第7章-物料搬运系统设计.pptx
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1、1基本内容物料搬运概述物料搬运系统物料搬运系统分析方法SHA搬运系统的改善第1页/共80页2引导案例 一家手表带厂生产几种金属表带,表带由若干咬合齿片组成。工艺:用冲床冲压出齿片,装满容器箱后,送往装配线进行装配。工厂原来整个生产周期需要48天。激烈的竞争环境难以接受!问题:所用容器箱太大,需要花很多时间才能装满冲床成为一个瓶颈,限制了整个系统的生产率。建议:第一,用小得多的容器箱向下游频繁地传送元件;第二,增加一台冲床。这样可将生产周期降到4天。第2页/共80页37.1 物料搬运概述物料搬运(Material Handling)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
2、之间物流不可缺少的重要环节。5%,95%3040%第3页/共80页4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。第4页/共80页5装卸搬运是物料装卸和物料搬运两项作业的统称。这两项作业又密不可分,习惯上常常以“装卸”或“搬运”代替“装卸搬运”的完整涵义。流通领域:装卸搬运=“货物装卸”;生产领域:“物料搬运”。一般,在强调物料存放状态的改变时,使用“装卸”一词,在强调物料空间位置的
3、改变时,使用“搬运”这个词。因此在本书中统一使用“物料搬运”一词概括物料的装卸搬运活动。物料搬运的基本内容有三项:即物料,移动和方法。这三项内容是进行任何搬运分析的基础。基本概念第5页/共80页6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:(1 1)规划原则。规划原则。(2 2)系统化原则)系统化原则(3 3)物流顺畅原则)物流顺畅原则(4 4)精简原则)精简原则(5 5)利用重力原则)利用重力原则(6 6)充分利用空间原则)充分利用空间原则(7 7)标准化原则)标准化原则 (8 8)机械化原则)机械化原则(9 9)自动化原则)
4、自动化原则(10)(10)集装单元化原则集装单元化原则第6页/共80页720原则续(11)最少设备原则(12)减轻自重原则(13)充分利用原则(14)摒弃落后原则(15)灵活性原则灵活性原则(1616)维修保养原则)维修保养原则(1717)生产能力原则)生产能力原则(1818)控制原则)控制原则(1919)搬运作业效能原则)搬运作业效能原则(2020)安全原则)安全原则第7页/共80页8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。第8页/共80页91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。所费的
5、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。第9页/共80页10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。第10页/共80页112活性分析图表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。n n计算平均活性系数。图中的平均值计算平均活性系数。图中的平均值计算平均活性系数。图中的平均值计算平均活性系数
6、。图中的平均值2.72.72.72.7由下式计算:由下式计算:由下式计算:由下式计算:n n平均活性系数平均活性系数平均活性系数平均活性系数=活性系数总和活性系数总和活性系数总和活性系数总和 /作业工序数作业工序数作业工序数作业工序数 搬运作业活性分析图搬运作业活性分析图第11页/共80页12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
7、机械地认为活性系数越高越好,而应综合考虑。第12页/共80页13物料搬运的单元化与标准化1.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;2.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。n n实现实现单元化单元化和和标准化标准化对物料搬运的意义非常重大。对物料搬运的意义非常重大。第13页/共80页141.单元化Unitizing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
8、和集装箱等,其中以托盘和集装箱应用最为广泛。主要优点: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。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。第14页/共80页151.单元化单元化还要考虑物料的包装。零部件的包装形态和装箱数是与日常作业有紧密联系的,若在装箱时调整,就会浪费很多时间。因此,在进行新产品的生产准备阶段,就要进行充分的考虑。比如以下问题:相对于生产量,每箱数量合适吗?零
9、部件箱子是否比实际需要大?零部件箱能否重叠堆放?箱重合适(劳动法建议15kg/箱以下)吗?放置方法容易清点吗?是否容易发生品质问题?包装是否过剩?包装票容易取放、引人注目吗?第15页/共80页162.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。优点: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。第16页/共80页171)物流基础模数物流基础模数尺寸是标准化的基础,其考虑的
10、基点主要是简单化(依据)。目前ISO中央秘书处及欧洲各国已基本认定以600 mm400mm为基础模数尺寸,我国尚在研究。确定方法:v逆推法,即由输送设备的尺寸来推算最佳的基础模数。v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。第17页/共80页182)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600mm400mm按倍数系列推导而来,也可以在满足600mm400mm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1200mm1000mm为主,也允许1200mm800mm及1100m
11、m1100 mm 等规格。第18页/共80页19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1200mml000mm为例,如图所示。n n欧式托盘尺寸为欧式托盘尺寸为1200800mm1200800mm,日式,日式托盘为托盘为1100mm1100mm方托盘,方托盘,美式为美式为48404840英寸,试英寸,试问它们可以由几个物流问它们可以由几个物流基础模数尺寸组成?以基础模数尺寸组成?以图示之。图示之。第19页/共80页20良好的配合关系便于全球的通用化和一体化,例如第三代欧洲标准可堆式物流周转箱的五种规格是30020016540030016540030029560
12、0400295600400165,适合12001000国际标准和1200800欧洲标准托盘。第20页/共80页217.2 物料搬运系统物料搬运是物流系统的主要活动,在物流系统中各环节的前后或同一环节的不同活动之间都有装卸搬运活动的发生。物料搬运是在已经设计和建立的物流系统条件下,使系统中的物料(包括液体、散装物体、单件物体、包装件、单元装载体等)按照生产工艺及服务的要求运动,以实现系统设计提出的目标。它不仅是一项技术作业,也是物流系统的控制与管理活动。第21页/共80页22设备、容器和路线结构共同组成物料搬运系统。其中设备决定了路线是固定的,还是变动的,例如传送带:固定路线式设备;叉车:可变路
13、线的设备。路线结构分为直达型和间接型两种,其中间接型结构又分为渠道型和中心型。容器集纳并保护产品,大的容器可以满足设备生产能力的需要,通常需要直达型路线,例如叉车叉起的一托盘货物。小的容器不能满足设备生产能力的需要,就要采用渠道型和中心型间接路线。第22页/共80页23注意:合理的生产布局能够保证物流的顺畅,减少无价值的搬运动作,提高现场的管理透明度和生产效率。搬运是所有作业中附加的动作,包括:搬运、倒退让路、排除路障、堆码、清点、整列、寻找、停下与返回等,其本身并不增值。把零件、材料从仓库运到生产线,为了运送物品需要工具和搬运交换,这一切是必不可少的。没有必要的搬运和长距离的搬运是浪费。搬运
14、的浪费往往因为工厂布局、流水线制造、工程设定等考虑不周而造成。要降低搬运的浪费,首先要考虑改善工厂的布局,做到即使不搬运,也可以完成工作任务,其次才是考虑搬运手段的合理化。第23页/共80页24物料控制系统按Tompkins等人的观点,物料搬运是“用正确的方法,以正确的成本,按正确的程序,在正确的时间,将正确的物料,以正确的数量,运送到正确的地点(7R)。”从这个角度,物料搬运是物流系统的控制与管理活动。物料控制系统是现代物料搬运系统不可缺少的灵魂部分。零部件编号系统、定位系统、库存系统、标准化、生产批量、订单数量、安全库存量、标签和自动标识技术等都是控制工厂物料流动的所必须的,没有它们就根本
15、谈不上上述的几个“正确”(R)。第24页/共80页25物料搬运系统具有五个维度:移动、数量、时间、空间和控制。移动物料产生了时间和空间效用,正确的数量、时间和空间离不开精确的控制。控制包括对物料物理和状态两个方面的控制。物理控制是指对物料的方位、顺序和相互间隙的控制;状态控制是对物料的位置、数量、目的地、初始地、所有者、进度安排的实时状态控制。总之,通过改善对物料的控制,尤其是采用信息系统来管理,可以降低库存量、减少盗窃、提高安全性,使物料搬运成为降低企业总成本的一种方法。第25页/共80页26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
16、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。第26页/共80页277.3 搬运系统分析方法搬运系统分析(System Handling Analysis,SHA)是缪瑟提出的一种系统分析方法,适用于一切物料搬运项目。SHA方法包括:一种解决问题的方法;一系列依次进行的步骤和一整套关于记录、评定等级和图表化的图例符号。第27页/共80页28物料搬运系统分析过程如图所示。第28页/共80页
17、29阶段结构第I阶段外部衔接。弄清整个区域或所分析区域的全部物料进出搬运活动。“由外及内”第II阶段编制总体搬运方案。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29页/共80页30阶段结构第III阶段编制详细搬运方案。路线系统、设备和容器第II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 第III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阶段方案的实施。进行必要的准备工作,订购设备,完成人员培训,制定并实现具体搬运设施的安装计划,以及后面的实施与管理。上述四个阶段是按时间顺序
18、依次进行的。但是为取得最好的效果,各阶段在时间上应有所交叉重叠。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。第30页/共80页31物料搬运系统分析时所需输入的主要数据是:P产品或物料(部件、零件、商品)Q数量(销售量或合同订货量)R路线(操作顺序和加工过程)S后勤与服务(如库存管理、定货单管理、维修等)T时间因素(时间要求和操作次数)第31页/共80页32物料的分类 搬运什么?一种物料,弄清这种物料的特性。多种不同的物品,则必须按“物料类别”对它们进行分类。对同一类的物料采用同一方式进行搬运。第32页/共80页331物料的分类方法物料分类的基本方法是:固体、液体还是气体;单独件、
19、包装件还是散装物料。SHA的物料分类依据: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。物理特征、数量、时间、特殊控制“容器”第33页/共80页342物料分类的程序根据物料的主要特征,对所调查物品进行经验判断,编制物料特征表,如下。第34页/共80页35物料分类应按以下程序进行:列表标明所有的物品或分组归并的物品的名称。记录其物理特征或其他特征。分析每种物料或每类物料的各项特征,并在主导、起决定作用的特征下面划标记线。确定物料类别,把那些具有相似的主导特征或特殊影响特征的物料归并为一类。对物料分类后,如用a、b、c、d表示,即可编制物料特征表。第
20、35页/共80页36布置 系统布置。布置决定了移动和距离,并影响搬运设备和容器的选择。1布置对搬运的影响要同时对搬运和布置进行分析!?第36页/共80页372对系统布置的分析对物料搬运分析来说,需要从布置中了解的信息:1)每项移动的起讫点(提取和放下的地点)具体位置在哪里;2)有哪些路线及这些路线上有哪些物料搬运方法,是在规划之前已经确定了的,还是只大体上规定的;3)物料搬进运出和穿过的每个作业区所涉及的建筑特点是什么样的(包括地面负荷,厂房高度,柱子间距,屋架支承强度,室内还是室外,有无采暖,有无灰尘等等);4)物料运进运出的每个作业区内进行什么工作,作业区内部分已有的(或大体规划的)安排或
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