1、1/22自動化生產系統Chapter09物料搬運概述2/22本章綱要n9.19.1物料搬運設備概述物料搬運設備概述n9.29.2物料搬運系統的設計考量物料搬運系統的設計考量n9.2.19.2.1物料特性物料特性n9.2.29.2.2流動率、路線及排程流動率、路線及排程n9.2.39.2.3工廠佈置工廠佈置n9.39.3物料搬運的十項原則物料搬運的十項原則3/22n美國物料搬運工業協會定義在製造及分配過程中，美國物料搬運工業協會定義在製造及分配過程中，物料移動、儲存、保護及控制，包括物料的消耗及棄物料移動、儲存、保護及控制，包括物料的消耗及棄置，皆為物料搬運。置，皆為物料搬運。n在美國，物料搬運
2、成本約佔製造業勞工成本的在美國，物料搬運成本約佔製造業勞工成本的20%20%到到25%25%。參考圖。參考圖9.19.1。4/22圖圖9.1生產系統的物料搬運生產系統的物料搬運。5/229.1物料搬運設備概述n物料運輸設備物料運輸設備包括用來移動工廠、倉庫或其他相關場包括用來移動工廠、倉庫或其他相關場所中物料的設備。參閱圖所中物料的設備。參閱圖9.29.2：(a)(a)工業用搬運車。工業用搬運車。(b)(b)自動導引車輛。自動導引車輛。(c)(c)單軌車輛及其他軌道導引車輛。單軌車輛及其他軌道導引車輛。(d)(d)輸送機。輸送機。(e)(e)起重機及升降機。起重機及升降機。6/22圖圖9.2五
3、種基本物料搬運設備：五種基本物料搬運設備：(a)叉車，工業用叉車，工業用搬運車；搬運車；(b)單元貨載自動導引車；單元貨載自動導引車；(c)單軌單軌7/22圖圖9.2(續續)(d)滾筒式輸送機；及滾筒式輸送機；及(e)伸臂式起重伸臂式起重機及升降機機及升降機。8/22n儲存系統儲存系統在製造前後及製造期間最適當的物料及產品在製造前後及製造期間最適當的物料及產品儲存方式。儲存方式。(a)(a)散裝儲存。散裝儲存。(b)(b)料架系統。料架系統。(c)(c)置物架及儲物櫃。置物架及儲物櫃。(d)(d)抽屜式儲藏櫃。抽屜式儲藏櫃。(e)(e)自動儲存倉儲系統。自動儲存倉儲系統。9/22n規格化設備規
4、格化設備指指 (1)(1)在搬運期間，用來存放個別貨物的在搬運期間，用來存放個別貨物的儲物容器；及儲物容器；及(2)(2)用來裝載及包裝儲物容器的設備。用來裝載及包裝儲物容器的設備。儲物容器包括棧板、箱子、籃子、圓桶、提桶及鐵桶，儲物容器包括棧板、箱子、籃子、圓桶、提桶及鐵桶，參閱圖參閱圖9.39.3。n辨識及追蹤系統辨識及追蹤系統物料搬運系統必須提供持續追蹤移物料搬運系統必須提供持續追蹤移動中或儲存中物料的方法，最常用條碼。動中或儲存中物料的方法，最常用條碼。10/22圖圖9.3用於物料搬運的單元貨載裝運箱：用於物料搬運的單元貨載裝運箱：(a)木棧木棧板；板；(b)板條箱；板條箱；(c)搬運
5、箱搬運箱。11/22種類 量測方式或描述n物理狀態 固態、液態或氣態n尺寸 體積；長、寬、高n重量 每件重量、每單元體積的重量n形狀 長形、扁平、圓形、方形等n狀態 熱、冷、濕、髒、黏n損壞風險 易碎、脆裂、堅固n安全風險 爆炸性、易燃性、毒性、腐蝕性等表表9.1待搬運物料的特性待搬運物料的特性。9.2.1物料特性物料特性n以搬運目的，物料可依表以搬運目的，物料可依表9.19.1中的物理特性進行分類，中的物理特性進行分類，12/229.2.2流動率、路線及排程n分析系統需求及決定最適合的設備種類，其他因素：分析系統需求及決定最適合的設備種類，其他因素：(1)(1)需搬運物料的數量及流動率。需搬
6、運物料的數量及流動率。(2)(2)路線因素。路線因素。(3)(3)搬運時程。搬運時程。13/22圖圖9.4在物料數量及移動距離函數下的一般物料運輸設備在物料數量及移動距離函數下的一般物料運輸設備。9.2.1物料特性物料特性n圖圖9.49.4針對某些應用特性針對某些應用特性 (尤其是流動率及移動距離尤其是流動率及移動距離 )指導如何選擇物料搬運設備。指導如何選擇物料搬運設備。需搬運的需搬運的物料數量物料數量移動距離移動距離短短長長輸送機輸送機輸送機輸送機AGV列車列車人力搬運手人力搬運手動堆高車動堆高車動力搬運車動力搬運車單元貨載單元貨載AGV高高低低14/229.2.3工廠佈置n物料搬運系統設
7、計的一項重要因素。物料搬運系統設計的一項重要因素。n在為搬運系統設計工廠佈置，運用下列資料：工廠總在為搬運系統設計工廠佈置，運用下列資料：工廠總面積、工廠特定部門面積、設備佈置、取料地點面積、工廠特定部門面積、設備佈置、取料地點 (裝裝載站載站 )及運送及運送 (卸載站卸載站 )地點、這些地點的可能路地點、這些地點的可能路線及移動距離。線及移動距離。n一般物料搬運系統工廠佈置的類型：固定位置佈置一般物料搬運系統工廠佈置的類型：固定位置佈置 、製程佈置及產品佈置製程佈置及產品佈置 。15/22佈置類型 特色 一般物料搬運設備n固定位置 大型產品，低產量。起重機、升降機、工業用搬運車n製程 產品種
8、類繁多、生產過程繁複、手動搬運車、叉車、自動 中低產量。導引車輛系統。n產品 產品種類有限、高產量。輸送機(產品輸送)、搬運車 (運送零組件至裝卸站)。表表9.2三種佈置類型及相關物料搬運設備三種佈置類型及相關物料搬運設備。9.2.1物料特性物料特性n表表9.29.2為一般三種工廠佈置特性及相關物料搬運設備一覽表。為一般三種工廠佈置特性及相關物料搬運設備一覽表。16/229.3物料搬運的十項原則n十項物料搬運十項物料搬運 原則原則及說明請參閱表及說明請參閱表9.39.3。n單元貨載原則為最重要且應用範圍最廣的物料搬運原單元貨載原則為最重要且應用範圍最廣的物料搬運原則。則。n使用單元貨載的理由如
9、下：使用單元貨載的理由如下：(1)(1)可同時搬運多種項目。可同時搬運多種項目。(2)(2)減少運送次數。減少運送次數。(3)(3)減少裝載及卸載次數。減少裝載及卸載次數。(4)(4)降低產品損壞風險。降低產品損壞風險。n原則一、規劃原則：所有物料搬運系統應經過謹慎規劃，舉凡需求、工作目標、建議使用的方法及其功能規格，應於開始階段便完成定義。*規劃者及所有將直接及間接使用搬運設備的人員應一起討論搬運系統的規劃。*要確保大型物料搬運專案的成功，通常需要團隊的配合，其中包括供應商、顧問(如有需要)及最終使用者如管理階層、工程、電腦及資訊系統、財務及作業等部門。*系統規劃應有助於推行產品、流程設計、
10、製程佈置及物料搬運方法的同步工程，揚棄各自獨立的序列設計方式。*系統規劃應反映公司的政策目標及立即性需求。n原則二、標準化原則：物料搬運方法、設備、控制、及軟體應標準化，以達成整體工作目標，且不應犧牲必要的靈活度、模組化及生產力。*標準化表示方法及設備應少變動及避免客製化生產。*標準化也用於裝運箱和零組件貨載的尺寸、作業程序及設備。*計畫者應選擇能在各種作業條件下執行各種任務的方法及設備，並且能符合未來的需求。*標準化、靈活度及模組化必須能搭配搬運系統。表表9.3物料搬運的十項原則物料搬運的十項原則 CICMHE。n原則三、工作量原則：應維持最低的物料搬運工作量，不應犧牲工廠的生產力或生產水準
11、。*流量(包括數量、重量或單位時間內的總數量)乘以移動距離得出物料搬運工作的量測值。*考量每次於儲存區取料、卸載或存放物料及零組件的搬運距離。*簡化流程，將不必要的搬運工作減少、合併、縮短時間或刪除將可減少搬運工作量。*可能的話，應利用地心引力來搬運物料或作為助力，以維護安全及避免產品損壞。*工作量原則的應用範圍很廣，從機械化物料搬運到長途貨車運輸都可適用此原則。*完成合適的佈置計畫後，才能發揮最佳的工作量原則：依據工作流程決定生產設備的安裝位置，這種安排方式可將搬運物料投入製程的距離減至最低。n原則四、人體工學原則：在設計物料搬運工作及設備時，應清楚並重視人類的能力及極限，以確保作業環境的安
12、全及效率。*人體工學是一門尋求適合工作人員能力的工作及工作狀態的科學。*物料搬運工作地點及設備必須經過設計以符合安全需求。*人體工學原則適用於身體及心理層面。*選擇設備時應避免需重複且繁重人力操作的設備，且能讓操作員及使用者進行有效率的操作。表表9.3(續續)物料搬運的十項原則物料搬運的十項原則 CICMHE。n原則五、單元貨載原則：單元貨載的尺寸及配置，應確保達到供應鏈中每個階段的物料流動及存貨目標。*單元貨載是指單一實體(例如棧板、裝運箱或搬運箱)的每次儲存量或移動量，至於裝載在該實體上的貨物數量多寡並不重要。*將大量貨物集中在單一實體上然後搬運，比分別搬運同樣數量的貨物要來得省時省力。*
13、在產品製造前後階段，通常都需要搬運大尺寸單元貨載的原料及成品。*小尺寸單元貨載較符合工廠的生產策略(包括作業目標)，例如靈活度、持續的生產流和及時交貨。數量及種類較少的在製品可運用小尺寸單元貨載(例如只裝載一組零組件)。n原則六、空間利用原則：所有空間利用應達到有效性及高效率目標。*物料搬運的空間為三次元，因此視為立體空間。*在儲存區的儲存密度最大化目標下，必須考慮物料出入及選擇的方便性。*在工廠進行貨載運輸時，應考慮利用空中的空間。懸掛式物料搬運系統可空出成本昂貴的地板空間作為生產用。表表9.3(續續)物料搬運的十項原則物料搬運的十項原則 CICMHE。n原則七、系統原則：物料移動及儲存活動
14、應整合成一相互協調且運作順暢的系統，以提供接收、檢查、儲存、生產、組裝、包裝、規格化、訂單選擇、出貨、運輸及退貨搬運等功能。*系統的整合應包含整個供應鏈，包括逆向物流。整合範圍包括供應商、製造商、經銷商及客戶。*生產及配送的各階段應保持最低的庫存量，但應考量製程變動及客戶服務等因素。*資訊流及實體物料流應加以整合並視為同步活動(Concurrent Activity)。*應提供容易辨識物料及產品的方法，以便在工廠及供應鏈中判定物料及產品的位置和狀態，並且控制其移動。n原則八、自動化原則：物料搬運作業應機械化及(或)自動化以改善作業效率、強化回應能力、提高協調性及可預測性、減少作業成本並降低人力
15、操作的重複性及危險性。*考慮安裝自動化設備時，應在安裝機械化或自動化系統前，將既有搬運流程及方法簡化並(或)重新設計，刪除不必要的搬運步驟。如果能大幅簡化搬運流程，或許就不需要自動化流程。*以自動化設備搬運的物料必須具有標準形狀及(或)標準規格，以符合機械化及(或)自動化搬運的需求。*介面對自動化功能來說是非常重要的一環，可提供設備對設備、設備對貨載、設備對操作員及內部控制元件的通訊功能。*若要有效整合物流及資訊管理，可考慮適切地採用電腦化物料搬運系統。n原則九、環境原則：在設計或選擇設備及物料搬運系統時，應考慮環境衝擊及能量消耗等問題。*環境意識源自於對自然資源的珍惜，以及對於預測和減輕日常
16、生活對環境造成的負面影響所抱持的期許。*裝載於單元貨載以及保護單元貨載的裝運箱、棧板及其他產品，應具有重複使用性及(或)在丟棄後可以經生物分解的特性。*應對危險性物料做好防濺、防燃以及避免其他風險的防護措施。n原則十、生命週期成本原則：應提供完整的經濟分析，說明所有物料搬運設備及系統的整個生命週期。*生命週期成本包括從開始投入一筆資金設計新的物料搬運方法或設備，到該方法及(或)設備完全被取代所產生的現金流量。*生命週期成本包括資金投資、安裝、建置及設備規劃、訓練、系統測試及驗收、操作(人力、公用設施等)、保養及維修、重複使用價值及最終處理。*應規劃設備的預防及預知保養計畫，且經濟分析應包括保養
17、及備用零件的預估成本。*應規劃完整的老舊設備更換計畫。*雖然在選擇替代方案時，成本是主要的考量因素，但除了成本之外，還應考慮公司政策及市場競爭力等相關因素，若可能時應予量化。表表9.3(續續)物料搬運的十項原則物料搬運的十項原則 CICMHE。22/22深度=x 尺寸 寬度=y 尺寸n800公釐(32英吋)1000公釐(40英吋)n900公釐(36英吋)1200公釐(48英吋)n1000公釐(40英吋)1200公釐(48英吋)n1060公釐(42英吋)1060公釐(42英吋)n1200公釐(48英吋)1200公釐(48英吋)資料來源：MHHB,T&W。表表9.4工廠及倉庫常用的標準棧板尺寸工廠及倉庫常用的標準棧板尺寸。9.2.1物料特性物料特性n常用的標準棧板尺寸，請參閱表常用的標準棧板尺寸，請參閱表9.49.4。
