现代物流学概论 第15章 物流设备与设施

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第15章物流设备与设施15.1物流集装化设施15.1.1集装化概述1.集装化涵义国家标准《物流术语》对集装化（Containerization）的定义是：用集装器具或采用捆扎方法,把物品组成标准规格的单元货件,以加快装卸、搬运、储存、运输等物流活动。 2.集装的类型（1）捆扎型。（2）托盘类。（3）台车类。（4）集装箱系统。（5）其他容器：柔性集装袋和罐式集装箱等。 3.集装化的优越性（1）便于装卸搬运,易于实现装卸搬运作业的机械化。（2）由于减少单件货物重复搬运的次数,从而减少物流过程中的货损和货差。（3）便于堆码,提高库房或货场的储存能力。（4）按单元交接,简化手续。（5）使用集装箱还能节约包装材料和费用,降低物流成本。（6）集装化是实现装卸搬运自动化的先决条件。 但是货物的集装化也给物流管理带来一些新问题,主要是：●由于货物运输的流向不平衡,出现集装单元器具的“回空”问题。●需要相应的装卸搬运机械和运输设备与之配套,从而增加了设备的投资。●增加装卸搬运中的附加重量和体积,从而增加储运费用。 4.实施集装化的基本原则﹙参见教材P298﹚（1）通用化。（2）标准化。（3）系统化。 15.1.2托盘和托盘作业1.托盘的概念与种类国家标准《物流术语》对托盘的定义是：托盘（Pallet）用于集装、堆放、搬运和运输的放置作为单元负荷的货物和制品的水平平台装置。 以日本工业标准（JIS）托盘术语为例,通用托盘可归纳为下列11种：●平托盘（Pallet）●箱式托盘（BoxPallet）●筒仓式托盘（SiloPallet）●罐式托盘（TankPallet）●立柱式托盘（PostPallet）●滚轮托盘（RollerPallet）●滚轮箱式托盘（Rollerbox-Pallet）●冷藏带轮箱式托盘（Coldrollerbox-Pallet）●纸托盘（SheetPallet）●托板（PaltenPallet）●托架（Skid） 2.平托盘的型式国标《联运通用平托盘性能要求》GB/T4995-1996规定联运木制平托盘有下列四种基本类型：单面使用A型（Da）；单面使用B型（Db）；四向进叉型（D4）；双面使用型（S）。并规定托盘的载重量都是1吨。平托盘的具体形式很多,目前我国使用的平托盘主要有图15-1所示的9种。﹙参见教材P300﹚ 单面型单面使用型双面使用型单面四向型单面使用四向型双面使用四向型单面单翼型单面使用单翼型双面使用双翼型图15-1平托盘主要型式 3.托盘货物的堆码箱形货物的堆码一般有下列几种基本形式,如图15-2所示。﹙参见教材P301﹚（1）重叠式。﹙a﹚（2）纵横交错式。﹙b﹚重叠式和纵横交错式都适合采用自动装盘机进行装盘操作。（3）正反交错式。﹙c﹚（4）旋转交错式。﹙d﹚ ﹙a﹚﹙b﹚﹙c﹚﹙d﹚图15-2托盘货物堆码方式示意图 15.1.3立柱式托盘、巧固笼和笼车1.立柱式托盘立柱式托盘的种类和形式：（1）固定式。（2）拆装式。图15-3所示是最常见的立柱式托盘。图15-3立柱式托盘示意图 2.巧固笼和巧固架（1）巧固笼。巧固笼是由立柱托盘延伸而成的产品,全部由金属网组成。（2）巧固架。3.笼车在配送环节中,广泛应用底板安装轮子的笼车作为集装单元化工具。其特点和适用环境如表15-1所示。 15.1.4集装箱1.集装箱概念集装箱是集装工具的最主要形式。国家标准《物流术语》对集装箱（Container）的定义是：集装箱是一种运输设备,应满足下列要求： ●具有足够的强度，可长期反复使用。●适于一种或多种运输方式运送,途中转运时,箱内货物不需换装。●具有快速装卸和搬运的装置,特别便于从一种运输方式转移到另一种运输方式。●便于货物装满和卸空。●具有1立方米及其以上的容积。 2.集装箱的标准规格国际标准集装箱是指根据国际标准化组织（ISO∕TC104）技术委员会制定的标准制造的国际通用集装箱。标准分三个系列,即第Ⅰ系列13种（1A-1D、1AA-1CC、1AAA-1BBB、1AX、1BX、1CX、1DX）；第Ⅱ系列3种（2A-2C）；第Ⅲ系列3种（3A-3C）。（本书只介绍使用广泛及我国主要参照的第Ⅰ系列标准）现行的国际标准集装箱第Ⅰ系列标准规格如表15-2所示。 根据国家标准GB1413-78和GBl834-80,我国用于铁路、公路和水路运输集装箱的型号、规格和总量如表15-3所示。 3.集装箱的种类和构造集装箱按使用和形式分,主要有通用型（又称干货类集装箱）、侧开门式、顶开式、通风式、框架式、冷藏和保温式、散货、罐装式、装配简易式以及汽车集装箱等多种。通用集装箱是最常用的种类。通用集装箱的主要结构,如图15-5所示。 1－下底梁；2－箱底；3－侧框架：4－；5－门锁凸轮；6－门锁杆（a） （b）1－下横梁；2－角柱：3－端壁；4－端柱；5－端壁板；6－端框架；7－上横梁：8－顶梁；9－顶板：l0－箱顶；11－上桁材；12－角柱；13－下桁材；14－叉槽：15－侧壁；16－侧壁板；17－恻壁柱；18－角件图15-5集装箱的主要结构 下图是三种较特殊的集装箱如图15-6至图15-8所示。图15-6散货集装箱简易图表 图15-7汽车集装箱简易图 图15-8罐装式集装箱简易图 3.集装箱专用配套设备由于大型集装箱构造的特殊性,其装卸、搬运和运输都必须使用具有特殊性能的专用设备,主要有以下几种：（1）集装箱吊具。集装箱吊具类型很多,吊具主要由吊架和扭锁系统两大部分所组成。（2）集装箱装卸桥（ContainerBridgeHoist）。也称为岸边集装箱起重机（QuaysideContainerCrane）,是集装箱码头的专用设备，专门用来装卸集装箱船。 （3）集装箱跨运车（ContainerStraddleCar-Rier）。简称跨车,是一种跨在集装箱上面进行装卸、堆垛、换装和搬运的多功能专用设备。（4）集装箱半挂车（ContainerSemi-Trailer）。它是一种移动集装箱的专用挂车,由牵引车拖引。（5）集装箱正面吊运机（ContainerReachSta-Cker）。这是一种附带集装箱吊具的轮胎起重机,用于吊运和叠堆集装箱。（6）集装箱叉车。集装箱叉车一般多用于空箱。 15.2物流储存设施15.2.1货架概述国家标准《物流术语》对货架（GoodsShelf）的定义是：货架是指用支架、隔板或托架组成的立体储存货物的设施。 （1）货架储存的优越性是。●充分利用库房高度,消灭或降低蜂窝率,提高仓容利用率。●每一货格都可以任意存取，货物品类的可选拣率达100%。●货物不受上层堆叠的重压，特别适宜于怕压易碎商品。●便于机械化和自动化操作。●便于实行“定位储存”和计算机管理。 （2）货架储存的不足是。●设备投资费用较高。●必须配备相应配套装卸搬运设施和托盘等集装单元器具。●货架设备相对固定，机动灵活性较差。●货架每排间必须留出走道,如使用叉车等装卸机具,走支道较大,有时反而降低仓容利用率。 15.2.2储存货架的主要类型﹙参见教材P308﹚1.托盘货架2.倍深式托盘货架3.驶入式货架4.驶出式货架5.流动式货架6.移动式货架7.后推式货架8.旋转式货架9.轻型货架10.悬臂式货架11.积层式货架 15.2.3影响储存设备选用的因素﹙参见教材P310﹚参见图15-9所示。图15-9储存设备选用考虑因素 15.3自动化立体仓库15.3.1自动化立体仓库简述﹙参见教材P311﹚自动化立体仓库（AutomatedStorage/RetrievalSystem,简称AS、RS）与自动分拣系统和自动导向车并称为物流技术现代化的三大标志。所谓自动化立体仓库是指用高层货架储存货物,以巷道堆垛起重机配合周围其他装卸搬运系统进行存取出入库作业,并由计算机全面控制的一种仓库储存系统。第一座高层货架仓库1959年出现于美国，高8.5m。 15.3.2自动化立体仓库的构成自动化立体仓库主要由货架、巷道堆垛起重机、周围出入库配套机械设施和控制系统等几部分组成。 1.高层货架自动化立体仓库的主要特征是货架高密度,高度和长度较大,排列紧密,巷道较窄。典型的自动化立体仓库的高度多在10～30m之间,少数超过30m,最高40m。货架的通道一般较窄,以保证安全通过巷道机为原则，其净宽为巷道机总宽加150－200mm,一般仅1.1～1.5m。有些小型立体仓库仅为0.8～0.9m。 在货架的结构形式上,自动化立体仓库有两类：（1）整体式。（2）分离式。 2.巷道堆垛起重机高层货架仓库都用巷道堆垛起重机（简称道机）来存取货物,储存单元都为规格一致的托盘或其他货箱、货盘等集装工具。进出仓一般也是一个储存单元整进整出。 巷道机的操纵形式有：●手动控制。●半自动控制。行走和认址由手动控制,自动对准、存取。●单机自动控制。通过设在机上的操作盘,自动进行存取作业。●中央计算机遥控等几种。巷道机还设有各种定位的检测器和安全装置。3.出入库配套设施 15.3.3自动化立体仓库的优缺点1.优点（1）大幅度提高仓库空间利用率，节约用地。（2）高效率的仓库存取作业。高度机械化和自动化的高层货架仓库,可以提高劳动效率,减轻劳动强度。（3）提高仓库管理水平。（4）提高仓库作业和储存的安全可靠性。（5）能适应特殊环境下的工作条件。 2.不足如一次性投资较大,需要配套设施,对建筑、材料、设备、原件、安装和环境条件等的技术要求较高,任何一个部件失灵,就会导致整个系统的瘫痪。 15.4物流搬运分拣设施15.4.1无动力装卸搬运设施1.平板车这是一种简便实用的搬运工具。平板车多以四轮为主。车轮的类型有固定方向和自由转向两种。 2.托盘搬运车搬运托盘货物的主要工具是叉车,但在运量不大,运距较短,使用叉车既不经济也不方便的场合,托盘搬运车是—种很好的选择。托盘搬运车有动力式和手动式两类。 15.4.2仓库用动力设施1.叉车简介国家标准《物流术语》对叉车（ForkliftTruck）的定义是：具有各种叉具,能够对货物进行升降和移动以及装卸作业的搬运车辆。 叉车与其他装卸搬运工具相比具有诸多优点：（1）集装卸和搬运于一体,减少了物流操作环节,大大提高劳动效率。（2）实现装卸机械化,减轻劳动强度,缩短装卸搬运时间。（3）增加货物堆垛高度，提高仓库容积利用率。（4）库内库外都能使用,转弯半径小,操作灵活,有较好的机动性。 2.叉车的种类叉车按动力可分为两大类：（1）电瓶叉车是以蓄电池和直流电机作为动力的叉车。（2）内燃机叉车是以内燃机作为动力的叉车。叉车按结构可分为三大类：（1）平衡重式叉车。如图15-10所示。 （2）前移式叉车。如图15-11所示。（3）侧叉式叉车。如图15-12。 3.叉车的主要技术性能（1）最大起升高度（H）。最大起升高度是指在平坦坚实地面上,货叉满载,门架直立时,起升叉齿面至地面的垂直距离。 （2）额定起重量、基准载荷中心距和载荷特性曲线。额定起重量（Q）是指货物重心至货叉前壁的距离不大于基准载荷中心距时,允许的起重量。基准载荷中心距（A）是指货叉上放置标准载荷时，其重心至货叉前壁的距离。载荷特性曲线,即反映叉车允许载重量Q与H及A的关系。图15-13是国产CPDl.5-5电瓶叉车的载荷特性曲线。 （3）最小转弯半径。（4）起升和行驶速度。（5）爬坡能力。（6）自重。（7）门架倾斜角度。这是指空载叉车在平坦坚实地的面上,门架相对垂直位置的向前和向后的最大倾角。（8）最小离地间隙（X）。是指除车轮以外,车体上固定的最低点至车轮接地表面的距离。表15-6以内燃机叉车为例,说明叉车的主要性能指标。 4.叉车作业通道宽度叉车作业通道宽度是反映叉车机动性的指标。影响叉车作业通道宽度的因素主要包括：叉车的宽度（D）、叉长（K）和全长（C）。叉车的类型：平衡重式、前移式或侧重式。叉车内外侧最小转弯半径R1和R2。装载货物（或托盘货物）的长（L）和宽（W）。司机操作的熟练程度。上述因素中尤以外侧最小转弯半径最为重要。下表15-7为叉车作业通道宽度参考值。 5.叉车的多功能属具﹙参见教材P319﹚为了实现“一车多用”。常用的叉车属具有以下几种：（1）带辊道的齿套。（2）串杆（Ram）。（3）吊钩（Hook）。（4）倾翻叉架（Rotatingforx）。（5）移动叉齿（Side-Shivf）。（6）推出器（LoadPusher）。（7）推拉器（LoadPush-Pull）：。（8）夹抱器（Clamp）。（9）旋转夹抱器（RotatingRollClamp）。（10）载荷稳定器（LoadStabiliser）。 15.4.3水平搬运设施输送机可以分为重力式和动力驱动式两类如图15-14所示,重力式输送机就是利用输送物品本身的重量为动力,在一倾斜的输送机上由上往下滑动。可分为滚轮式、滚筒式及滚珠式三种型式。动力驱动式输送机,一般均以电机等为动力。可以分为棍子输送机、皮带输送机、链条式输送机和悬挂式输送机等。 13.4.4自动分拣设备国家标准《物流术语》对分拣（Sorting）的定义是：将物品按品种、出入库先后顺序进行分门别类堆放的作业。1.自动分拣系统的基本构成（1）进货输入输送机。（2）分拣指令设定装置。分拣信息转变为分拣指令的设定方式有以下几种：●人工键盘输入法。●声控方式。●利用激光自动阅读物流条码。●计算机程序控制。 （3）合流输送机。（4）送喂料输送机。（5）分拣传送装置及分拣机构。（6）分拣卸货道口。（7）计算机控制系统。 2.几种常见的自动分拣传送装置自动分拣系统按其分拣的形式可分为四类型,即推出式、浮出式、倾翻式、滑块式。（1）钢带推出式分拣机。（2）胶带浮出式分拣机。（3）翻盘式和翻板式分拣机。（4）滑块式分拣机。 15.5包装机械15.5.1包装机械的作用﹙参见教材P323﹚所谓包装机械,就是完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括充填、裹包、封口等主要包装工序，以及与其相关的前后工序,如清洗、堆码和拆垛等。此外还包括盖印、计量等。 作用主要表现在以下几个方面：（1）提高效率（2）降低工人劳动强度,改善劳动环境条件。（3）降低包装成本,减少物流费用。（4）提高出口商品的包装质量。（5）有利于促进包装工业的发展。 15.5.2常见的包装机械1.填充包装机械类填充包装机械类是包装机械中最主要的一个大类,主要有：（1）装箱机械。（2）装盒机械。（3）装袋机械。（4）灌装机械。灌装机的计量方法有定位法、定量法和定时法三种。（5）填充机械。 2.裹包和捆扎机械类（1）裹包机械。常见的裹包机有扭结式包装机、端抑式包装机、枕式包装机、信封式包装机和拉伸式包装机等。（2）捆扎机械。人工操作的钢皮打包机、塑料带打包机外,还有各种半自动、全自动的捆扎机械。（3）封条和加标机械。 3.产品包装技术机械类（1）收缩包装机械。是指用经过拉伸的热收缩薄膜包装产品,对薄膜进行适当的加热处理使薄膜收缩而紧裹物品的包装机械。这种包装机械的最大特点是通用性。（2）热成型包装机械。根据成型工艺的不同，可以分为泡罩包装机、贴体包装机、热压成型包装机和真空包装机械等。泡罩包装是目前应用最广泛的一种包装。（3）拉伸包装机械。是依靠机械装置在常温下将弹性塑料薄膜围绕着待包装的产品件拉伸、裹紧，并在末端进行封合的一种包装机械。END