物料搬運(yùn)裝備與技術(shù)

第五章物料搬運(yùn)裝備與技術(shù)

第一節(jié)概述

第二節(jié)物料搬運(yùn)設(shè)備第三節(jié)集裝單元化技術(shù)第四節(jié)自動化倉庫第五節(jié)物料搬運(yùn)信息技術(shù)第一節(jié)概述一、物流設(shè)備的發(fā)展

物流技術(shù)發(fā)展推動物流效率的提高；先進(jìn)物流技術(shù)通過搬運(yùn)裝備來實現(xiàn)。大型化和高速化；專用化和通用化；自動化和智能化；成套化和系統(tǒng)化。二、物流的發(fā)展對物流設(shè)備的要求市場反應(yīng)越來越快，配送時間越來越短，商品周轉(zhuǎn)越來越頻繁，物流服務(wù)快速化要求越來越明顯；物流與供應(yīng)鏈集成；實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化、機(jī)械化、無紙化和智能化；最優(yōu)的庫存控制水平、健全的物流網(wǎng)絡(luò)體系；實現(xiàn)物流服務(wù)的綠色化。

三、物流設(shè)備的分類交通運(yùn)輸工具（從供應(yīng)方到需求方）

（火車、輪船、汽車、飛機(jī)和管道等）運(yùn)輸機(jī)械（從裝載點到卸載點）

（裝卸機(jī)械、輸送機(jī)械和給料機(jī)械）倉儲設(shè)備（臨時存儲）四、物流設(shè)備選用的一般原則

符合貨物的特性適應(yīng)物流量的需要各物流設(shè)備的相應(yīng)協(xié)調(diào)性物流設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性和使用性應(yīng)具有超前性和富余量第二節(jié)物料搬運(yùn)設(shè)備一、物料搬運(yùn)設(shè)備的選擇1、選擇原則：前述5條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、性價比能耗：是否符合電力供應(yīng)情況備件、維修和存放方式搬運(yùn)頻率復(fù)雜搬運(yùn)設(shè)備簡單運(yùn)輸設(shè)備簡單搬運(yùn)設(shè)備復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備距離物流量設(shè)備的類型、型號和數(shù)量物料搬運(yùn)設(shè)備一、搬運(yùn)車輛二、起重機(jī)械三、輸送機(jī)械四、垂直搬運(yùn)機(jī)械杠桿式手推車（右圖）手推臺車（左圖）登高式手推臺車（右圖）手動升降平臺車（下圖）手動托盤搬運(yùn)車電動托盤搬運(yùn)車

踏板駕駛式

步行式

側(cè)座式平衡重式叉車（右圖）側(cè)面叉車（下圖）

前移式叉車(右圖)

插腿式叉車(下圖)1、定義一種以間歇作業(yè)方式對物料進(jìn)行起升、下降和水平運(yùn)動的機(jī)械設(shè)備的總稱。2、主要技術(shù)參數(shù)

起升質(zhì)量起升高度幅度工作速度

二、起重機(jī)械手拉葫蘆（右圖）

手板葫蘆（左圖）通用橋式起重機(jī)

門式起重機(jī)固定定柱式起重機(jī)（右圖）固定轉(zhuǎn)柱式起重機(jī)

(下圖)固定旋轉(zhuǎn)起重機(jī)汽車起重機(jī)(右圖)行動旋轉(zhuǎn)起重機(jī)輪胎起重機(jī)(左圖)三、輸送機(jī)械定義：

是指以連續(xù)、均勻、穩(wěn)定或間歇的輸送方式，沿著一定的路線來裝卸和搬運(yùn)散料或成件物品的裝卸機(jī)械。用途：工廠企業(yè)的流水生產(chǎn)線；物料輸送線和流通中心；配送中心物料的快速分揀。輸送機(jī)械的分類按使用范圍:生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)、分揀運(yùn)輸系統(tǒng)按貨物種類：散粒物料、成件物品、混合型按輸送動力：自由式、動力式按傳動特點：

有撓性牽引件：帶式、鏈?zhǔn)?、懸掛、埋刮板、斗式輸送機(jī)

無撓性牽引件：滾柱、輥道、螺旋、振動、氣力輸送機(jī)按實現(xiàn)的空間轉(zhuǎn)移:水平式、傾斜式、垂直式

帶式輸送機(jī)（右圖）

水平鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)（左圖）

懸掛輸送機(jī)（右上圖）

埋刮板輸送機(jī)（下圖）斗式提升機(jī)

輥道輸送機(jī)

(左圖)

滾柱輸送機(jī)（右圖）螺旋輸送機(jī)（右上）振動輸送機(jī)（右中）氣力輸送機(jī)（右下）1、電梯2、升降臺剪叉式升降臺套缸式升降臺升縮柱式升降臺車載式升降臺折臂高空作業(yè)車四、垂直搬運(yùn)機(jī)械剪叉式升降臺定義：升降機(jī)構(gòu)為剪叉的升降臺。套缸式升降臺定義：升降機(jī)構(gòu)采用多級套缸式的升降臺。為保持高起升時的穩(wěn)定性，在套缸兩側(cè)設(shè)有塔形梯狀護(hù)架。升縮柱式升降臺定義：升降機(jī)構(gòu)為升縮柱式的高空作業(yè)車車載式升降臺定義：為提高升降臺的機(jī)動性，將升降臺固定在電瓶搬運(yùn)車或貨車上，以適應(yīng)廠區(qū)內(nèi)外的高空作業(yè)。折臂高空作業(yè)車定義：升降機(jī)構(gòu)為折臂式，運(yùn)行機(jī)構(gòu)為輪胎式車輛的高空作業(yè)車。具有高的起升高度和高的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸性能。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。先進(jìn)物料搬運(yùn)設(shè)備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，AGV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

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)或從事危險工況。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：由整個裝配操作完成的周期決定?；鶎ο蟪叽?、形狀、重量機(jī)器人的任務(wù)機(jī)器人的需求載荷與機(jī)器人尺寸的比較可行的車間層計劃區(qū)域被處理對象尺寸、形狀、重量裝配技術(shù)載荷與機(jī)器人尺寸的比較選擇開始選擇結(jié)束尋找其他更合適的機(jī)器人機(jī)器人的選擇方法第三節(jié)物流集裝技術(shù)物料搬運(yùn)的經(jīng)濟(jì)程度與貨物的規(guī)模直接成正比。托盤化：尺寸：ISO基本標(biāo)準(zhǔn)：800×1000；800×1200；1000×1200（毫米）高度：1100或2200毫米；載重：500－2000公斤集裝箱化：尺寸：2438×2438×6058（毫米）和2438×2438×12191（毫米）重量：5、10、20、30（噸）物流標(biāo)準(zhǔn)化物流標(biāo)準(zhǔn)化是指物品包裝尺寸和集裝單元的尺寸要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定倉庫的貨架、運(yùn)輸車輛、輸送設(shè)備和垂直提升等設(shè)備的主要性能參數(shù)。物流標(biāo)準(zhǔn)化有利于物流系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合，在易地中轉(zhuǎn)等作業(yè)時，不用換裝，提高通用性、減少搬運(yùn)作業(yè)時間、減輕物品的損失、損壞，從而節(jié)約費用。

包裝尺寸標(biāo)準(zhǔn)化包裝通常是物流的起始環(huán)節(jié)。簡化、統(tǒng)一商品的包裝規(guī)格尺寸，實施標(biāo)準(zhǔn)化管理有利于簡化物流系統(tǒng)。系列國標(biāo)規(guī)定了各種形式的運(yùn)輸包裝尺寸系列，使各種規(guī)格與品種的包裝件可以相互組合、相互匹配，形成了集合包裝的單元貨物。

物流容器標(biāo)準(zhǔn)化物流容器或貨箱是工廠、企業(yè)、商業(yè)等部門用來盛放小型物料，以供人工或機(jī)具搬運(yùn)的常見器具。容器使用范圍廣，需用量大，廣泛用于車間內(nèi)部的工序間或工序內(nèi)。由人工或配以重力式輸送機(jī)進(jìn)行搬運(yùn)，可單個貯存于倉庫貨架上，也可堆碼作工序問的臨時貯存，在商業(yè)上被廣泛用作商品周轉(zhuǎn)、陳列、貯存。

物流集裝優(yōu)點舉例據(jù)鐵路部門統(tǒng)計，用人力裝車平均裝一車皮約需2小時，而采用集裝箱裝運(yùn)后，一個車皮僅需20分鐘。美國與世界其他地區(qū)之間海上貿(mào)易的75％使用大集裝箱運(yùn)輸，而不像以前那樣包裝在箱子、桶、袋子和盒子里。

集裝單元集裝箱集裝袋托盤柱式托盤平托盤網(wǎng)箱托盤箱式托盤物流臺車集裝箱集裝箱是具有一定規(guī)格和強(qiáng)度進(jìn)行周轉(zhuǎn)用的大型貨箱。根據(jù)貨物特性和運(yùn)輸需要，集裝箱可以用鋼、鋁、塑料等各種材料制成。它適合于鐵路、水路、公路、航空等多種運(yùn)輸方式的現(xiàn)代化裝卸和運(yùn)輸，是倉庫外部物流合理化的集裝化運(yùn)輸用具。集裝箱堆場集裝箱叉車集裝箱吊裝與集裝袋柱式托盤以托盤作為倉儲貨物集裝單元化的裝載工具，可始終用機(jī)械裝備如叉車等來裝卸、搬運(yùn)、保管貨物。在上述物流環(huán)節(jié)中，同一托盤連續(xù)使用，不需更換。平托盤

標(biāo)準(zhǔn)單面木制托盤(a)

雙面托盤(b)

四面方角托盤(c)

雙翼托盤(d)

三層托盤(e)物流臺車一、自動化倉庫的分類

二、自動化倉庫的系統(tǒng)構(gòu)成

三、自動化倉庫基本作業(yè)系統(tǒng)

四、系統(tǒng)設(shè)計過程

五、立體布置方案

第四節(jié)自動化倉庫一、自動化倉庫的分類

按建筑形式

整體式和分離式按貨物存取形式

單元貨架式、移動貨架式和揀選貨架式按貨架構(gòu)造形式

單元貨格式、貫通式、水平循環(huán)式和垂直循環(huán)式倉庫

按所起的作用

生產(chǎn)性倉庫和流通性倉庫按自動化倉庫與生產(chǎn)聯(lián)接的緊密程度

獨立型、半緊密型和緊密型倉庫

二、自動化倉庫的系統(tǒng)構(gòu)成

自動化倉庫主要由三大部組成：土建及公用工程設(shè)施機(jī)械設(shè)備電氣與電子設(shè)備

(一)貨架

1、層架

2、托盤貨架

3、閣樓式貨架

4、懸臂式貨架

5、移動式貨架

6、重力式貨架

7、貫通式貨架

8、旋轉(zhuǎn)式貨架(二)搬運(yùn)設(shè)備

1、高架叉車

2、堆垛機(jī)

倉儲設(shè)備1、層架BACK2、托盤貨架式BACK3、閣樓式貨架BACK4、懸臂式貨架BACK5、移動貨架式BACK6、重力式貨架BACK7、貫通貨架系統(tǒng)BACK8、旋轉(zhuǎn)式貨架BACK巷道式堆垛起重機(jī)（有軌堆垛機(jī)）

StackerCraneBACK轉(zhuǎn)柱式堆垛機(jī)轉(zhuǎn)叉式堆垛機(jī)BACK關(guān)于倉儲的兩種觀點它是一種資產(chǎn)，用來預(yù)防預(yù)測的誤差、機(jī)床的故障、供應(yīng)商延期交貨。庫存是緩沖器，是保證連續(xù)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。它是生產(chǎn)過剩所引起的浪費的直接表現(xiàn)。庫存的存在掩蓋了生產(chǎn)管理的許多問題，應(yīng)盡一切努力減少庫存。討論：上述兩種觀點對企業(yè)的經(jīng)營生產(chǎn)將產(chǎn)生怎樣的影響？庫存究竟是如何產(chǎn)生的？問題：該不該有庫存？（委托—代理機(jī)制不完善）該有怎樣的庫存？（倉儲規(guī)劃設(shè)計、倉儲管理）個人觀點2：企業(yè)過程中充滿了效益背反現(xiàn)象個人觀點1：庫存并不是簡單的資源儲備緩沖器或浪費問題三、自動化倉庫基本作業(yè)系統(tǒng)

（一）進(jìn)出貨作業(yè)系統(tǒng)

（二）自動分揀系統(tǒng)

控制裝置、分類裝置、輸送裝置、分揀道口通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息處理和控制，配合機(jī)械自動控制裝置和設(shè)備及相應(yīng)的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個完整的自動化分揀系統(tǒng)。

四、系統(tǒng)設(shè)計過程

（一）需求分析(準(zhǔn)備階段)（二）確定貨物單元形式及規(guī)格（三）確定自動化倉庫的形式、作業(yè)方式和機(jī)械設(shè)備參數(shù)（四）建立模型（五）確定工藝流程并核算倉庫工作能力（六）提出對土建及公用工程的設(shè)計要求（七）選定控制方式和倉庫管理方式五、立體布置方案

立體布置方案的選擇取決于下列因素：貨架結(jié)構(gòu)；倉庫用的起重運(yùn)輸機(jī)類型；待處理貨物的數(shù)量和種類；按貨物種類和用途劃分的貨架段和組合貨架的專用化程度；貨物驗收處、儲存區(qū)、配套區(qū)和發(fā)貨處的相互布局。

舉例：自動化立體倉庫的規(guī)劃設(shè)計

（一）倉庫系統(tǒng)簡介

自動化立體倉庫是通過倉庫管理計算機(jī)對存儲物資進(jìn)行編碼、入庫、出庫、分揀管理，并自動完成物資的存取及輸送。立體貨架

自動存取設(shè)備

分揀系統(tǒng)

輸送設(shè)備

計算機(jī)管理與控制

自動化立體倉庫系統(tǒng)立體倉庫平面布置圖

右圖所示的自動化立體倉庫實現(xiàn)了五個巷道公用一臺堆垛機(jī)。

該立體倉庫整個貨架系統(tǒng)采用全組合式結(jié)構(gòu)，高25米，將貨架和庫房鋼結(jié)構(gòu)合二為一，完成整個系統(tǒng)的整合。

庫容量的確定

一、庫容量

是倉庫的主要參數(shù)之一，是規(guī)劃倉庫的首先要確定的問題。二、庫容量的大小首先取決于倉庫對生產(chǎn)經(jīng)營緩沖平衡的需要；倉庫建設(shè)投資費用和建成后的經(jīng)營費用是庫容量經(jīng)濟(jì)性的評價指標(biāo)；出入庫頻率（倉庫另一主要參數(shù)）與庫容量密切相關(guān)，當(dāng)出庫與入庫頻率一致時，庫容量可為極小值；此外，庫容量還與庫內(nèi)貨物存放形式、裝卸搬運(yùn)機(jī)械類型及通道有關(guān)。

示例為一無貨架倉庫：通道兩側(cè)各有兩排貨物（即貨堆深度為兩個貨位），每排貨物有若干列，每列堆碼四層。 1、蜂窩型空缺系數(shù)的計算（概率論）：

無貨架堆放時，必須將同一種物品存放在一堆，如果在一列貨堆上取走一層或幾層，所產(chǎn)生的空缺不能用別的貨物填補(bǔ)，從而影響了庫容量的充分利用，這就是蜂窩空缺。

空缺系數(shù)期望值：

n

表示一列貨位堆碼貨物的件數(shù)。

例中：

2、通道損失計算（設(shè)叉車通道3米）： 總面積=1+1+3+1+1=7

可利用面積=1+1+1+1=4

則：損失=3/73、空缺損失：4、總損失：5、庫存容量計算（設(shè)實際需求庫容量為

1000個貨位）：6、倉容利用率（庫存評價）：

示例結(jié)論：