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

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

該系統(tǒng)的設(shè)計取決 于物料特性和種類

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第一節(jié)：物料搬運系統(tǒng)的基本概念
二、物料搬運系統(tǒng)設(shè)計中常見問題和基本原則： ? 搬運通道不暢通（交叉）——流動原則（搬運不是為搬運而搬運） ? 搬運動作不連續(xù)——連續(xù)搬運最經(jīng)濟 ? 搬運路線曲折——最短距離原則 ? 搬運容器不標(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）——搬運機械應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)決定其性能參數(shù) ? 搬運活動未從系統(tǒng)考慮——系統(tǒng)化原則（把各種搬運活動當(dāng)作一個 整體，其范圍包括供貨廠商、收貨、儲存、生產(chǎn)、檢驗、包裝、發(fā) 貨、運輸和消費用戶。） ? 搬運設(shè)備缺乏柔性——柔性原則（用叉車（堆、卸、搬）） ? 搬運系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)不均衡——盡量使人、機、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)：物料搬運路線的選擇
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一、搬運路線類型 ?直達(dá)型——指物料從起點到終點經(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，與來自不同地點的其他物料一 起運到同一終點，適合布置不規(guī)則 或搬運距離較長的物料。

A C A C A D

B

B

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

B

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第二節(jié)：物料搬運路線的選擇
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

物流量大且搬運距離長說明了什么？？

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

式（滑道、推車） 垂直式（升降機、卷揚機） 傾斜式（連續(xù)運輸機） 多平面式（旋轉(zhuǎn)起重機） ?設(shè)備的技術(shù)性能：能否勝任工作 ?經(jīng)濟因素：成本、性價比 ?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）、搬運頻率

物 流 量

復(fù)雜搬運設(shè)備

復(fù)雜運輸設(shè)備

簡單搬運設(shè)備

簡單運輸設(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 何合理配置搬運裝卸機械設(shè)備？

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②調(diào)整
a、每座庫房配置一臺5噸橋式起重機或兩臺五噸叉車則可 b、根據(jù)叉車具有機動性特點，可多庫共用，5個庫房只需配 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)：物料搬運設(shè)備及用具
二、傳統(tǒng)搬運、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行操作，特點是連續(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 傳輸帶種類 滾軸式 優(yōu)點 可搬運熱的材料 容易安裝 可作臨時儲存物料用 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 可臨時存物 缺點 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)：物料搬運設(shè)備及用具
2、起重機——這是一種將重物提升、降低或傳輸 的裝置，特點是間歇動作、重復(fù)循環(huán)、短時載荷、 升降運動。常見高架吊車、堆垛機。
非柔性不可重構(gòu)起重機優(yōu)缺點 種類 高架吊車 優(yōu)點 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 需加固系統(tǒng) 柔性差 操作慢、安裝費高 需導(dǎo)軌 只能與托盤配合 路徑固定，不柔性

堆垛機

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第三節(jié)：物料搬運設(shè)備及用具
3、工業(yè)車輛——這是一種輪式無軌運輸裝備， 特點是可獨立運行，進行流動作業(yè)。
非柔性不可重構(gòu)車輛優(yōu)缺點 種類 卡車 優(yōu)點 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 勞動強度低 有一定提升能力 缺點 操作空間大 維護費用高

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)容請訪問久久建筑網(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。
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第三節(jié)：物料搬運設(shè)備及用具
三、先進物料搬運設(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機床、工業(yè)機器人），從而獲得集成、 柔性自動化的綜合效益。
AGV 的優(yōu)缺點 優(yōu)點 可編程，高柔性 故障恢復(fù)比較容易，易維護、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 投資大 要求廠房空間大 主計算機停機將導(dǎo)致系統(tǒng)停機 不適合大批大部件的傳輸

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第三節(jié)：物料搬運設(shè)備及用具
AGV的路徑優(yōu)化問題—— 最初級的方法是將每個AGV在緩沖站的停位點聯(lián)接成線。 但生產(chǎn)實際中，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

AGV輪廓線路示意圖

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

機器人的選取指標(biāo)—— 凈載重量：確定載重堆機械手臂所產(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 由機械齒輪和連接件的反彈及變形決定。 速度：由整個裝配操作完成的周期決定。
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第三節(jié)：物料搬運設(shè)備及用具
選擇開始

裝配技術(shù)

可行的車間層 計劃區(qū)域

被處理對象尺寸、 形狀、重量

基對象尺寸、 形狀、重量

機器人的任務(wù)

機器人的需求

載荷與機器人 尺寸的比較

載荷與機器人 尺寸的比較

尋找其他更合適的機器人

選擇結(jié)束

機器人的選擇方法
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第四節(jié)：系統(tǒng)搬運分析（SHA）
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一、 搬運系統(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)域的物料進出情況。 階段二：總體搬運方案——確定各主要區(qū)域搬運方法， 對搬運路線、設(shè)備類型作初步?jīng)Q策。 階段三：詳細(xì)搬運方案——各主要區(qū)域內(nèi)部各工作地間的 搬運方法。 階段四：方案實施——訂購設(shè)備、人員培訓(xùn)、安裝計劃 調(diào)試、驗收。
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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、各項移動的分析 4、各項移動的圖表化

更多內(nèi)容請訪問久久建筑網(wǎng)
5、物料搬運方法的知識和理解

移動分析

6、初步的搬運方案 7、修改和限制 8、各項需求的計算 方案A 方案B 9、方案的評價 18 方案C 選 定

方法分析（確 定合理經(jīng)濟的 搬運方法）

第四節(jié)：系統(tǒng)搬運分析（SHA）
二、移動分析——設(shè)施布置決定了物料搬運的起點和終點的距離，因此， 移動分析必須建立相似物料搬運作業(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、起止點組織情況） （3）搬運量： 搬運量=物流量*搬運距離