SHA物料搬运系统分析课件.pptx
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1、第第五五章章 物料搬运系统分析物料搬运系统分析主要内容:主要内容:5-1 5-1 物流分析基本概念物流分析基本概念 5-2 5-2 物料搬运系统分析(物料搬运系统分析(SHASHA)5-3 5-3 物料搬运(方案)系统评估的量化分析方法物料搬运(方案)系统评估的量化分析方法 物料搬运(物料搬运(Material Handling)是制造企业生产过程中)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、工厂之间物的辅助生产过程,它是工序之间、车间之间、工厂之间物流不可缺少的重要环节。流不可缺少的重要环节。按按Tompkins等人的观点,物料搬运是等人的观点,物料搬运是“用正确的方法,用
2、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,运送到正确的地点物料,以正确的数量,运送到正确的地点。”据国外统计:在中等批量的生产车间里,零件在机床据国外统计: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上的时间仅占生产时间的5%,而,而95%的时间消耗在原材料的时间消耗在原材料、工具、零件的搬运、等待上,物料搬运的费用占全部生、工具、零件的搬运、等待上,物料搬运的费用占全部生产费用的产费用的3040%。为此,设计合理、高效、柔性的物料搬运系统,对压缩为此,设计合理、高效、柔性的物料搬运系统,对压
3、缩库存资金占用、缩短物流搬运所占时间,是十分必要的。库存资金占用、缩短物流搬运所占时间,是十分必要的。2物料搬运的原则物料搬运的原则 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家的经验,总结出了物料搬运的2020条原则:美国物料搬运教育大学与条原则:美国物料搬运教育大学与产业联系理事会产业联系理事会(CICMHE)(CICMHE)将其进一步浓缩为将其进一步浓缩为1010条原则,如下所示:条原则,如下所示:(1)(1)规划原则。规划原则。全面考虑需求、作业目标和功能要求来规划所有全面考虑需求、作业目
4、标和功能要求来规划所有的物料搬运和物料存储工作。的物料搬运和物料存储工作。(2)(2)标准化原则。标准化原则。物料搬运方法、设备、器具、控制和软件应标物料搬运方法、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。的要求。(3)(3)工作原则。工作原则。物料搬运工作应当尽可能最少,且达到作业所需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*DW=F*D。(4)(4)人机工效
5、原则。人机工效原则。在设计物料搬运作业和选择设备时,要考虑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。人的作业能力和局限性,以保证安全和有效的作业。(5)(5)集装单元化原则。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,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。以利搬运过程的标准化、集装化。3(6)(6)充分利用空间原则。充分利用空间原则。最大可能地充分利用建筑物的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。整个空间,包括高度方向。不要忘了往上看。(7)(7)系统化原则。系统化原则。尽可能广泛地把
6、各种搬运活动当作一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、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。运输和反向物流等。(8)(8)自动化原则。自动化原则。应当采用合理的作业机械化和应当采用合理的作业机械化和/或自或自动化,以提高作业效率、反应速度和一致性,降低成本动化,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。并消除重复性和有潜在不安全性的人工作业。(9)(9)环境原则。环境原则。在设计物料搬
7、运系统和选择设备时,应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。当将对环境的影响和能量消耗作为一个重要依据。(10)(10)全生命周期成本原则。全生命周期成本原则。对所有的物料搬运设备和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。的全面深入的经济分析。4 物流量物流量是指是指一定时间内通过两物流点间的物料数量一定时间内通过两物流点间的物料数量。当量物流量。当量物流量是指物流运动过程中一定时间内是指物流运动过程中一定时间内按规定标按规定标准修正、折算的搬运和运输量准
8、修正、折算的搬运和运输量。这种修正与折算充分考。这种修正与折算充分考虑了物料在搬运或运输过程中实际消耗的搬运和运输能虑了物料在搬运或运输过程中实际消耗的搬运和运输能量等因素。量等因素。5 51 1 物流分析基本概念物流分析基本概念一、当量物流量一、当量物流量 例如,一台载重量为例如,一台载重量为10t10t的汽车,当其运输的汽车,当其运输10t10t锻件锻件时,时,10t10t锻件的当量重量为锻件的当量重量为10t10t;而其运输;而其运输2t2t组合件时,组合件时,则则2t2t组合件的当量重量为组合件的当量重量为10t10t。1.1.当量物流量的计算公式当量物流量的计算公式f=n qf=n
9、q D D f f 当当量量物物流流量量,当当量量t/t/年年、当当量量t/t/月月、当当量量kg/kg/小时小时;q q 一一个个搬搬运运单单元元的的当当量量重重量量,当当量量t t、当当量量kgkg;n n 单位时间内流经某一区域或路径的单元数,单位时间内流经某一区域或路径的单元数,单元数单元数/年年(月月);D D 为搬运为搬运n n个个q q单元重量物料的距离,米、千单元重量物料的距离,米、千米米。2.2.影响当量物流量的主要因素影响当量物流量的主要因素物料的重量物料的重量物料路径的路程物料路径的路程运送物料的集装化单元的流动形式(可运性、可运送物料的集装化单元的流动形式(可运性、可存
10、性)存性)运送物料与运送物料设备的匹配性运送物料与运送物料设备的匹配性物料运送的环境物料运送的环境 基于这些难以描述的环境指标,因此,基于这些难以描述的环境指标,因此,当量物流当量物流量至今没有一个恰如其分地计算方法。量至今没有一个恰如其分地计算方法。3.3.当量物流量(物流量)的另一定义当量物流量(物流量)的另一定义玛格数玛格数 一个玛格(一个玛格(magnitudemagnitude)的物料具有如下特征:的物料具有如下特征:可以方便地拿在一只手中:可以方便地拿在一只手中:相当密实;相当密实;结构紧凑,具有可堆垛性;结构紧凑,具有可堆垛性;不易受损坏;不易受损坏;相当清洁、坚固和稳定。相当清
11、洁、坚固和稳定。就就是是一一块块经经过过粗粗加加工工的的1010立立方方英英寸寸(或或稍稍大大于于2 2英英寸寸22英英寸寸22英英寸寸)大大小小的的木木块块,叫叫做做一一个个玛玛格格。应应用用玛玛格格数数时时,需需将将系系统统中中的的所所有有物物料料换换算算成成为为相相应应的的玛玛格格数数进进行计算。行计算。2.2.玛格数的计算方法玛格数的计算方法 (1)(1)计计算算物物料料的的体体积积。度度量量体体积积时时,采采用用外外部部轮轮廓廓尺尺寸寸,不不要要减减去去内内部部空空穴或不规则的轮廓。穴或不规则的轮廓。(2)(2)查查阅阅玛玛格格曲曲线线,得得到到玛玛格格数数的的基基本值本值A A。(
12、3)(3)根根据据物物料料的的密密度度、形形状状、损损伤伤危危险险程程度度、状状态态(化化学学状状态态、物物理理状状态态)和和价值因素确定修正参数。价值因素确定修正参数。F F 价值因素,如不考虑则价值因素,如不考虑则F F=0=0 1 1)玛格曲线)玛格曲线2 2)修正参数表)修正参数表数值数值修修 正正 因因 素素 松密程度或密度松密程度或密度(B B)形形 状状(C C)损伤危险性损伤危险性(D D)情情 况况(E E)3 3十十分分扁扁平平并并且且可可以以叠叠置置或或可可以套叠(平纸张或金属板材)以套叠(平纸张或金属板材)2 2非非常常轻轻或或空空的的(体体积庞大的钣金制品)积庞大的钣
13、金制品)易易于于叠叠置置或或套套叠叠的的(纸纸簿簿、汤碗)汤碗)不易受任何损坏(废铁屑)不易受任何损坏(废铁屑)1 1轻轻和和庞庞大大的的(拆拆散散的瓦楞纸板箱)的瓦楞纸板箱)较较易易叠叠置置或或略略可可套套叠叠(书书、茶杯)茶杯)实实际际上上不不易易受受损损坏坏或或受受损损极极小(坚实的铸件)小(坚实的铸件)0 0比比较较密密实实的的(干干燥燥的木块)的木块)基基本本上上是是方方形形,有有一一些些可可叠叠置性质(木块)置性质(木块)略略易易受受损损坏坏(加加工工成成一一定定尺尺寸的木材料)寸的木材料)清清洁洁、牢牢固固、稳稳定定的(木块)的(木块)1 1相相当当重重和和密密实实的的(空心铸件
14、)(空心铸件)长长的的、圆圆的的或或有有些些形形状状不不规规则的(袋装谷类、短棒)则的(袋装谷类、短棒)易易受受挤挤压压、破破裂裂、擦擦伤伤等等损损坏(油漆过的物品)坏(油漆过的物品)有有油油的的、脆脆弱弱的的、不不稳稳定定的的或或难难于于搬搬运的(带油切屑)运的(带油切屑)2 2重重及及密密实实的的(实实心心铸件、锻件)铸件、锻件)很很长长、球球状状或或形形状状不不规规则则的的(桌上电话机)(桌上电话机)很很容容易易受受一一些些损损坏坏或或容容易易受受许多损坏(电视显像管)许多损坏(电视显像管)表表面面有有油油脂脂、热热的的、很很脆脆弱弱或或滑滑溜溜的的,很难于搬运的很难于搬运的3 3非非常
15、常重重和和密密实实的的(模块、实心铅)(模块、实心铅)特特别别长长的的、弯弯曲曲的的或或形形状状为为高度不规则的(长钢梁)高度不规则的(长钢梁)极极易易受受到到一一些些损损坏坏或或易易受受许许多多损损坏坏(水水晶晶玻玻璃璃,高高脚脚器器皿)皿)(发粘的胶面)(发粘的胶面)4 4特特别别长长及及弯弯曲曲的的或或形形状状格格外外不规则的(弯管、木块手椅)不规则的(弯管、木块手椅)极易受到非常多的损坏(瓶极易受到非常多的损坏(瓶装酸类、炸药)装酸类、炸药)(熔化的钢熔化的钢)3 3)玛格数的局限性)玛格数的局限性 玛格数起源于美国,是一种不十分成熟的当量物流量计算方法,是为度量各种不同物料可运性而设
16、计的一种度量单位,可以衡量物料搬运难易的特征。玛格数的概念有其局限性。因为,每一种物料的运输能力都与搬运方法(装载容器及搬运设备)有关,而实际上,玛格数对各种不同的物理、化学状态的物料和搬运方法却不能十分准确地描述和度量,因而是一种近似描述物流量的标准值。在一些特性相差不大的物料搬运中,玛格数比较适用。但若将现实中的所有物料都用玛格数度量,其误差较大。即物流系统越大、越复杂,玛格数的使用精度越低。三、物料活性系数三、物料活性系数 n物料活性系数是一种度量物料搬运难易程度的指标,是物流 分析的又一重要参数n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。n我们用活性系数来衡量,所费
17、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。保持运动保持运动运走(不用运走(不用升起)升起)升起、运走升起、运走(已搬起)(已搬起)搬起、升起、搬起、升起、运走、(已集运走、(已集中)中)集中、搬起、集中、搬起、升起、运走升起、运走作业说明作业说明简简 图图装车移动装车移动装载、可近装载、可近距离移动距离移动垫起、可吊垫起、可吊装装集中、装在容集中、装在容器内器内堆在地面上堆在地面上物料的物料的存放状态存放状态4 43 32 21 10 0的等级的等级0 01 12 23 34 4还需要的作还需要的作业数目业数目n的等级:一般分为五级的等级:一般分为五级
18、n的合理选择。活性系数越高,所要求的工位器具及其工位器具所消耗的费用水平越高,两者的关系如图。合理选择即为根据具体情况,充分考虑工艺要求和成本费用等。费用费用物流系统的活性系数曲线物流系统的活性系数曲线 用于分析某一物流在系统中的平均机动性。将某一物流按其流程及各段的活性系数绘制在坐标图上,即得到该物流的活性系数曲线,并可计算出该物流系统的平均活性系数。计算模型如下:例:共计例:共计1010个工位组个工位组成的一个生产系统,成的一个生产系统,物料储存的活性系数物料储存的活性系数见图,其平均活性系见图,其平均活性系数为:数为:作业顺序流程作业顺序流程0 01 12 23 34 45 56 67
19、78 89 910101 12 23 34 4平均活性系数平均活性系数=3=3n单元化单元化:将不同状态和大小的物品,集装成一个搬运单元,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,故也叫做集装单元化。便于搬运作业,故也叫做集装单元化。n标准化:指物品包装与集装单元的尺寸标准化:指物品包装与集装单元的尺寸(如托盘的尺寸,包如托盘的尺寸,包箱的尺寸等箱的尺寸等)要符合一定的标准模数。要符合一定的标准模数。四、物料搬运的单元化与标准化四、物料搬运的单元化与标准化 600600 12001200 600600 600600 5-2 5-2 物料搬运系统分析物料搬运系统分析 搬运系统分析
20、搬运系统分析(System Handling Analysis,SHA)是缪瑟提出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。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:方法包括:一种解决问题的方法;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。例符号。的的 知识知识 与理解与理解 物料搬运方法物料搬运方法 布置布置 主要主要 输入数据输入数据P P、Q Q、R R、S S、T T 1 1 物料的分类物料的分类 3 3 移动的分析移动的分析 4 4 移动的图表化移动的图表
21、化 6 6 初步搬运初步搬运方案方案 7 7 修改和限制修改和限制 8 8 各项需求各项需求计算计算 多种搬运方案多种搬运方案X X、Y Y、Z Z 9 9 方案的评价方案的评价 选定搬运选定搬运方案方案 I I 外部衔接外部衔接 I II I 总体搬运总体搬运方案方案 IIIII I 详细搬运设计详细搬运设计 I IV V 方案实施方案实施 物料物料 搬运分析搬运分析 1 1 物料物料 2 2 移动移动 3 3 方法方法 基本内容基本内容 模式模式 时间时间 阶阶 段段 程程 序序 SHA SHA阶段结构阶段结构第第I阶段阶段外部衔接。外部衔接。这个阶段要弄清这个阶段要弄清整个区域或所分析区
22、域的全部物料进出搬运活动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,就是把区域把区域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。第第II阶段阶段编制总体搬运方案。编制总体搬运方案。这个阶段要这个阶段要确定各主要区域之间的物料搬运方法确定各主要区域之间的物料搬运方法。对对物料搬运的基本路线系统物料搬运的基本路线系统、搬运设备大体的类型搬运设备大体的类型以及以及运输单元或运输单元或容器容器做出总体决策。做出总体决策。20 SHA SHA阶
23、段结构阶段结构第第III阶段阶段编制详细搬运方案。编制详细搬运方案。这个阶段要考虑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每个主要区域内部各工作地点之间的物料搬运,要,要确定确定详细物料搬运方法详细物料搬运方法。例如,各工作地点之间具体采用哪种路线系统、设备和容器,例如,各工作地点之间具体采用哪种路线系统、设备和容器,如果说,如果说,第第II阶段是分析工厂内部各车间或各厂房之间阶段是分析工厂内部各车间或各厂房之间的物料搬运的物料搬运问题,那么第问题,那么第III阶段就是分析阶段就是分析从一个具体工位到另一个工位或者从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一台设备到另
24、一台设备的物料搬运问题。的物料搬运问题。第第IV阶段阶段方案的实施。方案的实施。任何方案都要在实施之后才算完成。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,完成人员培训,制定这个阶段要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。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依次进行的。但是为取得最好上述四个阶段是按时间顺序依次进行的。但是为取得最好的效果,各阶段在时间上应有所交叉重叠。的效果,各阶段在时间上应有所交叉重叠。总体方案总体方案和和详详细方案细方案的编制是物流系统规划设计
25、人员的主要任务。的编制是物流系统规划设计人员的主要任务。21工厂布置:物料的移动工厂布置:物料的移动必须就现有或计划中的必须就现有或计划中的工厂布置方案加以分析,工厂布置方案加以分析,故应设定一个工厂的布故应设定一个工厂的布置方案。置方案。物料移动的可视化:对物料移动的可视化:对上述物料移动的流动强上述物料移动的流动强度、距离加以具体化的度、距离加以具体化的图形表示,如操作流程图形表示,如操作流程图、流程程序图、多项图、流程程序图、多项产品程序图或从至图上产品程序图或从至图上加注或图示流动强度及加注或图示流动强度及距离等。距离等。物料搬运方法的知识与物料搬运方法的知识与了解:搬运设备的了解了解
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