多托盘共用自动化物流系统的规划设计及实践研究

张博

摘要：当前，我国的物流业正处于一个高速发展阶段，在行业内的竞争也越来越激烈，因此，为使物流企业能够充分利用自身优势，实现健蘸稳健的发展，就需要建立一个托盘共用系统，从而对企业各种资源进行最优集成，进而减少物流成本，获得更高的经济效益和生态效益。但就我国现有物流托盘共用系统建设现状来看，仍存在较多问题，因此有必要对其进行深入研究，从而制定出一套行之有效的解决方案。本文就多托盘共用系统发展及应用现状展开分析，并结合物流系统发展实际，提出多托盘共用式自动化物流系统建设的规划设计与具体实践对策。

关键词：多托盘共用；自动化物流系统；规划设计；自动化输送系统

引言

近几年来，我国的产业结构逐渐朝着专业化、规模化方向发展，伴随互联网经挤的兴起及大量信息技术的运用，企业对成本控制的需求不断提高，而人们对个性化的消费需求也使得制成品的需求特征呈现出多品种、更小批量趋势。在企业的供应链中，由于产品和运输费用的保护，因此商品的单件配送方式会影响到产品的配送效率，为进一步提高搬运和梳通效率，降低存货，企业采用单元车循环共享策略来提高产品的连续补货能力。然而，载体种类繁多，难以采用单个载体的设计方法、计划来涵盖全部物料的管理要求。多托盘共享的自动物流系统，将企业现有的托盘管理系统作为一种标准的运输工具，最大限度地保持了目前产业供应链的管理方式，减少了系统的建造成本和实施的难度，使其更加灵活，同时也具备了更高的工作效率。

一、托盘自动化输送系统

托盘自动化输送系统具有物料储存、输送、接受、处理、检查尺寸、称重、自动识别等功能。采用托盘自动化输送系统，目的是为了提高托盘物料的输送效率，降低运作成本，更好的实现托盘物料的自动出入库。托盘自动化输送系统常用的模式

（一）输送机模式

输送机模式是由板式、升降台、轮道式、链式、滚轮式等各种形式的自动输送机组成的托盘自动化输送系统。托盘自动化输送系统为了适应对托盘货物的能力，通常用的较多的是轮道式、链式输送机组成托盘自动化输送系统。托盘自动化输送系统有单一类型的输送机组合和多种类输送机混合组合而成的具有特定功能的托盘自动化输送系统。其优点是结构简单，动作单一，重量轻，速度稳定，因为它的受载均匀，因此，所消耗的功率较小，输送能力大，能进行连续输送，在输送过程中能实现装卸任务；能加长单台输送机的长度，能实现操作的智能化；物料的缓存能在输送线上很方便操作。其缺点是布置输送机时必须按整条输送线布置，输送路线复杂、占地面积大，且不能随便改变。

（二）往复穿梭车模式

往复穿梭车是能快速穿梭运行于固定的轨道上的有轨物料新型搬运车，在多巷道的立体库外面，要由托盘相对于巷道作横向输送，由往复穿梭车组成的自动化物料搬运系统能够很方便和快速的实现托盘出入库自动化任务。其优点是输送速度快，可以安装自动取货装置于穿梭车，可输送大件托盘货物，占地面积小。其缺点是运输能力受限，出库运力容易受限，大规模立体库不易采用往复穿梭车模式，单台往复穿梭车一旦出现故障，整个系统的出入库运作也会受到影响。

二、多托盘共用自动物流系统的规划设计与实践探讨

（一）多托盘共用自动物流系统设计理论

产品的生产及物流运输管理通常较复杂，就某日常生活用品批发配送来说，不仅产品配送物流的工艺流程较多，而且生产管理、生产经营范围也相对较复杂，供应链架构体系规模大。同时，终端产品也会随着市场的变化而做出相应的调整，这就使得商品的供货商对企业的生产计划产生了直接的影响。在此基础上，物流企业还可以通过供应链回收，提升物流效率，从而降低物流成本。为保证商品的品质和交货能力均能满足需求，供应商通常都会增加在商品的包装上的投资，使用各种不同的交通工具来实现商品的单元化，提高商品的搬运、装卸速率，减少运输工具在物流节点上的停留时间，让货物在搬运、装卸及运输和储存等各个环节都能迅速地运作起来。

（二）系统运行流程规划设计

托盘经人力平台上线后，可实现侧边定位，井由出货台上的光电探测传感器，探测出托盘的定位边缘和较短的一侧的宽度，并采用3D影像辨识技术，实现对定位侧的托盘外形尺寸的自动检测。对不符合操作要求的托盘进行清理，并发出警报，提示人工进行操作。在经过确认和验证的情况下，将货件和货件的大小信息传送到更高层的信息系统。该系统根据托盘的长度和宽度，对传送系统进行指定，以便完成随后的传送和定位。在堆栈器上设置取货点的间隔，根据取货中心点的大小，对其进行相应的距离调节。在此基础上，通过对各货架上的商品信息进行匹配，使货架上的货架尺寸与货架上的商品信息相互联系，方便了以后的商品入库。本设计提供了一种基于自动堆垛机的自动装卸平台当搬运时，托盘物品会触动传送装置端头的光电探测传感器，传送链将托盘起始位置信息记录下来，并基于预先设定好的托盘到触发式光电探测传感器之间的距离来算出托盘物品的传送距离，从而实现将托盘物品送到拣货位置，此位置提升平台带动托盘升降，升降平台的升降位置以六个支点支撑托架的孔位，当传送装置按照堆垛机的取货点的位置对托盘货物进行了定位之后，该系统就会对堆垛机的托盘进行调度，并按照托盘叉孔位置来调节距离，将货物输送到指定的地点存放。

（三）自动化物流系统的位置和识别

1.进出岸月台位置与检测规划

物流系统对于无差别操作的托盘，也要求对托盘货物的精确检验。该系统不仅要对托盘进行有条件筛选，而且要对起始分段进行精确定位。在进出库平台上，操作员对托盘和货物进行侧面定位，通过光电探测传感器对较短一侧的宽度进行定位，当内部传感器无法探测到托盘中的物品时，托盘的短边宽度就会比物流系统的应用范围低；当外部感应器侦测到货件时，货件的较短一侧的宽度会超出物梳系统所能承受的范围。在托盘定位侧，装设3D影像辨识系统，测定托盘的叉孔宽、长侧长及墩脚尺寸和叉孔高等。当参数符合设计要求后，再将长侧长尺寸传送到传送系统完成后续定位。

2.堆垛机搬运装置定位及取货台

因为运输装置的运载工具是板式链或多列链条，所以托盘和承载链之间有很大的摩擦，因此，堆垛机的取货点的定位主要是通过设备的运输停止来实现的。该传送装置利用伺服传动技术，并装有光电探测传感器，与穿梭车上的货位相连。当物品被探测到时，该系统使用从物品中心到光电探测传感器探测比特之间的距离S，再减去由该测量系统探测到的托盘宽度尺寸L4，即SL4，那么，要被传送的行程S1就会被自动地算出S1=SL4。当托盘定位完毕后，上层系统将堆垛机输送到拣货位置，并依据测量系统所测得的拣货中线尺寸，对其进行调整，使堆垛机将货物从指定的货位中分流出来，并将其放置在系统指定的货位。

（四）搬运和运输处理

1.在出料位置方面。每种类型的托盘，其尺寸参数也各不相同，原因是托盘的大小具有较大差异性，托盘的桩脚最小有39 mm，最大为169 mm；在纵向上，最小尺寸为11000 mm，最大尺寸是11 320 mm，极限偏差在243 mm左右，如果使用托盘的中心，则其数值误差在120 mm左右。很明显，如果只使用一种基准，托盘叉孔的极限重台尺寸只有128 mm，不能满足堆垛机的实际需要，所以，只能选择多基准托盘定位方式进行定位。从货叉的孔数来看，吸塑板在中间墩脚处的宽度、货叉中心距最小，货叉中心距尺寸在347 mm左右。

2.在货架规划设计上。该货盘存储采用九足吸塑盘，并且较大的货盘叉孔高度小于120 mm，以确保货盘底部都能得到有效支承。由于货架的大小是不确定的，所以需要在同一货架上存放不同的托盘：托盘采取中央定位原理，为保证货叉能有最大叉取空间，架子中部的垫梁宽度以托盘中央墩脚的最小尺寸为基准，两侧的支承梁则根据叉孔的最小宽度、托盘取货的最大中心来决定，这样，货架两边的支承垫梁间距可达865 mm左右。出于安全存放的考虑，货架边沿至少要有50 mm在支承梁的范围之内，货架的长边尺寸不能小于965 mm。该货架的最小叉孔高为85 mm，横梁的高度设定为50 mm，每一货架设置5个支承梁。

结论

多托盘共用式自动化物流系统的管理单元主要以供应链中的相关载运工具为主，具有较高的自动化水平与灵活性，最大限度的减少制造成本。与此同时，多托盘共用下的自动化物流系统也不需要添加原托盘处理设备和工艺，这不但提高了物流体系的整体运行效率，而且还大大降低了初期的投入。尤其是在存放货位较多的情况下，它的经济性更加突出，是一种能够实现连续化作业的新趋势。