集裝單元化與標準化新

1、物 流 工 程課 程 設(shè) 計 說 明 書題目：托盤.集裝箱.集裝箱運輸車輛的集裝單元化方案與優(yōu)化 姓名： 張鵬 孫飛 王素連 學號： 44090506 44090511 44090515 班級： 440905 指導(dǎo)教師： 孫寶鳳 吉林大學交通學院二零一一年月十二月目錄第一章 課題介紹31.1集裝單元化與標準化含義及優(yōu)勢31.2集裝單元化與標準化運用概況31.3研究對象：B&G產(chǎn)品（幫寶適.洗發(fā)水）41.3.1 產(chǎn)品裝卸搬運研究的目的41.3.2 產(chǎn)品裝卸搬運研究的任務(wù)4第二章 物流需求分析42.1P&G產(chǎn)品（幫寶適.洗發(fā)水）物流情況42.2產(chǎn)品特征及需求分析5第三章 產(chǎn)品物流設(shè)

2、備的選擇63.1產(chǎn)品倉儲貨架的選擇63.2產(chǎn)品托盤的選擇63.3產(chǎn)品搬運設(shè)備的選擇63.4產(chǎn)品運輸設(shè)備的選擇7第四章 產(chǎn)品裝箱初級方案設(shè)計84.1已知尺寸幫寶適的托盤裝碼設(shè)計84.2 P&G洗發(fā)水的托盤裝碼設(shè)計94.3產(chǎn)品裝箱方案設(shè)計94.4產(chǎn)品尺寸標準化裝箱優(yōu)化方案13第五章 產(chǎn)品集裝單元化與標準化優(yōu)化設(shè)計155.1產(chǎn)品混拼托盤集裝單元化設(shè)計方案155.1.1幫寶適.P&G洗發(fā)水同托盤拼裝155.1.2拼裝托盤裝箱方案155.2產(chǎn)品單元化與標準化設(shè)計165.2.1產(chǎn)品尺寸標準化165.2.2標準化產(chǎn)品同托盤拼裝165.2.3拼裝托盤裝箱方案17第六章 裝箱方案比較與分析196

3、.1裝箱方案的運作效率比較196.2裝箱該方案的綜合比較與分析19第七章 設(shè)計總結(jié)與體會20參考文獻22第一章 課題介紹1.1集裝單元化與標準化含義及優(yōu)勢 1.集裝單元化：將在生產(chǎn)、流通過程中無包裝或有包裝，如袋裝、箱裝、桶裝等多種單件物資, 按一定量匯集在具有統(tǒng)一外形尺寸、重量和型式的單元容器中,形成集裝單元或者單元載荷， 并以集裝單元來組織物料裝卸搬運存儲運輸?shù)任锪骰顒拥淖鳂I(yè)方式，稱為集裝單元化。 集裝單元標準化：物品包裝與集裝單元的尺寸（如托盤的尺寸，包裝箱的的尺寸等）要符合一定的標準模數(shù)，倉庫貨架，運輸車輛，運輸機械也要根據(jù)標準模數(shù)決定其主要性能參數(shù)。 2.集裝單元化與標準化優(yōu)勢：集裝

4、單元化是將規(guī)模思想運用到不同物料的搬運中，而標準化可協(xié)調(diào)物品尺寸、包裝尺寸、物流集裝器具尺寸以及運輸車輛尺寸的關(guān)系, 使物品、包裝、物流集裝器具以及運輸車輛等之間關(guān)系有機結(jié)合 實現(xiàn)物流裝卸、運輸、堆碼和貯存等活動一體化。 圖1-1其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：集包裝、裝卸、搬運、運輸儲存為一個系統(tǒng)，統(tǒng)籌規(guī)劃，綜合考慮，可以簡化環(huán)節(jié)，減少費用，實現(xiàn)總體優(yōu)化。便于實現(xiàn)裝卸搬運作業(yè)機械化，減輕工人勞動強度，提高工作效率。減少貨物變換環(huán)節(jié)，從而減少因變換而造成的貨損貨差，提高物流質(zhì)量，節(jié)約人力物力和費用。減少了受氣候影響的程度，保證正常工作，加速貨物流轉(zhuǎn)，提高效率。 1.2集裝單元化與標準化運用概況 認知情況：

5、我國物流行業(yè)還處于發(fā)展初期，人們的注意力首先普遍集中在社會物流的倉儲與運輸之中，往往忽視生產(chǎn)企業(yè)物流在社會物流中的原點和銜接點的地位。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的物流量迅速增加，尤其生產(chǎn)物流中物料搬運工作對提高生產(chǎn)效率、降低成本的重要意義，集裝單元化與標準化已經(jīng)成為越來越多的人的共識。 實際運用情況：當前生產(chǎn)的集裝單元化儲運機具的品種和數(shù)量還很少，器具和容器的盛裝水平和切換的柔性度遠遠不能滿足需要，因此，企業(yè)的各部門往往是各自設(shè)計與制造，一方面因?qū)I(yè)技術(shù)力量不足，導(dǎo)致閉門造車式的“土辦法”，既浪費精力又耗費資源；另一方面，又沒有通用的標準，彼此之間無法做到及時互換，阻礙了物資流通的社會化，即我國的集

6、裝單元化與標準化的運用情況存在明顯不足，亟待改善。 研究方向：（1）對于每品種產(chǎn)品進行集裝單元化與標準化，按照需求比例及需求量運送相應(yīng)的集裝單元；（2）對于不同種類產(chǎn)品進行按照需求比例進行在一個單元里進行集裝單元化，以更好的運用集裝單元的標準化合理運送，提高運輸工具的利用率，減少產(chǎn)品在物流活動中的輪換周轉(zhuǎn)。1.3研究對象：B&G產(chǎn)品（幫寶適.洗發(fā)水）1.3.1 產(chǎn)品裝卸搬運研究的目的 本次課程設(shè)計的對象為B&G產(chǎn)品：幫寶適、洗發(fā)水,通過對兩種產(chǎn)品的集裝單元化與標準化設(shè)計，協(xié)調(diào)倉儲、裝卸搬運、運輸之間的作業(yè)關(guān)系，從而達到充分地利用搬卸設(shè)備、設(shè)施，提高運作效率，降低運作成本的目的。

7、 1.3.2 產(chǎn)品裝卸搬運研究的任務(wù) 1.根據(jù)幫寶適、洗發(fā)水兩種產(chǎn)品的特性進行倉儲、裝卸搬運、運輸設(shè)備的選擇； 2.根據(jù)產(chǎn)品既定尺寸分別對幫寶適、洗發(fā)水兩種產(chǎn)品進行產(chǎn)品集裝單元化與標準化設(shè)計：（1）單一品種產(chǎn)品托盤裝碼與裝箱的方案設(shè)計與優(yōu)化；（2）兩種產(chǎn)品根據(jù)需求比例同托盤拼裝方案設(shè)計與優(yōu)化及相應(yīng)裝箱方案設(shè)計；（3）進行不同方案的比較與分析評價。第2章 物流需求分析2.1P&G產(chǎn)品（幫寶適.洗發(fā)水）物流情況 調(diào)研分析市場訂貨周期的需求量：寶潔公司始創(chuàng)于1837年，是世界上最大的日用消費品公司之一。每天，在世界各地，寶潔公司的產(chǎn)品與全球一百六十多個國家和地區(qū)消費者發(fā)生著四十億次親密接觸。

8、一九八八年，寶潔公司在廣州成立了在中國的第一家合資企業(yè)廣州寶潔有限公司，從此開始了其中國業(yè)務(wù)發(fā)展的歷程。寶潔大中華區(qū)總部位于廣州，目前在廣州、北京、上海、成都、天津、東莞及南平等地設(shè)有多家分公司及工廠。圖2-1各廠址主要生產(chǎn)產(chǎn)品：廣州化妝品、衛(wèi)生用品、家用產(chǎn)品北京洗衣液、洗衣粉天津化妝品上海衛(wèi)生用品成都洗衣粉 通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其中P&G旗下的幫寶適與洗發(fā)水都是從廣州總部通過集裝箱運輸?shù)奖本┑貐^(qū)，再由北京發(fā)往東北地區(qū)和西北地區(qū)。洗發(fā)水按不同品牌分為飄柔、海飛絲、潘婷、沙宣等；按不同包裝分為瓶裝與袋裝；瓶裝按不同型號分為330ml、460ml等。其中330ml型洗發(fā)水為P&G洗發(fā)水競

9、爭市場主要產(chǎn)品。表1：下表為洗發(fā)水與幫寶適07-08、08-09年度產(chǎn)品需求量產(chǎn)品 年份07年7月-08年6月 08年7月-09年6月洗發(fā)水1186,000,1159,000幫寶適313,000317,000 洗發(fā)水北京年運量約為486，000瓶；幫寶適北京年運量約為122，000件；通過以上數(shù)據(jù)易知每次訂貨批量洗發(fā)水與幫寶適比例約為4/1，按30天為一個訂貨周期即30天/周期 ，訂購洗發(fā)水約為40000件 ，訂購幫寶適約為10000件。2.2產(chǎn)品特征及需求分析 1.幫寶適產(chǎn)品屬性及物流需求：單件幫寶適長寬高分別為4180mm、254mm、389mm，重5.5kg可堆疊，均勻受力時可承重約為7

10、0kg，可立放、立方水平旋轉(zhuǎn)、側(cè)放、側(cè)放水平旋轉(zhuǎn)、躺放、躺放水平旋轉(zhuǎn)，常溫下保存，避免陽光直射。 2.洗發(fā)水產(chǎn)品屬性及物流需求：單瓶洗發(fā)水長寬高分別為95mm、44mm、180mm，330ml/瓶，重約為350g：每箱洗發(fā)水容量為2*6=12瓶，外箱長寬高分別為276mm、199mm、189mm，每箱洗發(fā)水重4.5kg（包含外包裝），可堆疊，均勻受力時可承重約為100kg，可立放、立方水平旋轉(zhuǎn)，常溫下保存，避免陽光直射。第三章 產(chǎn)品物流設(shè)備的選擇3.1產(chǎn)品倉儲貨架的選擇 由于本次研究對象B&G產(chǎn)品（幫寶適.洗發(fā)水）的產(chǎn)品特性且包裝單元為小件貨物，故采用應(yīng)用廣泛的可調(diào)式托盤貨架，如下為托

11、盤貨架的簡單介紹：（1）托盤貨架以儲存單元化托盤貨物，配以巷道式堆垛機及其他儲運機械進行作業(yè)。 高層貨架多采用整體式結(jié)構(gòu)，一般是由型鋼焊接的貨架片(帶托盤)，通過水平、垂直拉桿以及橫梁等構(gòu)件聯(lián)接起來。其側(cè)面間隙6，考慮在原始位置貨物的停放精度，堆垛機的停位精度，堆垛機及貨架的安裝精度等；貨物支承的寬 度。，必須大于側(cè)面間隙凸，免得貨物一側(cè)處于無支承狀態(tài)。 （2）托盤式貨架利用率高，存取靈活方便，輔以計算機管理或控制，托盤式貨架基本能達到現(xiàn)代化物流系統(tǒng)的要求，既適用于多品種小批量物品，又適用于少品種大批量物品。托盤式貨架在高位倉庫和超高位倉庫中應(yīng)用最多. （3）目前都才用自由組合方式，易于拆卸和

12、移動，可按物品推碼的高度，任意調(diào)整橫梁位置，又可稱為可調(diào)式托盤貨架。3.2產(chǎn)品托盤的選擇 目前國際上使用的托盤并無統(tǒng)一標準，種類較多，如下為使用比較多的托盤種類：1. 800mm×1200mm為歐式托盤2. 1000mm×1200mm為通用標準托盤3. 1016mm×1219mm (40in×48in)為美式托盤4. 1100mm×1100mm為日、韓、臺灣采用的日式托盤5.新國際標準退步，在800mm×1200mm和1000mm×1200mm兩種尺寸基礎(chǔ)上又加了日式1140mm×1140mm澳式托盤6.我國重點推

13、行1210和1111規(guī)格，優(yōu)先推薦1210的托盤規(guī)格。而寶潔公司采用大多為1210型貨架即1000×1200mm。3.3產(chǎn)品搬運設(shè)備的選擇 托盤式貨架單元貨架跨度一般在4m以內(nèi)，深度在1.5m以內(nèi)，低、高位倉庫貨架高度一般在12m以內(nèi)，超高位倉庫貨架高度一般在30m以內(nèi)。根據(jù)可調(diào)式托盤貨架及倉庫，低、高位倉庫大多用前移式電瓶叉車、平衡重電瓶叉車、三向叉車進行存取作業(yè)，貨架較矮時也可用電動堆高機，超高位倉庫用堆垛機進行存取作業(yè)。此種貨架系統(tǒng)空間利用率高，存取靈活方便。洗發(fā)水采用前移式叉車與窄通道叉車： 圖3-1幫寶適采用手推車：圖3-23.4產(chǎn)品運輸設(shè)備的選擇 P&G產(chǎn)品（幫寶

14、適.洗發(fā)水）產(chǎn)品的國內(nèi)遠途運輸多采用鐵路貨運的方式，故本次設(shè)計以鐵路集裝箱為運輸單元:集裝箱選型集裝箱規(guī)格：高寬長 20英尺集裝箱：20英尺8英尺8英尺 外部尺寸：605824382591 內(nèi)部尺寸：586723302350最大總重：20320kg第四章 產(chǎn)品裝箱初級方案設(shè)計4.1已知尺寸幫寶適的托盤裝碼設(shè)計 表2：幫寶適產(chǎn)品集裝包裝物理指標產(chǎn)品規(guī)格長度（mm）寬度（mm）高度（mm）毛重（kg）容量幫寶適4192543894.5168片/箱 托盤拼裝方法 ： 每層貨物擺放方法運用啟發(fā)式的塊算法：L=1200mm,W=1000mm,假設(shè)（W，L，l，w）為一托盤裝箱尺寸，如果在托盤的邊S(S=

15、L,W)上可以找到一對非負整數(shù)（p，q）滿足pl+qwS且S-pl-qw<b,則稱（p，q）為S的有效割，記為E（S,p，q）。如對長邊L的有效割（p，q），可以安排W/w行p列的橫箱塊和W/l行q列的豎箱塊（其中r為不大于r的最大整數(shù)）。接下來看豎箱塊上是否可以再放一行橫箱。同樣對短邊W進行類似計算，最后以最多的箱子數(shù)為最優(yōu)解。貨物層數(shù)要求：為保證貨物穩(wěn)定程度，貨物重心高度不超過托盤邊長的。 下列分別為每種貨物擺放方式的托盤拼裝結(jié)果： 幫寶適拼裝托盤A:l=419 ，w=254 幫寶適拼裝托盤B:l=419，w=389 幫寶適拼裝托盤C:l=389，w=254圖4-14.2 P&

16、;G洗發(fā)水的托盤裝碼設(shè)計 表3：P&G洗發(fā)水集裝包裝物理指標產(chǎn)品規(guī)格長度（mm）寬度（mm）高度（mm）毛重（kg）容量洗發(fā)水2761991894.512瓶/箱由于洗發(fā)水的產(chǎn)品特點只能豎放，同樣根據(jù)啟發(fā)式的塊方法及高度方面條件可到以下洗發(fā)水的托盤拼裝方案：洗發(fā)水拼裝托盤：l=276，w=199圖4-24.3產(chǎn)品裝箱方案設(shè)計20ft鐵路集裝箱：586723302350（mm)。運量：幫寶適10000箱；洗發(fā)水：40000箱 ；集裝箱貨物頂部與箱頂距離50mm。方案一：幫寶適托盤A與洗發(fā)水托盤裝箱：幫寶適20個集裝箱（綠色），洗發(fā)水18個集裝箱（黃色）和1個零擔集裝箱（黃色），共39個集裝

17、箱，764個托盤。圖4-3圖4-4圖4-5圖4-6方案二：幫寶適托盤B與洗發(fā)水托盤裝箱:幫寶適21個集裝箱（綠色），洗發(fā)水18個集裝箱（黃色）和1個零擔集裝箱（黃色），共40個集裝箱，781個托盤。 圖4-7剩余貨物有如下兩種裝箱方式： 圖4-8方案三：幫寶適托盤C與洗發(fā)水托盤裝箱:幫寶適25個集裝箱（綠色），洗發(fā)水18個集裝箱（黃色）和1個零擔集裝箱（黃色），共44個集裝箱，864個托盤。 圖4-9三種幫寶適托盤與洗發(fā)水托盤裝箱方案的比較: 表4：三種方案集裝箱、托盤使用量組合方式集裝箱總數(shù)托盤總數(shù)方案一幫寶適托盤A與洗發(fā)水托盤39764方案二幫寶適托盤B與洗發(fā)水托盤40781方案三幫寶適托

18、盤C與洗發(fā)水托盤44864 從上述表格中我們可以看到在托盤上裝碼同一產(chǎn)品，即托盤裝碼難度幾乎不變的情況下，方案一：幫寶適托盤A與洗發(fā)水托盤組合為使用集裝箱數(shù)目和托盤數(shù)目最少的方案，故此時方案一為當前幾種方案中的最優(yōu)方案。4.4產(chǎn)品尺寸標準化裝箱優(yōu)化方案物流模數(shù)是確定集裝單元尺寸的基礎(chǔ), 在確定集裝單元尺寸參數(shù)時, 可采用“逆推法”, 由已經(jīng)選定的運輸設(shè)備、輸送設(shè)備、裝卸搬運設(shè)備的尺寸來推算最佳的集裝單元尺寸,結(jié)果如下： 表5：產(chǎn)品原尺寸與標準后尺寸產(chǎn)品規(guī)格長度（mm）寬度（mm）高度（mm）毛重（kg）容量原幫寶適4192543894.5168片/箱標準化幫寶適4003003334.5168片

19、/箱原洗發(fā)水2761991894.512瓶/箱標準化洗發(fā)水4003001891027瓶/箱幫寶適與洗發(fā)水尺寸標準化后托盤拼裝： 圖4-10 集裝箱裝箱方案：幫寶適16集裝箱（綠色），洗發(fā)水16個集裝箱（黃色），1個混裝集裝箱。圖4-11圖4-12 圖4-13剩余貨物如下拼裝：幫寶適（綠色），洗發(fā)水（磚紅色）圖4-14圖4-15第五章 產(chǎn)品集裝單元化與標準化優(yōu)化設(shè)計5.1產(chǎn)品混拼托盤集裝單元化設(shè)計方案 5.1.1幫寶適.P&G洗發(fā)水同托盤拼裝 按照B&G產(chǎn)品（幫寶適.洗發(fā)水）既定尺寸進行托盤混合拼裝結(jié)果如下：每個托盤上幫寶適箱數(shù)與洗發(fā)水箱數(shù)分別為20箱，80箱，此時二者比例為1:

20、4.圖5-1 5.1.2拼裝托盤裝箱方案運用混合拼裝托盤進行集裝箱裝載使用42個集裝箱，834個托盤。圖5-2相應(yīng)的裝載單元： 圖5-35.2產(chǎn)品單元化與標準化設(shè)計 5.2.1產(chǎn)品尺寸標準化根據(jù)幫寶適.P&G洗發(fā)水產(chǎn)品要求及物流基礎(chǔ)模數(shù)將產(chǎn)品尺寸標準化為: 表6：P&G產(chǎn)品原尺寸與標準后尺寸產(chǎn)品規(guī)格長度（mm）寬度（mm）高度（mm）毛重（kg）容量原幫寶適4192543894.5168片/箱標準化幫寶適4003003334.5168片/箱原洗發(fā)水2761991894.512瓶/箱標準化洗發(fā)水4003001891027瓶/箱 5.2.2標準化產(chǎn)品同托盤拼裝 按照產(chǎn)品標準化尺寸進

21、行托盤拼裝結(jié)果如下：每個托盤上幫寶適箱數(shù)為15個，洗發(fā)水箱數(shù)為25. 圖5-4 5.2.3拼裝托盤裝箱方案 根據(jù)標準化尺寸產(chǎn)品拼裝托盤進行集裝箱裝箱：共使用35個集裝箱，689個托盤。（為滿足每個集裝箱中產(chǎn)品比例幫寶適箱數(shù)：洗發(fā)水箱數(shù)=1:1.77,每個集裝箱中使用19個混裝托盤，1個洗發(fā)水托盤,此時比例為：1:1.75)圖5-5 相應(yīng)的裝載單元： 圖5-6 剩余貨物如下拼裝：幫寶適（綠色），洗發(fā)水（磚紅色）圖5-7圖5-8第六章 裝箱方案比較與分析6.1裝箱方案的運作效率比較已知所用集裝箱內(nèi)部尺寸長、寬、高分別為5867mm、2330mm、2350mm；托盤長寬分別為1200mm、1000m

22、m。為方便托盤在集裝箱內(nèi)的搬運，需要為叉車在高度方面預(yù)留50mm的作業(yè)空間，故最大空間利用率為86%。表7：不同方案中設(shè)備使用量及利用率既定尺寸產(chǎn)品標準化尺寸產(chǎn)品托 盤單一產(chǎn)品集裝箱數(shù)目：20（幫）、19（洗）托盤數(shù)目:400（幫）、364（洗）集裝箱總數(shù):20+19=39托盤總數(shù)：400+364=764空間利用率；74.1%（幫）81.7（洗）集裝箱數(shù)目：17（幫）、18（洗）托盤數(shù)目:334（幫）、356（洗）集裝箱總數(shù):17+18=35托盤總數(shù)：334+356=690空間利用率；85.9%（幫）85.9%（洗）托盤混裝產(chǎn)品集裝箱總數(shù):42托盤總數(shù)：834空間利用率；71%集裝箱總數(shù):35

23、托盤總數(shù)：689空間利用率；85.9%6.2裝箱該方案的綜合比較與分析 假設(shè)從廣州運至北京單位集裝箱費用為10000元，單位托盤費用為100元。當托盤產(chǎn)品為單一產(chǎn)品時共節(jié)省集裝箱4個，節(jié)省托盤為74個，共節(jié)省費用為47400元；當托盤混裝產(chǎn)品時，共節(jié)省集裝箱7個，共節(jié)省托盤145個，共節(jié)省費用為84500元。洗發(fā)水集裝箱空間利用率由原來的81.7%提升到85.9%，接近目標值86%；幫寶適集裝箱空間由原來的74.1%提升到85.9%，接近目標值86%。為滿足市場洗發(fā)水與幫寶適需求比例4/1，由于標準化每箱洗發(fā)水由12瓶增加到27瓶，此時需求比例變?yōu)?.7778/1。第一種方案當托盤為單一產(chǎn)品時

24、，底面10個托盤均擺放洗發(fā)水，頂面10個托盤均擺放幫寶適，此時單位集裝箱內(nèi)洗發(fā)水與幫寶適比例為1.6667；第二種方案當托盤為混裝產(chǎn)品時，此時單位集裝箱內(nèi)洗發(fā)水與幫寶適比例為1.75。綜上所述兩種方案均可滿足市場需求比例1.7778。當考慮到貨物分配難易性時，第二種方案更優(yōu)；當考慮到倉儲性與集裝單元化原則第一種方案更優(yōu)。第七章 設(shè)計總結(jié)與體會 本次課程設(shè)計的主要內(nèi)容為根據(jù)具體產(chǎn)品需求對倉儲、裝卸搬運、運輸中機械設(shè)備的協(xié)調(diào)與選擇，以及產(chǎn)品的集裝單元化與標準化方案的設(shè)計與分析評價。 在對物流設(shè)備的選擇過程中，我們了解到物流設(shè)備的的多樣性與復(fù)雜性，設(shè)施設(shè)備的選擇應(yīng)該綜合考慮廠房規(guī)模、流動物料的屬性、設(shè)備的屬性等因素，進行設(shè)施設(shè)備的合理選擇以使設(shè)施設(shè)備之間得到良好銜接的同時又不浪費成本。 在對產(chǎn)品進行集裝單元化與標準化的過程中，由于產(chǎn)品本身的產(chǎn)品特性及相應(yīng)的物流需求，我們可以得到很多種集裝單元化方案以及集裝單元化與標準化方案，通過比較我們得到本次研究范圍的優(yōu)化方案，并且根據(jù)實際運用對集裝單元化與標準化有進一步的了解：整體認識：集裝單元化所形成的標準整體單元，