物流器具的設(shè)計與選用

鐘　毅

摘要：選擇適合的物流器具能夠大幅提高物流效率，降低物流成本。因此，物流器具的精心設(shè)計、合理配置顯得格外重要。

關(guān)鍵詞：物流器具、設(shè)計、選擇

現(xiàn)代物流設(shè)計是對整個物流鏈的構(gòu)成包括物流布置、置換中心、配送調(diào)達、倉儲運輸、人員裝備、流通加工、包裝供給、工裝容器、信息管理等方面的具體要求和設(shè)計。優(yōu)良的物流設(shè)計能夠大幅提高物流效率。尤其是在物流各環(huán)節(jié)中，倉儲運輸在整個物流成本中占有很大比重，物流設(shè)備及流程的精心設(shè)計和合理配置顯得格外重要。在此對公路運輸車輛和反復(fù)使用的包裝容器(金屬容器)的設(shè)計體會做一些交流。

車輛的選擇和配置

運輸車輛的選擇應(yīng)根據(jù)運輸路線、道路條件、運送貨物、貨源狀況、裝卸條件、定時配送、往返配貨、散裝集裝、防水防塵、安全防盜、運載和倉儲能力等因素綜合考慮。這一點在長途運輸中尤顯突出。有條件的企業(yè)應(yīng)盡量選擇大型集裝箱運輸車或拖掛展翼式集裝箱車。

運輸容器的設(shè)計

運輸容器有一次性使用和反復(fù)使用兩種，常見的紙包裝、泡沫包裝或木包裝大多為一次性的，使用后一般成為廢料。為了保護環(huán)境和降低成本，一次性使用包裝形式正在逐漸減少。

反復(fù)使用的容器有塑料容器和金屬容器兩種，塑料容器適用于體積小，碼放重量輕的貨物，金屬容器具有較大的容載空間和承載能力，且便于機械搬運。在設(shè)計上，應(yīng)考慮倉儲運輸空間的充分利用和最大量化，使容器具有堆垛和折疊存放的功能(見圖1)。使用叉車裝卸的容器，其寬度或長度還要求1.14米的運輸標(biāo)準(zhǔn)尺寸(車箱內(nèi)寬一般為2.3米)。為便于堆垛存放，包括不同貨物的相互堆垛，容器設(shè)計應(yīng)盡可能統(tǒng)一堆垛尺寸(1.14×長或?qū)?，超大貨物的容器在堆垛尺寸不變的情況下，可適當(dāng)增加長或?qū)挕?/p>

在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，容器骨架選用矩形管材。圍板選用金屬網(wǎng)片，軟化材料選用EVA泡棉，因為在同等條件下，這些材料具有較高強度，并且重量較輕。容器的落地支撐采用“雪橇”結(jié)構(gòu)(見圖2)，能有效減緩撞擊，保護地面、物品，且便于堆垛。堆垛腳(見圖2)采用錐體錐套結(jié)構(gòu)，較之“馬蹄腳”和“碗形腳”(見圖2)具有更高的堆垛可靠性和運輸安全性。折疊機構(gòu)一般為機加、沖壓構(gòu)件。為降低制造成本，在無批量制作、無標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件和不影響功能件的情況下，可將機加、沖壓構(gòu)件改為焊接構(gòu)件。

當(dāng)容器具有堆垛和折疊功能時，倉儲運載能力將成倍提升。但目前，由于缺乏統(tǒng)一的設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用效果并不理想。進入規(guī)模化制作時期，制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并為市場提供標(biāo)準(zhǔn)部件是極為必要的。

物流器具的設(shè)計

物流器具是根據(jù)器具的不同用途和要求設(shè)計的，一般分為專用、通用和標(biāo)準(zhǔn)器具(如倉儲籠、網(wǎng)箱、液壓車、托盤、塑料盒等)三類，按功能又分為倉儲運輸、置換配送(轉(zhuǎn)換包裝或置場的工位器具)、搬運器具(液壓叉車、液壓小車、平板推車、臺車、托盤、吊具等)三類。

在設(shè)計或選用時，通用器具在考慮通用的同時，要避免以降低器具使用特性的“一器多用”的簡單設(shè)計。通用器具是在不影響器具使用功能、使用場所、使用要求情況下的通用，如倉儲運輸器具，要具備堆垛、折疊功能，并具有特定的裝車外形尺寸，一般不帶腳輪(帶腳輪不利于倉儲運輸)；而在生產(chǎn)線上使用的工位器具，則要求符合“人體工效學(xué)”設(shè)計，一般是人工推動(帶腳輪)，不需折疊堆垛存放，貨物好取好放，順手即可。這兩類器具的不同功用，就要求在物流設(shè)計時要有轉(zhuǎn)換包裝、置場的“置換”設(shè)計和相關(guān)配套設(shè)計。

物流器具的設(shè)計是非標(biāo)設(shè)計。要求設(shè)計師掌握機械、機構(gòu)、材料、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件等知識，并且切合實際地靈活應(yīng)用，要有“規(guī)范化、模塊化、柔性化和人性化”的現(xiàn)代物流設(shè)計理念，以及結(jié)合自身特點的設(shè)計技巧。

金屬容器的設(shè)計一般涉及9個方面的內(nèi)容。

1、機構(gòu)機件的適用設(shè)計

容器結(jié)構(gòu)中折疊支架、層板(架)、圍(隔)板(墻)、翻轉(zhuǎn)臂(塊)的轉(zhuǎn)動、定位、制動、減震、連動、滑動的設(shè)計，一般涉及鉸鏈機構(gòu)、杠桿機構(gòu)、夾持機構(gòu)、滑動彈簧、彈簧推桿、彈簧銷、滑軌滑道、鎖緊或自鎖機構(gòu)等的設(shè)計應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，常有應(yīng)用不當(dāng)?shù)那闆r，下面兩例可以作為說明。

(1)滑動彈簧和彈簧推桿

容器中多層放置物品的層板(架)，為便于取放物品或降低層高、增加載量，且防止物品掉落，可設(shè)計層板翻起的結(jié)構(gòu)。通常層板(架)翻起后一般用插銷或彈簧銷固定，但此結(jié)構(gòu)在使用中較費力，也不夠安全。采用滑動彈簧(見圖3)或彈簧推桿則比較安全、省力。其特點是，滑動彈簧簡單易行、耐用且易更換；而彈簧推桿使用成本較高，對使用環(huán)境也有要求，一般都在室內(nèi)使用。

(2)快速翻轉(zhuǎn)連動機構(gòu)

在汽車薄板沖壓生產(chǎn)線上，汽車頂蓋等部件需要單件或多件隔開碼放。一般不能重疊碼放，以防止下層板件受壓變形。目前使用的快速翻轉(zhuǎn)碼放裝置有兩種結(jié)構(gòu)，即鉸鏈機構(gòu)和杠桿機構(gòu)(見圖4)。鉸鏈機構(gòu)使用較早，制造成本高。一般由機加、沖壓件或鋁鑄件構(gòu)成，由于機構(gòu)復(fù)雜，使用中故障或損壞率較高；杠桿機構(gòu)近年在日產(chǎn)容器上使用較多，其結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，靈活耐用。

2、模塊化設(shè)計

為使物流容器具有多種功能，以減少容器的制作量和周轉(zhuǎn)量，提高使用效率，可將容器結(jié)構(gòu)中的某些機構(gòu)、機件設(shè)計為可轉(zhuǎn)換或拆換的構(gòu)件。如容器的定位裝置、墊板、模板等，可根據(jù)不同的存放物品選用，但這一設(shè)計對容器的可靠性和管理會有影響，應(yīng)慎用。

3、堆垛設(shè)計

即同類或不同類、不同品種的容器進行相互堆垛存放的設(shè)計，以獲取最大的倉儲運載和集合管理能力。

4、折疊設(shè)計

即容器的打開——形成容載空間，折疊——縮小體積減少空間占用的設(shè)計，以獲取容器返空、倉儲的最大能力。

5、防撞設(shè)計

為防止或減少容器之間、容器與地面、容器與物品、物品與物品間的碰撞，除了選擇合適的防撞軟化材料外，設(shè)計合理的容器結(jié)構(gòu)更為重要。在實際中，很多容器的落地支撐是“四(腿)腳”落地結(jié)構(gòu)，發(fā)生碰撞時幾乎沒有緩沖作用。容器容易被撞擊變形并直接傷及地面和物品。如果容器的落地支撐選用“雪橇”結(jié)構(gòu)(見圖2)，在發(fā)生碰撞時，由于“雪橇”的滑動作用，能有效地減緩撞擊，保護容器、物品和地面。目前在很多工廠，“四腳(腿)”的容器已被禁止進入車間。

6、軟化設(shè)計

軟化設(shè)計也是防撞設(shè)計的一項重要措施，就是在物品存放容易發(fā)生碰撞磨擦處，設(shè)置可靠的軟化墊塊(片)、套等。過去由于

成本問題，一般都使用低劣的橡膠或塑料制作軟化材料。近年來，新型材料不斷出現(xiàn)，如橡塑材料、聚胺脂和EVA泡棉等，特別是EVA泡棉，以其重量輕、耐磨損、抗老化、成本低等優(yōu)點，正在推廣使用。

7、標(biāo)識化設(shè)計

標(biāo)識化設(shè)計是利用現(xiàn)代管理的方法和手段提高企業(yè)信息化管理水平，即針對不同器具、不同物品和使用置場，按現(xiàn)代管理要求設(shè)計標(biāo)記、標(biāo)牌、色彩、物料卡、識別碼等，并且注重物品的可視性、直觀性方面的設(shè)計，以提高物流全息跟蹤、全息管理的水平。在實際應(yīng)用中，存在合理使用的問題。

(1)色彩選用

色彩不僅作為標(biāo)識，還具有美觀、有序、安全、文明、氣質(zhì)等方面的感官表現(xiàn)。優(yōu)雅和諧、鮮明適度的色彩是企業(yè)形象的構(gòu)成部分。在物流器具色彩的選用上，黃色和紅色是值得注意的，這兩種色彩是警示警告色，在使用時如不加以區(qū)分，會降低作業(yè)區(qū)安全標(biāo)記的作用。

(2)可視性、透視性的設(shè)計

在實際操作中，倉儲堆垛存放的容器在高位時很難看清貨物或標(biāo)識，給管理增加了難度，特別是全封閉、不透光的容器(如不透明的蒙皮框架、鐵箱等)。在設(shè)計時應(yīng)盡可能選用透視性較高的容器，如鐵皮箱改鐵網(wǎng)箱、蒙皮改透明蒙皮，或者盡量不用蒙皮。

8、型號規(guī)格設(shè)計

容器的型號規(guī)格是根據(jù)不同貨物的外形、尺寸、重量、存放空間、貨位(工位)、托運、搬運、倉儲、運載、通用／專用等綜合因素考慮的。倉儲運輸?shù)娜萜餍枰讯獯娣?，其?guī)格應(yīng)盡量統(tǒng)一，一般按照運載物的大小、重量，按最大件設(shè)計規(guī)格。如果出現(xiàn)容器局部空間利用不充分的情況，對倉儲運輸來說也是合理的，但如在貨物品種多或數(shù)量不等的情況下，僅為統(tǒng)一容器規(guī)格而出現(xiàn)嚴(yán)重空間利用不足時，容器也可設(shè)為大、中、小的規(guī)格型號。

9、成本費用設(shè)計

成本費用也是需要加以設(shè)計的。在考慮成本費用問題時，應(yīng)著重考慮物流設(shè)計的合理性、科學(xué)性，應(yīng)從整體物流成本的角度考慮，有時在某項具體設(shè)計中，為了物流設(shè)計的整體合理性而增加局部成本費用，但從整體來看也是值得的。如物流器具的設(shè)計除考慮器具的專用性外，更應(yīng)考慮其通用性和標(biāo)準(zhǔn)化問題，以盡可能減少器具投入量和現(xiàn)場器具過多、過雜、不規(guī)范帶來的混亂。雖然通用和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計會增加器具設(shè)計難度和單件成本，但對整個物流體系將帶來更大的經(jīng)濟效益。