物料搬运的原则与系统

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
用 叉 车 搬 运
合 计 系 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
活性系数，如活性系
数为0的散放，通过 放入容器中（活性系
1 0 0 1 2 3 4 5
数为1）或码放在托
盘上（活性系数为 2），来提升搬运活
6
7
8
9
10
27
作业工序流程顺序
平均2.7
性，提高工作效率。

计算平均活性系数。
平均活性系数= 活性系数总和 / 作业工序数
4. 物料搬运活性分析

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。
3. 物料搬运的原则
(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。 (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。
离中等或较近时，该形式经济。
6. 物料控制系统

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。

据统计，物料搬运涉及企业25%雇员的工作，占有55%的工厂空
间和87%的生产时间。
主要内容
1.物料搬运概述
2.物料搬运
3.物料搬运原则
4.物料搬运活性分析
5.物料搬运的单元化与标准化
6.物料控制系统
7.物料搬运方程式
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、工厂之间物流不 可缺少的重要环节。
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

有利于物流系统中各个环节的协调配合。
三得利工厂： 从欧洲进口葡萄酒到日本，先在欧 洲制作日本托盘，装上后到日本；从日本运货到欧
洲，先制作欧洲规格的托盘，装上后运到欧洲。
e.g.仓储作业程序标准化
运
卸货
暂
验
入
保
出
装货
运
输
搬运
存
收
库
管
库
搬运
输
1) 物流基础模数

物流基础模数尺寸是标准化的基础，考虑基点主要是简单化。 目前ISO中央秘书处及欧洲各国已基本认定以600 mm×400mm
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．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
1. SHA阶段结构
第I阶段——外部衔接
第II阶段——编制总体搬运方案
决策：
1. 各主要区域之间的物料搬运方法

物料搬运占制造产品总成本的15~70%；3~5%的产品由于搬运不 当而受损；而且，50%以上的工伤事故起源于物料搬运。
6．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。”

这里所指的物料不仅包括生产所需的物料，还包括辅助装备和工具， 如刀具、模具和夹具等。
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．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
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．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
3. 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。
(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。
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。
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。
移动 装车 支垫 装箱 散放
4 3
运走
2 1
搬起
升起
0
集中
5. 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； 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。
2.
1. 单元化Unitizing
4. 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。
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。
3. 物料搬运的原则
(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。
路线结构
直接型
渠道型
中心型
直达型 渠道型
中心型
各种物料从起点到终点经过的路径最 D C 短。当物流量大、距离短时，采用该形 C 式较好。 A BB A 一些物料在预定线路上移动，与来自 A B 各种物料从起点移动到一个分拣中心或分 不同地点的其他物料一起运同一终点。 发中心，然后再运往终点。当物流量小而距 当物流量为中等时，该形式较经济。
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
7. 物料搬运方程式
Why?
What?
Where?
When?
How?
Who?
Which?
物料
+
移动
+
方法
=
系统
物料料搬运系统变量
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

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。
600 1000 400 600 1200 600
欧式托盘尺寸为 1200×800mm，试问它们可 以由几个物流基础模数尺寸 组成？以图示之。
物料搬运系统
设备 + 容器 + 路线结构
直达型 设备决定了路线是固 大容器通常需要直达 间接型：渠道型+中心型 型路线 定的，还是变动的 小容器采用渠道型和 中心型间接路线

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。
2．活性分析图表

搬运作业活性分析图。 考虑提高某些作业的
4
活 3 性 系 2 数

装卸搬运＝物料装卸＋物料搬运
流通领域：装卸搬运=“货物装卸”
生产领域：装卸搬运=“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改变时，使用“搬运”这个词。

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。
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
为基础模数尺寸。

采用“逆推法”确定基础模数尺寸，同时考虑人体可能操作
的最大尺寸。
2) 物流模数
源自文库
物流模数即集装单元基础模数尺寸（即最小的集装尺寸）。 可从600mm×400mm按倍数系列推导。 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。
2500mm
Chapter 6
第六章 物料搬运的原则与系统
制作人：李妍峰 yanwaa@126.com
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。它的工艺是，用冲床冲压出这些齿片， 然后操作工人将生产好的元件装满容器箱后，将容器 箱送往装配线进行装配。工厂原来整个生产周期需要 48天。 显然这么长的时间在激烈的竞争环境下是难以接 受的，于是工厂请张教授寻找问题根源。由于张教授 的工业工程背景，很快就确定了问题的所在。 首先是所用容器箱太大，需要花很多时间才能装 满这种容器箱，其次冲床成为一个瓶颈，限制了整个 系统的生产率。 张教授提出的建议是： 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。
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。
物料搬运系统分析过程
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
卡车车厢外壁宽
2350mm
卡车车厢内壁宽
2180mm 冷冻车车厢内壁宽
2300mm -50mm作业必要的空余 2100mm -80mm 1150mm×1150mm 1100mm×1100mm ÷2 1250mm×1050mm 1200mm×1000mm ÷2
物流 模数

物流模数尺寸以1200mm×1000mm为主，也允许 1200mm×800mm及1100mm×1100 mm 等规格。
2. 基本路线系统 3. 搬运设备 4. 运输容器或单元
1. SHA阶段结构
第III阶段——编制详细搬运方案
第IV阶段——方案的实施


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，制定并实现具体搬运设施的安装计划，以及后面 的实施与管理。
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

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。

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。
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，物料搬运的费用占全部生产费用的30~40%。
2.物料搬运
移动＋存储＋保护＋控制
•移动物料产生时间和地点效用 •存储物料在操作之间提供缓冲，便于有效利用人和机器
•为了保护物料，防止物料损坏或被盗
•对物料物理和状态进行控制
2.物料搬运