物流器具的设计与选用

钟　毅

摘要：选择适合的物流器具能够大幅提高物流效率，降低物流成本。因此，物流器具的精心设计、合理配置显得格外重要。

关键词：物流器具、设计、选择

现代物流设计是对整个物流链的构成包括物流布置、置换中心、配送调达、仓储运输、人员装备、流通加工、包装供给、工装容器、信息管理等方面的具体要求和设计。优良的物流设计能够大幅提高物流效率。尤其是在物流各环节中，仓储运输在整个物流成本中占有很大比重，物流设备及流程的精心设计和合理配置显得格外重要。在此对公路运输车辆和反复使用的包装容器(金属容器)的设计体会做一些交流。

车辆的选择和配置

运输车辆的选择应根据运输路线、道路条件、运送货物、货源状况、装卸条件、定时配送、往返配货、散装集装、防水防尘、安全防盗、运载和仓储能力等因素综合考虑。这一点在长途运输中尤显突出。有条件的企业应尽量选择大型集装箱运输车或拖挂展翼式集装箱车。

运输容器的设计

运输容器有一次性使用和反复使用两种，常见的纸包装、泡沫包装或木包装大多为一次性的，使用后一般成为废料。为了保护环境和降低成本，一次性使用包装形式正在逐渐减少。

反复使用的容器有塑料容器和金属容器两种，塑料容器适用于体积小，码放重量轻的货物，金属容器具有较大的容载空间和承载能力，且便于机械搬运。在设计上，应考虑仓储运输空间的充分利用和最大量化，使容器具有堆垛和折叠存放的功能(见图1)。使用叉车装卸的容器，其宽度或长度还要求1.14米的运输标准尺寸(车箱内宽一般为2.3米)。为便于堆垛存放，包括不同货物的相互堆垛，容器设计应尽可能统一堆垛尺寸(1.14×长或宽)，超大货物的容器在堆垛尺寸不变的情况下，可适当增加长或宽。

在结构设计上，容器骨架选用矩形管材。围板选用金属网片，软化材料选用EVA泡棉，因为在同等条件下，这些材料具有较高强度，并且重量较轻。容器的落地支撑采用“雪橇”结构(见图2)，能有效减缓撞击，保护地面、物品，且便于堆垛。堆垛脚(见图2)采用锥体锥套结构，较之“马蹄脚”和“碗形脚”(见图2)具有更高的堆垛可靠性和运输安全性。折叠机构一般为机加、冲压构件。为降低制造成本，在无批量制作、无标准构件和不影响功能件的情况下，可将机加、冲压构件改为焊接构件。

当容器具有堆垛和折叠功能时，仓储运载能力将成倍提升。但目前，由于缺乏统一的设计制造标准，应用效果并不理想。进入规模化制作时期，制定相关技术标准并为市场提供标准部件是极为必要的。

物流器具的设计

物流器具是根据器具的不同用途和要求设计的，一般分为专用、通用和标准器具(如仓储笼、网箱、液压车、托盘、塑料盒等)三类，按功能又分为仓储运输、置换配送(转换包装或置场的工位器具)、搬运器具(液压叉车、液压小车、平板推车、台车、托盘、吊具等)三类。

在设计或选用时，通用器具在考虑通用的同时，要避免以降低器具使用特性的“一器多用”的简单设计。通用器具是在不影响器具使用功能、使用场所、使用要求情况下的通用，如仓储运输器具，要具备堆垛、折叠功能，并具有特定的装车外形尺寸，一般不带脚轮(带脚轮不利于仓储运输)；而在生产线上使用的工位器具，则要求符合“人体工效学”设计，一般是人工推动(带脚轮)，不需折叠堆垛存放，货物好取好放，顺手即可。这两类器具的不同功用，就要求在物流设计时要有转换包装、置场的“置换”设计和相关配套设计。

物流器具的设计是非标设计。要求设计师掌握机械、机构、材料、标准构件等知识，并且切合实际地灵活应用，要有“规范化、模块化、柔性化和人性化”的现代物流设计理念，以及结合自身特点的设计技巧。

金属容器的设计一般涉及9个方面的内容。

1、机构机件的适用设计

容器结构中折叠支架、层板(架)、围(隔)板(墙)、翻转臂(块)的转动、定位、制动、减震、连动、滑动的设计，一般涉及铰链机构、杠杆机构、夹持机构、滑动弹簧、弹簧推杆、弹簧销、滑轨滑道、锁紧或自锁机构等的设计应用。在实际应用中，常有应用不当的情况，下面两例可以作为说明。

(1)滑动弹簧和弹簧推杆

容器中多层放置物品的层板(架)，为便于取放物品或降低层高、增加载量，且防止物品掉落，可设计层板翻起的结构。通常层板(架)翻起后一般用插销或弹簧销固定，但此结构在使用中较费力，也不够安全。采用滑动弹簧(见图3)或弹簧推杆则比较安全、省力。其特点是，滑动弹簧简单易行、耐用且易更换；而弹簧推杆使用成本较高，对使用环境也有要求，一般都在室内使用。

(2)快速翻转连动机构

在汽车薄板冲压生产线上，汽车顶盖等部件需要单件或多件隔开码放。一般不能重叠码放，以防止下层板件受压变形。目前使用的快速翻转码放装置有两种结构，即铰链机构和杠杆机构(见图4)。铰链机构使用较早，制造成本高。一般由机加、冲压件或铝铸件构成，由于机构复杂，使用中故障或损坏率较高；杠杆机构近年在日产容器上使用较多，其结构简单，制作容易，灵活耐用。

2、模块化设计

为使物流容器具有多种功能，以减少容器的制作量和周转量，提高使用效率，可将容器结构中的某些机构、机件设计为可转换或拆换的构件。如容器的定位装置、垫板、模板等，可根据不同的存放物品选用，但这一设计对容器的可靠性和管理会有影响，应慎用。

3、堆垛设计

即同类或不同类、不同品种的容器进行相互堆垛存放的设计，以获取最大的仓储运载和集合管理能力。

4、折叠设计

即容器的打开——形成容载空间，折叠——缩小体积减少空间占用的设计，以获取容器返空、仓储的最大能力。

5、防撞设计

为防止或减少容器之间、容器与地面、容器与物品、物品与物品间的碰撞，除了选择合适的防撞软化材料外，设计合理的容器结构更为重要。在实际中，很多容器的落地支撑是“四(腿)脚”落地结构，发生碰撞时几乎没有缓冲作用。容器容易被撞击变形并直接伤及地面和物品。如果容器的落地支撑选用“雪橇”结构(见图2)，在发生碰撞时，由于“雪橇”的滑动作用，能有效地减缓撞击，保护容器、物品和地面。目前在很多工厂，“四脚(腿)”的容器已被禁止进入车间。

6、软化设计

软化设计也是防撞设计的一项重要措施，就是在物品存放容易发生碰撞磨擦处，设置可靠的软化垫块(片)、套等。过去由于

成本问题，一般都使用低劣的橡胶或塑料制作软化材料。近年来，新型材料不断出现，如橡塑材料、聚胺脂和EVA泡棉等，特别是EVA泡棉，以其重量轻、耐磨损、抗老化、成本低等优点，正在推广使用。

7、标识化设计

标识化设计是利用现代管理的方法和手段提高企业信息化管理水平，即针对不同器具、不同物品和使用置场，按现代管理要求设计标记、标牌、色彩、物料卡、识别码等，并且注重物品的可视性、直观性方面的设计，以提高物流全息跟踪、全息管理的水平。在实际应用中，存在合理使用的问题。

(1)色彩选用

色彩不仅作为标识，还具有美观、有序、安全、文明、气质等方面的感官表现。优雅和谐、鲜明适度的色彩是企业形象的构成部分。在物流器具色彩的选用上，黄色和红色是值得注意的，这两种色彩是警示警告色，在使用时如不加以区分，会降低作业区安全标记的作用。

(2)可视性、透视性的设计

在实际操作中，仓储堆垛存放的容器在高位时很难看清货物或标识，给管理增加了难度，特别是全封闭、不透光的容器(如不透明的蒙皮框架、铁箱等)。在设计时应尽可能选用透视性较高的容器，如铁皮箱改铁网箱、蒙皮改透明蒙皮，或者尽量不用蒙皮。

8、型号规格设计

容器的型号规格是根据不同货物的外形、尺寸、重量、存放空间、货位(工位)、托运、搬运、仓储、运载、通用／专用等综合因素考虑的。仓储运输的容器需要堆垛存放，其规格应尽量统一，一般按照运载物的大小、重量，按最大件设计规格。如果出现容器局部空间利用不充分的情况，对仓储运输来说也是合理的，但如在货物品种多或数量不等的情况下，仅为统一容器规格而出现严重空间利用不足时，容器也可设为大、中、小的规格型号。

9、成本费用设计

成本费用也是需要加以设计的。在考虑成本费用问题时，应着重考虑物流设计的合理性、科学性，应从整体物流成本的角度考虑，有时在某项具体设计中，为了物流设计的整体合理性而增加局部成本费用，但从整体来看也是值得的。如物流器具的设计除考虑器具的专用性外，更应考虑其通用性和标准化问题，以尽可能减少器具投入量和现场器具过多、过杂、不规范带来的混乱。虽然通用和标准化设计会增加器具设计难度和单件成本，但对整个物流体系将带来更大的经济效益。