托盤單元化物流系統中滑板托盤集裝單元堆碼高度研究

北京科技大學

一、引言

滑板托盤是指在一個或多個邊上設有翼板的平板，用于搬運、存儲或運輸單元載荷形式的貨物或產品的底板，其結構及各部分名稱，見圖1。滑板托盤1946年最先出現在美國，距今已有70多年的發展歷史。在歐美日等發達國家，滑板托盤不僅在各個行業得到了廣泛的應用，甚至在某些領域已成為替代普通托盤的一種承載工具。在國內，滑板托盤由國外引入后也經過了10多年的發展，逐漸在煙草、糧食、化工、食品飲料等行業推廣應用。目前使用規模不大，尚待普及。

為支持滑板托盤的推廣應用，很多國家都制定有滑板托盤標準，如國際標準ISO 12776-2008《托盤-滑板托盤》、日本標準JIS Z0607-1995《薄板托盤》以及美國標準ANSI ASME MH1-2005《成組貨件用托盤、滑板托盤和其他基板》等。隨著我國滑板托盤的推廣應用，滑板托盤標準制定工作被提上日程?！堵撨\通用滑板托盤尺寸和性能要求》的國家標準制定計劃被列為2017年國家重點研發計劃《國家質量基礎的共性技術研究與應用》專項的“物流轉型升級基礎共性技術標準研究”項目（項目編號：2017YFF0208700）的研制任務。2019年列入國家標準化管理委員會下達的《2019年消費品國家標準專項計劃》的國家標準制訂計劃（項目編號：20191236-T-469），正式立項。2020年8月該國家標準送審稿通過了由全國物流標準化技術委員會組織的預審會會議的專家審查。

圖1 滑板托盤各部分名稱

《聯運通用滑板托盤尺寸和性能要求》（送審稿）通過修改采用ISO 12776：2008制定，標準中規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》系列標準（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，加上適當的固定，以便于機械裝卸和運輸。本文中把由滑板托盤承載單元貨物組成的整體統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《聯運通用滑板托盤尺寸和性能要求》（送審稿）中規定：“滑板托盤基本尺寸應與單元貨物的平面尺寸大略相等。滑板托盤長度可比單元貨物的尺寸長，但最多不超過50mm?；逋斜P寬度不得小于單元貨物尺寸10mm，也不應大于單元貨物尺寸50mm；且單元貨物平面尺寸宜參考GB/T 2934和GB/T 15233選擇。”目前，現行國家標準《包裝 單元貨物尺寸》（GB/T 15233-2008）規定的單元貨物尺寸為1200mm×1000mm和1100mm×1100mm?！堵撨\通用平托盤 主要尺寸及公差》（GB/T2934-2007）規定的托盤平面尺寸也為1200mm×1000mm 和1100mm×1100mm，且特別規定1200mm×1000mm為優先推薦的托盤平面尺寸。為此，《托盤單元化物流系統》系列國家標準（GB/T 37106-2018和GB/T 37922-2019）規定適應于托盤單元化物流系統流通的托盤平面尺寸為1200mm×1000mm。基于上述標準規定可以看出，適用于托盤單元化物流系統中實現供應鏈各環節托盤一貫化物流作業的滑板托盤集裝單元的平面尺寸為1200mm×1000mm。

但《聯運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等國外滑板托盤標準都沒有對滑板托盤集裝單元高度做出具體規定。研究國內現行可供參考的物流標準《托盤單元化物流系統 通用技術條件》（GB/T 37922-2019）和《托盤單元貨載》（GB/T 16470-2008）等發現，各標準對托盤集裝單元高度的規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、運輸和倉儲等各物流環節中必須考慮和解決的問題，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的供應鏈各環節實現無縫的托盤一貫化物流作業，研究非常必要。

三、貨物類型對滑板托盤集裝單元堆碼高度的要求

單元化物流是以標準化單元貨物為供應鏈各環節作業單元的物流形態，即將物品由發貨地整合為規格化、標準化的單元貨物，并且保持單元貨物的狀態沿供應鏈一直送達最終收貨點的物流形態。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象的單元化物流形態屬于托盤單元化物流?！锻斜P單元化物流系統 通用技術條件》（GB/T 37922-2019）規定了托盤集裝單元的總高度應不超過2200mm，且從托盤單元貨載的穩定性角度建議總高度應盡量降低。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）從貨物質量方面考慮穩定性問題，要求應盡量減小托盤單元貨載的高度尺寸，規定一般托盤單元貨載的重心高度不超過托盤寬度的三分之二。按此規定，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超過1333mm，向下取整為1300mm。

路運和鐵運中通常考慮根據質量和體積對貨物進行分類，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標準的規定，滑板托盤上碼放重貨時堆碼高度應小于1300mm，碼放輕貨時堆碼高度可適當增高，但應滿足小于2200mm的要求。

《托盤單元化物流系統 通用技術條件》（GB/T 37922-2019）的規定托盤集裝單元貨物總質量應在托盤承載范圍內?！锻斜P單元化物流系統 托盤設計準則》（GB/T 37106-2018）要求托盤額定承載量為1t。因此，無論是重貨和輕貨，所形成的滑板托盤集裝單元的總重量應不超過1t。

四、運輸工具貨廂高度尺寸對滑板托盤集裝單元堆碼高度的要求

目前帶板運輸的主要運輸方式為海運和公路的集裝箱運輸以及公路貨車運輸。根據集裝箱和貨車等運輸工具貨廂高度的不同，滑板托盤集裝單元在貨廂內可以擺放一層，也可以堆垛多層。滑板托盤集裝單元在貨廂內擺放需要給叉車裝卸搬運作業預留合適的作業空間。

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輸工具貨廂內部高度的關系如下：

式（1）中 H —運輸工具貨廂內部高度尺寸，mm；

n —滑板托盤集裝單元堆垛層數；

h —滑板托盤集裝單元高度；

h 1—預留叉車作業空間，取300mm左右。該值是GB/T 5141-2005、GB/T 5142-2005和GB/T 21468-2008標準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堆垛車等裝卸搬運設備作業提升離地的距離。

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

表1 常用集裝箱內滑板托盤集裝單元的堆碼高度匯總表（單位：mm）

表2 常用運輸車輛內滑板托盤集裝單元的堆碼高度匯總表（單位：mm）

表1和表2中之所以計算貨廂內剩余空間，原因是叉車推拉器進行裝卸作業需要進入集裝箱和貨車貨廂之內，如圖3所示。貨廂內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法進入貨廂內進行裝卸作業。參考市面常見的推拉器產品的面板高度尺寸為1100mm。換言之，凡是廂內剩余高度小于1100mm的情況，都不能實現所希望的堆垛層數。表1和表2的最后一列就是這種情況，換言之，是無法真正實現堆垛3層的作業。如果希望滑板托盤集裝單元在集裝箱和貨車貨廂內堆垛三層，滑板托盤集裝單元的高度就需在表1和表2倒數第二列數據的基礎上進一步降低，造成運輸工具貨廂內部空間的浪費，導致載貨率降低，并不推薦。

總結上述計算結果可以看出：滑板托盤集裝單元在集裝箱和貨車貨廂內裝載，僅擺放一層時最高堆碼高度宜在1900mm～2200mm之間取值，堆垛兩層時最高堆碼高度宜在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堆垛三層裝載。

圖3 帶推拉器屬具的叉車裝卸作業方式及推拉器面板

進一步來看，在950mm～2200mm的范圍內每隔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現帶板運輸時的貨廂高度利用率來衡量，按式（2）分別計算。將運輸工具貨廂高度利用率高于80%的結果列于表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）

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

從提高帶板運輸時貨廂利用率的角度看，在集裝箱和貨車內承載滑板托盤集裝單元時，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，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合。

（2）滑板托盤集裝單元在貨廂里堆垛兩層時，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合。

五、倉儲設備設施高度尺寸對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時一般有以下四種方式：滑板托盤集裝單元直接堆垛存儲（見圖4a），滑板托盤集裝單元放在平托盤上進行直接堆垛存儲（見圖4b），滑板托盤集裝單元直接放擱板式貨架上存儲（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（見圖4d）。

重貨的場合，如滑板托盤在成品糧倉儲物流中的應用。國家標準化技術指導文件《糧食集裝化包裝倉儲作業技術要求》（GB/Z 37925-2019 ）指出，為適應國內勞動力結構的轉型和糧食物流流體載體的變化，糧食行業實行集裝化運輸是一種合理的方式。文件中規定了四種托盤平面尺寸，其中之一為1200mm×1000mm；且要求糧食包箱應均勻平整地擺放在托盤上，托盤單元堆垛高度不宜超過3.5m。若以堆垛3層計算，滑板托盤單元的最大堆碼高度不宜超過1167mm。綜合考慮糧食包裝中的麻袋、小麥粉袋和面粉紙袋國家標準（GB/T 24904-2010、GB/T 24905-2010和 GB/T 28120-2011）等對包裝袋耐跌落性試驗均要求跌落高度為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，且依據滑板托盤承載能力在6個推薦的堆碼高度系列尺寸中盡可能選擇較大的值。

輕貨的場合，如滑板托盤在煙草倉儲物流中的應用?！毒頍熉撨\滑托盤應用規范》（YC/T 577-2019）規定，適用于煙草行業工商企業間的卷煙聯運以及卷煙企業內部聯運的紙質和其它材質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，底部兩層件煙排列應滿足標準YC/T 215的相關要求?，F行《煙草行業聯運通用平托盤》（YC/T 215-2007）規定，托盤包裝單元不應疊加碼放。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。

在自動化立體倉庫中存儲時，滑板托盤集裝化單元需要放在平托盤上再上貨架存儲?！稛煵菁盁煵葜破?倉庫 設計規范》（YC/T 205-2017）規定，用于卷煙成品儲存的九層雙深位自動化立體庫，每層貨架貨位的長寬高尺寸為2.83m×1.6m×2.25m?！锻斜P單元化物流系統 通用技術條件》（GB/T 37922-2019）要求，當貨架橫梁掛高大于9m時托盤單元貨物與橫梁之間需留150mm的安全間距。托盤式貨架和駛入式貨架行業標準WB/T 1044-2012和WB/T 1045-2012中要求的該安全間距也是150mm。而《煙草行業聯運通用平托盤》（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。可以看出，雖然煙草行業有自己的滑板托盤平面尺寸標準規定，但在立體庫上使用時建議滑板托盤集裝單元的堆碼高度選擇1950mm。

圖4 滑板托盤單元在倉庫地面存儲

六、結論

本文從托盤單元化物流系統中實現供應鏈各環節托盤一貫化物流作業的角度出發，探討了滑板托盤集裝單元堆碼高度問題；分別研究了貨物類型和運輸工具對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。

本文結合滑板托盤在糧食行業和煙草行業的倉儲物流中的應用，討論了各自適用的滑板托盤集裝單元堆碼高度尺寸。