物料搬运系统设计方案

该系统的设计取决 于物料特性和种类
思考：沙钢卸料时为何要往地上甩？
主讲 段鹰
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第一节：物料搬运系统的基本概念
二、物料搬运系统设计中常见问题和基本原则：
搬运通道不畅通（交叉）——流动原则（搬运不是为搬运而搬运） 搬运动作不连续——连续搬运最经济 搬运路线曲折——最短距离原则 搬运容器不标准——标准化原则（国际公认标准基础模数尺寸为
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第三节：物料搬运设备及用具
三、先进物料搬运设备 1、自动引导小车（AGV）——一种用电池供电、无人驾驶的工业货
车，可以通过编程进行路径选择和定位。通常与其他自动化系统 集成起来使用（如CNC机床、工业机器人），从而获得集成、柔 性自动化的综合效益。
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第三节：物料搬运设备及用具
物流图 （坐标简图）
搬运路线表
物料进出表
搬运活动 一览表
搬运方法 指示图
需求计算表
评价表
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SLP与SHA的相互关系： 1、两者出发点都是力求物流合理化——
SHA重点在于空间的合理规划，使得物流路线最短，在布置时位 置合理，尽可能减少物流路线的交叉、迂回现象。 SLP重点在于搬运方法和手段的合理化，既确定合理的搬运方法 ，选定合理的搬运设备，使搬运系统最优。 2、两者相互制约，相辅相成—— 主要是设施布置时就应同时考虑搬运系统的要求。
600mm*400mm）——搬运机械应根据标准模数决定其性能参数
搬运活动未从系统考虑——系统化原则（把各种搬运活动当作一个
整体，其范围包括供货厂商、收货、储存、生产、检验、包装、发 货、运输和消费用户。）
搬运设备缺乏柔性——柔性原则（用叉车（堆、卸、搬）） 搬运系统与生产系统不均衡——尽量使人、机、物合理安排，平衡
简单搬运设备
简单运输设备 距离
设备的类型、型号和数量
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3、搬运设备合理配置方法（案例说明）
★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，每座库房年吞吐量为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？
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
2、布置
3、各项移动的分析
4、各项移动的图表化
5、物料搬运方法的知识和理解 6、初步的搬运方案
7、修改和限制
8、各项需求的计算
方案A
方案B
方案C
主讲
9、方案的评价
段鹰
选 定
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第四节：系统搬运分析（SHA）
思考：1、采用传输带为主要搬运手段时，设施应如何分布？ 2、 采用叉车为主要搬运手段时，设施布置应考虑什么问题？
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第五节：其他物料搬运分析技术
一、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。
A C
A
•中心型——各物料从起点移动到中 心分拣处，然后再运到终点，适合
C
物流量小且搬运距离长的物料。
A
B D
B
B
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第二节：物料搬运路线的选择
二、 路线的选择
物流量
物流量
直达型
距离
渠道型或中心型
距离
物流量大且搬运距离长说明了什么？？
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第三节：物料搬运设备及用具
一、物料搬运设备的选择 1、选择原则： 2、考虑因素
装配技术
可行的车间层 计划区域
被处理对象尺寸、 形状、重量
基对象尺寸、 形状、重量
机器人的任务
机器人的需求
载荷与机器人 尺寸的比较
载荷与机器人 尺寸的比较
寻找其他更合适的机器人
选择结束
机器人的选择方法
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第四节：系统搬运分析（SHA）
一、 搬运系统分析的体系结构
1、方法结构： 一种解决问题的方法 一系列依次进行的步骤 一整套关于记录、评定等级和图表化的图例符号
已确定同外部衔接的搬运方法；物料存放方式；空间限制；投资 限制；现有生产流程限制……
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第四节：系统搬运分析（SHA）
3、说明和各项需求的计算——对修改后的几个初步搬运方案，应逐个 方案进行说明和计算，其内容包括：
（1）每条路线上每种物料搬运方法的说明； （2）搬运方法之外的其他必要的变动说明（如更改布置、作业计划
物料搬运系统设计方案
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第一节：物料搬运系统的基本概念
一、概念 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
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。
思考：在运动中的物料 活性指数是多少
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第五节：其他物料搬运分析技术
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
讨论左 边的活 性指数 分析图
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机器人的选取指标—— 净载重量：确定载重堆机械手臂所产生的最大力矩。
精度：由最小移动距离、可重复性和准确性三个因素组成，其 中最小移动距离由定位数据存储精度决定，准确性和可重复性 由机械齿轮和连接件的反弹及变形决定。
速度：由整个装配操作完成的周期决定。
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第三节：物料搬运设备及用具
选择开始
二、移动分析——设施布置决定了物料搬运的起点和终点的距离，因 此，移动分析必须建立相似物料搬运作业与具体布置结合的基础 上。
1、收集各种移动分析的资料——包括： （1）物料的类别和基本特征 （2）路线的移动距离和路线的具体情况（弯曲程度、路面情况、气
候与环境、拥挤程度、起止点组织情况） （3）搬运量：
1、确定搬运方法： （1）根据搬运路线系统选择原则确定搬运路线（直达、渠道、中心
）
（2）根据搬运设备选择原则确定搬运设备类别、规格、型号 （3）根据物料分类一览表确定运输单元
2、方案的修改和限制——除考虑搬运路线、设备和运输单元外，还 须考虑正确、有效设备操作，以及协调、辅助物料搬运正常进行 的问题（如生产和库存的协调）。常涉及的修改和限制内容有：
•物料的特征和运动方式 例：易燃、易损、重量、形状 水平式（滑道、推车） 垂直式（升降机、卷扬机
） 倾斜式（连续运输机） 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
物流量
复杂搬运设备
复杂运输设备
3、编制搬运活动一览表，并在布置图上绘制流程图——将各项移动的 分析结果标注在布置图上，起到了一目了然的作用。
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第四节：系统搬运分析（SHA）
三、搬运方法分析——就是将一定类型的搬运设备与一定类型的运输 单元相结合，并进行一定模式的搬运活动，以形成一定的搬运路 线系统。一般地，每个搬运方案都是几种搬运方式的结合。这一 过程须建立搬运方法工作表、需求计算表和评价表
5、货物载体——是指承载货物的容器，可以有托盘、托板、滑板、 专用集装箱、专用堆放架、硬纸板箱等。常用的是托盘（平式、 箱式、柱式）。国际标准化组织建议的托盘标准尺寸为： 800mm*1200mm、1000mm*1200mm、1016mm*1219mm、 1100mm*1100mm。
6、电气、电子设备——指为进行货物及设备检测、识别和控制而使 用的电气、电子设备。常用条形码、射频技术、扫描仪、传感器 和PC机。
AGV的路径优化问题—— 最初级的方法是将每个AGV在缓冲站的停位点联接成线。 但生产实际中，AVG不可能穿过任何设施，而且须考虑一定的 转弯半径。 一般地，AGV转弯半径为车长的75%
取货点
AGV轮廓线路示意图
AGV优化路径
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第三节：物料搬运设备及用具
2、工业机器人——可沿规划好的路径搬运重物，适合再柔性装配 中搬运或从事危险工况。
2、阶段结构： 阶段一：外部衔接——弄清所分析区域的物料进出情况。 阶段二：总体搬运方案——确定各主要区域搬运方法， 对搬运路线、设备类型作初步决策。 阶段三：详细搬运方案——各主要区域内部各工作地间的 搬运方法。 阶段四：方案实施——订购设备、人员培训、安装计划 调试、验收。
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3、程序模式：
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第三节：物料搬运设备及用具
二、传统搬运、储存设备 1、传输带——这是一种将物料沿固定路径移动的装置，可以通过电气
、重力或手工等方式对其进行操作，特点是连续动作、循环动作、 持续载荷、路线固定。常见滚轴式、皮带式、托盘式和高架式。
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第三节：物料搬运设备及用具
2、起重机——这是一种将重物提升、降低或传输 的装置，特点是间歇动作、重复循环、短时载荷、 升降运动。常见高架吊车、堆垛机。
生产力
其他原则——集装原则 重力原则 安全原则
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第二节：物料搬运路线的选择
一、搬运路线类型 •直达型——指物料从起点到终点经 过的路线最短，适合于物流量大或 特殊要求的物料。
•渠道型——指物料在预定路线上移 动，与来自不同地点的其他物料一 起运到同一终点，适合布置不规则 或搬运距离较长的物料。

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Байду номын сангаас
②调整
a、每座库房配置一台5吨桥式起重机或两台五吨叉车则可 b、根据叉车具有机动性特点，可多库共用，5个库房只需配 备1.6*5=8台即可 c、叉车若全部用5吨叉车，则既浪费又不方便，需要重新调 整叉车载重组合
★根据5座库房机械作业物流量（0.95*1.9*5=9.025） 及平均载重量 5*0.45=2.25,同时考虑物品单重分布状况得 到叉车配置，见下表:
、 生产流程、道路等）
（3）计算搬运设备和人员需求量 （4）计算投资和预期经营费用
4、方案评价——常用费用比较法和加权因素比较法 5、搬运方案的详细设计——在初步方案确定下来的基础上，解决具体
取货、卸货的搬运方法
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小结：
少量物料 物料特征表
P、Q、R、 S、T
较多物料
特征表 分类表
流程图
搬运量=物流量*搬运距离
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第四节：系统搬运分析（SHA）
2、移动分析方法 （1）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，最后编制成流程图。该方法适合物料品种很少 的情况。 （2）起止点分析法——分两种做法 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。适合于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。适合于路线数目多是情况。
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第三节：物料搬运设备及用具
3、工业车辆——这是一种轮式无轨运输装备， 特点是可独立运行，进行流动作业。
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第三节：物料搬运设备及用具
4、货架——为解决“先入先出”的困难，提高货物存放数量，就须采 用货架。常见有悬臂式、流动式和货格式。货架的选取须注意货 格净空尺寸、货架刚度和牛腿位置精度。