目前應(yīng)用在制造生產(chǎn)線中的物料搬運(yùn)設(shè)備主要有五種:輸送機(jī)、工業(yè)車輛、自動導(dǎo)向車、吊車和葫蘆、工業(yè)機(jī)器人。
1.輸送機(jī)。是能將物料從一個(gè)地點(diǎn)傳送到另一個(gè)地點(diǎn)的一組固定設(shè)備,按其結(jié)構(gòu)和功能的不同,分成滾筒、鏈?zhǔn)?、翻斗和皮帶等種類。輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是不需要操作者,運(yùn)送量大,運(yùn)輸成本低;其缺點(diǎn)主要是投資大,占空間大,運(yùn)輸路線難以調(diào)整。
2.工業(yè)車輛。是可以自由行駛的載物車輛,可以用人力推拉,更多的是通過內(nèi)燃機(jī)或電動機(jī)帶動。工業(yè)車輛包括輕小型搬運(yùn)車、叉車、牽引車等種類。其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)輸靈活,投資較少;缺點(diǎn)是需要通道,需要人駕駛,運(yùn)輸成本比傳送帶高。
3.自動導(dǎo)引車(Automatically Guided Vehicle, AGV)。 AGV不需要人駕駛,并具有很大的靈活性,可沿規(guī)定的路線行駛,完成預(yù)定的功能。AGV一般用蓄電池作為動力,其運(yùn)動受信號控制,一般采用遙控計(jì)算機(jī)來儲存指令,一臺計(jì)算機(jī)可以控制數(shù)臺在不同地點(diǎn)工作的AGV。
4.吊車和葫蘆。吊車和葫蘆是安裝在建筑物上方的物料搬運(yùn)設(shè)備,不占用生產(chǎn)場地,在其活動范圍內(nèi)具有很大的靈活性。葫蘆起重能力較小,多半在安裝工地和維修場所使用。橋式吊車在生產(chǎn)車間得到普遍使用,它的起重量大,工作靈活。
5.工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是具有人的某些特征的可編程機(jī)器,它的外形并不像人,但能承擔(dān)某些工作,具有很大的靈活性。工業(yè)機(jī)器人可以在條件惡劣或危險(xiǎn)的環(huán)境下工作,能不知疲倦地從事繁重的、重復(fù)性的工作,并能搬運(yùn)較笨重的物品。例如,重復(fù)性搬運(yùn)往往使人感到厭煩和疲勞,容易造成誤操作,而機(jī)器人干這種工作比人更持久,更有效,也更可靠。
物料搬運(yùn)設(shè)備種類、型號眾多,選擇適合的物料搬運(yùn)設(shè)備取決于多個(gè)因素,如現(xiàn)場作業(yè)條件,所搬運(yùn)物料的形狀、尺寸、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)等。例如,像輸送機(jī)這樣的自動化或半自動化物料搬運(yùn)設(shè)備多用于產(chǎn)量大、從而搬運(yùn)量大、移動路線相對穩(wěn)定的場合。
選擇物料搬運(yùn)設(shè)備的基本要求包括:(1)物料搬運(yùn)設(shè)備應(yīng)盡可能合乎標(biāo)準(zhǔn);(2)盡可能把資金投在可移動的設(shè)備上,而不是投在固定不動的設(shè)備上;(3)物料搬運(yùn)設(shè)備性能必須能滿足生產(chǎn)或物流系統(tǒng)的要求,以保證物料搬運(yùn)設(shè)備的使用率,不讓設(shè)備閑置;(4)選取搬運(yùn)設(shè)備時(shí),應(yīng)選擇凈載重量與總重量之比盡可能大的設(shè)備;(5)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮重力流;(6)建成的搬運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)能提供盡可能大的連續(xù)的貨物流。
物料搬運(yùn)設(shè)備作業(yè)發(fā)生的費(fèi)用主要有設(shè)備投資額、運(yùn)營費(fèi)用和裝卸作業(yè)成本等項(xiàng)。設(shè)備投資額是平均每年機(jī)械設(shè)備投資的總和(包括購置費(fèi)用、安裝費(fèi)用和直接相關(guān)的附屬設(shè)備費(fèi)用)與其在一年內(nèi)完成的裝卸作業(yè)量的比值。物料搬運(yùn)設(shè)備的運(yùn)營費(fèi)用是指某種機(jī)械一年運(yùn)營總支出(包括維修費(fèi)用、勞動工資、動力消耗、照明等項(xiàng))和物料搬運(yùn)設(shè)備完成裝卸量的比值。裝卸作業(yè)成本是指在某一物流作業(yè)現(xiàn)場,機(jī)械每裝卸一噸貨物所支出的費(fèi)用,即每年平均設(shè)備投資支出和運(yùn)營支出的總和與每年物料搬運(yùn)設(shè)備作業(yè)現(xiàn)場完成的搬運(yùn)總噸數(shù)之比。
物料搬運(yùn)設(shè)備的配套是指根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)性質(zhì)、運(yùn)送形式、速度、搬運(yùn)距離等要求,合理選擇不同類型的相關(guān)物料搬運(yùn)設(shè)備。按搬運(yùn)作業(yè)量和被搬運(yùn)物資的種類進(jìn)行機(jī)械配套,在確定各種機(jī)械生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上,按每年搬運(yùn)1萬噸貨物需要的搬運(yùn)設(shè)備臺數(shù)和每臺物料搬運(yùn)設(shè)備所擔(dān)任裝卸物資的種類與每年完成裝卸貨物的噸數(shù)進(jìn)行配套。此外,還可以采用線性規(guī)劃方法來設(shè)計(jì)物料搬運(yùn)設(shè)備的配套方案,即,根據(jù)裝卸作業(yè)現(xiàn)場的要求,列出數(shù)個(gè)線性不等式,并確定目標(biāo)函數(shù),然后求出最優(yōu)的各種物料搬運(yùn)設(shè)備臺數(shù)。
在生產(chǎn)線中,選擇、規(guī)劃物料搬運(yùn)設(shè)備或解決方案的策略主要包括:
提高機(jī)械化水平
對于勞動強(qiáng)度大,工作條件差,搬運(yùn)、裝卸頻繁,動作重復(fù)的環(huán)節(jié),應(yīng)盡可能采用有效的機(jī)械化作業(yè)方式。今后的發(fā)展方向是,即使在人可以操作的場合,為了提高生產(chǎn)率、安全性、服務(wù)性和作業(yè)的適應(yīng)性等,也應(yīng)將人力操作轉(zhuǎn)由機(jī)械來實(shí)現(xiàn),讓人可以在更高級的工作中發(fā)揮作用。
2.減少無效作業(yè)
按一定的操作過程完成貨物的搬運(yùn)時(shí),還要完成許多其他作業(yè)。作業(yè)即產(chǎn)生費(fèi)用,因此,應(yīng)采取多種措施避免無效作業(yè),例如,減少作業(yè)數(shù)量,盡可能縮短搬運(yùn)距離等;只搬運(yùn)必要的物資,例如有些物資要去除雜質(zhì)之后再搬運(yùn)比較合理;避免過度包裝,減少無效負(fù)荷;提高裝載效率,充分發(fā)揮搬運(yùn)設(shè)備的能力和裝載空間;中空的物件可以填裝其他小物品再進(jìn)行搬運(yùn);減少倒搬次數(shù),因?yàn)樽鳂I(yè)次數(shù)增多不僅浪費(fèi)了人力、物力,還增加了物品損壞的可能性。
3.提高搬運(yùn)活性
裝卸活性是指貨物的存放狀態(tài)對搬運(yùn)作業(yè)的方便(或難易)程度,也稱為貨物的“活性”?;钚钥捎谩盎钚灾笖?shù)”進(jìn)行定量的衡量。例如,工廠的物料處于散放狀態(tài)的活性指數(shù)為0 (移動時(shí)需逐個(gè)用人力搬到運(yùn)輸工具中);處于集裝狀態(tài)活性指數(shù)為1(可一次性搬運(yùn));處于支墊狀態(tài),如置于托盤中其活性指數(shù)為2(可方便地使用機(jī)械搬運(yùn));處于裝載狀態(tài),如置于推車內(nèi),其活性指數(shù)為3(不需要借助其它機(jī)械便可搬運(yùn));處于傳送設(shè)備上移動的物料,其活性指數(shù)為4(貨物已處于移動狀態(tài))。
在貨場搬運(yùn)過程中,下一步工序比上一步工序的活性指數(shù)高,因而,下一步工序比上一步工序更便于作業(yè)時(shí),便稱為“活化”。搬運(yùn)的工序、工步應(yīng)設(shè)計(jì)得使貨物的活性指數(shù)逐步提高,因此被稱為“步步活化”。通過合理設(shè)計(jì)工序、工步,以做到步步活化作業(yè)的同時(shí),還要采取相應(yīng)的措施和方法盡量節(jié)省勞力,降低能耗。這些方法和措施的實(shí)例有:作業(yè)場地要盡量硬化;在滿足作業(yè)要求的前提下,貨物凈重與其單元毛重之比盡量接近于l;能進(jìn)行水平裝卸、滾動裝卸的,盡量采用水平裝卸和滾動裝卸等。
4.利用重力和減少附加重量
在貨物搬運(yùn)時(shí),應(yīng)盡可能利用貨物的自重,以節(jié)省能量和投資。例如,利用地形差進(jìn)行裝貨,采用重力式貨架堆貨等。在保證貨物搬運(yùn)安全的前提下,應(yīng)盡可能減少附加工具的自重和貨物的包裝重量。
5.保持物流的均衡順暢
當(dāng)物品的處理量波動較大時(shí),會使搬運(yùn)作業(yè)變得困難。但是,搬運(yùn)作業(yè)還受運(yùn)輸?shù)绕渌h(huán)節(jié)的制約,其節(jié)奏不能完全自主決定。因此,必須綜合各方面因素妥善安排,使物流量盡量均衡,避免忙閑不均的現(xiàn)象。
6.集裝單元化
將零散放置的物體歸整為統(tǒng)一格式的集裝單元稱為集裝單元化。為了提高搬運(yùn)效率,提高機(jī)械化、自動化程度和管理水平,應(yīng)根據(jù)設(shè)備能力,盡可能擴(kuò)大貨物的物流單元,例如采用托盤、貨箱等。這對搬運(yùn)作業(yè)的改善是至關(guān)重要的原則,可以達(dá)到以下目的:發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的效能,提高作業(yè)效率,搬運(yùn)方便,靈活性好;負(fù)載的大小均勻,有利于實(shí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化;在作業(yè)過程中避免物品損傷,保護(hù)被搬運(yùn)的物品等。
7.各環(huán)節(jié)均衡、協(xié)調(diào)
搬運(yùn)作業(yè)是各作業(yè)環(huán)節(jié)的有機(jī)組成,只有各環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào),才能使整條作業(yè)線產(chǎn)生預(yù)期的效果。應(yīng)使裝卸搬運(yùn)各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率協(xié)調(diào)一致,能力相互適應(yīng)。因?yàn)閭€(gè)別薄弱環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力決定了整個(gè)裝卸搬運(yùn)作業(yè)的綜合能力,所以,要針對薄弱環(huán)節(jié),提高其能力,使搬運(yùn)系統(tǒng)的綜合效率最高。
8.系統(tǒng)效率最大化
在貨物流通過程中,應(yīng)力求抬高包裝、裝卸、運(yùn)輸和保管等各物流要素的效率。由于各物流要素間存在著效益背反的關(guān)系,如果分別獨(dú)自進(jìn)行,那么,物流系統(tǒng)總體效率不一定高,因此,要從物流全局的觀點(diǎn)來研究解決問題
1.輸送機(jī)。是能將物料從一個(gè)地點(diǎn)傳送到另一個(gè)地點(diǎn)的一組固定設(shè)備,按其結(jié)構(gòu)和功能的不同,分成滾筒、鏈?zhǔn)?、翻斗和皮帶等種類。輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是不需要操作者,運(yùn)送量大,運(yùn)輸成本低;其缺點(diǎn)主要是投資大,占空間大,運(yùn)輸路線難以調(diào)整。
2.工業(yè)車輛。是可以自由行駛的載物車輛,可以用人力推拉,更多的是通過內(nèi)燃機(jī)或電動機(jī)帶動。工業(yè)車輛包括輕小型搬運(yùn)車、叉車、牽引車等種類。其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)輸靈活,投資較少;缺點(diǎn)是需要通道,需要人駕駛,運(yùn)輸成本比傳送帶高。
3.自動導(dǎo)引車(Automatically Guided Vehicle, AGV)。 AGV不需要人駕駛,并具有很大的靈活性,可沿規(guī)定的路線行駛,完成預(yù)定的功能。AGV一般用蓄電池作為動力,其運(yùn)動受信號控制,一般采用遙控計(jì)算機(jī)來儲存指令,一臺計(jì)算機(jī)可以控制數(shù)臺在不同地點(diǎn)工作的AGV。
4.吊車和葫蘆。吊車和葫蘆是安裝在建筑物上方的物料搬運(yùn)設(shè)備,不占用生產(chǎn)場地,在其活動范圍內(nèi)具有很大的靈活性。葫蘆起重能力較小,多半在安裝工地和維修場所使用。橋式吊車在生產(chǎn)車間得到普遍使用,它的起重量大,工作靈活。
5.工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是具有人的某些特征的可編程機(jī)器,它的外形并不像人,但能承擔(dān)某些工作,具有很大的靈活性。工業(yè)機(jī)器人可以在條件惡劣或危險(xiǎn)的環(huán)境下工作,能不知疲倦地從事繁重的、重復(fù)性的工作,并能搬運(yùn)較笨重的物品。例如,重復(fù)性搬運(yùn)往往使人感到厭煩和疲勞,容易造成誤操作,而機(jī)器人干這種工作比人更持久,更有效,也更可靠。
物料搬運(yùn)設(shè)備種類、型號眾多,選擇適合的物料搬運(yùn)設(shè)備取決于多個(gè)因素,如現(xiàn)場作業(yè)條件,所搬運(yùn)物料的形狀、尺寸、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)等。例如,像輸送機(jī)這樣的自動化或半自動化物料搬運(yùn)設(shè)備多用于產(chǎn)量大、從而搬運(yùn)量大、移動路線相對穩(wěn)定的場合。
選擇物料搬運(yùn)設(shè)備的基本要求包括:(1)物料搬運(yùn)設(shè)備應(yīng)盡可能合乎標(biāo)準(zhǔn);(2)盡可能把資金投在可移動的設(shè)備上,而不是投在固定不動的設(shè)備上;(3)物料搬運(yùn)設(shè)備性能必須能滿足生產(chǎn)或物流系統(tǒng)的要求,以保證物料搬運(yùn)設(shè)備的使用率,不讓設(shè)備閑置;(4)選取搬運(yùn)設(shè)備時(shí),應(yīng)選擇凈載重量與總重量之比盡可能大的設(shè)備;(5)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮重力流;(6)建成的搬運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)能提供盡可能大的連續(xù)的貨物流。
物料搬運(yùn)設(shè)備作業(yè)發(fā)生的費(fèi)用主要有設(shè)備投資額、運(yùn)營費(fèi)用和裝卸作業(yè)成本等項(xiàng)。設(shè)備投資額是平均每年機(jī)械設(shè)備投資的總和(包括購置費(fèi)用、安裝費(fèi)用和直接相關(guān)的附屬設(shè)備費(fèi)用)與其在一年內(nèi)完成的裝卸作業(yè)量的比值。物料搬運(yùn)設(shè)備的運(yùn)營費(fèi)用是指某種機(jī)械一年運(yùn)營總支出(包括維修費(fèi)用、勞動工資、動力消耗、照明等項(xiàng))和物料搬運(yùn)設(shè)備完成裝卸量的比值。裝卸作業(yè)成本是指在某一物流作業(yè)現(xiàn)場,機(jī)械每裝卸一噸貨物所支出的費(fèi)用,即每年平均設(shè)備投資支出和運(yùn)營支出的總和與每年物料搬運(yùn)設(shè)備作業(yè)現(xiàn)場完成的搬運(yùn)總噸數(shù)之比。
物料搬運(yùn)設(shè)備的配套是指根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)性質(zhì)、運(yùn)送形式、速度、搬運(yùn)距離等要求,合理選擇不同類型的相關(guān)物料搬運(yùn)設(shè)備。按搬運(yùn)作業(yè)量和被搬運(yùn)物資的種類進(jìn)行機(jī)械配套,在確定各種機(jī)械生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上,按每年搬運(yùn)1萬噸貨物需要的搬運(yùn)設(shè)備臺數(shù)和每臺物料搬運(yùn)設(shè)備所擔(dān)任裝卸物資的種類與每年完成裝卸貨物的噸數(shù)進(jìn)行配套。此外,還可以采用線性規(guī)劃方法來設(shè)計(jì)物料搬運(yùn)設(shè)備的配套方案,即,根據(jù)裝卸作業(yè)現(xiàn)場的要求,列出數(shù)個(gè)線性不等式,并確定目標(biāo)函數(shù),然后求出最優(yōu)的各種物料搬運(yùn)設(shè)備臺數(shù)。
在生產(chǎn)線中,選擇、規(guī)劃物料搬運(yùn)設(shè)備或解決方案的策略主要包括:
提高機(jī)械化水平
對于勞動強(qiáng)度大,工作條件差,搬運(yùn)、裝卸頻繁,動作重復(fù)的環(huán)節(jié),應(yīng)盡可能采用有效的機(jī)械化作業(yè)方式。今后的發(fā)展方向是,即使在人可以操作的場合,為了提高生產(chǎn)率、安全性、服務(wù)性和作業(yè)的適應(yīng)性等,也應(yīng)將人力操作轉(zhuǎn)由機(jī)械來實(shí)現(xiàn),讓人可以在更高級的工作中發(fā)揮作用。
2.減少無效作業(yè)
按一定的操作過程完成貨物的搬運(yùn)時(shí),還要完成許多其他作業(yè)。作業(yè)即產(chǎn)生費(fèi)用,因此,應(yīng)采取多種措施避免無效作業(yè),例如,減少作業(yè)數(shù)量,盡可能縮短搬運(yùn)距離等;只搬運(yùn)必要的物資,例如有些物資要去除雜質(zhì)之后再搬運(yùn)比較合理;避免過度包裝,減少無效負(fù)荷;提高裝載效率,充分發(fā)揮搬運(yùn)設(shè)備的能力和裝載空間;中空的物件可以填裝其他小物品再進(jìn)行搬運(yùn);減少倒搬次數(shù),因?yàn)樽鳂I(yè)次數(shù)增多不僅浪費(fèi)了人力、物力,還增加了物品損壞的可能性。
3.提高搬運(yùn)活性
裝卸活性是指貨物的存放狀態(tài)對搬運(yùn)作業(yè)的方便(或難易)程度,也稱為貨物的“活性”?;钚钥捎谩盎钚灾笖?shù)”進(jìn)行定量的衡量。例如,工廠的物料處于散放狀態(tài)的活性指數(shù)為0 (移動時(shí)需逐個(gè)用人力搬到運(yùn)輸工具中);處于集裝狀態(tài)活性指數(shù)為1(可一次性搬運(yùn));處于支墊狀態(tài),如置于托盤中其活性指數(shù)為2(可方便地使用機(jī)械搬運(yùn));處于裝載狀態(tài),如置于推車內(nèi),其活性指數(shù)為3(不需要借助其它機(jī)械便可搬運(yùn));處于傳送設(shè)備上移動的物料,其活性指數(shù)為4(貨物已處于移動狀態(tài))。
在貨場搬運(yùn)過程中,下一步工序比上一步工序的活性指數(shù)高,因而,下一步工序比上一步工序更便于作業(yè)時(shí),便稱為“活化”。搬運(yùn)的工序、工步應(yīng)設(shè)計(jì)得使貨物的活性指數(shù)逐步提高,因此被稱為“步步活化”。通過合理設(shè)計(jì)工序、工步,以做到步步活化作業(yè)的同時(shí),還要采取相應(yīng)的措施和方法盡量節(jié)省勞力,降低能耗。這些方法和措施的實(shí)例有:作業(yè)場地要盡量硬化;在滿足作業(yè)要求的前提下,貨物凈重與其單元毛重之比盡量接近于l;能進(jìn)行水平裝卸、滾動裝卸的,盡量采用水平裝卸和滾動裝卸等。
4.利用重力和減少附加重量
在貨物搬運(yùn)時(shí),應(yīng)盡可能利用貨物的自重,以節(jié)省能量和投資。例如,利用地形差進(jìn)行裝貨,采用重力式貨架堆貨等。在保證貨物搬運(yùn)安全的前提下,應(yīng)盡可能減少附加工具的自重和貨物的包裝重量。
5.保持物流的均衡順暢
當(dāng)物品的處理量波動較大時(shí),會使搬運(yùn)作業(yè)變得困難。但是,搬運(yùn)作業(yè)還受運(yùn)輸?shù)绕渌h(huán)節(jié)的制約,其節(jié)奏不能完全自主決定。因此,必須綜合各方面因素妥善安排,使物流量盡量均衡,避免忙閑不均的現(xiàn)象。
6.集裝單元化
將零散放置的物體歸整為統(tǒng)一格式的集裝單元稱為集裝單元化。為了提高搬運(yùn)效率,提高機(jī)械化、自動化程度和管理水平,應(yīng)根據(jù)設(shè)備能力,盡可能擴(kuò)大貨物的物流單元,例如采用托盤、貨箱等。這對搬運(yùn)作業(yè)的改善是至關(guān)重要的原則,可以達(dá)到以下目的:發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的效能,提高作業(yè)效率,搬運(yùn)方便,靈活性好;負(fù)載的大小均勻,有利于實(shí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化;在作業(yè)過程中避免物品損傷,保護(hù)被搬運(yùn)的物品等。
7.各環(huán)節(jié)均衡、協(xié)調(diào)
搬運(yùn)作業(yè)是各作業(yè)環(huán)節(jié)的有機(jī)組成,只有各環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào),才能使整條作業(yè)線產(chǎn)生預(yù)期的效果。應(yīng)使裝卸搬運(yùn)各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率協(xié)調(diào)一致,能力相互適應(yīng)。因?yàn)閭€(gè)別薄弱環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力決定了整個(gè)裝卸搬運(yùn)作業(yè)的綜合能力,所以,要針對薄弱環(huán)節(jié),提高其能力,使搬運(yùn)系統(tǒng)的綜合效率最高。
8.系統(tǒng)效率最大化
在貨物流通過程中,應(yīng)力求抬高包裝、裝卸、運(yùn)輸和保管等各物流要素的效率。由于各物流要素間存在著效益背反的關(guān)系,如果分別獨(dú)自進(jìn)行,那么,物流系統(tǒng)總體效率不一定高,因此,要從物流全局的觀點(diǎn)來研究解決問題
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