第五部分(上)物料搬运系统设计
第五章 生产物流管理
两种生产方式的生产物流主要内容是一致的，
主要有两种： （1）物料搬运管理 主要针对物料在车间与仓库之间、车间与车 间之间、工序与工序之间的物流活动进行有 效管理，包括设计合理的物料搬运路径、选 择合适的搬运工具、控制搬运的批量以及时 间间隔等
（2）在制品、成品储存管理 在制品储存管理的重点是控制合理的在制品
2特点 它是企业整个物流的中间环节，在企业内部，
活动范围相对企业供应物流和销售物流较小， 具有如下特点： （1）主要功能要素是搬运 （2）是一种工艺过程型物流
企业的生产工艺、设备、流程一旦确定，物流便成 为工艺流程的组成部分，可变性很小。
（3）具有很强的伴生性
很难与生产过程分开而形成独立的系统
?1物料搬运管理?主要针对物料在车间与仓库之间车间与车间之间工序与工序之间的物流活动进行有效管理包括设计合理的物料搬运路径选择合适的搬运工具控制搬运的批量以及时间间隔等?2在制品成品储存管理?在制品储存管理的重点是控制合理的在制品数量重点是控制合理的在制品数量过少会影响生产过程的连续性过多会挤压企业的流动资金占用过多的生产面积和仓库面积降低生产效益
（3）偏差的测定与处理
指的是在生产物流计划实施过程中，按照预
定时间及顺序检测计划执行的结果，根据发 生差距的原因和程度，采用不同的方法进行 处理。 偏差的测定需要采用物流跟踪的方法，即从 原材料投产到成品出厂，动态收集记录各工 序的生产、库存、搬运等实时数据，掌握生 产物流的流量、流向及变化。
1.车间与仓库之间的物流组织 车间与仓库之间的物流活动主要是两者之间的物料 搬运转移，包括将车间加工的在制品运至在制品仓 库，将在制品从仓库搬至车间用于继续加工，以及 将最终产品加工车间生产出来的产成品运至成品库 等等。 车间和仓库之间的距离不宜太远也不宜太近。太远 会加大物流作业量，太近因仓库物流需要占据较大 空间，会影响车间正常工作。
高级物流师知识点：物料搬运系统设计
高级物流师知识点：物料搬运系统设计高级物流师知识点：物料搬运系统设计物料搬运系统设计物料搬运系统根本概念(一)物料搬运(material handing)的定义——在同一范围内进展的、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)为主要目的活动，即对物料、产品、零部件或其他物品进展搬上、卸下、挪动的活动。
搬运(handin____arrying)——在同一场所内，对物品进展程度挪动为主的物流作业。
装卸(loadingunloading)——指物品在指定地点以人力或机械装入或卸下。
(二)物料搬运的作用和特点1、作用——物料搬运在消费领域各个环境起着互相联结与转换的衔接作用。
(1)在物流活动转换中起承上启下的联结作用(2)在物流本钱中占有重要地位(占运费的20-30%)(3)是进步物流系统效率的关键(物流系统化的瓶颈)2、特点：(1)具有“伴生”(伴随消费)和“起讫”性(2)具有“保障”和“效劳”性(3)具有“闸门”和“咽喉”作用(4)具有作业的“平衡性”和“稳定性”(三)物料搬运的活性理论1、搬运的活性——物料存放状态对搬运作业的难易程度;2、搬运活性指数最根本的活性是程度最低的散放状态，规定其指数为0。
对此状态每增加一次必要的操作，或者于此操作后的一样状态，其物品的搬运活性指数加上3、活性程度的最高的状态活性指数为4、物料搬运的要素及条件1、物料搬运的要素(1)劳动力——操作人员;(2)劳开工具——装卸搬运设备及设施;(3)货物(劳动对象)——物料(4)工艺(劳动方法)(5)信息管理——控制系统2、决定物料搬运方法的条件(1)外部条件货物、装卸作业种类、数量、运输设备、设施内部条件货物状态、作业动作、装卸机械、工作人员(四)物料搬运的单元化和标准化1、单元化(集装单元化)——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。
单元装卸(unit loading and unloading)用托盘、容器或包装物将小件或散装物品集成一定重量或体积的组合件，以便利用机械进展作业的装卸方式。
第五部分上物料搬运系统设计
面开四个沟
4 送往嵌铅机（半 ○ → □ D ▽ 8
批——见 9）
5 等待嵌铅机
○→□D▽
1200 10.00
600 0.13 600 600
削薄的板，每箱包 括 1200 个每伴四件 的木版（共 2400） 一次通过串列机械
手推车
坯料在批次间等待
6 在机构的料斗 内装料 7 在木版上嵌铅 芯 8 检验铅芯充填， 移动到装上板机
•这家设备商和我们是老关系了，买他的 没错的（比较原则）。
11
物料搬运设备选择应考虑的因素
考虑因素
物料的特征和运动方式
易燃、易损、重量、形状 水平式（滑道、推车、运输机、索道） 垂直式（升降机、起重机、卷扬机） 倾斜式（连续运输机、提升机、卷扬机） 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
该系统的设计取决 于物料特性和种类
4
基本概念
三、搬运活性指数分析 1、概念：
搬运活性——指物料的存放状态对搬运作业的难易程 度 物料的存放状态——散放、装箱、支垫和装车 搬运作业——集中、搬起、升起、运走 搬运活性指数——指搬运某种状态下的物料所需要进 行的四项作业中已经不需要进行的作业数目。
5
物料搬运活性指数
31
示例 1：某厂铅笔装配物料流程图（简图）
方法动作说明（现 操 运 检 停 储 距 离 数量 有或拟采用的） 作 输 查 留 存 （m）
1 储存在仓库内 ○ → □ D ▽
1200
估计时间 (min)
0.25
附注
2 手推车送至开 ○ → □ D ▽ 8 槽开沟机
基于PLC的物料搬运机器人控制系统设计
基于PLC的物料搬运机器人控制系统设计本文档介绍了基于可编程逻辑控制器（PLC）的物料搬运机器人控制系统的设计。
该系统用于自动化物料搬运过程，提高生产效率和降低人力成本。
1. 系统概述物料搬运机器人控制系统由以下几个主要组件组成：- PLC控制器：作为系统的控制核心，负责接收和处理传感器信号，并根据预设的逻辑进行控制。
- 传感器：用于检测物料位置、距离和重量等信息，并将其传输给PLC控制器。
- 执行器：包括电机、气动装置等，用于实现机器人的移动和物料的搬运。
- 人机界面（HMI）：用于监控和操作整个系统，提供用户友好的界面和交互功能。
2. 硬件设计物料搬运机器人控制系统的硬件设计主要包括PLC控制器的选择、传感器和执行器的选型，以及HMI的设计。
- PLC控制器：根据实际需求选择功能强大、稳定可靠的PLC 控制器，具备足够的输入输出接口以及通信功能。
- 传感器：根据具体的搬运需求选择适合的传感器，如接近传感器、压力传感器和重量传感器等。
- 执行器：根据物料的大小和重量选择适合的执行器，如电机驱动的轮子和夹爪等。
- HMI设计：设计直观的界面，显示机器人状态、物料位置以及操作按钮等。
3. 软件设计物料搬运机器人控制系统的软件设计主要包括PLC程序和HMI界面的编程。
- PLC程序：使用合适的编程语言（如Ladder Diagram）编写逻辑控制程序，实现自动化的搬运过程，包括物料检测、移动和放置等功能。
- HMI界面：根据用户需求设计HMI界面，用于显示系统状态、操作按钮和参数设置等。
4. 应用场景基于PLC的物料搬运机器人控制系统广泛应用于各个行业的物料搬运过程，如制造业、物流和仓储行业等。
- 制造业：机器人可在生产线上自动搬运物料，提高生产效率。
- 物流和仓储：机器人可在仓库中自动搬运货物，减少人力成本和物料损失。
5. 总结基于PLC的物料搬运机器人控制系统是一种高效、自动化的物料搬运解决方案。
4物料搬运系统设计.ppt
主讲 陈友玲
32
5.9 物料搬运系统分析设计方法（SHA）
5.9.1 阶段结构
弄清所分析区域的物料进出情况。 编制总体搬运方案 编制详细搬运方案 方案实施
主讲 陈友玲
33
5.9.2 程序模式：
物料分析
移动分析
方法分析（确 定合理经济的
搬运方法）
主要输入因素：P、Q、R、S、T
1、物料的分类
箱器）、搬运频率
复杂搬运设备
复杂运输设备
简单搬运设备
简单运输设备 距离
设备的类型、型号和数量
主讲 陈友玲
8
易燃、易损、重量、形状 水平式（滑道、推车、运输机、索道） 垂直式（升降机、起重机、卷扬机） 倾斜式（连续运输机、提升机、卷扬机） 多平面式（旋转起重机）
主讲 陈友玲
9
5.6 物料搬运设备及器皿
第五部分 物料搬运系统设计
主讲 陈友玲
1
5.1 物料搬运系统的基本概念
5.1.1 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%
主讲 陈友玲
2
5.1.2 什么是物料搬运： 对物品进行搬上、卸下、移动的活动。 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。
主讲 陈友玲
6
搬运设备选择的原则
物料搬运设备及用具 对搬运效果及
成本会有直接影响
不适宜的观点
•为了完成任务，赶快去买一台运输机或 增添一排货架（长远目标、标准化）。
•这台叉车是属于我们部门的，你们不能 随便用（部门利益与整体利益）。
物料搬运系统设计课件(PPT 41张)
25
5.3 搬运系统分析与设计 —— 移动分析
(2) 移动分析方法：
第5章
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 编制流程图，该法适合物料品种很少的情况。 起止点分析法：两种做法 一是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 合路线数目不太多的情况。 二是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。适合路线数目多的情况。
其他集装件作业法 机械作业法
按装卸设备作业特点：间歇作业（重程+空程），连续作业。
8
5.1 物料搬运
—— 搬运活性
第5章
一次物料搬运一般要完成装货、移动、卸货三个作业环节，最重要的
是提高搬运的活性，使装卸变得简单。 活性随物料存放状态不同，物料状态使其越容易进行搬运，则搬运活 性越高，反之则越低。
第5章
物料分类 根据物料的主要特征进行经验判断，以编制如表5-5所示 的程序： 的物料特征表，程序步骤：
列表标明所有物料的名称； 记录其物理特征或其他特征； 分析确定每种/类物料的主导/特重要的特征，以红/黑 实线标注决定作用的特征，橘黄线/黑虚线标注对分类 有特别重大影响的特征； 确定物料类别，具相似主导/特殊影响特征的归一类； 分类完毕后，即可编制物料特征表。
28
5.3 搬运系统分析与设计 —— 移动分析
第5章
(3) 编制搬运活动一览表，需对每条路线、每类物料和每项移动的相对 重要性进行标定；表中包含的具体资料： 列出每类物料，包括： 总的物流量及每类物料的物流量；
总的运输工作量及每条路线上的运输工作量；
各类物料的相对重要性等级，用元音字母AEIOU或光谱顺 序颜色代表； 整个搬运分析中，总物流量和总运输工作量填在右下角； 其他资料，如每项搬运中的具体件数。
第五章 物流设施规划及其布置设计
• 大规模的配送中心是由许多参加单位共同进行系统规划与实施的。 为了保证系统的统一性，要制定共同遵守的规则，如通讯和信号的 接口、控制方式等。
• (5) 服务水平或内部服务单位划分（S）
• ①服务水平。物流水平包括交货时间、供应保证度等，服 务水平应是合理物流成本下的服务品质。
• ②内部服务单位划分。服务单位划分影响到物流中心的服 务能力，也就说其作业区域（单位）与辅助服务区域（单 位）的设置就不同，其服务功能要素就存在差异，如存储 型的物流中心，其主要功能是仓储，就必须考虑设置面积 占的比重大仓库，如果是转运型的物流中心，其货物换装 理货服务很重要，就应设施面积大的换装理货的场地。
• (4) 物流通路（R）
• 物流通路可从两方面理解，一是供应链物流渠道，因物流 中心在供应链（物流通道）中的位置不一样，其服务的对 象就不一样，也就是说其功能就不一样。二是指的货物在 物流中心根据作业流程安排在作业区域间的流转路线，它 反映货物在物流中心内的流向和距离，它的合理性影响到 物流中心的作业效率与作业成本，特别是商品搬运的效率、 分拣配货的效率。
• (1)配送对象或客户（E）
• 往往客户对象不同，其订货要求就不一样。 也就说其订单品种、规模、数量就存在很大 差异，那么物流中心的设施设备、工具、作 业流程、功能区划与布置等都会存在区别。
• 如果配送对象是经销商，则品种订货量大， 那么物流中心出入库功能要强；
• 如果配送对象是零售店，订货量小、品种多， 物流中心的分拣功能要强。
物流系统规划与设计总结
第二章物流系统规划与分析⏹1、物流系统的定义⏹物流系统是指在一定的时间和空间内，由所需位移的物料、包装设备、装卸搬运机械、运输工具、仓储设施、人员和通信联系等若干要素所构成的具有特定功能的有机整体。
⏹2、物流系统的目的是实现物流的空间和时间效用⏹3、生产系统要完成由原材料到产品的转变过程，其目标在于使生产效率达到最高的程度，在转变过程中，原材料经过运输、储存、加工、装配形成产品，产品又经过储存、运输，最终到达用户手中，形成了生产过程的物流。
⏹4、对制造企业，可以说“工艺是龙头，物流是支柱”⏹5、对于企业内部的物流，优化的途径主要通过合理地平面布置，优化物流路径及合理配置装卸、运输机械，提高物流质量以及改善生产节奏，尽可能降低库存，加快物流速度来实现。
⏹6、通过全系统的物流强度计算和物流系统定量分析，优化企业总体布置，合理配置各种生产设施、辅助设施，避免或减少物流迂回、交叉以及无效的往复运输、倒运，避免物流输送过程混乱、线路过长等，达到物流短捷、顺畅。
⏹7、生产物流系统分析基础⏹规划设计人员、小组或团队要作大量的调查研究，要进行有效的物流分析，必须了解企业分散在不同部门，如营销部门、产品开发设计部门、制造部门、工艺部门等之中的各种产品、产量、工艺、路线等信息。
⏹比如说了解企业的生产纲领文件、产品结构文件(Bill of Materials, BOM)、工艺路线图(Route Chart)、装配程序图(Assembly Chart)和工艺过程图(Operations Process Chart)、流程图 (Precedence Diagrams)等。
⏹（1）生产类型⏹按生产的成批性划分，有三种基本类型：⏹(1) 大量生产。
⏹(2) 成批生产。
⏹(3) 单件生产。
⏹（2）产品设计⏹产品设计过程详细说明了产品的结构、尺寸、材料和包装等信息，产品设计是工艺过程设计的前提，而工艺过程设计是“龙头”。
⏹（3）产品设计信息⏹这些信息包括：⏹爆炸装配图（Exploded Assembly Drawing）⏹零件图(Component Part Drawing)⏹零件明细表（Parts List）⏹物料清单（产品结构文件，BOM）等⏹（4）工艺过程设计决定产品将怎样生产，零件是自制还是外购，采用什么工艺和设备，需要多长时间，是工厂物流系统设计和工厂布置的重要依据。
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4
基本概念
一、 什么是物料搬运： 对物品进行搬上、卸下、移动的活动。 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。
物理改变 只增加成本
二、 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。
通过下图分析物料搬运的薄弱环节，提出改善措施。
搬运 活性 指数
3
讨论左 边的活 性指数 分析图
2
1
0
123456
7
8
物料搬运路线的类型
•直达型——
A
适合于物流量大或特殊要求的物料。
C
•渠道适型合—布—置不规则或搬运距离较长的物料。A
C
•中心型——
A
适合物流量小且搬运距离长的物料。
C
B D型
D
B K型
16
设物流模数尺寸为1600MM*1200MM， 试问可以由几个物流基础模数尺寸组成？
并绘图表示
600 600
400 400 400 400
17
搬运设备合理配置方法
★案例解析：
某企业在厂内新建5座综合性（普通）库房，每座库房面 积为60*15=900m2，每座库房年吞吐量1.9万吨（与库容 量和出入库频率有关），存放物品为单件，最大单件重量 为5吨，问：如何合理配置搬运装卸机械设备？
3
物料搬运系统设计原则
——搬运通道不畅通——流动原则 ——搬运动作不连续——连续搬运最经济——经济性
原则 ——搬运路线曲折——最短距离原则 ——搬运容器不标准——标准化原则 ——搬运活动从未系统考虑——系统化原则 ——搬运设备缺乏柔性——柔性原则
——搬运系统与生产系统不均衡——尽量使人、机、
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搬运设备选择的原则
物料搬运设备及用具 对搬运效果及
成本会有直接影响
不适宜的观点
•为了完成任务，赶快去买一台运输机或 增添一排货架（长远目标、标准化）。
•这台叉车是属于我们部门的，你们不能 随便用（部门利益与整体利益）。
•我也不知道还需要什么搬运设备，管他 的，先申请了再说（明确问题）。
•设备肯定越高级越好了（简化原则）。
思考：在运动中的 物料活性指数是多 少？
表：活性的区分和活性指数
物品状态
作业说明
散放在地
集装箱中 托盘中 车中
集中、搬起、升起、 运走
搬起、升起、运走 升起、运走 运走
已不需要的 作业数目
0
1 2 3
活性指数
0 1 2 3
7
2、活性指数分析图——是显示物料搬运系统过程中各阶 段活性指数变化状况的示意图。该图便于直观地分析 和确定改善物料搬运的薄弱环节
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物流量
复杂搬运设备 简单搬运设备
复杂运输设备
简单运输设备 距离 14
物料搬运设备及器皿
1.起重搬运设备
起重机、起重电梯、叉车、小型搬运车、无人搬运车,工业机器人等
2、运输机械
卡车、拖车、连续运输机等
3.工业车辆
叉车、牵引车、单斗装载机等
4.专用机械
翻车机、堆（取）垛机、分拣机等
15
搬运的集装单元化、标准化
(的选取： 1 ~ 2，如无两次搬运 1)
Qc Qt * K 9.5 * 95% 9.025(万吨) （仓储机械设备能力）
19
案例解析:
（2）机械设备类型选择：
•这家设备商和我们是老关系了，买他的 没错的（比较原则）。
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物料搬运设备选择应考虑的因素
考虑因素
物料的特征和运动方式
易燃、易损、重量、形状 水平式（滑道、推车、运输机、索道） 垂直式（升降机、起重机、卷扬机） 倾斜式（连续运输机、提升机、卷扬机） 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
解：
衡（量1仓）预设库房机械设备配置系数K（案例中预设K=95%）
库作业
机械化 程度的 一个参 数。K越
K
设备能完成的物流量（吨 仓储过程总物流量
/
年）
Qc Qt
ห้องสมุดไป่ตู้
大，机
械化程
度越高）
18
案例解析
n
Qt (H ) i 1 仓库年吞吐量 * 仓储物资重复搬运系数 1.9 * 5 9.5(万吨)
D
B C型
D
9
物料搬运路线的选择
物流量
直达型
物流量大且搬运距离长说明了什么？
渠道型或中心型
距离
10
搬运设备选择的原则
依据：距离与物流量的大小
思考： 距离短，物流量小，选何种类型设备？ 距离短，物流量大，选何种类型设备？ 距离长，物流量小，选何种类型设备？ 距离长，物流量大，选何种类型设备？
2
物料搬运系统设计原则
right amount （数量） right material （材料） right condition（质量） right place （地点） right time （时间） right position （位置） right sequence （顺序） right cost （成本） right method （方法）
第五部分（上） 物料搬运系统设计
1
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。 重点内容： 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
该系统的设计取决 于物料特性和种类
5
基本概念
三、搬运活性指数分析 1、概念：
搬运活性——指物料的存放状态对搬运作业的难易程 度 物料的存放状态——散放、装箱、支垫和装车 搬运作业——集中、搬起、升起、运走 搬运活性指数——指搬运某种状态下的物料所需要进 行的四项作业中已经不需要进行的作业数目。
6
物料搬运活性指数
单元化：
把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，也叫集装单元化。 物料搬运时的基本装载方式，如散装和用车箱、 罐装等。
标准化：
物品包装与集装单元的尺寸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 准模数决定起主要性能参数。
物流模数：600MM*400MM，1200MM*1000MM