托盤單元化物流系統(tǒng)中滑板托盤集裝單元堆碼高度研究

北京科技大學(xué)

一、引言

滑板托盤是指在一個(gè)或多個(gè)邊上設(shè)有翼板的平板，用于搬運(yùn)、存儲(chǔ)或運(yùn)輸單元載荷形式的貨物或產(chǎn)品的底板，其結(jié)構(gòu)及各部分名稱，見圖1?；逋斜P1946年最先出現(xiàn)在美國(guó)，距今已有70多年的發(fā)展歷史。在歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家，滑板托盤不僅在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，甚至在某些領(lǐng)域已成為替代普通托盤的一種承載工具。在國(guó)內(nèi)，滑板托盤由國(guó)外引入后也經(jīng)過(guò)了10多年的發(fā)展，逐漸在煙草、糧食、化工、食品飲料等行業(yè)推廣應(yīng)用。目前使用規(guī)模不大，尚待普及。

為支持滑板托盤的推廣應(yīng)用，很多國(guó)家都制定有滑板托盤標(biāo)準(zhǔn)，如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12776-2008《托盤-滑板托盤》、日本標(biāo)準(zhǔn)JIS Z0607-1995《薄板托盤》以及美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSI ASME MH1-2005《成組貨件用托盤、滑板托盤和其他基板》等。隨著我國(guó)滑板托盤的推廣應(yīng)用，滑板托盤標(biāo)準(zhǔn)制定工作被提上日程?！堵?lián)運(yùn)通用滑板托盤尺寸和性能要求》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃被列為2017年國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《國(guó)家質(zhì)量基礎(chǔ)的共性技術(shù)研究與應(yīng)用》專項(xiàng)的“物流轉(zhuǎn)型升級(jí)基礎(chǔ)共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究”項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2017YFF0208700）的研制任務(wù)。2019年列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)下達(dá)的《2019年消費(fèi)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)專項(xiàng)計(jì)劃》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制訂計(jì)劃（項(xiàng)目編號(hào)：20191236-T-469），正式立項(xiàng)。2020年8月該國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)送審稿通過(guò)了由全國(guó)物流標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織的預(yù)審會(huì)會(huì)議的專家審查。

圖1 滑板托盤各部分名稱

《聯(lián)運(yùn)通用滑板托盤尺寸和性能要求》（送審稿）通過(guò)修改采用ISO 12776：2008制定，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了滑板托盤的尺寸及性能要求。尺寸包括基本尺寸、翼板寬度、尺寸公差和厚度等，性能包括滑板托盤的抗拉強(qiáng)度、剛度、耐久性及摩擦特性等。

二、滑板托盤集裝單元堆碼高度問(wèn)題的提出

單元貨物與托盤所組成的整體在《托盤單元貨載》（GB/T 16470-2008）被稱為托盤單元貨載，在《托盤單元化物流系統(tǒng)》系列標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 37106-2018和GB/T 37922-2019）被稱為托盤集裝單元。包裝件組合碼放在托盤上，加上適當(dāng)?shù)墓潭?，以便于機(jī)械裝卸和運(yùn)輸。本文中把由滑板托盤承載單元貨物組成的整體統(tǒng)稱為滑板托盤集裝單元，見圖2。

圖2 滑板托盤集裝單元

如圖2所示，滑板托盤集裝單元的平面尺寸由滑板托盤及單元貨物的平面尺寸決定；一般滑板托盤本身厚度僅為1mm左右，因此滑板托盤集裝單元高度基本上由單元貨物在滑板托盤上的堆碼高度決定。

在制的《聯(lián)運(yùn)通用滑板托盤尺寸和性能要求》（送審稿）中規(guī)定：“滑板托盤基本尺寸應(yīng)與單元貨物的平面尺寸大略相等?；逋斜P長(zhǎng)度可比單元貨物的尺寸長(zhǎng)，但最多不超過(guò)50mm。滑板托盤寬度不得小于單元貨物尺寸10mm，也不應(yīng)大于單元貨物尺寸50mm；且單元貨物平面尺寸宜參考GB/T 2934和GB/T 15233選擇?！蹦壳?，現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《包裝 單元貨物尺寸》（GB/T 15233-2008）規(guī)定的單元貨物尺寸為1200mm×1000mm和1100mm×1100mm?！堵?lián)運(yùn)通用平托盤 主要尺寸及公差》（GB/T2934-2007）規(guī)定的托盤平面尺寸也為1200mm×1000mm 和1100mm×1100mm，且特別規(guī)定1200mm×1000mm為優(yōu)先推薦的托盤平面尺寸。為此，《托盤單元化物流系統(tǒng)》系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 37106-2018和GB/T 37922-2019）規(guī)定適應(yīng)于托盤單元化物流系統(tǒng)流通的托盤平面尺寸為1200mm×1000mm?；谏鲜鰳?biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以看出，適用于托盤單元化物流系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)托盤一貫化物流作業(yè)的滑板托盤集裝單元的平面尺寸為1200mm×1000mm。

但《聯(lián)運(yùn)通用滑板托盤尺寸和性能要求》（送審稿）以及ISO 12776-2008、JIS Z0607-1995、ANSI ASME MH1-2005等國(guó)外滑板托盤標(biāo)準(zhǔn)都沒有對(duì)滑板托盤集裝單元高度做出具體規(guī)定。研究國(guó)內(nèi)現(xiàn)行可供參考的物流標(biāo)準(zhǔn)《托盤單元化物流系統(tǒng) 通用技術(shù)條件》（GB/T 37922-2019）和《托盤單元貨載》（GB/T 16470-2008）等發(fā)現(xiàn)，各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)托盤集裝單元高度的規(guī)定自不同角度各有表述，并不明確具體。而單元貨物在滑板托盤上的堆碼高度是搬運(yùn)、運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)等各物流環(huán)節(jié)中必須考慮和解決的問(wèn)題，它決定了所形成的滑板托盤集裝單元是否能在托盤單元化物流系統(tǒng)的供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的托盤一貫化物流作業(yè)，研究非常必要。

三、貨物類型對(duì)滑板托盤集裝單元堆碼高度的要求

單元化物流是以標(biāo)準(zhǔn)化單元貨物為供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)作業(yè)單元的物流形態(tài)，即將物品由發(fā)貨地整合為規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化的單元貨物，并且保持單元貨物的狀態(tài)沿供應(yīng)鏈一直送達(dá)最終收貨點(diǎn)的物流形態(tài)。以托盤為集裝器具形成的托盤集裝單元并以托盤集裝單元為處理對(duì)象的單元化物流形態(tài)屬于托盤單元化物流。《托盤單元化物流系統(tǒng) 通用技術(shù)條件》（GB/T 37922-2019）規(guī)定了托盤集裝單元的總高度應(yīng)不超過(guò)2200mm，且從托盤單元貨載的穩(wěn)定性角度建議總高度應(yīng)盡量降低。2200mm的極限值主要考慮集裝箱的最大化利用并依據(jù)集裝箱最小門框開口尺寸的高度確定。

《托盤單元貨載》（GB/T 16470-2008）從貨物質(zhì)量方面考慮穩(wěn)定性問(wèn)題，要求應(yīng)盡量減小托盤單元貨載的高度尺寸，規(guī)定一般托盤單元貨載的重心高度不超過(guò)托盤寬度的三分之二。按此規(guī)定，基本尺寸為1200mm×1000mm的滑板托盤集裝單元，其單元貨物的堆碼高度不應(yīng)超過(guò)1333mm，向下取整為1300mm。

路運(yùn)和鐵運(yùn)中通?？紤]根據(jù)質(zhì)量和體積對(duì)貨物進(jìn)行分類，可分為兩種類型：輕貨和重貨。1m3的貨物重量小于300kg為輕貨，反之為重貨。綜合考慮GB/T 37106-2018、GB/T 37922-2019和GB/T 16470-2008標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，滑板托盤上碼放重貨時(shí)堆碼高度應(yīng)小于1300mm，碼放輕貨時(shí)堆碼高度可適當(dāng)增高，但應(yīng)滿足小于2200mm的要求。

《托盤單元化物流系統(tǒng) 通用技術(shù)條件》（GB/T 37922-2019）的規(guī)定托盤集裝單元貨物總質(zhì)量應(yīng)在托盤承載范圍內(nèi)。《托盤單元化物流系統(tǒng) 托盤設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》（GB/T 37106-2018）要求托盤額定承載量為1t。因此，無(wú)論是重貨和輕貨，所形成的滑板托盤集裝單元的總重量應(yīng)不超過(guò)1t。

四、運(yùn)輸工具貨廂高度尺寸對(duì)滑板托盤集裝單元堆碼高度的要求

目前帶板運(yùn)輸?shù)闹饕\(yùn)輸方式為海運(yùn)和公路的集裝箱運(yùn)輸以及公路貨車運(yùn)輸。根據(jù)集裝箱和貨車等運(yùn)輸工具貨廂高度的不同，滑板托盤集裝單元在貨廂內(nèi)可以擺放一層，也可以堆垛多層?；逋斜P集裝單元在貨廂內(nèi)擺放需要給叉車裝卸搬運(yùn)作業(yè)預(yù)留合適的作業(yè)空間。

所以，滑板托盤集裝單元堆碼高度與集裝箱和貨車貨廂等運(yùn)輸工具貨廂內(nèi)部高度的關(guān)系如下：

式（1）中 H —運(yùn)輸工具貨廂內(nèi)部高度尺寸，mm；

n —滑板托盤集裝單元堆垛層數(shù)；

h —滑板托盤集裝單元高度；

h 1—預(yù)留叉車作業(yè)空間，取300mm左右。該值是GB/T 5141-2005、GB/T 5142-2005和GB/T 21468-2008標(biāo)準(zhǔn)中要求留給平衡重式叉車、前移式和插腿式叉車、托盤堆垛車和高起升平臺(tái)堆垛車等裝卸搬運(yùn)設(shè)備作業(yè)提升離地的距離。

以常用集裝箱和常用公路運(yùn)輸貨車內(nèi)裝載滑板托盤集裝單元為例，利用式（1）分別計(jì)算希望堆垛1～3層的情況下滑板托盤集裝單元的堆碼高度以及廂內(nèi)剩余高度，見表1和表2。

表1 常用集裝箱內(nèi)滑板托盤集裝單元的堆碼高度匯總表（單位：mm）

表2 常用運(yùn)輸車輛內(nèi)滑板托盤集裝單元的堆碼高度匯總表（單位：mm）

表1和表2中之所以計(jì)算貨廂內(nèi)剩余空間，原因是叉車推拉器進(jìn)行裝卸作業(yè)需要進(jìn)入集裝箱和貨車貨廂之內(nèi)，如圖3所示。貨廂內(nèi)剩余高度小于推拉器的面板高度，推拉器承載最上層滑板托盤集裝單元是無(wú)法進(jìn)入貨廂內(nèi)進(jìn)行裝卸作業(yè)。參考市面常見的推拉器產(chǎn)品的面板高度尺寸為1100mm。換言之，凡是廂內(nèi)剩余高度小于1100mm的情況，都不能實(shí)現(xiàn)所希望的堆垛層數(shù)。表1和表2的最后一列就是這種情況，換言之，是無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)堆垛3層的作業(yè)。如果希望滑板托盤集裝單元在集裝箱和貨車貨廂內(nèi)堆垛三層，滑板托盤集裝單元的高度就需在表1和表2倒數(shù)第二列數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低，造成運(yùn)輸工具貨廂內(nèi)部空間的浪費(fèi)，導(dǎo)致載貨率降低，并不推薦。

總結(jié)上述計(jì)算結(jié)果可以看出：滑板托盤集裝單元在集裝箱和貨車貨廂內(nèi)裝載，僅擺放一層時(shí)最高堆碼高度宜在1900mm～2200mm之間取值，堆垛兩層時(shí)最高堆碼高度宜在950mm～1200mm之間取值。不推薦滑板托盤集裝單元在集裝箱和貨車貨廂內(nèi)堆垛三層裝載。

圖3 帶推拉器屬具的叉車裝卸作業(yè)方式及推拉器面板

進(jìn)一步來(lái)看，在950mm～2200mm的范圍內(nèi)每隔50mm取值，形成滑板托盤集裝單元堆碼高度尺寸系列（見表3），研究表中堆碼高度尺寸對(duì)表1和表2所列常用集裝箱和貨車貨廂的適配情況。

以滑板托盤集裝單元在集裝箱和貨車貨廂中堆垛實(shí)現(xiàn)帶板運(yùn)輸時(shí)的貨廂高度利用率來(lái)衡量，按式（2）分別計(jì)算。將運(yùn)輸工具貨廂高度利用率高于80%的結(jié)果列于表4中匯總。

表3 滑板托盤集裝單元堆碼高度尺寸系列（單位：mm）

表4 貨廂高度利用率高于80%的滑板托盤集裝單元堆碼高度匯總（單位：mm）

綜合對(duì)表1、表2及表4分析，且考慮貨物類型對(duì)滑板托盤集裝單元堆碼高度的要求，可以得到以下結(jié)論。

從提高帶板運(yùn)輸時(shí)貨廂利用率的角度看，在集裝箱和貨車內(nèi)承載滑板托盤集裝單元時(shí)，可分以下兩種情況：

（1）滑板托盤集裝單元在貨廂里堆放一層時(shí)，單元貨物堆碼高度尺寸推薦值為1900mm、1950mm、2000mm、2050mm、2100mm、2150mm和2200mm，適用于輕貨組成的滑板托盤集裝單元的場(chǎng)合。

（2）滑板托盤集裝單元在貨廂里堆垛兩層時(shí)，單元貨物堆碼高度尺寸推薦值為950mm、1000mm、1050mm、1100mm、1150mm、1200mm，適用于重貨組成的滑板托盤集裝單元的場(chǎng)合。

五、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備設(shè)施高度尺寸對(duì)滑板托盤集裝單元堆碼高度的要求

滑板托盤集裝單元在存儲(chǔ)時(shí)一般有以下四種方式：滑板托盤集裝單元直接堆垛存儲(chǔ)（見圖4a），滑板托盤集裝單元放在平托盤上進(jìn)行直接堆垛存儲(chǔ)（見圖4b），滑板托盤集裝單元直接放擱板式貨架上存儲(chǔ)（圖4c），滑板托盤集裝單元放在平托盤上再在擱板式貨架以外的其它類型貨架上存儲(chǔ)（見圖4d）。

重貨的場(chǎng)合，如滑板托盤在成品糧倉(cāng)儲(chǔ)物流中的應(yīng)用。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)指導(dǎo)文件《糧食集裝化包裝倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)技術(shù)要求》（GB/Z 37925-2019 ）指出，為適應(yīng)國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和糧食物流流體載體的變化，糧食行業(yè)實(shí)行集裝化運(yùn)輸是一種合理的方式。文件中規(guī)定了四種托盤平面尺寸，其中之一為1200mm×1000mm；且要求糧食包箱應(yīng)均勻平整地?cái)[放在托盤上，托盤單元堆垛高度不宜超過(guò)3.5m。若以堆垛3層計(jì)算，滑板托盤單元的最大堆碼高度不宜超過(guò)1167mm。綜合考慮糧食包裝中的麻袋、小麥粉袋和面粉紙袋國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 24904-2010、GB/T 24905-2010和 GB/T 28120-2011）等對(duì)包裝袋耐跌落性試驗(yàn)均要求跌落高度為1.2m。因此可以看出，由糧食袋、箱組成的滑板托盤單元的堆碼高度可在上述適用于重貨的950mm～1200mm范圍中選擇，且依據(jù)滑板托盤承載能力在6個(gè)推薦的堆碼高度系列尺寸中盡可能選擇較大的值。

輕貨的場(chǎng)合，如滑板托盤在煙草倉(cāng)儲(chǔ)物流中的應(yīng)用?！毒頍熉?lián)運(yùn)滑托盤應(yīng)用規(guī)范》（YC/T 577-2019）規(guī)定，適用于煙草行業(yè)工商企業(yè)間的卷煙聯(lián)運(yùn)以及卷煙企業(yè)內(nèi)部聯(lián)運(yùn)的紙質(zhì)和其它材質(zhì)滑板托盤的基本尺寸為1180mm′1000 mm；并且要求件煙在滑板托盤上堆碼時(shí)，底部?jī)蓪蛹熍帕袘?yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)YC/T 215的相關(guān)要求?，F(xiàn)行《煙草行業(yè)聯(lián)運(yùn)通用平托盤》（YC/T 215-2007）規(guī)定，托盤包裝單元不應(yīng)疊加碼放。換言之，由件煙組成的滑板托盤集裝單元不允許堆垛直接存儲(chǔ)。

在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中存儲(chǔ)時(shí)，滑板托盤集裝化單元需要放在平托盤上再上貨架存儲(chǔ)?！稛煵菁盁煵葜破?倉(cāng)庫(kù) 設(shè)計(jì)規(guī)范》（YC/T 205-2017）規(guī)定，用于卷煙成品儲(chǔ)存的九層雙深位自動(dòng)化立體庫(kù)，每層貨架貨位的長(zhǎng)寬高尺寸為2.83m×1.6m×2.25m。《托盤單元化物流系統(tǒng) 通用技術(shù)條件》（GB/T 37922-2019）要求，當(dāng)貨架橫梁掛高大于9m時(shí)托盤單元貨物與橫梁之間需留150mm的安全間距。托盤式貨架和駛?cè)胧截浖苄袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)WB/T 1044-2012和WB/T 1045-2012中要求的該安全間距也是150mm。而《煙草行業(yè)聯(lián)運(yùn)通用平托盤》（YC/T 215-2007）要求使用的平托盤外廓尺寸為1000mm×1250mm×150mm。減去托盤單元貨物與橫梁之間的安全間距以及托盤自身高度，留給滑板托盤集裝單元高度為1950mm?？梢钥闯?，雖然煙草行業(yè)有自己的滑板托盤平面尺寸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，但在立體庫(kù)上使用時(shí)建議滑板托盤集裝單元的堆碼高度選擇1950mm。

圖4 滑板托盤單元在倉(cāng)庫(kù)地面存儲(chǔ)

六、結(jié)論

本文從托盤單元化物流系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)托盤一貫化物流作業(yè)的角度出發(fā)，探討了滑板托盤集裝單元堆碼高度問(wèn)題；分別研究了貨物類型和運(yùn)輸工具對(duì)滑板托盤集裝單元堆碼高度的要求，最終得出了適用于輕貨和重貨包裝的滑板托盤集裝單元堆碼高度系列尺寸推薦值。

本文結(jié)合滑板托盤在糧食行業(yè)和煙草行業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)物流中的應(yīng)用，討論了各自適用的滑板托盤集裝單元堆碼高度尺寸。