物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
? 意義（從數(shù)據(jù)中看問題）
中等批量的生產(chǎn)車間里，零件在機(jī)床上的時(shí)間僅占生產(chǎn)時(shí)間的 5%，而95%的時(shí)間消耗在原材料、工具、零件的搬運(yùn)、等待 上。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，搬運(yùn)費(fèi)用占總生產(chǎn)費(fèi)用的30%~40%

? 解決重點(diǎn)
物料搬運(yùn)是一個(gè)系統(tǒng)工程，牽一發(fā)而動全身，因此必須抓住重點(diǎn)。 重點(diǎn)注意如下： →1 理解掌握物料搬運(yùn)系統(tǒng)的的概念和設(shè)計(jì)原則 →2 物料搬運(yùn)路線的選擇與設(shè)計(jì) →3物料搬運(yùn)設(shè)備分類與選擇 →4系統(tǒng)搬運(yùn)分析設(shè)計(jì) →5其他物料搬運(yùn)分析技術(shù)
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第一節(jié)：物料搬運(yùn)系統(tǒng)的基本概念
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一、概念 什么是物料搬運(yùn)： 對物品進(jìn)行搬上、卸下、移動的活動。 搬上、卸下——改變物料的存放狀態(tài)。 移動（搬運(yùn)）——改變物料的空間位置。 什么是物料搬運(yùn)系統(tǒng)： 將一系列的相關(guān)設(shè)備或裝置，用于一個(gè)過程 或系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)合理地 將物料進(jìn)行移動、儲 存和控制。 思考：沙鋼卸料時(shí)為何要往地上甩？
物理改變 只增加成本

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)取決 于物料特性和種類

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第一節(jié)：物料搬運(yùn)系統(tǒng)的基本概念
二、物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見問題和基本原則： ? 搬運(yùn)通道不暢通（交叉）——流動原則（搬運(yùn)不是為搬運(yùn)而搬運(yùn)） ? 搬運(yùn)動作不連續(xù)——連續(xù)搬運(yùn)最經(jīng)濟(jì) ? 搬運(yùn)路線曲折——最短距離原則 ? 搬運(yùn)容器不標(biāo)準(zhǔn)——標(biāo)準(zhǔn)化原則（國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模數(shù)尺寸為 600mm*400mm）——搬運(yùn)機(jī)械應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)決定其性能參數(shù) ? 搬運(yùn)活動未從系統(tǒng)考慮——系統(tǒng)化原則（把各種搬運(yùn)活動當(dāng)作一個(gè) 整體，其范圍包括供貨廠商、收貨、儲存、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、包裝、發(fā) 貨、運(yùn)輸和消費(fèi)用戶。） ? 搬運(yùn)設(shè)備缺乏柔性——柔性原則（用叉車（堆、卸、搬）） ? 搬運(yùn)系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)不均衡——盡量使人、機(jī)、物合理安排，平衡 生產(chǎn)力 ? 其他原則——集裝原則 重力原則 安全原則

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第二節(jié)：物料搬運(yùn)路線的選擇
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一、搬運(yùn)路線類型 ?直達(dá)型——指物料從起點(diǎn)到終點(diǎn)經(jīng) 過的路線最短，適合于物流量大或 特殊要求的物料。 ?渠道型——指物料在預(yù)定路線上移 動，與來自不同地點(diǎn)的其他物料一 起運(yùn)到同一終點(diǎn)，適合布置不規(guī)則 或搬運(yùn)距離較長的物料。

A C A C A D

B

B

?中心型——各物料從起點(diǎn)移動到中 心分揀處，然后再運(yùn)到終點(diǎn)，適合 物流量小且搬運(yùn)距離長的物料。

B

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第二節(jié)：物料搬運(yùn)路線的選擇
二、 路線的選擇
物流量
物流量

直達(dá)型

渠道型或中心型

距離
距離

物流量大且搬運(yùn)距離長說明了什么？？

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第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具
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一、物料搬運(yùn)設(shè)備的選擇 1、選擇原則： 2、考慮因素 ?物料的特征和運(yùn)動方式 例：易燃、易損、重量、形狀 水平

式（滑道、推車） 垂直式（升降機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)） 傾斜式（連續(xù)運(yùn)輸機(jī)） 多平面式（旋轉(zhuǎn)起重機(jī)） ?設(shè)備的技術(shù)性能：能否勝任工作 ?經(jīng)濟(jì)因素：成本、性價(jià)比 ?能耗：是否符合電力供應(yīng)情況 ?備件、維修和存放方式（托盤、 箱器）、搬運(yùn)頻率

物 流 量

復(fù)雜搬運(yùn)設(shè)備

復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備

簡單搬運(yùn)設(shè)備

簡單運(yùn)輸設(shè)備 距離

設(shè)備的類型、型號和數(shù)量

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3、搬運(yùn)設(shè)備合理配置方法（案例說明）

★案例解析： 某企業(yè)在廠內(nèi)新建5座綜合性（普通）庫房，每座庫房面積為 60*15=900m2，每座庫房年吞吐量為1.9萬噸（與庫容量和出入 庫頻率有關(guān)），存放物品為單件，最大單件重量為5噸，問：如 何合理配置搬運(yùn)裝卸機(jī)械設(shè)備？

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②調(diào)整
a、每座庫房配置一臺5噸橋式起重機(jī)或兩臺五噸叉車則可 b、根據(jù)叉車具有機(jī)動性特點(diǎn)，可多庫共用，5個(gè)庫房只需配 備1.6*5=8臺即可 c、叉車若全部用5噸叉車，則既浪費(fèi)又不方便，需要重新調(diào) 整叉車載重組合

★根據(jù)5座庫房機(jī)械作業(yè)物流量（0.95*1.9*5=9.025） 及平均載重量 5*0.45=2.25,同時(shí)考慮物品單重分布狀況得 到叉車配置，見下表:

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第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具
二、傳統(tǒng)搬運(yùn)、儲存設(shè)備 1、傳輸帶——這是一種將物料沿固定路徑移動的裝置，可以通過電 氣、重力或手工等方式對其進(jìn)行操作，特點(diǎn)是連續(xù)動作、循環(huán)動作、 持續(xù)載荷、路線固定。常見滾軸式、皮帶式、托盤式和高架式。
非柔性不可重構(gòu)傳輸帶優(yōu)缺點(diǎn) 傳輸帶種類 滾軸式 優(yōu)點(diǎn) 可搬運(yùn)熱的材料 容易安裝 可作臨時(shí)儲存物料用 可處理精細(xì)物品 可傾斜 速度快、噪音小 有利于自動化 物料易排列 節(jié)約地面空間 布局簡單 可臨時(shí)存物 缺點(diǎn) 不適合傳送易變形的物品 只能處理表面光滑的物品

皮帶式

拉力不易控制 受托盤尺寸限制 速度慢 減少了可用空間 屋脊需有承載力

托盤式

高架式

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第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具
2、起重機(jī)——這是一種將重物提升、降低或傳輸 的裝置，特點(diǎn)是間歇動作、重復(fù)循環(huán)、短時(shí)載荷、 升降運(yùn)動。常見高架吊車、堆垛機(jī)。
非柔性不可重構(gòu)起重機(jī)優(yōu)缺點(diǎn) 種類 高架吊車 優(yōu)點(diǎn) 可處理較重物料 節(jié)約地面空間 提升距離大 自動化程度高 可高層、高密度存儲 缺點(diǎn) 需加固系統(tǒng) 柔性差 操作慢、安裝費(fèi)高 需導(dǎo)軌 只能與托盤配合 路徑固定，不柔性

堆垛機(jī)

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第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具
3、工業(yè)車輛——這是一種輪式無軌運(yùn)輸裝備， 特點(diǎn)是可獨(dú)立運(yùn)行，進(jìn)行流動作業(yè)。
非柔性不可重構(gòu)車輛優(yōu)缺點(diǎn) 種類 卡車 優(yōu)點(diǎn) 傳輸路徑靈活 可傳輸體積的大、重量 大的物體 操作靈活、轉(zhuǎn)彎半徑小 勞動強(qiáng)度低 有一定提升能力 缺點(diǎn) 操作空間大 維護(hù)費(fèi)用高

一般與托盤配合使用 不適合長距離傳輸

叉車

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第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具
4、貨架——為解決“先入先出”的困難，提高貨物存放數(shù)量，就須 采用貨架。常見有懸臂式、流動式和貨格式。貨架的選取須注意 貨格凈空尺寸、貨架剛度和牛腿位置精度。 更多內(nèi)容請?jiān)L問久久建筑網(wǎng)
5、貨物載體——是指承載貨物的容器，可以有托盤、托板、滑板、 專用集裝箱、專用堆放架、硬紙板箱等。常用的是托盤（平式、 箱式、柱式）。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織建議的托盤標(biāo)準(zhǔn)尺寸為： 800mm*1200mm、1000mm*1200mm、1016mm*1219mm、 1100mm*1100mm。
6、電氣、電子設(shè)備——指為進(jìn)行貨物及設(shè)備檢測、識別和控制而使 用的電氣、電子設(shè)備。常用條形碼、射頻技術(shù)、掃描儀、傳感器 和PC機(jī)。
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第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具
三、先進(jìn)物料搬運(yùn)設(shè)備 1、自動引導(dǎo)小車（AGV）——一種用電池供電、無人駕駛的工業(yè) 貨車，可以通過編程進(jìn)行路徑選擇和定位。通常與其他自動化系 統(tǒng)集成起來使用（如CNC機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人），從而獲得集成、 柔性自動化的綜合效益。
AGV 的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 可編程，高柔性 故障恢復(fù)比較容易，易維護(hù)、可靠性高 可與其他自動化系統(tǒng)聯(lián)接 不會對廠房構(gòu)成固定的障礙 缺點(diǎn) 投資大 要求廠房空間大 主計(jì)算機(jī)停機(jī)將導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī) 不適合大批大部件的傳輸

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第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具
AGV的路徑優(yōu)化問題—— 最初級的方法是將每個(gè)AGV在緩沖站的停位點(diǎn)聯(lián)接成線。 但生產(chǎn)實(shí)際中，AVG不可能穿過任何設(shè)施，而且須考慮一定的 轉(zhuǎn)彎半徑。 一般地，AGV轉(zhuǎn)彎半徑為車長的75%

取貨點(diǎn)

AGV輪廓線路示意圖

AGV優(yōu)化路徑
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第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具
2、工業(yè)機(jī)器人——可沿規(guī)劃好的路徑搬運(yùn)重物，適合再柔性裝配 中搬運(yùn)或從事危險(xiǎn)工況。
工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 可重復(fù)完成某項(xiàng)工作，精度高 可在三維空間操作 可進(jìn)行危險(xiǎn)工作 缺點(diǎn) 價(jià)格高 受布局限制 控制程序編寫、調(diào)試周期長

機(jī)器人的選取指標(biāo)—— 凈載重量：確定載重堆機(jī)械手臂所產(chǎn)生的最大力矩。 精度：由最小移動距離、可重復(fù)性和準(zhǔn)確性三個(gè)因素組成，其 中最小移動距離由定位數(shù)據(jù)存儲精度決定，準(zhǔn)確性和可重復(fù)性 由機(jī)械齒輪和連接件的反彈及變形決定。 速度：由整個(gè)裝配操作完成的周期決定。
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第三節(jié)：物料搬運(yùn)設(shè)備及用具
選擇開始

裝配技術(shù)

可行的車間層 計(jì)劃區(qū)域

被處理對象尺寸、 形狀、重量

基對象尺寸、 形狀、重量

機(jī)器人的任務(wù)

機(jī)器人的需求

載荷與機(jī)器人 尺寸的比較

載荷與機(jī)器人 尺寸的比較

尋找其他更合適的機(jī)器人

選擇結(jié)束

機(jī)器人的選擇方法
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第四節(jié)：系統(tǒng)搬運(yùn)分析（SHA）
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一、 搬運(yùn)系統(tǒng)分析的

體系結(jié)構(gòu)
1、方法結(jié)構(gòu)： 一種解決問題的方法 一系列依次進(jìn)行的步驟 一整套關(guān)于記錄、評定等級和圖表化的圖例符號 2、階段結(jié)構(gòu)： 階段一：外部銜接——弄清所分析區(qū)域的物料進(jìn)出情況。 階段二：總體搬運(yùn)方案——確定各主要區(qū)域搬運(yùn)方法， 對搬運(yùn)路線、設(shè)備類型作初步?jīng)Q策。 階段三：詳細(xì)搬運(yùn)方案——各主要區(qū)域內(nèi)部各工作地間的 搬運(yùn)方法。 階段四：方案實(shí)施——訂購設(shè)備、人員培訓(xùn)、安裝計(jì)劃 調(diào)試、驗(yàn)收。
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主要輸入因素：P、Q、R、S、T

3、程序模式：
物料分析
2、布置

1、物料的分類

3、各項(xiàng)移動的分析 4、各項(xiàng)移動的圖表化

更多內(nèi)容請?jiān)L問久久建筑網(wǎng)
5、物料搬運(yùn)方法的知識和理解

移動分析

6、初步的搬運(yùn)方案 7、修改和限制 8、各項(xiàng)需求的計(jì)算 方案A 方案B 9、方案的評價(jià) 18 方案C 選 定

方法分析（確 定合理經(jīng)濟(jì)的 搬運(yùn)方法）

第四節(jié)：系統(tǒng)搬運(yùn)分析（SHA）
二、移動分析——設(shè)施布置決定了物料搬運(yùn)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的距離，因此， 移動分析必須建立相似物料搬運(yùn)作業(yè)與具體布置結(jié)合的基礎(chǔ)上。 1、收集各種移動分析的資料——包括： （1）物料的類別和基本特征 （2）路線的移動距離和路線的具體情況（彎曲程度、路面情況、氣 候與環(huán)境、擁擠程度、起止點(diǎn)組織情況） （3）搬運(yùn)量： 搬運(yùn)量=物流量*搬運(yùn)距離