物料搬運設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用

張　杰

物料搬運設(shè)備及相關(guān)技術(shù)劉兆國

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，物料搬運設(shè)備在生產(chǎn)過程中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。同時，物料搬運設(shè)備和技術(shù)也在不斷更新，正朝著實用化和輕型化、專用化和通用化、自動化和智能化、成套化和系統(tǒng)化以及“綠色化”的方向發(fā)展。企業(yè)應(yīng)該如何高效地使用物料搬運設(shè)備、在哪些環(huán)節(jié)使用、如何選擇適用的物料搬運設(shè)備等問題變得越來越復(fù)雜，也因此受到了更多的關(guān)注。

在本期專題中，我們邀請物流系統(tǒng)集成商、物料搬運設(shè)備供應(yīng)商以及制造企業(yè)，分別對物料搬運設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用狀況進行了介紹，借此希望能給有關(guān)企業(yè)的物料搬運系統(tǒng)的建設(shè)提供一些有益的思路和建議

在物流過程中，物料搬運活動是不斷出現(xiàn)和反復(fù)進行的，頻率高于其他各項物流活動，而且每次物料搬運活動都要花費很長時間，所以往往成為決定物流速度的關(guān)鍵。物料搬運活動所消耗的人力也很多，所以搬運費用在物流成本中所占的比重也較高。因此，提高物流效率，降低物流費用，搬運是個需要研究的重點環(huán)節(jié)。

隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大和自動化程度的提高，物料搬運費用在工業(yè)生產(chǎn)成本中所占比例越來越大。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，每生產(chǎn)1噸的產(chǎn)品，往往需要252噸次的裝卸搬運，其成本為加工成本的15.5％。美國工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中裝卸搬運費用占總成本的20％～30％，德國企業(yè)物料搬運費用占營業(yè)額的1/3。因此，加強對物料搬運設(shè)備及相關(guān)技術(shù)的研究，對改進物流管理、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期、加速資金周轉(zhuǎn)和提高整體效益有重大意義。

制造生產(chǎn)線中的物料搬運設(shè)備

目前應(yīng)用在制造生產(chǎn)線中的物料搬運設(shè)備主要有五種：輸送機、工業(yè)車輛、自動導(dǎo)向車、吊車和葫蘆、工業(yè)機器人。

1輸送機。是能將物料從一個地點傳送到另一個地點的一組固定設(shè)備，按其結(jié)構(gòu)和功能的不同，分成滾筒、鏈式、翻斗和皮帶等種類。輸送機的主要優(yōu)點是不需要操作者，運送量大，運輸成本低；其缺點主要是投資大，占空間大，運輸路線難以調(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)燃機或電動機帶動。工業(yè)車輛包括輕小型搬運車、叉車、牽引車等種類。其優(yōu)點是運輸靈活，投資較少；缺點是需要通道，需要人駕駛，運輸成本比傳送帶高。

3自動導(dǎo)引車(Automaticaloy GuidedVehicle，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，其運動受信號控制，一般采用遙控計算機來儲存指令，一臺計算機可以控制數(shù)臺在不同地點工作的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)機器人。工業(yè)機器人是具有人的某些特征的可編程機器，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)機器人可以在條件惡劣或危險的環(huán)境下工作，能不知疲倦地從事繁重的、重復(fù)性的工作，并能搬運較笨重的物品。例如，重復(fù)性搬運往往使人感到厭煩和疲勞，容易造成誤操作，而機器人干這種工作比人更持久，更有效，也更可靠。

總之，各種物料搬運設(shè)備在物流作業(yè)中發(fā)揮著重要作用，極大地減輕了人們的勞動強度，提高了搬運效率與質(zhì)量，降低了物流成本，促進了物流的快速發(fā)展。

物料搬運設(shè)備的使用現(xiàn)狀

自上世紀七十年代末以來，我國生產(chǎn)線中的物料搬運設(shè)備有了較快的發(fā)展，各種設(shè)備數(shù)量大幅增長，技術(shù)性能日趨提高。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在生產(chǎn)線物流活動中的應(yīng)用，物料搬運技術(shù)不斷提升與發(fā)展，先進的物料搬運設(shè)備與系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)；我國已具備開發(fā)研制大型搬運設(shè)備和自動化物流系統(tǒng)的能力。目前，我國生產(chǎn)線中物料搬運設(shè)備的使用狀況表現(xiàn)在如下幾個方面：

1物料搬運設(shè)備總體數(shù)量迅速增加。

2物料搬運設(shè)備的自動化水平和信息化程度得到了一定的提高。以往我們的生產(chǎn)線物料搬運設(shè)備基本上是以手工或半機械化為主，工作效率較低。但是，近年來，物料搬運設(shè)備在自動化水平和信息化程度方面有了明顯提高，使作業(yè)效率得到了較大改善。

3基本形成了物料搬運設(shè)備生產(chǎn)、銷售和消費系統(tǒng)。以前，經(jīng)常發(fā)生這樣的情況，如有物料搬運設(shè)備需求，但很難找到相應(yīng)生產(chǎn)企業(yè)；或有物料搬運設(shè)備生產(chǎn)，卻因銷售系統(tǒng)不完善、需求不足，導(dǎo)致物料搬運設(shè)備生產(chǎn)無法持續(xù)等。而今物料搬運設(shè)備的生產(chǎn)、銷售、消費的系統(tǒng)已經(jīng)基本形成，整個行業(yè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展勢頭。

4物料搬運設(shè)備在生產(chǎn)企業(yè)的各個生產(chǎn)、物流環(huán)節(jié)得到了較全面的應(yīng)用。

5專業(yè)化的新型物料搬運設(shè)備和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。隨著物流各環(huán)節(jié)分工的不斷細化，隨著以滿足顧客需要為宗旨的物流服務(wù)需求的上升，物料搬運設(shè)備的專業(yè)化程度逐漸提高，專門為某一物流作業(yè)環(huán)節(jié)、某種特定商品、某個專門客戶提供的物料搬運設(shè)備不斷涌現(xiàn)。

物料搬運設(shè)備發(fā)展中存在的問題

近年來，物流業(yè)的高速發(fā)展使先進的物料搬運設(shè)備得到了越來越廣泛的應(yīng)用，但無論從行業(yè)發(fā)展還是應(yīng)用角度來看，我國物料搬運設(shè)備的發(fā)展還不能完全滿足現(xiàn)階段全新物流任務(wù)的要求，具體說來主要有以下幾個方面：

1我國尚處于物料搬運設(shè)備發(fā)展的起步階段，既缺少行業(yè)標準，又沒有行業(yè)組織，致使各種物料搬運設(shè)備標準不統(tǒng)一，相互銜接配套差。

2物料搬運設(shè)備供應(yīng)商數(shù)量眾多，但大部分企業(yè)規(guī)模偏小，實力較弱，尤其是技術(shù)研發(fā)投入不足，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)水平難以快速提升。

3應(yīng)用企業(yè)只重視單一設(shè)備的質(zhì)量與選型，沒有通盤考慮整個物料搬運系統(tǒng)如何達到最優(yōu)化。

4絕大多數(shù)企業(yè)仍將價格作為選擇物料搬運設(shè)備的首要因素，而忽視了對產(chǎn)品內(nèi)在品質(zhì)與安全指標的考察。

5部分企業(yè)對物料搬運設(shè)備的作用缺乏足夠的認識，在系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計時帶有盲目性，造成設(shè)備使用上的不便或資源的浪費。

6物料搬運設(shè)備的管理并沒有被廣泛納入物流管理的內(nèi)容，搬運設(shè)備的使用率不高，設(shè)備閑置時間較長。

應(yīng)用解決方案和策略

物料搬運設(shè)備種類、型號眾多，選擇適合的物料搬運設(shè)備取決于多個因素，如現(xiàn)場作業(yè)條件，所搬運物料的形狀、尺寸、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)等。例如，像輸送機這樣的自動化或半自動化物料搬運設(shè)備多用于產(chǎn)量大、從而搬運量大、移動路線相對穩(wěn)定的場合。

選擇物料搬運設(shè)備的基本要求包括：(1)物料搬運設(shè)備應(yīng)盡可能合乎標準；(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，以保證物料搬運設(shè)備的使用率，不讓設(shè)備閑置；(4)選取搬運設(shè)備時，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)計時應(yīng)該考慮重力流；(6)建成的搬運系統(tǒng)應(yīng)能提供盡可能大的連續(xù)的貨物流。

物料搬運設(shè)備作業(yè)發(fā)生的費用主要有設(shè)備投資額、運營費用和裝卸作業(yè)成本等項。設(shè)備投資額是平均每年機械設(shè)備投資的總和(包括購置費用、安裝費用和直接相關(guān)的附屬設(shè)備費用)與其在一年內(nèi)完成的裝卸作業(yè)量的比值。物料搬運設(shè)備的運營費用是指某種機械一年運營總支出(包括維修費用、勞動工資、動力消耗、照明等項)和物料搬運設(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。機械每裝卸一噸貨物所支出的費用，即每年平均設(shè)備投資支出和運營支出的總和與每年物料搬運設(shè)備作業(yè)現(xiàn)場完成的搬運總噸數(shù)之比。

物料搬運設(shè)備的配套是指根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)性質(zhì)、運送形式、速度、搬運距離等要求，合理選擇不同類型的相關(guān)物料搬運設(shè)備。按搬運作業(yè)量和被搬運物資的種類進行機械配套，在確定各種機械生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上，按每年搬運1萬噸貨物需要的搬運設(shè)備臺數(shù)和每臺物料搬運設(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)進行配套。此外，還可以采用線性規(guī)劃方法來設(shè)計物料搬運設(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)個線性不等式，并確定目標函數(shù)，然后求出最優(yōu)的各種物料搬運設(shè)備合數(shù)。

在生產(chǎn)線中，選擇、規(guī)劃物料搬運設(shè)備或解決方案的策略主要包括：

1提高機械化水平

對于勞動強度大，工作條件差，搬運、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)由機械來實現(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時，還要完成許多其他作業(yè)。作業(yè)即產(chǎn)生費用，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，盡可能縮短搬運距離等；只搬運必要的物資，例如有些物資要去除雜質(zhì)之后再搬運比較合理；避免過度包裝，減少無效負荷；提高裝載效率，充分發(fā)揮搬運設(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行搬運；減少倒搬次數(shù)，因為作業(yè)次數(shù)增多不僅浪費了人力、物力，還增加了物品損壞的可能性。

3提高搬運活性

裝卸活性是指貨物的存放狀態(tài)對搬運作業(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(移動時需逐個用人力搬到運輸工具中)；處于集裝狀態(tài)活性指數(shù)為1(可一次性搬運)；處于支墊狀態(tài)，如置于托盤中其活性指數(shù)為2(可方便地使用機械搬運)；處于裝載狀態(tài)，如置于推車內(nèi)，其活性指數(shù)為3(不需要借助其它機械便可搬運)；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，便稱為“活化”。搬運的工序、工步應(yīng)設(shè)計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)計工序、工步，以做到步步活化作業(yè)的同時，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1；能進行水平裝卸、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

在貨物搬運時，應(yīng)盡可能利用貨物的自重，以節(jié)省能量和投資。例如，利用地形差進行裝貨，采用重力式貨架堆貨等。在保證貨物搬運安全的前提下，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

當物品的處理量波動較大時，會使搬運作業(yè)變得困難。但是，搬運作業(yè)還受運輸?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。為了提高搬運效率，提高機械化、自動化程度和管理水平，應(yīng)根據(jù)設(shè)備能力，盡可能擴大貨物的物流單元，例如采用托盤、貨箱等。這對搬運作業(yè)的改善是至關(guān)重要的原則，可以達到以下目的：發(fā)揮機械設(shè)備的效能，提高作業(yè)效率，搬運方便，靈活性好；負載的大小均勻，有利于實行作業(yè)標準化；在作業(yè)過程中避免物品損傷，保護被搬運的物品等。

7各環(huán)節(jié)均衡、協(xié)調(diào)

搬運作業(yè)是各作業(yè)環(huán)節(jié)的有機組成，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)。因為個別薄弱環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力決定了整個裝卸搬運作業(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，如果分別獨自進行，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來研究解決問題。

物料搬運技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著現(xiàn)代物流的發(fā)展，物料搬運設(shè)備與技術(shù)呈現(xiàn)出以下幾個發(fā)展趨勢：

1實用化和輕型化

由于物料搬運設(shè)備是在通用的場合使用，因此應(yīng)易操作，易維護，具有耐久性、無故障性和良好的經(jīng)濟性，以及較高的安全性、可靠性和環(huán)保性。這類設(shè)備批量較大、用途廣；考慮到系統(tǒng)綜合效益，可降低其外形高度，簡化結(jié)構(gòu)，降低造價，同時也可減少設(shè)備的運行成本。

2專用化和通用化

隨著物流的多樣化，物料搬運設(shè)備的品種越來越多且不斷更新。物流活動的系統(tǒng)性、一致性、經(jīng)濟性、機動性，要求一些設(shè)備向?qū)ｉT化方向發(fā)展，一些物料搬運設(shè)備向通用化、標準化方向發(fā)展。

物科搬運設(shè)備專門化是提高物流效率的基礎(chǔ)，主要體現(xiàn)在兩個方面：一是物料搬運設(shè)備專門化，即以物流工具為主體的物流對象專門化；二是物料搬運技術(shù)專門化，其中比較典型的是管道運輸。而通用化的搬運工具為物流系統(tǒng)運作的高效率提供了基本保證。通用化設(shè)備還可以實現(xiàn)物流作業(yè)的快速轉(zhuǎn)換，可極大提高物流作業(yè)效率。

3自動化和智能化

將機械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進的電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)用到機械的驅(qū)動和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)物料搬運設(shè)備的自動化和智能化將是今后的發(fā)展方向。例如，大型高效起重機的新一代電

氣控制裝置將發(fā)展為全自動數(shù)字化控制系統(tǒng)，可使起重機具有更高的柔性，以提高單機綜合自動化水平。此外，衛(wèi)星通信技術(shù)及計算機、網(wǎng)絡(luò)等多項高新技術(shù)結(jié)合起來的物料搬運技術(shù)正在逐漸被應(yīng)用。

4成套化和系統(tǒng)化

只有當組成物流系統(tǒng)的設(shè)備成套、匹配時，物流系統(tǒng)才是最有效、最經(jīng)濟的。在物料搬運設(shè)備單機自動化的基礎(chǔ)上，通過計算機把各種物流設(shè)備組成一個集成系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與物流系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，形成不同機種的最佳匹配和組合，將會使其取長補短，發(fā)揮最佳效用。為此，成套化和系統(tǒng)化的物料搬運設(shè)備具有廣闊發(fā)展前景，以后將重點發(fā)展的有工廠生產(chǎn)搬運自動化系統(tǒng)、貨物配送集散系統(tǒng)、集裝箱裝卸搬運系統(tǒng)、貨物自動分揀與搬運系統(tǒng)等。

5綠色化

“綠色”就是要達到環(huán)保要求，這涉及到兩個方面：一是與牽引動力的發(fā)展以及制造、輔助材料等有關(guān)，二是與使用有關(guān)。對于牽引力的發(fā)展，一要提高牽引動力，二要有效利用能源，減少污染排放，使用清潔能源及新型動力。對于使用因素，包括對各種物料搬運設(shè)備的維護，合理調(diào)度，恰當使用等。

物料搬運設(shè)備行業(yè)發(fā)展建議

借鑒國外物料搬運設(shè)備發(fā)展的先進經(jīng)驗，結(jié)合我國物流發(fā)展的實際情況及存在的主要問題，可以采取如下措施來加快我國物料搬運設(shè)備行業(yè)的發(fā)展：

1加快物料搬運設(shè)備標準化制定工作。標準化對于提高物流運作效率起著至關(guān)重要的作用，統(tǒng)一的標準有利于各種設(shè)備之間的相互銜接配套，有利于物流企業(yè)之間的業(yè)務(wù)合作，從而縮短物流作業(yè)時間，提高生產(chǎn)效率，改善物流服務(wù)質(zhì)量，降低物流成本在生產(chǎn)總成本中所占的比重。

2加大對物料搬運設(shè)備的投資力度。應(yīng)對物料搬運設(shè)備的實際應(yīng)用情況進行調(diào)查研究，注重發(fā)展技術(shù)含量高的物料搬運設(shè)備，有意識地淘汰陳舊落后效率差、安全性能低的物料搬運設(shè)備，配置先進物流機械設(shè)施。

3規(guī)范物料搬運設(shè)備供應(yīng)商的經(jīng)營行為，鼓勵其擴大經(jīng)營規(guī)模，提高技術(shù)水平和設(shè)計能力，從而生產(chǎn)出更好的物料搬運設(shè)備。

4引導(dǎo)企業(yè)在選擇物料搬運設(shè)備時，不僅注重設(shè)備的價格，還要注重設(shè)備的質(zhì)量、安全性能以及對整個系統(tǒng)的作用，并結(jié)合自身實際需要選擇合適的物料搬運設(shè)備，使整個系統(tǒng)效益最優(yōu)。

5提高企業(yè)對物料搬運設(shè)備在物流發(fā)展中的認識，使其在進行物料搬運設(shè)備系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時能通盤考慮，避免使用不便和資源浪費。

6無論是企業(yè)還是各級政府都要把物料搬運設(shè)備管理納入物流管理的內(nèi)容。物料搬運設(shè)備是物流成本的一部分，應(yīng)重視物料搬運設(shè)備的管理和研究，提高物料搬運設(shè)備的使用效率，盡量減少物料搬運設(shè)備的閑置時間。同時應(yīng)注重對物料搬運設(shè)備安全性能的檢測和維修，減緩設(shè)備磨損速度，延長其使用壽命，防止設(shè)備非正常損壞，保障其正常運行。