多托盤共用自動化物流系統的規劃設計及實踐研究

張博

摘要：當前，我國的物流業正處于一個高速發展階段，在行業內的競爭也越來越激烈，因此，為使物流企業能夠充分利用自身優勢，實現健蘸穩健的發展，就需要建立一個托盤共用系統，從而對企業各種資源進行最優集成，進而減少物流成本，獲得更高的經濟效益和生態效益。但就我國現有物流托盤共用系統建設現狀來看，仍存在較多問題，因此有必要對其進行深入研究，從而制定出一套行之有效的解決方案。本文就多托盤共用系統發展及應用現狀展開分析，并結合物流系統發展實際，提出多托盤共用式自動化物流系統建設的規劃設計與具體實踐對策。

關鍵詞：多托盤共用；自動化物流系統；規劃設計；自動化輸送系統

引言

近幾年來，我國的產業結構逐漸朝著專業化、規模化方向發展，伴隨互聯網經擠的興起及大量信息技術的運用，企業對成本控制的需求不斷提高，而人們對個性化的消費需求也使得制成品的需求特征呈現出多品種、更小批量趨勢。在企業的供應鏈中，由于產品和運輸費用的保護，因此商品的單件配送方式會影響到產品的配送效率，為進一步提高搬運和梳通效率，降低存貨，企業采用單元車循環共享策略來提高產品的連續補貨能力。然而，載體種類繁多，難以采用單個載體的設計方法、計劃來涵蓋全部物料的管理要求。多托盤共享的自動物流系統，將企業現有的托盤管理系統作為一種標準的運輸工具，最大限度地保持了目前產業供應鏈的管理方式，減少了系統的建造成本和實施的難度，使其更加靈活，同時也具備了更高的工作效率。

一、托盤自動化輸送系統

托盤自動化輸送系統具有物料儲存、輸送、接受、處理、檢查尺寸、稱重、自動識別等功能。采用托盤自動化輸送系統，目的是為了提高托盤物料的輸送效率，降低運作成本，更好的實現托盤物料的自動出入庫。托盤自動化輸送系統常用的模式

（一）輸送機模式

輸送機模式是由板式、升降臺、輪道式、鏈式、滾輪式等各種形式的自動輸送機組成的托盤自動化輸送系統。托盤自動化輸送系統為了適應對托盤貨物的能力，通常用的較多的是輪道式、鏈式輸送機組成托盤自動化輸送系統。托盤自動化輸送系統有單一類型的輸送機組合和多種類輸送機混合組合而成的具有特定功能的托盤自動化輸送系統。其優點是結構簡單，動作單一，重量輕，速度穩定，因為它的受載均勻，因此，所消耗的功率較小，輸送能力大，能進行連續輸送，在輸送過程中能實現裝卸任務；能加長單臺輸送機的長度，能實現操作的智能化；物料的緩存能在輸送線上很方便操作。其缺點是布置輸送機時必須按整條輸送線布置，輸送路線復雜、占地面積大，且不能隨便改變。

（二）往復穿梭車模式

往復穿梭車是能快速穿梭運行于固定的軌道上的有軌物料新型搬運車，在多巷道的立體庫外面，要由托盤相對于巷道作橫向輸送，由往復穿梭車組成的自動化物料搬運系統能夠很方便和快速的實現托盤出入庫自動化任務。其優點是輸送速度快，可以安裝自動取貨裝置于穿梭車，可輸送大件托盤貨物，占地面積小。其缺點是運輸能力受限，出庫運力容易受限，大規模立體庫不易采用往復穿梭車模式，單臺往復穿梭車一旦出現故障，整個系統的出入庫運作也會受到影響。

二、多托盤共用自動物流系統的規劃設計與實踐探討

（一）多托盤共用自動物流系統設計理論

產品的生產及物流運輸管理通常較復雜，就某日常生活用品批發配送來說，不僅產品配送物流的工藝流程較多，而且生產管理、生產經營范圍也相對較復雜，供應鏈架構體系規模大。同時，終端產品也會隨著市場的變化而做出相應的調整，這就使得商品的供貨商對企業的生產計劃產生了直接的影響。在此基礎上，物流企業還可以通過供應鏈回收，提升物流效率，從而降低物流成本。為保證商品的品質和交貨能力均能滿足需求，供應商通常都會增加在商品的包裝上的投資，使用各種不同的交通工具來實現商品的單元化，提高商品的搬運、裝卸速率，減少運輸工具在物流節點上的停留時間，讓貨物在搬運、裝卸及運輸和儲存等各個環節都能迅速地運作起來。

（二）系統運行流程規劃設計

托盤經人力平臺上線后，可實現側邊定位，井由出貨臺上的光電探測傳感器，探測出托盤的定位邊緣和較短的一側的寬度，并采用3D影像辨識技術，實現對定位側的托盤外形尺寸的自動檢測。對不符合操作要求的托盤進行清理，并發出警報，提示人工進行操作。在經過確認和驗證的情況下，將貨件和貨件的大小信息傳送到更高層的信息系統。該系統根據托盤的長度和寬度，對傳送系統進行指定，以便完成隨后的傳送和定位。在堆棧器上設置取貨點的間隔，根據取貨中心點的大小，對其進行相應的距離調節。在此基礎上，通過對各貨架上的商品信息進行匹配，使貨架上的貨架尺寸與貨架上的商品信息相互聯系，方便了以后的商品入庫。本設計提供了一種基于自動堆垛機的自動裝卸平臺當搬運時，托盤物品會觸動傳送裝置端頭的光電探測傳感器，傳送鏈將托盤起始位置信息記錄下來，并基于預先設定好的托盤到觸發式光電探測傳感器之間的距離來算出托盤物品的傳送距離，從而實現將托盤物品送到揀貨位置，此位置提升平臺帶動托盤升降，升降平臺的升降位置以六個支點支撐托架的孔位，當傳送裝置按照堆垛機的取貨點的位置對托盤貨物進行了定位之后，該系統就會對堆垛機的托盤進行調度，并按照托盤叉孔位置來調節距離，將貨物輸送到指定的地點存放。

（三）自動化物流系統的位置和識別

1.進出岸月臺位置與檢測規劃

物流系統對于無差別操作的托盤，也要求對托盤貨物的精確檢驗。該系統不僅要對托盤進行有條件篩選，而且要對起始分段進行精確定位。在進出庫平臺上，操作員對托盤和貨物進行側面定位，通過光電探測傳感器對較短一側的寬度進行定位，當內部傳感器無法探測到托盤中的物品時，托盤的短邊寬度就會比物流系統的應用范圍低；當外部感應器偵測到貨件時，貨件的較短一側的寬度會超出物梳系統所能承受的范圍。在托盤定位側，裝設3D影像辨識系統，測定托盤的叉孔寬、長側長及墩腳尺寸和叉孔高等。當參數符合設計要求后，再將長側長尺寸傳送到傳送系統完成后續定位。

2.堆垛機搬運裝置定位及取貨臺

因為運輸裝置的運載工具是板式鏈或多列鏈條，所以托盤和承載鏈之間有很大的摩擦，因此，堆垛機的取貨點的定位主要是通過設備的運輸停止來實現的。該傳送裝置利用伺服傳動技術，并裝有光電探測傳感器，與穿梭車上的貨位相連。當物品被探測到時，該系統使用從物品中心到光電探測傳感器探測比特之間的距離S，再減去由該測量系統探測到的托盤寬度尺寸L4，即SL4，那么，要被傳送的行程S1就會被自動地算出S1=SL4。當托盤定位完畢后，上層系統將堆垛機輸送到揀貨位置，并依據測量系統所測得的揀貨中線尺寸，對其進行調整，使堆垛機將貨物從指定的貨位中分流出來，并將其放置在系統指定的貨位。

（四）搬運和運輸處理

1.在出料位置方面。每種類型的托盤，其尺寸參數也各不相同，原因是托盤的大小具有較大差異性，托盤的樁腳最小有39 mm，最大為169 mm；在縱向上，最小尺寸為11000 mm，最大尺寸是11 320 mm，極限偏差在243 mm左右，如果使用托盤的中心，則其數值誤差在120 mm左右。很明顯，如果只使用一種基準，托盤叉孔的極限重臺尺寸只有128 mm，不能滿足堆垛機的實際需要，所以，只能選擇多基準托盤定位方式進行定位。從貨叉的孔數來看，吸塑板在中間墩腳處的寬度、貨叉中心距最小，貨叉中心距尺寸在347 mm左右。

2.在貨架規劃設計上。該貨盤存儲采用九足吸塑盤，并且較大的貨盤叉孔高度小于120 mm，以確保貨盤底部都能得到有效支承。由于貨架的大小是不確定的，所以需要在同一貨架上存放不同的托盤：托盤采取中央定位原理，為保證貨叉能有最大叉取空間，架子中部的墊梁寬度以托盤中央墩腳的最小尺寸為基準，兩側的支承梁則根據叉孔的最小寬度、托盤取貨的最大中心來決定，這樣，貨架兩邊的支承墊梁間距可達865 mm左右。出于安全存放的考慮，貨架邊沿至少要有50 mm在支承梁的范圍之內，貨架的長邊尺寸不能小于965 mm。該貨架的最小叉孔高為85 mm，橫梁的高度設定為50 mm，每一貨架設置5個支承梁。

結論

多托盤共用式自動化物流系統的管理單元主要以供應鏈中的相關載運工具為主，具有較高的自動化水平與靈活性，最大限度的減少制造成本。與此同時，多托盤共用下的自動化物流系統也不需要添加原托盤處理設備和工藝，這不但提高了物流體系的整體運行效率，而且還大大降低了初期的投入。尤其是在存放貨位較多的情況下，它的經濟性更加突出，是一種能夠實現連續化作業的新趨勢。