1、1 1、物料搬运概述；、物料搬运概述；2 2、物料搬运系统；、物料搬运系统；3 3、物料搬运系统分析方法、物料搬运系统分析方法SHASHA；4 4、搬运系统的改善；搬运系统的改善；5 5、物料搬运系统分析与设计案例。、物料搬运系统分析与设计案例。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。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工厂原来整个生产周期
2、需要4848天。天。根据工业工程背景，很快就确定了问题的所在。根据工业工程背景，很快就确定了问题的所在。p所用容器箱太大，需要花很多时间才能装满容器箱；所用容器箱太大，需要花很多时间才能装满容器箱；p冲床成为一个瓶颈，限制了整个系统的生产率。冲床成为一个瓶颈，限制了整个系统的生产率。提出的建议是：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。第二，增加一台冲床。（1 1）物料搬运（）物料搬运（Material HandlingMaterial Handling）包括物料（产品、元件或工装夹具）的移动、运输或重新安包括物
3、料（产品、元件或工装夹具）的移动、运输或重新安放，以改变物料的存放状态和空间位置为主要目的的活动。放，以改变物料的存放状态和空间位置为主要目的的活动。（3 3）物料搬运的基本要素：）物料搬运的基本要素：物料、移动和方法。物料、移动和方法。（2 2）具体物料搬运作业：）具体物料搬运作业：p搬运作业搬运作业p装卸作业装卸作业p码垛或取货码垛或取货p转向和翻转转向和翻转（1 1）规划原则（全面考虑需求、作业目标和功能要求规划）规划原则（全面考虑需求、作业目标和功能要求规划）（2 2）标准化原则（物料搬运方法、设备、器具、控制软件）标准化原则（物料搬运方法、设备、器具、控制软件）（3 3）工作原则（搬
4、运工作最小化）工作原则（搬运工作最小化）（4 4）人机工效原则（考虑人的特性和能力）人机工效原则（考虑人的特性和能力）（5 5）集装单元化原则（标准容器和物料的集装）集装单元化原则（标准容器和物料的集装）（6 6）利用空间原则）利用空间原则（7 7）系统化原则）系统化原则（8 8）自动化原则）自动化原则（9 9）环境原则）环境原则（1010）全生命周期成本原则）全生命周期成本原则（1 1）活性系数）活性系数 p活性系数活性系数：表示物料搬运难易的程度。表示物料搬运难易的程度。所费的人工越多，活性就越低。反之，所需的人工越少，活所费的人工越多，活性就越低。反之，所需的人工越少，活性越高，但相应的
5、投资费用也越高。性越高，但相应的投资费用也越高。图图1 1 物料搬运活性系数物料搬运活性系数（2 2）活性分析图表）活性分析图表 p活性系数活性系数确定原则确定原则 0 0 1 21 2 3 4 5 6 7 8 3 4 5 6 7 8 9 10 9 10 合计合计 4 43 32 21 10 016169 92 2合合计计系系数数散散放放在在地地上上装装入入车车上上移移动动卸卸放放在在地地上上装装入入车车内内移移动动放放置置在在车车架架移移动动放放在在托托盘盘上上用用叉叉车车搬搬运运活性系数平均为活性系数总和活性系数平均为活性系数总和/作业工序数作业工序数 2.72.7作业工序流程顺序作业工序
6、流程顺序装入容器中，活性系数装入容器中，活性系数为为1 1，放在托盘中，活，放在托盘中，活性系数为性系数为2 2图图2 2 活性系数分析表示示例活性系数分析表示示例低于低于0.5：有效利用集装器具、手推车。：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。：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。：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。以上：从设备、方法方面进一步减少搬运工序数。（1 1）单元化的定义）单元化的定义 单元化单元化集装单元或单元载荷集装单元或单元载荷(Unit Load)(Uni
7、t Load)是将不同状态和大小的物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。品，集装成一个搬运单元，便于搬运作业。集装单元化：以集装单元进行物料的装卸、搬运、储存和运集装单元化：以集装单元进行物料的装卸、搬运、储存和运输等物流活动的作业方式。输等物流活动的作业方式。增加了一次搬运更多物品的能力，减少了搬运次数，降低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。搬运成本、减少装卸次数和物品的破损。易于清点和增加货物堆码层数，更好地利用仓库空间。易于清点和增加货物堆码层数，更好地利用仓库空间。便于实现装卸搬运机械化，减轻劳动强度，提高工作
8、效率便于实现装卸搬运机械化，减轻劳动强度，提高工作效率。减少气候的影响，保证货物的质量，加速货物的流转。减少气候的影响，保证货物的质量，加速货物的流转。（2）实现单元化的方法集装）实现单元化的方法集装 集装集装是以最有效地实现物料搬运作为基本条件，把若干物品是以最有效地实现物料搬运作为基本条件，把若干物品或散放货物恰当地组合，达到适合于装卸搬运设备和机械操或散放货物恰当地组合，达到适合于装卸搬运设备和机械操作的程度，这种对货物的处理过程。作的程度，这种对货物的处理过程。集装的方式集装的方式栈板化，将物品加以组装并固定于搬运车或起重机移动的栈板化，将物品加以组装并固定于搬运车或起重机移动的栈板（
9、托盘、平台）上。栈板（托盘、平台）上。集装袋，将物品加以组装并固定集装袋或专门设计的小型集装袋，将物品加以组装并固定集装袋或专门设计的小型传送车上。传送车上。货柜化，将物品加以组装于大型盒子或箱子（主要是集装货柜化，将物品加以组装于大型盒子或箱子（主要是集装箱）。箱）。物料搬运方程式在解决物料搬运问题时，设计者需要考虑物料搬运方程式在解决物料搬运问题时，设计者需要考虑6个主要的问题，即个主要的问题，即6个变量，著名的个变量，著名的5W1H法控制。法控制。图图4 物流搬运方程式物流搬运方程式WhyWhatWhereWhenHowWho物料物料移动移动方法方法系统系统物料搬运系统变量物料搬运系统变
10、量Which物料搬运系统分析方法（物料搬运系统分析方法（System Handing Analysis，SHA）是是缪瑟提出的一种系统分析方法，适用于一切物料搬运项目。缪瑟提出的一种系统分析方法，适用于一切物料搬运项目。SHA方法包括：方法包括：p一种解决问题的方法；一种解决问题的方法；p一系列依次进行的步骤和一整套关于记录、评定等级和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。图表化的图例符号。图图5 物料搬运系统分析过程物料搬运系统分析过程第第I阶段阶段外部衔接外部衔接要弄清整个区域或所分析区域的全部物料进出搬运活动。要弄清整个区域或所分析区域的全部物料进出搬运活动。
11、考虑所分析区域以外的物料搬运活动，就是把区域内具体考虑所分析区域以外的物料搬运活动，就是把区域内具体的物料搬运问题同外界情况或外界条件联系起来考虑。的物料搬运问题同外界情况或外界条件联系起来考虑。第第II阶段阶段编制总体搬运方案编制总体搬运方案确定各主要区域之间的物料搬运方法。确定各主要区域之间的物料搬运方法。对物料搬运的基本路线系统、搬运设备大体的类型以及运对物料搬运的基本路线系统、搬运设备大体的类型以及运输单元或容器做出总体决策。输单元或容器做出总体决策。第第III阶段阶段编制详细搬运方案编制详细搬运方案考虑每个主要区域内部各工作地点之间的物料搬运，要确考虑每个主要区域内部各工作地点之间的
12、物料搬运，要确定详细物料搬运方法。定详细物料搬运方法。第第IV阶段阶段方案的实施方案的实施进行必要的准备工作，订购设备，完成人员培训，制定并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。实现具体搬运设施的安装计划，以及后面的实施与管理。p固体、液体还是气体；固体、液体还是气体；p 单独件、包装件还是散装物料。单独件、包装件还是散装物料。p根据影响物料可运性（即移动的难易程度）的各种特征根据影响物料可运性（即移动的难易程度）的各种特征和影响能否采用同一种搬运方法的其他特征进行分类的。和影响能否采用同一种搬运方法的其他特征进行分类的。物理特征通
13、常是影响物料分类的最重要因素。物理特征通常是影响物料分类的最重要因素。数量也特别重要。数量也特别重要。时间方面的各项因素。时间方面的各项因素。特殊控制问题往往对物料分类有决定作用。特殊控制问题往往对物料分类有决定作用。p列表标明所有的物品或分组归并的物品的名称。列表标明所有的物品或分组归并的物品的名称。p记录其物理特征或其他特征。记录其物理特征或其他特征。p分析每种物料或每类物料的各项特征，并在主导、起决分析每种物料或每类物料的各项特征，并在主导、起决定作用的特征下面划标记线。定作用的特征下面划标记线。p 确定物料类别，把那些具有相似的主导特征或特殊影响确定物料类别，把那些具有相似的主导特征或
14、特殊影响特征的物料归并为一类。特征的物料归并为一类。（1）搬运路线分析）搬运路线分析p通过观察每项移动的起迄点来收集资料（通过观察每项移动的起迄点来收集资料（物料、路线的、路线的起讫点，起讫点，搬运路径情况，物流量和和物流条件），编制搬运），编制搬运路线一览表，每次分析一条路线，收集这条路线上移动的路线一览表，每次分析一条路线，收集这条路线上移动的各类物料或各种产品的有关资料，各类物料或各种产品的有关资料，每条路线要编制一个搬要编制一个搬运路线表。运路线表。图图6 物料搬运路线表物料搬运路线表（2）物料进出表）物料进出表p通过对通过对某一个区域运进运出的所有物料资料进行统计，运进运出的所有物料
15、资料进行统计，并编制物料进出表。并编制物料进出表。图图7 物料进出表物料进出表p列出所有路线、并排出每条路线的方向、距离和具体情况。列出所有路线、并排出每条路线的方向、距离和具体情况。p列出所有的物料类别；列出所有的物料类别；p列出各项移动的物流量、运输工作量、搬运活动的具体状况列出各项移动的物流量、运输工作量、搬运活动的具体状况 及相对重要性等级。及相对重要性等级。搬运活动一览表用法说明填写本表表头各项 标明物流量的计量单位 每条路线填一行(注明是单向还是双向)记下路线的距离和具体状况(在左下角说明代号的意义)填写各类物料每类占一栏或两栏视需要而定按项目重要性填写物料搬运工作量 典型的填写内
16、容包括，物流量(必填)物流要求(在本表右下方加以说明)和运输工作量留个地方供以后填写每个物流量的等级在本表的空白地方对有关此项目所填的内容加以说明合计每条路线的物流量 必要时填写运输工作量用元音字母或颜色对每条路线的相对重要性标定等级纵向合计每类物料的物流量(必要时包括运输工作量)用元音字母或颜色对每类物料的相对重要性标定等级纵向及横向合计 核对无误，填写物流量和运输工作量的总数2425代号标定等级运输工作量物流量线路的具体情况每类物料合计物料2223231双向运输2单位物料类别从至线路距离情况具体移动工作量物流条件、状况或其他说明事项6代号校核总数7页项目厂名物流量单位公司4a4b3单位物流
17、量日期制表人等级5单位运输工作量线路合计第参加人页 共1表表1 搬运活动一览表搬运活动一览表（4）各项移动的图表化）各项移动的图表化p在布置图上绘制物流图（作业单位相对少）。在布置图上绘制物流图（作业单位相对少）。接线器零件生产接地杆生产和包装 锚定装置生产和包装包装区发运包装材料仓库道路站台 单件或小批装配 装箱成品库成批装配装配前零件库电线夹装配线工具装配线P8.0m8.0ma 570kg ab b 570kg b bPFASABFc和dc和d520kgc和dPkPmSf 850kg f14.4m65kg e e6.6me 75kg e7.2m11.5m d d105kgc 620kg c
18、20.2m3.2m13.2m7.6ma 90kg a90kg aa 660kg a7.5me北比例：1：300图图8 在布置图上绘制的物流图在布置图上绘制的物流图p坐标指示图：是距离与物流量的指示图坐标指示图：是距离与物流量的指示图（作业单位相对（作业单位相对较多）。较多）。图图9 距离与物流量指示图距离与物流量指示图距离距离/m 物物 流流 量量（t）p在布置方案图上，确定各作业单位物流路线及物流量，在布置方案图上，确定各作业单位物流路线及物流量，同时测得各条路线的距离，编制成物流距离表。同时测得各条路线的距离，编制成物流距离表。p物料搬运总的费用：物料搬运总的费用：根据上式可得根据上式可得
19、F-D图：图：图图10 F-D的双曲线的双曲线(dm,fm)(dk,fk)(d2,f2)(d1,f1)FDp根据分析，按照物流量和距离的关系，可得根据分析，按照物流量和距离的关系，可得F-D图。图。图图11 某车间某车间F-D图图 p物料搬运路线分为直达型物料搬运路线分为直达型D、渠道型、渠道型K和中心型和中心型G：a、直达型、直达型 b、渠道型、渠道型 c、中心型、中心型 图图15 搬运路线形式搬运路线形式 ABCDABCDABCDp物料搬运路线的选择，一般根据距离与物流量指示图物料搬运路线的选择，一般根据距离与物流量指示图来分析。来分析。图图16 物料搬运路线选择物料搬运路线选择 渠道型渠
20、道型 中心型中心型直达型直达型布置不合理布置不合理距离短距离短 距离长距离长 物物流流量量大大 物物流流量量小小 p物料搬运设备的选择，一般根据距离与物流量指示图物料搬运设备的选择，一般根据距离与物流量指示图来分析。来分析。图图17 物料搬运设备选择物料搬运设备选择 距离短距离短 距离长距离长 物物流流量量大大 物物流流量量小小 复杂的搬运设备复杂的搬运设备简单的搬运设备简单的搬运设备复杂的运输设备复杂的运输设备简单的运输设备简单的运输设备巷道式堆垛机巷道式堆垛机叉车、输送机叉车、输送机手推车手推车托盘搬运车托盘搬运车集装货车集装货车无人驾驶无人驾驶机动货车机动货车p容器（搬运单元）容器（搬运
21、单元）是指物料搬运时的基本装载方式，如是指物料搬运时的基本装载方式，如散装采用车厢、罐装等，单件采用单件包装、集装器具散装采用车厢、罐装等，单件采用单件包装、集装器具等如桶装、纸盒、箱子、板条箱、托盘、托架等。等如桶装、纸盒、箱子、板条箱、托盘、托架等。p根据物料特点和设备来选择运输与搬运单元根据物料特点和设备来选择运输与搬运单元。图图19 SHA图例图例 （1）在普通表格上表示搬运方法）在普通表格上表示搬运方法编制搬运方案编制搬运方案：填写工作表格，列出每条线路上每种物料：填写工作表格，列出每条线路上每种物料路线系统、搬运设备和运输单元。路线系统、搬运设备和运输单元。图图20 物料搬运方法工
22、作表物料搬运方法工作表 （2）在汇总表上表示搬运方法）在汇总表上表示搬运方法记载其它有关资料以进一步解释表内资料数据 填写物料或产品类别号并加以说明，每类填写一大栏列出现在(或将来)物料移动的各条路线(单向或双向),每条填一行填明起讫点填写搬运方法的代用方案或第二方案 填写每条路线上每类物料的搬运方法在相应小栏内填明路线系统的形式(S栏)、搬运设备(E栏)和运输单元(T栏)。如有代用的第二方案，则在小方格内标明字母。在代用和S上面的横格内填写物流量，运输工作量等级或计算数据(究竟填什么，在表头内注明)gh代用 备注 bfd代用525 搬运方法的代用方案或第二方案76a代用4312双向从-至SE
23、Tec系统化方案汇总表用法说明填写本表表头各项本表用于填写一个或多个物料搬运规划代用SETSETjlSik代用SETSET代用ET方案物料路线物料类别移动类别号说明类别号说明方案号公司说明类别号类别号说明类别号厂名制表人日期类别号说明第参加人项目说明页 共页原材料原材料造粒造粒D 托盘托盘 a p同外部衔接的搬运方法；同外部衔接的搬运方法；p满足生产需要，又要适应长远规划发展；满足生产需要，又要适应长远规划发展；p和生产流程或流程设备保持一致；和生产流程或流程设备保持一致；p可以利用现有公用设施和辅助设施保证搬运方案的实现；可以利用现有公用设施和辅助设施保证搬运方案的实现；p布置方案对面积、空
24、间条件的限制；布置方案对面积、空间条件的限制；p建筑物及其结构特征。建筑物及其结构特征。p库存制度及存放物料的方法和设备；库存制度及存放物料的方法和设备；p原有的搬运设备和容器的数量以及适用程度；原有的搬运设备和容器的数量以及适用程度；p投资的限制；投资的限制；p设计进度和允许的限制；设计进度和允许的限制；p影响工人安全搬运方法。影响工人安全搬运方法。说明每条路线上每种物料的搬运方法；说明每条路线上每种物料的搬运方法；说明其它变动说明，如更改布置、作业计划、生产流程说明其它变动说明，如更改布置、作业计划、生产流程、公用设施、道路；、公用设施、道路；计算搬运设备和人员的需求量；计算搬运设备和人员
25、的需求量；计算投资数和预期的经营费用。计算投资数和预期的经营费用。1#库库存库库存 送至验货区送至验货区验货、集货验货、集货出货出货暂存暂存发发 货货分拣货位的补货分拣货位的补货存储货位的补货存储货位的补货拆拆 箱箱批量拣选批量拣选订单（零散）拣选订单（零散）拣选拣选作业指令拣选作业指令订单处理订单处理接受客户订单接受客户订单进货暂存区补货进货暂存区补货图图25 分拣库的作业流程分拣库的作业流程图图26 作业单位相关图作业单位相关图 图图27 物料分类物料分类 图图28 作业区域平面布置图作业区域平面布置图 A高频高频出货区出货区C低频低频出货区出货区B低频低频出货区出货区表表3 搬运活动一览
26、表搬运活动一览表p在布置图上绘制物流图。在布置图上绘制物流图。图图29 在布置图上绘制的物流图在布置图上绘制的物流图图图30 总平面布置图总平面布置图p活性系数分析法；活性系数分析法；p搬运重量比率分析；搬运重量比率分析；搬运重量比率搬运重量累计值搬运重量比率搬运重量累计值/产成品净重量产成品净重量搬运重量累计值把人力每次取放或移动物品的重量累加。搬运重量累计值把人力每次取放或移动物品的重量累加。ECRS原则和实行单元化，机械化，提高搬运机械化水平。原则和实行单元化，机械化，提高搬运机械化水平。p空搬运分析；空搬运分析；空搬运系数（人移动距离物移动距离）空搬运系数（人移动距离物移动距离）/物移
27、动距离物移动距离空搬运系数小等于空搬运系数小等于1为良好，大于为良好，大于1需要进行改进。需要进行改进。p现场调查、发现问题：现场调查、发现问题：有无过多的无效搬运；有无过多的无效搬运；物料放置不合理，导致出货费时费工现象；物料放置不合理，导致出货费时费工现象；各工序之间连接处有无重复取放现象；各工序之间连接处有无重复取放现象；布局不合理引起的搬运距离长。布局不合理引起的搬运距离长。p鉴别主要问题、确定改进目标；鉴别主要问题、确定改进目标；分析原因、提出措施。分析原因、提出措施。活性系数分析法，搬运重量比率分析，空搬运分析。活性系数分析法，搬运重量比率分析，空搬运分析。p 实施措施和结果评价。
28、实施措施和结果评价。p分析搬运动作，以分析搬运动作，以ECRS原则来改善；原则来改善；p用机器来代替人工作业；用机器来代替人工作业；p搬运动作符合人因学，尽量降低动作级别和劳动强度。搬运动作符合人因学，尽量降低动作级别和劳动强度。p整理整顿整理整顿6s的应用；的应用；p注意操作环节，减少再操作；注意操作环节，减少再操作；p重视放置的方法；重视放置的方法；p减少不合理的搬运；减少不合理的搬运；p安全轻松的搬运；安全轻松的搬运；p重视搬运的连接点。重视搬运的连接点。重视放置方法重视放置方法 图图31 搬运工序分析搬运工序分析 图图32 搬运活性系数分析搬运活性系数分析 图图33 搬运改善前后的流程图搬运改善前后的流程图
