物流的标准化中,通过制定标准规格尺寸来协调物流各环节之间的配合性,以确保整个物流系统的贯通来提高物流效率,是物流标准化的首要任务。
1.模数和模数制
模数是指在某种系统(构筑物或制品)的设计、计算和布局中普遍重复应用的一种基准尺寸数。如建筑上用的砖,其尺寸为24cm×12cm×6cm,故设计房屋的长宽尺寸时,均取24+1=25cm的整数倍,即砖长加1cm灰口的整数倍。这样,砖的尺寸就成了建筑工程上的最基本尺寸。砖的尺寸是由砖模的尺寸决定的,这便是“模数”的来历。
模数尺寸就是模数乘以正整数或分数所得的尺寸值。模数制实际上是在模数的基础上所制定的一套尺寸协调的标准。
模数的使用起源于建筑业。在对建筑物的设计、规划和布局以及设计和制造建筑物的构件如砖、砌块、窗、门和卫生设备时,按照选定的模数为基础规定它们的尺寸,可以实现设计标准化、构件加工预制工厂化和施工作业机械化。建筑物的模数设计和建筑物构件的模数配合是实现建筑工业化的重要条件。
世界上许多国家把基本模数定为标准。目前的趋向是采用100mm作为构件标准化的基本模数。GB/T 4892/ISO 3394《硬质直方体运输包装尺寸系列》以模数600mm×400mm为基准,规定了纸、木、塑、金属等各种材质的硬质直方体运输包装件的平面尺寸。
模数理论不仅在建筑业得到普遍推广,还在包装物的标准化,电器、视频和成套装置的组装尺寸的标准化,以及在机械工业产品的单元尺寸和组合尺寸的协调等方面,都涉及模数配合与模数协调的问题,有的已经制定了相应的标准,如印制电路网络模数,而有的正在制定这方面的标准。
随着模数理论应用领域的扩大,模数制的统一问题也提上了日程。如果每个部门都制订自己的一套模数制度,则会使各类尺寸之间的衔接不利。为此应逐步建立起一套综合完整统一的模数系统。国际标准化机构(ISO和IEC)已经在进行这方面的工作。
2.物流模数体系与物流基本模数
制定物流系统标准规格尺寸的主要依据为物流模数体系,如图2-2所示。物流模数作为物流系统各环节的标准化的核心,是形成系列化的基础。依据物流模数进一步确定有关系列的大小及尺寸,再从中选择全部或部分,确定为定型的生产制造尺寸,这就完成了某一环节的标准系列。比如日本工业标准JIS规定的“输送包装系列尺寸”,就是以1200mm×1000mm推算的最小尺寸为200mm×200mm的整数分割系列尺寸确定的。
图2-2 物流模数体系图
其中,物流基本模数尺寸的作用和建筑模数尺寸相似,考虑的基点主要是简单化,是设备的制造、设施的建设、物流体系中各环节的配合协调、物流系统与其他系统配合的依据。目前,ISO中央秘书处及欧洲各国已经基本认定600mm×400mm为基本模数尺寸。
物流基本模数是物流系统各标准尺寸的最小公约尺寸。在基本模数尺寸确定之后,各个具体的尺寸标准都要以基本模数尺寸为依据,选取其整数倍为规定的尺寸标准,基本模数尺寸确定后,只需在倍数中进行标准尺寸选择,便可作为其他尺寸的标准。
确定物流基本模数尺寸主要考虑目前对物流系统影响最大而又最难改变的事物,即运输设备。采取“逆推法”,由运输设备的尺寸来推算最佳的基本模数。当然,在确定基本模数尺寸时也应该考虑现在已经通行的包装模数和已经使用的集装设备,并从行为科学的角度研究人及社会的影响。从其与人的关系看,基本模数尺寸应适合人体操作的最高限尺寸。
物流建筑模数尺寸标准主要是物流系统中各种建筑所使用的基本模数,它是以物流基本模数尺寸为依据确定的,也可以选择共同的模数尺寸。该尺寸是设计建筑物长宽高尺寸,门窗尺寸,建筑物间距离、跨度及进深等尺寸的依据。集装模数尺寸标准是在物流基本模数尺寸基础上,推导出的各集装设备的基本尺寸,以此作为设计集装设备三向尺寸的依据。在物流系统中,由于集装是起贯穿作用的,集装尺寸必须与各环节物流设施、设备、机具相配合,因此,整个物流系统设计时往往以集装尺寸为核心,然后在满足其他要求的前提下决定设计尺寸。因此,集装模数尺寸影响和决定着与其相关各环节的标准化。
3.运输包装件规格标准
ISO于1975年公布以600mm×400mm的底面积(模数)为基础,规定了一系列刚性长方形运输包装尺寸。其原则是运输包装的有效外部尺寸(长和宽)可通过用一个整数乘或除标准底面积而求得,见表2-3。运输包装的高度可根据需要自由选择。
表2-3 运输包装尺寸 (单位:mm)
在表2-3中,倍数是以600mm×400mm为模数的大包装尺寸,与托盘尺寸相同;约数为以600mm×400mm标准底面积等分小包装尺寸。等分小包装均可在大包装尺寸以600mm×400mm为模数的集装托盘上组合排列,如图2-3所示。
4.物流托盘标准(www.daowen.com)
托盘是在运输、搬运和存储过程中,将物品规整为货物单元时,作为承载面并包括承载面上辅助结构件的装置。托盘作为物流产业中最为基本的集装单元,随着产品在生产企业、物流企业、零售企业和用户之间流通,它与产品生产线、产品包装、叉车、货架、公路铁路运输车辆、轮船、集装箱和仓储设施等许多方面均有较为严格的尺寸匹配关系。作为重要的物流器具,托盘贯穿于现代物流的各个环节,是最基本的集装单元。因此,托盘的标准化及其推广作用,关系到物流系统现代化的水平。
托盘作业和产品、集装箱、货架、运输车辆的货台以及搬运设施等都有直接关系。因此,托盘的规格尺寸是考虑其他物流设备规格尺寸的基点,也是物流设施标准化的基础。但是物流设施标准化不是只制定个别独立的标准,而必须是各标准之间相互对应配合的一套体系,这样方能将标准化的效益产生出来。其中,托盘标准化是最基本也是最核心的一部分,其他物流设施的标准化与托盘规格直接相关,也就是说,必须先确定托盘规格标准才能制定其他项目标准,物流设施标准化的整套体系应该是以托盘标准化为中心制定出来的,如图2-4所示。
国际上,托盘标准化问题由国际标准化机构ISO/TC 51托盘标准化技术委员会负责。该机构已经于2003年对ISO 6780《联运通用平托盘 主要尺寸及公差》标准进行了修订,在原有的1200mm×1000mm,1200mm×800mm,1219mm×1016mm(即48in×40in),1140mm×1140mm四种规格的基础上,新增了1100mm×1100mm,1067mm×1067mm两种规格。现在的托盘国际标准共有6种,其中1200mm×800mm和1200mm×1000mm是欧洲常用的标准,1140mm×1140mm是澳大利亚的标准,1219mm×1016mm是美国的标准,1100mm×1100mm是日本的标准,1067mm×1067mm是欧美的标准。
图2-3 运输包装尺寸组合排列
图2-4 物流设施标准化关系图
平托盘的高度一般在100~150mm之间,单面取140mm,双面取150mm。一般要求托盘的宽度和长度的制造误差在3mm以内,两对角线误差小于8mm。
托盘是现代物流中最普遍使用的装卸搬运器具,托盘标准化是实现物流托盘化的关键基础之一。目前标准托盘的使用率,澳大利亚为95%,美国为55%,欧洲为70%,日本为35%,韩国约为27%。在美国、日本,托盘是一个巨大的产业,政府为推进物流标准化、提高托盘的利用率,相继出台了多项鼓励政策和优惠措施。
5.物流集装箱标准
集装箱是一种运输设备。一般有如下特点,即具有足够的强度,可长期反复使用;适用于一种或多种运输方式运送,途中转运时,箱内货物不需要换装;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;便于货物装满和卸空;具有1m3以上的内容积。
集装箱中,通用集装箱是其主体,对其有专门的定义,通用集装箱是用于运输和储存若干单元货物、包装货物或散装货物的长方形箱体,可以限制和防止发生货损货差,可脱离运输工具作为单元货物进行装卸和运输,不需要倒装箱内货物。
集装箱标准化对集装箱的发展有非常重要的作用,集装箱标准不仅与集装箱本身有关,还与各运输设备、各装卸机具,甚至与车站、码头、仓库的设施有关。为有效开展国际集装箱多式联运,必须做好集装箱标准化工作。
目前集装箱标准按使用范围划分,有国际标准、国家标准、地区标准和公司标准4种。
国际标准集装箱是根据国际标准化组织第104技术委员会制定的国际标准来制造的标准集装箱。现行的国际标准为第Ⅰ系列共13种,宽度相同(2438mm),长度有4种(12192mm、9125mm、6058mm、2991mm),高度有4种(2896mm、2591mm、2438mm、<2438 mm),见表2-4。
表2-4 国际标准集装箱规格
(续)
ISO体系中的1CC型集装箱,是钢制普通货物集装箱中最具有代表性的一种箱型,集装箱作业量统计中所使用的标准箱(TEU)单位,就是以它作为基础的换算单位。一般来说,长20ft,宽和高均为8ft的集装箱作为一个标准箱(TEU),即1CC=1 TEU。
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