第五章 物料搬运装备及技术 全

设施规划与物流Qianwu-yong2/3/20231第五章物料搬运装备与技术5.1概述5.2物料搬运设备5.3物料运输设备5.4物料搬运的集装单元化技术5.5自动化仓库5.6物料搬运信息技术2/3/202325.1概述5.1.1物流设备的发展5.1.2物流的发展对设备的要求5.1.3物流设备的分类5.1.4物流设备选用的一般原则2/3/202335.1.1物流设备的发展仓储设备和装卸搬运机械设备人力化机械化传送带、工业输送车、起重机、叉车自动化AGV、自动货架、自动存取机器人、自动识别和分拣、旋转式货架、移动式货架、巷道式堆垛机智能化智能型装卸堆垛机器人2/3/202345.1.1物流设备的发展运输设备安全性舒适性快速运输2/3/202355.1.2物流的发展对设备的要求物流服务对设备的要求物流服务快速化服务功能集成化服务技术现代化服务组织网络化物流服务绿色化2/3/202365.1.2物流的发展对设备的要求现代物流设备发展趋势大型化和高速化实用化和轻型化专用化和通用化自动化和智能化成套化和系统化“绿色化”2/3/202375.1.3物流设备的分类交通运输工具火车、轮船、汽车、飞机和管道运输机械装卸机械：装/卸船机、装/卸车机、翻车机、堆料机、堆包机等输送机械：从牵引构件分为：Ⅰ类带牵引输送机Ⅱ类链（绳）牵引输送机Ⅲ类刮板输送机Ⅳ类刚体输送机Ⅴ类流体输送机给料机械2/3/202385.1.3物流设备的分类仓储及集装容器托盘、货箱、集装单元2/3/202395.1.4物流设备选用的一般原则符合货物的特性适应物流量的需要各物流设备的相互协调物流设备的经济性和使用性应具有超前性和富余量2/3/2023105.2物料搬运设备物料搬运设备及器具分类输送机物料搬运设备起重机械搬运用车辆组成单元载荷的设备和容器空中输送机地面输送机垂直升降机单臂吊车桥式起重机龙门起重机堆垛起重机自动导引车电瓶车叉车简易叉车搬运车手推车2/3/202311用途：主要用于输送托盘、箱包件、集装箱等有固定尺寸的集装单元货物。分类：重力式和动力式特点：结构简单，动作单一，造价低，制造容易，能够实现连续的较高效率的搬运作业，由多台设备可以组成搬运系统，实现自动化作业。缺点：占地面积较大，且不宜变更货物的运输路线。5.2.1输送机类2/3/2023125.2.1输送机类2/3/202313用途：主要用于连接楼房仓库或高层建筑各层的楼层面之间的货物运输需要，和在不同作业层面货物输送的需要。分类：载货电梯、液压升降平台和板条式垂直提升机。特点：占地空间小，满足不同层次空间作业5.2.2垂直提升类2/3/202314用途：这是一种将重物提升、降低或传输的装置特点：是间歇动作、重复循环、短时载荷、升降运动。优点：可处理较重物料，节约地面空间，提升距离大缺点：需加固系统，柔性差，操作慢，安装费高5.2.3起重类2/3/2023155.2.2垂直提升类2/3/202316用途：是在高层货架的巷道内来回运行，将位于巷道口入库站台上的货物，自动随机存入货位；或者将货架货位上的货物取出，送到巷道口的出库站台上。特点：整机的结构高而窄，结构的刚度和精度要求高，堆垛机的运行速度高，启动、制动快而平稳，运行平稳性好，停靠精度高，安全性保护措施完善。5.2.4堆垛机类2/3/202317搬运车辆的作业具有一定的柔性，作业的范围大。有手推车、简易叉式搬运车、电瓶搬运车、叉车、穿梭车、AGV等。手推车手推车是一种以人力为主，一般不带动力，在路面上搬运货物的小型搬运车辆的总称。其特点是轻巧灵便、易操作、转弯半径小。5.2.5搬运工具类2/3/202318简易叉车搬运车

用于搬运装载于托盘上的货物，多用于不需要堆垛的场合。其特点是转弯半径小，适用于搬运3吨下的托盘（或带托盘结构的容器）的货物，搬运效率较高，但要求运行的道路平整度好，否则会影响安全提升高度、搬运效率和操作性。

5.2.5搬运工具类2/3/202319叉车叉车是车站、码头、仓库、货场、车间之间，广泛用来承担装卸、搬运、堆码等作业的一种搬运工具，具有适用性强、机动灵活、效率高等优点，它不仅可以将货物进行水平运输，还可以叉取货物进行垂直堆码。5.2.5搬运工具类2/3/202320自动导引车AGV又叫无人搬运车，装备有自动导引装置，能够独立自动寻址，并具有多重安全防护装置以及各种功能装置，通过计算机系统集中控制，自动完成无人驾驶及特定的功能的搬运车辆。特点：具有服务面广，运输路线长，柔性好，运输路线灵活多变，运行费用少，系统安全可靠及无人操作等特点，广泛使用于厂内运输、装备生产线、仓库、医院等场所，特别适用于有噪声、有污染、有放射性等有害人体健康的地方，以及通道狭窄、光线较暗等不适应驾驶车辆的场合。5.2.5搬运工具类2/3/2023215.2.5搬运工具类2/3/2023221、选择原则：2、考虑因素物料的特征和运动方式例：易燃、易损、重量、形状水平式（滑道、推车）垂直式（升降机、卷扬机）倾斜式（连续运输机）多平面式（旋转起重机）设备的技术性能：能否胜任工作经济因素：成本、性价比能耗：是否符合电力供应情况备件、维修和存放方式（托盘、箱器）、搬运频率复杂搬运设备简单运输设备简单搬运设备复杂运输设备距离物流量5.2.6搬运设备的选择物料搬运设备选择原则2/3/202323搬运设备数量公式5.2.7搬运设备数量式中：——每日必需搬运的物料重量，单位为k；——每台车辆每日能搬运的物料，单位为kg；——车辆额定载重量，单位为kg——机械利用率，根据具体情况而定；——装载系数。由于种种原因，车辆不可能每次都达到额定载重量，一般是装不满的，故通常是在O.5～O.8；——一次搬运循环时间，单位为h，；——每日工作时间，单位为h；——车辆台数；——运送行走时间，单位为h；——装卸时间，单位为h。2/3/2023245.3物料运输设备5.3.1铁路运输设备5.3.2水路运输设备5.3.3公路运输工具5.3.4航空运输工具2/3/2023255.3.1铁路运输设备机车蒸汽、内燃、电力机车车辆客车：YZ、RZ、YW、RW、CA、XL、UZ货车：棚车（P）；敞车（C）；平车（N）；罐车（G）；保温车（B）四轴车、六轴车、多轴车50t、60t2/3/2023265.3.2水路运输设备货船杂货船、散货船、集装箱船、液货船、滚装船、载驳船、冷藏船客船与客货船驳船其他船舶渡船、工程船、工作船2/3/2023275.3.3公路运输工具专用车辆按行业分类基本结构自卸汽车、厢式车、罐式车、集装箱式车、挂车、作业车半挂牵引车和半挂车2/3/2023285.3.4航空运输工具飞机货机客货机2/3/2023295.4物料搬运的集装单元化技术5.4.1物流标准化5.4.2单元货载原则5.4.3托盘与托盘标准化5.4.4集装袋与集装箱5.4.5集装技术2/3/2023305.4.1物流标准化一、物流标准化 1.物流标准化的基点 零星货物、散装货物、集装货物2.物流标准化的重点（1）集装单位与运输车辆的载重量、有效空间尺寸的配合（2）集装单位与包装环节的配合（3）集装单位与装卸设备的配合（4）集装单位与仓储设备的配合2/3/2023315.4.1物流标准化3.物流模数与物流标准化方法物流基础模数：600mm*400mm物流集装模数1000mm*1200mm；800mm*1000mm800mm*1200mm2/3/2023325.4.2单元货载原则一、单元货载搬运的概念1.单元货载的定义及观念导源

观念导源：单位器量原则，主要是基于以群组方式移动品种和物料要比个别移动更为经济有效。定义：一堆零部件或散装物料，可安排聚集在一起，当成一次搬运移动标的物的最大负载，该一负载量即是单元负载。2.单元货载搬运的优点增加了一次搬运更多物品的能力减少搬运次数，降低搬运成本减少装卸次数和物品的破损

2/3/2023333.影响单元货载搬运的因素

(1)需要具有单元化物料的特性(尺寸大小，易破碎性，数量等)。(2)在单元化之前单元货载搬运的搬运次数(内部搬运)。(3)单元货载搬运的环境条件。(4)接收、存储、运输和搬运单元物料的方法(容器和搬运)，以及系统内其他搬运单元的利用。(5)减少同一设施内不同“单元货载搬运系统”的数量。5.4.2单元货载原则2/3/202334二、实现单元货载的方法—集装1．集装的由来定义：所谓集装，简言之，就是以最有效地实行物料搬运作为基本条件，把若干物品和包装货物或者零散货物恰当地组合，达到适合于装卸搬运设备和机械操作的程度，对这种货物的处理过程叫做集装。限制因素包装材料：包装材料强度和材料自重约束了包装体的大型化：人力装卸能力：包装必须限制在人的最大体能范围之内。所以，那时的组合体，重量一般在50kg以下。5.4.2单元货载原则2/3/2023352．集装系统的概念集装单元:就是采用各种不同的方法和器具，把具有包装或无包装的物品，整齐地汇集成为一个扩大了的、便于装卸搬运的、并在整个物流过程中保持一定形状的作业单元。将零散货物集中成一个单元，称单元组合，又称集装。集装化、集装系统: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，称为集装化。集装化有时也俗称为集装系统，这是许多活动综合的总称。集装货物载体：托盘、托板、滑板、集装箱、专用堆放架、硬纸板箱

5.4.2单元货载原则2/3/202336集装的优点：①装卸效率高；②汽车、货车的使用效率提高；③可以防止物品的破损、污损、丢失；④容易进行物品的数量检验；⑤货物包装简单，可以减少包装费用；⑥容易高堆积，能充分地灵活地运用空间；⑦物品的移动简单；⑧装卸机械的机动性增高；⑨无论对什么物品，都能使作业标准化；⑩对品种不同的物品进行分类、保管都是便利的；⑩不需要固定的装卸设备，因此不干扰其他作业。集装的缺点：①作业有间歇；②需要宽阔的道路；③需要良好的路面；④托盘和集装箱的管理繁琐；⑤设备费一般较高；⑥由于托盘和集装箱自身的体积及重量的原因，使物品的装载减少。

5.4.2单元货载原则2/3/2023373．集装的方式通常，集装可通过栈板化、单元化、货柜化等来完成。(1)“栈板化”。是将个别品种加以组装并固定于可由搬运车或起重机移动的“栈板”上：托盘、平台。

(2)“单元化”。无托盘的货物集装“单元化”也是将货物加以组装，但是需要额外的材料来包装该货物成一个单元：集装袋和专门设计的小型传送车。

(3)“货柜化”。它是将品种组装于大型盒子或箱子内：集装箱。5.4.2单元货载原则2/3/202338三、单元货载搬运的规划与设计1．单元货载设计应遵循的程序(1)依据所需搬运物料的特征和搬运作业的目的，决定单元货载的选用。(2)依据搬运系统的能力和限制、设备条件和货载容器的特征，选择单元货载的类型。(3)确定货载容量的大小以及要到达的区域和配置特征。(4)收集一般工业上实用的货载容器和其来源资料。(5)决定单元货载的尺寸大小。(6)建立单元货载的容器外形与特征。(7)决定制成单元货载容器的方法。5.4.2单元货载原则2/3/2023392.在选择单元货载系统容器类型时应考虑的原则

(1)最低维护费用、最低成本。(2)容器的可变换性、可展开性、多用途性。(3)容器在使用上的一致性。(4)容器的最佳尺寸大小、最佳的形状设计。(5)容易辨别容器类别。(6)可以传统搬运设备载送，不需另外购买搬运设备。(7)容易储存和适合大量堆积。(8)最小的空重。(9)机械强度合乎搬运作业需求。(10)符合客户需求。(11)可重复使用，丢弃后可环保处理。5.4.2单元货载原则2/3/202340四、单元货载标准化与租赁化1．单元货载标准化单元货载标准化一个公司在其各个设施之间的运作都使用同一规格的容器，其中最常见者为栈板标准化。优点：(1)提升空间使用效率。(2)改善搬运运输效率。(3)降低容器制造成本。(4)提高数量的准确性。(5)落实整理整顿工作。(6)提高互换使用性。(7)减少资源浪费。

(8)降低货品的损坏率。

缺点：(1)各厂的栈板会分配不均。(2)各厂之间需要有栈板回收制度，且各厂须达成共识，用毕将栈板运回原来工厂。5.4.2单元货载原则2/3/2023412．单元货载租赁化为克服实施单元货载标准化可能产生的上述问题，才有了栈板租赁化的观念与此行业的产生，各厂或上下游厂商都协议向同一家供应商采购并使用其所提供的同一规格栈板。

优点：(1)租赁管理者负责追踪栈板的流向。(2)租用栈板者不用考虑栈板运回原厂的问题。(3)租用栈板者不需负担栈板的送返费、修理费、空闲栈板的管理费等。(4)租用栈板者不需备用栈板，因此可减少厂内的栈板数量。(5)如能灵活运用国际联营系统，物品流通就能达到高速化。

5.4.2单元货载原则2/3/2023425.4.3托盘与托盘标准化一、托盘的发展历程20世纪30年代：叉车的附属搬运工具二战：托盘装卸二战后：托盘储存托盘运输托盘销售2/3/202343二、托盘的种类1.平托盘（FlatPallets）定义:在承载面和支撑面间夹以纵梁，构成可集装物料，可使用叉车或搬运车等进行作业的货盘。分类:托盘，一般是指平托盘。按台面分类：单面型、单面使用型、双面使用型、翼型按叉车叉入方式：单向叉入型、双向叉入型、四向叉入型按材质：木制、塑制、钢制、竹制、塑木复合等。5.4.3托盘与托盘标准化2/3/202344单面托盘

双向进叉双面使用形托盘

5.4.3托盘与托盘标准化2/3/2023455.4.3托盘与托盘标准化2/3/2023462.柱式托盘

PostPallets柱式托盘是在平托盘基础上发展起来的，其特点是在不压货物的情况下可进行码垛(一般为四层)。多用于包装物料、棒料管材等的集装。

如图的柱式托盘，还可以为可移动的货架、货位；不用时，还可叠套存放，节约空间。近年来，在国外推广迅速。

5.4.3托盘与托盘标准化2/3/2023473.箱式托盘BoxPallets箱式托盘是在平托盘基础上发展起来的，多用于散件或散状物料的集装，金属箱式托盘还用于热加工车间集装热料。一般下部可叉装，上部可吊装，并可进行码垛（一般为四层）。

5.4.3托盘与托盘标准化2/3/2023484.轮式托盘RollPallets物流台车是在平托盘、柱式托盘、或网箱托盘的底部装上脚轮而成，既便于机械化搬运，又宜于短距离的人力移动。适用于企业工序间的物流搬运；也可在工厂或配送中心装上货物运到商店，直接作为商品货架的一部分。5.4.3托盘与托盘标准化2/3/202349

5．特种专用托盘

(1)航空托盘。(2)平板玻璃集装托盘。(3)油桶专用托盘。(4)货架式托盘。(5)尺寸物托盘。(6)轮胎专用托盘。5.4.3托盘与托盘标准化2/3/202350二、托盘标准化及规格尺寸美国标准：48in×40in

ISO世界托盘标准1200系列（1200mm*800mm，1200mm*1000mm）1100系列（1100mm*1100mm）1140系列（1140mm*1140mm）1219系列（1219mm*1016mm）我国标准联运通用平托盘（GB/T2934-2007）：

1200×1000和1100×1100两种

1200×1000为优先推荐使用标准5.4.3托盘与托盘标准化2/3/2023515.4.4集装袋和集装箱一、集装袋集装袋又称柔性集装箱，是集装单元器具的一种，配以起重机或叉车，就可以实现集装单元化运输。它适用于装运大宗散状粉粒状物料：水泥、化肥、粮食、饲料、砂糖、盐、纯碱。特点：结构简单、自重轻、可以折叠、回空所占空间小、价格低廉。

适用型式：重复使用型／一次使用型形状：圆桶型／方型／圆锥型／折叠型提升方式：顶面／底面／侧面排料口：有／无

2/3/202352二、集装箱1．集装箱的定义“GB/T1992—1985中1.1条”指出：集装箱是一种运输设备，应满足下列要求：①具有足够的强度，可长期反复使用；②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；③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；④便于货物装满和卸空；⑤具有6m3及以上的容积。集装箱这一术语不包括车辆和一般包装。根据货物特性和运输需要，集装箱可以用钢、铝、塑料等各种材料制成。它适合于铁路、水路、公路、航空等多种运输方式的现代化装卸和运输。5.4.4集装袋和集装箱2/3/202353二、集装箱分类1．普通货物集装箱内柱式集装箱。优点：外表平滑；受斜向外力不易损伤；印刷标志也比较方便，外板与内衬板之间留有空隙，故防热效果好，并能减少货物的湿损率；在修理和更换外板时，箱内衬不需要取下5.4.4集装袋和集装箱2/3/202354外柱式集装箱。它的侧柱或端柱是在侧壁或端壁之外，故受外力时，对外板不易损伤，有时可以不要内衬板。折叠式集装箱。它的主要部件(指侧壁、端壁和箱顶)能简单地折叠或分解。再次使用时可以方便地再组合起来。优点是在回收和保管时能缩小箱的体积，提高运输的经济效果。但由于各主要部件是用铰链连接的，故其强度受影响。

5.4.4集装袋和集装箱2/3/2023552．特种货物集装箱

(1)干货类集装箱一般也是通用集装箱。以装运文化用品、日用百货、医药、纺织品、工艺品、化工制品、电子机械、仪器、机械零件等杂货为主。5.4.4集装袋和集装箱2/3/202356(2)保温类集装箱。它可分为冷藏集装箱和保温集装箱两种。冷藏集装箱是专门为运输那些要求一定低温的新鲜水果、肉、水产品等食品的。保温集装箱适于装载对温度变化十分敏感的货物，如精密仪器、油漆、石蜡等。也适于装载在运输途