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(dòng)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(dòng)物流效率的提高；先進(jìn)物流技術(shù)通過搬運(yùn)裝備來實(shí)現(xiàn)。大型化和高速化；專用化和通用化；自動(dòng)化和智能化；成套化和系統(tǒng)化。二、物流的發(fā)展對(duì)物流設(shè)備的要求市場(chǎng)反應(yīng)越來越快，配送時(shí)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)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(shí)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(diǎn)到卸載點(diǎn)）

（裝卸機(jī)械、輸送機(jī)械和給料機(jī)械）倉儲(chǔ)設(shè)備（臨時(shí)存儲(chǔ)）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(dòng)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(jià)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(hào)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(tái)車（左圖）登高式手推臺(tái)車（右圖）手動(dòng)升降平臺(tái)車（下圖）手動(dòng)托盤搬運(yùn)車電動(dòng)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(duì)物料進(jìn)行起升、下降和水平運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)力：自由式、動(dòng)力式按傳動(dòng)特點(diǎn)：

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(dòng)、氣力輸送機(jī)按實(shí)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(dòng)輸送機(jī)（右中）氣力輸送機(jī)（右下）1、電梯2、升降臺(tái)剪叉式升降臺(tái)套缸式升降臺(tái)升縮柱式升降臺(tái)車載式升降臺(tái)折臂高空作業(yè)車四、垂直搬運(yùn)機(jī)械剪叉式升降臺(tái)定義：升降機(jī)構(gòu)為剪叉的升降臺(tái)。套缸式升降臺(tái)定義：升降機(jī)構(gòu)采用多級(jí)套缸式的升降臺(tái)。為保持高起升時(shí)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(tái)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(tái)定義：為提高升降臺(tái)的機(jī)動(dòng)性，將升降臺(tái)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jí)的方法是將每個(gè)AGV在緩沖站的停位點(diǎn)聯(lián)接成線。但生產(chǎn)實(shí)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(diǎn)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(xiǎn)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(dòng)距離、可重復(fù)性和準(zhǔn)確性三個(gè)因素組成，其中最小移動(dòng)距離由定位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(gè)裝配操作完成的周期決定?；鶎?duì)象尺寸、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(jì)劃區(qū)域被處理對(duì)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(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合，在易地中轉(zhuǎn)等作業(yè)時(shí)，不用換裝，提高通用性、減少搬運(yùn)作業(yè)時(shí)間、減輕物品的損失、損壞，從而節(jié)約費(fèi)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(shí)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(gè)貯存于倉庫貨架上，也可堆碼作工序問的臨時(shí)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(diǎn)舉例據(jù)鐵路部門統(tǒng)計(jì)，用人力裝車平均裝一車皮約需2小時(shí)，而采用集裝箱裝運(yùn)后，一個(gè)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(tái)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(chǎng)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(chǔ)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(tái)車一、自動(dòng)化倉庫的分類

二、自動(dòng)化倉庫的系統(tǒng)構(gòu)成

三、自動(dòng)化倉庫基本作業(yè)系統(tǒng)

四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程

五、立體布置方案

第四節(jié)自動(dòng)化倉庫一、自動(dòng)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(dòng)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(dòng)化倉庫與生產(chǎn)聯(lián)接的緊密程度

獨(dú)立型、半緊密型和緊密型倉庫

二、自動(dòng)化倉庫的系統(tǒng)構(gòu)成

自動(dòng)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(dòng)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(chǔ)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(dòng)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(chǔ)的兩種觀點(diǎn)它是一種資產(chǎn)，用來預(yù)防預(yù)測(cè)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(fèi)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(diǎn)對(duì)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(chǔ)規(guī)劃設(shè)計(jì)、倉儲(chǔ)管理）個(gè)人觀點(diǎn)2：企業(yè)過程中充滿了效益背反現(xiàn)象個(gè)人觀點(diǎn)1：庫存并不是簡單的資源儲(chǔ)備緩沖器或浪費(fèi)問題三、自動(dòng)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(dòng)分揀系統(tǒng)

控制裝置、分類裝置、輸送裝置、分揀道口通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息處理和控制，配合機(jī)械自動(dòng)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(gè)完整的自動(dòng)化分揀系統(tǒng)。

四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)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(duì)土建及公用工程的設(shè)計(jì)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(yàn)收處、儲(chǔ)存區(qū)、配套區(qū)和發(fā)貨處的相互布局。

舉例：自動(dòng)化立體倉庫的規(guī)劃設(shè)計(jì)

（一）倉庫系統(tǒng)簡介

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

自動(dòng)存取設(shè)備

分揀系統(tǒng)

輸送設(shè)備

計(jì)算機(jī)管理與控制

自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)立體倉庫平面布置圖

右圖所示的自動(dòng)化立體倉庫實(shí)現(xiàn)了五個(gè)巷道公用一臺(tái)堆垛機(jī)。

該立體倉庫整個(gè)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(gè)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(duì)生產(chǎn)經(jīng)營緩沖平衡的需要；倉庫建設(shè)投資費(fèi)用和建成后的經(jīng)營費(fèi)用是庫容量經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)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(shí)，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(gè)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(jì)算（概率論）：

無貨架堆放時(shí)，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(jì)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(jì)算（設(shè)實(shí)際需求庫容量為

1000個(gè)貨位）：6、倉容利用率（庫存評(píng)價(jià)）：

示例結(jié)論：