Abstract Lot-sizing models play an important role in optimizing the performance of internal logistics systems that involve a large amount of manual material handling (MMH) tasks. The performance of MMH tasks should be assessed using multiple criteria rather than being merely cost-oriented, considering the fact that the lot size affects the workload and can result in work-related musculoskeletal disorders (WMSDs). This study aims to integrate biomechanical and physiological guidelines into a cost-based performance optimization model of MMH tasks. In this study, we consider the impact of lot size on lifting frequency, which is reflected in the Composite Lifting Index (CLI), an extension of the National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). In addition, the energy expenditure rates of operators are estimated by applying an established physiological method. The energy expenditure results are used to calculate rest allowance during a handling process that help keep workload levels acceptable. To make the model more general, we consider different manual material shipping scenarios and intermodal replenishment cases. Finally, a sustainable lot-sizing model is applied in a two-stage intermodal replenishment case and several numerical experiments to determine the influence of item weight, speed, distance, and opportunity cost. The results indicate that the proposed model can ease the ergonomic strain of operators without compromising economic efficiency.

中文翻译：

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通过增强的批量模型提高组合手动材料处理的可持续性

摘要 批量模型在优化涉及大量人工物料搬运 (MMH) 任务的内部物流系统的性能方面发挥着重要作用。考虑到批量大小会影响工作量并可能导致与工作相关的肌肉骨骼疾病 (WMSD)，MMH 任务的性能应使用多种标准进行评估，而不仅仅是以成本为导向。本研究旨在将生物力学和生理指南整合到基于成本的 MMH 任务性能优化模型中。在这项研究中，我们考虑了批量大小对提升频率的影响，这反映在综合提升指数 (CLI) 中，综合提升指数 (CLI) 是美国国家职业安全与健康研究所 (NIOSH) 的延伸。此外，操作者的能量消耗率是通过应用既定的生理学方法来估算的。能量消耗结果用于计算处理过程中的休息余量，有助于保持可接受的工作量水平。为了使模型更通用，我们考虑了不同的手动材料运输场景和多式联运补货案例。最后，在两阶段多式联运补货案例和几个数值实验中应用了可持续批量模型，以确定物品重量、速度、距离和机会成本的影响。结果表明，所提出的模型可以在不影响经济效率的情况下减轻操作员的人体工程学压力。能量消耗结果用于计算处理过程中的休息余量，有助于保持可接受的工作量水平。为了使模型更通用，我们考虑了不同的手动材料运输场景和多式联运补货案例。最后，在两阶段多式联运补货案例和几个数值实验中应用了可持续批量模型，以确定物品重量、速度、距离和机会成本的影响。结果表明，所提出的模型可以在不影响经济效率的情况下减轻操作员的人体工程学压力。能量消耗结果用于计算处理过程中的休息余量，有助于保持可接受的工作量水平。为了使模型更通用，我们考虑了不同的手动材料运输场景和多式联运补货案例。最后，在两阶段多式联运补货案例和几个数值实验中应用了可持续批量模型，以确定物品重量、速度、距离和机会成本的影响。结果表明，所提出的模型可以在不影响经济效率的情况下减轻操作员的人体工程学压力。可持续批量模型应用于两阶段联运补货案例和多个数值实验，以确定物品重量、速度、距离和机会成本的影响。结果表明，所提出的模型可以在不影响经济效率的情况下减轻操作员的人体工程学压力。可持续批量模型应用于两阶段联运补货案例和多个数值实验，以确定物品重量、速度、距离和机会成本的影响。结果表明，所提出的模型可以在不影响经济效率的情况下减轻操作员的人体工程学压力。