，如下所示： (1) 规划原则。全面考虑需求、作业目标和功能要求来规划 所有的物料搬运和物料存储工作。 (2) 标准化原则。物料搬运方法、设备、器具、控制和软件 应标准化，以达到系统总体作业目标，且不牺牲灵活性、 模块化和吞吐量的要求。 (3) 工作原则。物料搬运工作应当尽可能最少，且达到作业 所需的生产率和服务水平。工作的衡量可以用运量乘以运 距来衡量，即W=F*D。 (4) 人机工效原则。在设计物料搬运作业和选择设备时，要 考虑人的作业能力和局限性，以保证安全和有效的作业。 (5) 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，以利搬运过程的标准化、集装化。
用 叉 车 搬 运
合 计 系 数
4
活 3 性 系 2 数
16 9 2
研究： 装入容器中，活性系数1 放在托盘上，活性系数2
1
0 0 1 2 3 4 5
6
7
8
9
10
27
作业工序流程顺序
平均2.7


计算平均活性系数。图中的平均值2.7 由下式计算： 平均活性系数= 活性系数总和 / 作业 工序数
11

9
移动 装车 支垫 装箱 散放
4 3
运走
2 1
搬起
升起
0
集中


散放在地上的物料要运走，需要经过集中、搬起、升起和 运走四次作业，所需的人工作业最多，即活性水平最低， 即活性系数定为0。活性指数确定的原则见下表所示。 在对物料的活性有所了解的情况下，可以利用活性理论， 改善搬运作业。
10
2．活性分析图表
21
6.2.2 物料搬运方程式


物料搬运系统设计是一个十分复杂的问题，设计人员必须 具有相当多的操作方面的知识，以及物料搬运方面软件和 硬件的知识。 物料搬运系统的有效设计需要设计人员从内到外地理解问 题，设计出有效的解决方案。 物料搬运方程式在解决物料搬运问题的各个方面都被证明 十分有用。设计者需要考虑6个主要的问题，即6个变量。 这六个变量就是著名的5W1H法（六问法），如图所示。13Biblioteka 1. 单元化

单元化是将不同状态和大小的物品，集装成一个搬运单元， 便于搬运作业。也叫做集装单元化或单元载荷(Unit Load)， 它是物料搬运中最重要的一个概念。 集装单元可以是托盘、箱、袋、筒和集装箱等，其中以托 盘和集装箱应用最为广泛。 采用单元化的主要优点是增加了一次搬运更多物品的能力， 减少了搬运次数，降低搬运成本、减少装卸次数和物品的 破损。 具有一定规格尺寸的货物单元，便于搬运机械的操作，减 轻人力装卸，从而提高生产作业率。 另外，集装单元可以防止物品散失，易于清点和增加货物 堆码层数，更好地利用仓库空间。 单元化是将规模思想应用到不同物料的搬运中，其效果已 在物流业得到最好的印证。
这样，由平均活性系数的大小，可以采用以下不 同的改进方法：



低于0.5：有效利用集装器具、手推车。 0.5 ~ 1.3：有效利用动力搬运车、叉车、卡车。 1.3 ~ 2.3：有效利用传送带、自动导引车。 2.3以上：从设备、方法方面进一步减少搬运工序数。

总之，活性系数越高，所需人工越少，但设备投 入越多。在进行搬运系统设计时，不应机械地认 为活性系数越高越好，而应综合考虑。

1) 二者具有共同的目标，其出发点都是力求物流合理化 2) SLP和SHA具有相互制约、相辅相成的关系。