物流器具的設計與選用

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，物流器具的精心設計、合理配置顯得格外重要。

關鍵詞：物流器具、設計、選擇

現代物流設計是對整個物流鏈的構成包括物流布置、置換中心、配送調達、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計。優良的物流設計能夠大幅提高物流效率。尤其是在物流各環節中，倉儲運輸在整個物流成本中占有很大比重，物流設備及流程的精心設計和合理配置顯得格外重要。在此對公路運輸車輛和反復使用的包裝容器(金屬容器)的設計體會做一些交流。

車輛的選擇和配置

運輸車輛的選擇應根據運輸路線、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。有條件的企業應盡量選擇大型集裝箱運輸車或拖掛展翼式集裝箱車。

運輸容器的設計

運輸容器有一次性使用和反復使用兩種，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。為了保護環境和降低成本，一次性使用包裝形式正在逐漸減少。

反復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。在設計上，應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米的運輸標準尺寸(車箱內寬一般為2.3米)。為便于堆垛存放，包括不同貨物的相互堆垛，容器設計應盡可能統一堆垛尺寸(1.14×長或寬)，超大貨物的容器在堆垛尺寸不變的情況下，可適當增加長或寬。

在結構設計上，容器骨架選用矩形管材。圍板選用金屬網片，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”結構(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)采用錐體錐套結構，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。折疊機構一般為機加、沖壓構件。為降低制造成本，在無批量制作、無標準構件和不影響功能件的情況下，可將機加、沖壓構件改為焊接構件。

當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，由于缺乏統一的設計制造標準，應用效果并不理想。進入規模化制作時期，制定相關技術標準并為市場提供標準部件是極為必要的。

物流器具的設計

物流器具是根據器具的不同用途和要求設計的，一般分為專用、通用和標準器具(如倉儲籠、網箱、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)；而在生產線上使用的工位器具，則要求符合“人體工效學”設計，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，就要求在物流設計時要有轉換包裝、置場的“置換”設計和相關配套設計。

物流器具的設計是非標設計。要求設計師掌握機械、機構、材料、標準構件等知識，并且切合實際地靈活應用，要有“規范化、模塊化、柔性化和人性化”的現代物流設計理念，以及結合自身特點的設計技巧。

金屬容器的設計一般涉及9個方面的內容。

1、機構機件的適用設計

容器結構中折疊支架、層板(架)、圍(隔)板(墻)、翻轉臂(塊)的轉動、定位、制動、減震、連動、滑動的設計，一般涉及鉸鏈機構、杠桿機構、夾持機構、滑動彈簧、彈簧推桿、彈簧銷、滑軌滑道、鎖緊或自鎖機構等的設計應用。在實際應用中，常有應用不當的情況，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，可設計層板翻起的結構。通常層板(架)翻起后一般用插銷或彈簧銷固定，但此結構在使用中較費力，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，對使用環境也有要求，一般都在室內使用。

(2)快速翻轉連動機構

在汽車薄板沖壓生產線上，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碼放裝置有兩種結構，即鉸鏈機構和杠桿機構(見圖4)。鉸鏈機構使用較早，制造成本高。一般由機加、沖壓件或鋁鑄件構成，由于機構復雜，使用中故障或損壞率較高；杠桿機構近年在日產容器上使用較多，其結構簡單，制作容易，靈活耐用。

2、模塊化設計

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

3、堆垛設計

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

4、折疊設計

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計，以獲取容器返空、倉儲的最大能力。

5、防撞設計

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，設計合理的容器結構更為重要。在實際中，很多容器的落地支撐是“四(腿)腳”落地結構，發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”結構(見圖2)，在發生碰撞時，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、軟化設計

軟化設計也是防撞設計的一項重要措施，就是在物品存放容易發生碰撞磨擦處，設置可靠的軟化墊塊(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，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、成本低等優點，正在推廣使用。

7、標識化設計

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

(1)色彩選用

色彩不僅作為標識，還具有美觀、有序、安全、文明、氣質等方面的感官表現。優雅和諧、鮮明適度的色彩是企業形象的構成部分。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分，會降低作業區安全標記的作用。

(2)可視性、透視性的設計

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)。在設計時應盡可能選用透視性較高的容器，如鐵皮箱改鐵網箱、蒙皮改透明蒙皮，或者盡量不用蒙皮。

8、型號規格設計

容器的型號規格是根據不同貨物的外形、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。倉儲運輸的容器需要堆垛存放，其規格應盡量統一，一般按照運載物的大小、重量，按最大件設計規格。如果出現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量不等的情況下，僅為統一容器規格而出現嚴重空間利用不足時，容器也可設為大、中、小的規格型號。

9、成本費用設計

成本費用也是需要加以設計的。在考慮成本費用問題時，應著重考慮物流設計的合理性、科學性，應從整體物流成本的角度考慮，有時在某項具體設計中，為了物流設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。如物流器具的設計除考慮器具的專用性外，更應考慮其通用性和標準化問題，以盡可能減少器具投入量和現場器具過多、過雜、不規范帶來的混亂。雖然通用和標準化設計會增加器具設計難度和單件成本，但對整個物流體系將帶來更大的經濟效益。