物流仓储设备手册

物流仓储设备手册前言物流中心的作业为了满足现今市场少量多样与高频率的配送需求，其作业方式已不是传统仓库之人力作业所能应付，因此对于物流系统中硬件设施的选用规划，常是物流规划者头痛之问题。要选用何种搬运设备，才能使进货出货顺利；要选用何种储存设备，才能使货品存取方便，且能达到所需之储存效能。要选用何种输送设备，才能使货品从这个作业站以最快速且最有效率的方式移动到下一个作业站，这些都是物流系统规划者必须重视之要点。要使物流作业有效率，除了良好之操作系统规划外，选用好的硬设备配合也是必须的。本人将以物流自动化工作者立场，把物流中心内之三大主要设备，即储存设备、搬运设备、输送设备，仔细介绍其功能规格，并解说其中常用设备的选用与设计方式。另外对于物流中心内之码头设施、拣货设备、承载容器及配送车辆等相关物流设备也一一介绍说明，期望藉此物流仓储设备手册之出版，在这物流设备书籍缺乏的国内出版品市面上，提供给国内物流规划者使用参考，使得国内物流中心之作业能更效率化、省力化、自动化。壹、储存设备储存设备型式种类繁多，因储存物品形状、重量、体积、包装型式等特性的不同，其使用的储存方式也不相同。例如流体使用桶装包装适用重力架，一般散品使用袋装或箱装包装适用轻型料架，而长形对象如钢材、木材则适用悬臂式料架。一般物流中心之储存设备，主要是以单元负载(UnitLoad)之栈板储存方式为主，配合各种拣货方式的需要，另有以容器及单品的储存设备。本文将以这一类的储存设备为主，加以探讨比较，以期做为物流中心规划时，储存设备选用设计之参考。储存设备以储存单位分类，可大致区分为栈板、容器、单品及其它等四大类。每一类型因其设计结构之不同，又可分为很多种型式，如图1-1储存设备体系所示。下文将逐一的介绍各型设备的功能规格与特点，并说明常用各型储存设备之设计方式及选用参考。图1-1储存设备体系1栈板料架(PalletRack)栈板料架(图1-2)是使用最普遍的一种料架，提供100％的存取性，并且有很好的拣取效率。但相对地此种料架的储存密度较低，需要较多的信道(Aisle)。一般可依其存取信道的宽度，区分为传统式信道、窄道式信道及超窄道式信道，后者需配合适当型式的堆高机使用。其特点为：1.适合中种、多样、中量保管。2.适合ABC分类中的BC级商品。3.一般使用3-5层，料架高度受限，一般在6m以下。4.可任意调整组合。5.架设施工简易、费用经济。6.出入库存取不受物品先后顺序之限。7.适用于一般堆高机存取。8.料架撑脚需加装堆高机防撞装置。图1-2栈板料架一般在选用栈板式料架时，需考虑单元负载的尺寸、重量以及叠放的层数，以决定适当的支柱及横梁尺寸，图1-2所示栈板料架为一般常用之栈板叠放方式，即一个横梁开口，存放二个栈板。此种栈板料架一般高度在4～6m，并需配合使用电动跨立式(StraddleType)堆高机来存取作业。1.1栈板料架使用技巧(1)背面连结杆的活用背面连结杆用于两列料架背对背之间的连结，以增加整体的强度。以下图1-3背面连结杆的活用为例，承载物深度1,150mm，支柱架深度1,000mm，如选用背面连结杆长度100mm，则会造成承载物突出于料架，因此可选用300mm长度，则可解决上述问题。图1-3背面连结杆的活用(2)料架尺寸之订定栈板料架的尺寸订定标准如图1-4所示，侧边栈板与支柱及栈板与栈板的间隔(A)在100mm以上，间隔愈大则愈容易作业。承载物与横梁的间隔(B)在80～100mm以上。图1-4料架尺寸标准(3)最上层横梁的存取位置堆高机的最大举升高度会高出最上层横梁位置200cm以上，如图1-5所示。因此最上层横梁位置需与天花板至少要有230cm以上的间隙。图1-5最上层横梁位置之尺寸订定(4)支柱架之选定基准支柱架的耐荷重，须以最下层存取位置所承受的负荷来决定。支柱架的选定例子如下图1-6所示，最下层支柱架承受的荷重为6,000kg，最下层横梁的高度为1,100mm，因此可由此两因素对照右图而选定中量级的支柱架。图1-6支柱架选定基准1.2料架结构(1)支柱与横梁的组装利用横梁端部卡钩套入支柱卡槽(图1-7)，组装快速方便。图1-7支柱与横梁的组装(2)栈板支撑梁一般为增加横梁的刚性，会于一固定距离锁上一支撑梁。图1-8所示为其组装方式。图1-8栈板支撑梁之固定方式(3)支柱架支柱架断面形状的设计各家制造商均有其设计上的考虑，使其承受负载时有足够的强度，不会产生变形。支柱上每隔一定长度会有一卡槽，使与横梁组装时更具有可变化性(如图1-9所示)。一般料架制造商在设计支柱架，会设计各种不同高度、宽度等规格的组合，以满足各种料架组装的需求，并搭配不同的断面厚度，可分为重量级、中量级和轻量级等三种。图1-9支柱架的设计(4)横梁横梁断面形状的设计也是非常多样，设计上的主要考虑，是使负荷时产生最少的挠曲变形。横梁端部有卡钩可与立柱组装(如图1-10所示)，而横梁上有固定孔可组装栈板支撑梁。另需有防撞设计，以防止堆高机作业时不小心顶到横梁时，造成与立柱的脱离，一般会使用卡钩方式设计(如图1-11所示)。图1-10横梁的卡钩设计图1-11横梁的防撞击脱落设计2倍深式栈板料架(DoubleDeepPalletRack)倍深式栈板料架与栈板料架具有相同的基本架构，其只是把两座栈板料架结合，以增加第二列的储存位置，因此储存密度可增加1倍(如图1-12所示)，但相对地其存取性及出入库能力则降低，而且必须配合使用倍深式堆高机以存取第二列的栈板。图1-12倍深栈板式料架与一般料架之配置比较3驶入式料架(Drive-inRack)此种型式的料架其栈板的存放方式系堆高机从里层的位置开始存放至最前面的位置(如图1-13、1-14所示)。其配置方式可以两组驶入式料架背对背安置或单一组靠着墙壁，堆高机的进出皆使用相同的信道，储存密度非常好，但存取性则受到相当限制，不易做到先进先出的管理。由于堆高机在整个料架里面，因此驾驶者必须非常小心。驶入式料架之纵深以3～5列最为理想，堆栈四层最容易管理，适合少样多量的产品。其特点为：1.储存密度高，存取性差。2.适合少样多量的物品储存。3.高度可达10m。4.存取物品受存放位置先后顺序之限，不易做到先进先出。5.不适合太长或太重货品。图1-14在相同的面积驶入式料架的储存空间可提高一倍驶入式料架尺寸订定标准如图1-15所示。(a)承载物与悬臂的间隔，Cl≧150mm(b)栈板与支柱的间隔，C≧80mm(c)栈板与悬臂搭载的宽度，E＝C＋50mm(d)悬臂长度，L＝C＋E图1-15驶入式料架尺寸订定标准4驶出式料架(Drive-throughRack)驶出式料架与驶入式料架，使用相同的组件有相同特性，但其因末端没有受支撑杆封闭(图1-16所示)，故前后均可安排存取的信道，因此可做到先进先出的管理(图1-17所示为驶入式与驶出式料架之配置与作业方式之比较)。图1-17驶入式与驶出式料架之配置与作业方式之比较(驶入式可增加25%的储存空间，但存取性差)5流动式料架(FlowRack)流动式料架依其负载可分为栈板用与容器用两种。利用一边信道做为存放，一边信道做为取出，负载是置放于滚轮上。且料架是朝出口的方向往下稍微倾斜，利用重力使货品朝出口方向向下滑动。储存的密度很好，但成本较高，以栈板流动式料架而言，适合少样多量高频度的应用(图1-18所示)，其特点为：·适用大量存放且需短时间出货之货品。·适合ABC分类中的B级商品。·适合先进先出。·采密集流道储存叠栈物，空间使用率可达85%。·适用于一般堆高机存取。·高度受限，一般在6m以下。·每一流道一般只存放一种货品。·建造费用较高、施工较慢。而容器(箱)流动式料架(图1-19所示)，则适合少量多样的拣取，其特点为：适合多样少量保管。使用拖托板车或手推车搬运，或可设置轻量型输送带。货品可先进先出。安装快速、搬动容易。储存功能小于拣货功能。方便人工拣货，适合安装显示器，做计算机辅助拣货系统。适用于超级市场、物流中心、及直销邮购公司仓库等。栈板流动式料架的储存空间可比栈板料架的储存多出近50%的容积(图1-20)。另外栈板流动式料架与搬运车辆搭配的作业方式可分为下列三种(图1-21)：以堆高机进行入出库作业以堆高机及拣取机进行入出库作业以高架存取机来进行入出库作业图1-18栈板流动式料架图1-20栈板式料架与流动式料架配置之比较(后者可增加近50％的储存空间)图1-21栈板流动式料架之作业方式6移动式料架(MovableRack)又称为动力式料架，用轨道以直线水平移动，每列料架的底部皆有马达驱动装置，可密集相接配置。一般并设有控制装置与操作开关盘，用以操作移动料架，约在三十秒内开启通路，使堆高机进入存取物品。除此之外，并附加有变频控制功能，来控制驱动、停止时的速度，以防止放置在料架物品颤动、倾斜或崩倒，同时亦装设位置定位用光电传感器及附剎车之齿轮马达，提升停止定位精度(移动式料架的使用与比较，参考图1-22~图1-25，规格参考表1-1所示)。其特点为：o储存量比一般固定式料架大很多，节省空间。o适合少样多量低频度的保管。o节省地板面积，地面使用率达80%。o可直接存取每一项货品，不受先进先出之限。o使用高度可达12米，单位面积之储存量可提升至栈板料架2倍左右。o机电装置多、维护困难。o建造成本高、施工速度慢。o轨道要埋在地表，以利搬运车通过。图1-23移动式料架之作业方式图1-24轻型容器移动式料架图1-25栈板式料架与移动式料架之配置比较(后者可增加近50％的储存空间)表1-1移动式料架参考规格表负载种类与作动区分轻负载标准负载栈板人力机构辅助人力机构辅助电动标准超重能量公斤/搬运公尺10401040149014901000595011900最小/最大搬运长度(公尺)1/31/51/51/101/201/301/60最小/最大搬运宽度(公分)45/9045/9045/12045/12045/12045/12090/3607后推式料架(PushBackRack)在前后梁间以滑座相接，由前方将叠栈货物推入。叠栈物品置于滑座上，后来填入的会将原先的推到后方，目前最多可推入五个栈板。滑座跨于滑轨上，滑轨本身具有倾斜角度，滑座会自动滑向前方入口(图1-26所示)。其特点为：储存密度高，存取性差，一般深三个储位。较栈板料架省下1/3空间，可增加储存密度(图1-27)。适用于一般堆高机存取。适合少样多量物品。不适合承载太重物品。货品会自动滑至最前储位。无法先进先出。图1-26后推式料架之作业方式图1-27栈板式料架与后推式料架之配置比较(后者可增加近30％的储存空间)8旋转式料架(RotaryRack)旋转式料架结合自动仓储与料架功能，操作简单、存取作业迅速，适用于电子零件、精密机件等，少量多品种小物品的储存及管理。其料架移动快速，可达每分钟30m速度，存取物品的效率很高，又能依需求自动存取物品，并可经由适配卡与计算机联机达到存货自动管理。旋转式料架受高度限制少，可采多层方式，故空间利用率高。其特点为：·减少人力，并可增加空间利用。·由标准化的组件及模块式的设计而成，能适合各种空间配置。·存取入出口固定，货品不易失窃。·可利用计算机快速检索、寻找指定之储位，适合拣货。·需要使用电源，且维修费用高。·取料口的高度符合人体工学，适合操作人员长时间作业。·储物型态：纸箱、包、小件物品。旋转式料架系由多台货品料架环列连结组成，依据储存货品的要求，可采用不同方向移动的料架连结组成，一般分为两种型式：(1)水平旋转式料架(图1-28a所示)水平旋转式料架又可分为仅用一台马达带动，而同时将连在一起的上下各料架层，予以水平方向旋转的水平式连动旋转自动仓储，及每层各有一台马达，能各单层独立旋转的水平单动旋转仓储。(2)垂直旋转式料架(图1-28b所示)垂直旋转式料架，其原理与水平旋转式料架大致相同，祇是旋转的方向是与地面垂直，充分活用仓库的上部空间，是一种空间节省型的仓储设备，其可比传统式平置