电能计量中心物流系统基础设施设备规划

1.1　电能计量中心物流系统基础设施设备规划

1.1.1　电能计量中心物流系统基础设施规划

广义上的物流基础设施是指满足物流组织与管理需要的、具有综合或单一功能的场所或组织的统称，主要包括港口、码头、货场、航空港、仓库、自动化立体仓库等。而电能计量中心的物流功能主要是生产（电能计量器具检定/检测）、仓储和配送，所以其基础设施主要包括库房、装卸货平台等。

1）库房结构设计

库房的结构对实现库房的功能起着重要作用。应该根据电能计量中心的物流作业需求以及电能计量器具的形状和性能特征合理选择库房类型，科学设计和确定库房层数、库房净高、库房面积和门窗形式等。

（1）库房类型的选择

根据货物的形态和物流系统的主要功能不同，库房主要分为平库和楼库。平库是指平面布局的仓库，是一层式库房。在平库中进行收发保管，具有地面单位面积承载能力大、建设成本较低、货物进出库作业方便等优点，但是平库占用的土地面积较大。楼库是立体布局的仓库，即立体库，是多层式库房，多适用于土地紧缺地区。它利用仓库的高度，单位面积储存的货物量增大，可节省用地，但楼库比较复杂，建设成本较高。根据电能计量器具的形态及其对环境的要求，且电能计量器具的种类较多、数量较大，需要采用货架对其进行存放；同时，由于电能计量器具在电能计量中心需要经过验收、拆包、抽检、检定、复检、铅封、包装等环节，需要在整个仓库中不断对其进行反复搬运。因此，为了增加库房的储存面积，减少搬运车辆的正常运行，提高搬运速度，保证电能计量器具的质量安全，电能计量中心应该选择平库。

（2）库房层数与库存面积

库房可采用单层库房或多层库房，但必须与库房的结构形式相匹配。根据目前物流发展的方向，以及电能计量中心物流自动化建设的目标，货架和托盘被广泛应用。从便于理货分拣角度出发，宜采用单层的高架库房。库存的长度和宽度应由库房所存储的电能计量器具的搬运方式及建筑构造造型等因素确定。库房的长宽比例应适当，一般采用矩形，长度为宽度的3倍左右比较合适。

（3）库房高度

在储存空间中，库房的有效高度也称为梁下高度，它受电能计量器具所能堆码的高度、叉车的扬程、货架高度等因素的限制，且库房太高又会增加成本及降低建筑物的楼层数，因此要合理设计库房的有效高度。在进行库存的有效高度设计时，应从所保管货物的形态、保管设备的形式和堆码高度、所使用堆垛搬运设备的种类以及所采用的储存保管设备的高度三个方面进行综合考虑。由于所保管货物的形态及所采用的保管货架形式都和高度有关，当采用托盘地面堆码或采用高层货架时，两者所需的堆码高度要求相差非常大。耐压的坚硬货物及不耐压的货物在采用地面堆码时，对梁下有效高度的需求也有很大差异，因此，必须根据所采用的保管设备与堆码方式来决定库内的有效高度。同时，由于储存区内采用不同的作业设备，如各类叉车对梁下空间有不同的要求，需要根据具体的堆垛搬运设备的起升参数和梁下空间进行计算，这里梁下空间是为了消防、空调、采光等因素而必须预留的装设空间。另外，由于各种货架都有它的基本设计高度，装设货架时必须达到此高度才有经济效益，因此，有效高度的设计必须能符合所采用的保管储存设备的基本高度要求。

（4）库房门窗与进出口的布局

①库房门窗设计。库房门的设置应考虑货物流量的大小和货物对环境条件的要求，其高度与宽度应视作业机械和储存货物的外包装尺寸而定，推荐按表1.1的参数来确定库房门高度与宽度。库房门宽不大于3.3m时，宜采用双扇外平开门，并在适当的位置设置定门器。库房门宽大于3.3m时，宜采用双扇推位门。

②库房进出口布局。通常，库房有两个站台各位于一端，一个是收货站台，另一个是发货站台，货物在两个站台之间移动。另一种布局是一个站台在规定时间内分别进行收货和发货工作。前一种布局货物的移动路线是直线，而后一种布局货物在库内的移动路线是U形的。前一种布局多占用一个站台空间，而后一种布局货物的分拣和作业效率相对较低。为提高物流作业效率，电能计量中心宜采用前一种布局方式。

表1.1　物流系统库房门参考尺寸表　单位：m

（5）储存空间的规划布置

储存是电能计量中心的核心物流功能和重要的物流作业环节，储存区域规划的合理与否直接影响到电能计量中心的作业效率和储存能力。储存空间是储存货物的空间，它的有效利用已经成为物流系统作业改善的关键环节。在储存空间布置时，首先考虑的是储存货物的多少及其储存形态，以便能够提供适当的空间来满足需求，因为在储存货物时，必须规划大小不同的区域，以适应不同尺寸、数量的货物的存放。对于空间的规划，首先必须先行分类，了解各空间的使用目的，确定储存空间的大小，然后再进行储存空间的设施布置。倘若由于储存空间的限制而无法满足储存要求时，就要寻求可以提高保管效率的储存方法来满足规划要求。

影响储存空间的主要因素很多，在人为因素上有作业方法及作业环境，在货物因素上有货物特性、货物存量、出入库量等，而在设备因素上有保管设备及出入库设备。因此在设计规划电能计量中心储存空间时，应综合考虑以上因素。

2）装卸平台设计

装卸平台是物料在设施流通程序的起点和终点，它将物料在室内的流通与对外运输结合在一起，所以它必须与整个设施系统的效率相匹配，才能保持整个物流中心具有较高的运转效率。同时，装卸平台亦是存在许多危险源的地方，故装卸平台的安全设计必须予以高度的重视，以保障作业人员的作业安全。装卸平台设计就是根据年吞吐能力规划相应的装卸平台的数量和类型，确定装卸平台的位置和高度，选择平台高度调节板，设计装卸平台的外围区域。

（1）装卸平台位置的选择

为减少物料搬运成本，装卸平台的位置选择应考虑尽量缩短搬运工具（车辆）在库区内的行驶距离，同时应充分考虑库存内生产流程及操作的需要，根据电能计量中心年吞吐能力来规划设计相应的装卸平台的数量和类型。

装卸平台布置有两种模式：合并式（装货与卸货在同一平台）、分离式（装货与卸货在不同平台）。合并式平台常用于物流量不大的小型库房，但因这种平台需同时完成两种功能，所以不可避免地增加了搬运工具（车辆）在库房内行驶的距离。在分离式模式中，物料从库房的一端进入作业区域，而从另一端的分享式平台离去，这样可最大限度地缩短物料在库房内流动的距离。为提高物流作业效率，电能计量中心宜采用分离式模型。

（2）装卸平台外围区域的设计

装卸平台外围区域指装卸平台前至围栏区域（或障碍物区域）之间可供货车使用的区域。它应包括装卸货时用于泊车的装卸区域及调动货车时出装卸区域所必须经过的调动区域。泊车位之间中心线距离建议应至少3.5m，如考虑同时开启车门，泊车之间中心线距离可为4m。平台外围区域的大小取决于泊车位中心线距离、货车长度及货车的转弯角度。

（3）装卸平台与建筑物关系的确定

根据建筑物与货车的位置关系，平台与建筑物最常见的关系有穿墙式和开放式两种类型。在确定装卸平台与建筑物的关系时，主要考虑保安需要、交通控制、作业安全、工人工作环境、现有空间大小及气候情况等影响因素。

（4）装卸平台高度的确定

装卸平台高度是平台设计中的最重要的要素，必须与使用装卸平台的货车相匹配。在确定这一高度时，应尽量使装卸平台与货车车厢底板之间高度缩至最小。使用平台高度调节板虽可解决高度差问题，但不能使形成的坡度过大，以免调节板擦碰到叉车底盘；同时，如坡度增大，会影响装卸效率，对调节板和叉车的结构和保养要求也相应会增高，更容易造成意外危险。所以在确定装卸平台高度时，首先应确定使用该平台的货车底板高度的范围，以这个范围的中间高度作为装卸平台高度的参考值。通常货车所需平台高度为120～140cm。各种货车对应的装卸平台高度参考值如表1.2所示。

表1.2　各种货车对应的装卸平台高度参考值

另外应注意，在卸货过程中，货车底板会升高；在装货过程中，货车底板会降低。如装卸平台前的装卸区有下挖的坡度，则需适当降低平台高度。这一坡度会使货车底板高度降低最高达25cm。开放式平台通常在货车停靠平台后才打开货车厢门，这就要求平台高度要低到可使车厢门打开而不会碰到平台的程度，这一高度通常是130cm。装卸区地面如有坡度，平台高度还应再低一些，因为车厢门尾端在打开时会向下倾斜。通常，坡度每增加一个百分点，平台高度需相应降低1cm。

3）其他公用设施规划

这是指根据物流作业要求，主要进行给水、排水、电力、燃气和供热等设施的规划。对公用设施进行规划设计时，除了考虑电能计量中心的实际需要外，还要考虑国家的相关法规和强制性标准，并与电能计量中心所在地的市政工程规划相吻合。

1.1.2　电能计量中心物流系统基础设备的选用

电能计量中心物流系统的筹划、规划、建设及运营，是一项复杂的系统工程，涉及人员、设备、货物、资金、信息、方法等各种要素。其中，机械设备是实现物流系统功能的手段和硬件保证，正确合理地配置和运用物流机械设备是实现物流系统良好效益的关键环节。根据设备在电能计量中心实现的物流作业活动，可以把电能计量中心物流机械设备分为储存设备、装卸搬运设备、输送设备、包装设备以及集装单元器具等。下面对各类设备的配备和选择方法进行介绍。

1）储存设备

电能计量中心最主要的储存设备就是货架。为提高物流系统的效率，电能计量中心要根据电能计量器具的属性、保管要求等采用适当的货架，使得计量器具存取方便、快捷，减少面积占用。货架的选择是物流系统设计规划的重要环节之一。设备选型要与物流系统实现的服务功能相配套，要根据所储存货物的种类、外形、尺寸、包装状态、出入库频率、出入库数量、保管要求、储存方式等情况进行评估与选择。

一般地讲，选择货架的基本原则包括：①经济高效；②合理性；③及时性；④准确性；⑤适应性；⑥可持续发展；⑦充分利用空间；⑧安全可靠。

在货架选型时，要重点考虑经济高效原则，同时要综合分析各项因素，从而决定最适用的货架类型。通常考虑的因素包括货物属性、出入库情况、与相关设备的配套以及库房构造等。

（1）货物属性

储存货物的外形、尺寸、质量等物理属性直接影响到货架规格、强度的选择，不同的储存单元、容器应选择与之相适应的货架。

（2）出入库情况

出入库情况影响货架选型的策略，包括出入库的频率、出入库吞吐量、吞吐能力等。一般而言，货物的存取方便性与储存密度是相对立的，取得较高的储存密度，对应的储存方便性较差。即使有些货架在存取与储存密度两方面均有较好的效果，如重力式货架，但其投资成本高，日常维护与保养的要求高。因此，出入库频繁、吞吐量大的仓库在选用货架时要充分考虑货物存取方便性。

（3）与相关设备的配套

货架的选择要考虑与物流中心其他相关设备的配套，尤其是装卸搬运设备。因为货架上存取货物的作业是由装卸搬运设备完成的，故货架与搬运装卸设备的选择要一并考虑。

（4）库房构造

货架的选用与库房的构造紧密相关，决定货架的高度时须考虑梁下有效作业高度。梁柱位置会影响货架的配置，地板强度、地面平整度也与货架的设计与安装有关。另外还要考虑防火设施和照明设施的安装位置。

2）装卸搬运设备

装卸搬运设备是进行装卸搬运作业的劳动工具或物质基础，其技术水平是装卸搬运作业现代化的重要标志之一。装卸搬运作业是物流中心的主要作业之一。随着物流业的发展，根据物流中心的实际需要，设计和生产的装卸搬运设备品种繁多，规格多样。电能计量中心所需的装卸搬运设备主要是在库房中从货架上存取货物以及在各作业区之间的搬运。其装卸搬运设备种类繁多，各种设备的使用环境、适用货物和作业要求各不相同，在设备选择时应根据实际的用户需求进行综合评价与分析。在通常情况下，需要关注的因素主要包括货物属性、货流量、作业性质、作业场合、搬运距离、堆垛高度等。

（1）货物属性

货物不同的形状、包装、物理化学属性，都对装卸搬运设备有不同的要求。在配置选择装卸搬运设备时，应尽可能地符合货物特性，以保证作业合理、货物安全。

（2）货流量

货流量的大小关系到设备应具有的作业能力。货流量大时，应配备作业能力较高的大型专用设备；作业量小时，可以采用构造简单、造价相对较低的中小型通用设备。

（3）作业性质

需要明确作业类型是单纯的装卸作业或搬运作业，还是同时兼顾装卸搬运作业，在此基础上选择合适的装卸搬运设备。

（4）作业场合

作业场合不同，所配备的装卸搬运设备也不同。对于作业场合，应主要考虑如下一些因素：室内、室外或者两者兼有，作业环境的温度、湿度，路面情况、最大坡度、地面承载能力，货物的存放方式（是货架还是堆叠码放），通道大小、通道最小宽度、最低净高等。

（5）搬运距离

搬运路线的长度、每次搬运装卸的货量，也影响着设备的选择。为了提高装卸搬运设备的利用率，应结合设备种类的特点，使行业、货运、装卸、搬运等工作密切配合。

（6）堆垛高度

堆垛高度的大小直接影响到装卸搬运设备最大起升高度的选择。

在选择装卸搬运设备时，应尽量选择同一类型的标准机械，以便于维护保养。对于整个物流中心的设备也应尽可能避免其多样化，这样可以减少这些设备所需要的附属设备并简化技术管理工作。在作业量不大而货物品种复杂的情况下，应尽量发展一机多用，扩大机械适用范围。

3）输送设备

随着现代物流业的发展，连续输送机是自动化物流中心必不可少的重要搬运设备，它是沿着一定的输送路线以连续的方式运输货物的机械。连续输送机根据所运货物的种类分为成件货物输送机和散装货物输送机；按结构特点分为挠性牵引构件和无挠性牵引构件的连续输送机。有挠性牵引构件的连续输送机运送货物时，是在牵引构件的作用下，利用牵引构件的连续运动使货物沿一定方向运输，它包括带式输送机、链式输送机、斗式提升机等。无挠性牵引构件的连续输送机是利用工作构件的旋转或震动等方式，使货物沿一定方向运输，包括气力输送机、螺旋输送机、振动输送机等。

输送设备是提高物流中心作业效率的重要设备，应结合相关作业环节进行系统分析和整体规划。选择输送设备时通常关注货物属性、输送量大小、输送距离和方向、工艺流程以及安装场地等因素。

（1）货物属性

货物是成件货物还是散装货物，成件的货物是托盘还是纸箱包装，成件货物的外形、尺寸、单位重量，散装货物粒状大小、表面状态、容重、散落性、外摩擦系统、破碎性等特性，都影响到输送设备的选用。开关不规则的成件物品可以选用链板式输送机；辊式输送机适用于底部是平面的成件货物，可输送较大单件质量的货物；对于表面粗糙、坚硬的散装货物应选用耐磨材料构件的输送设备；为提高散装货物的输送量，防止货物散落，可选用深槽型带式输送设备。

（2）输送量大小

输送量与输送物品的最大质量、输送速度相关。在输送物品最大质量相同的情况下，输送速度越快，对应的输送量越大，在选择速度时要考虑输送稳定性、电耗增大比例、设备机械性能、货物属性等因素。

（3）输送距离和方向

长距离、小倾角的货物输送可选用带式输送机；垂直输送可选用斗式提升机；既有水平输送又有垂直输送的场合可选用刮板输送机或螺旋输送机。

（4）输送中的工艺流程

输送过程中，接收和发送货物的环境、接口设备、进料或出料点的数量，都影响输送机的选用。工艺流程不同，对输送机的要求也不同。例如，如果在输送过程中需要搅拌，可以选用螺旋输送机。

（5）安装场地

不同的安装场地，不同的位置条件，需要根据实际情况配置合适的输送设备。

总之，选用输送设备时要综合考虑上述各方面的因素，进行系统地评估和综合分析比较，从而选择出经济合理的输送设备。同时，在选用输送设备时应注意考虑包括生产率、输送速度、充填系统（输送设备承载件被货物填满程度的系数）、输送长度、输送宽度、提升高度、最大输送倾角、输送物品最大质量、单驱动机最大长度、安全系数、制动时间、启动时间、发动机功率、轴功率、工作环境要求等技术性能参数。

4）包装设备

包装设备是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的设备，是实现包装的主要手段。物流中心根据不同的功能和处理的产品类型，会采用不同的包装机械，常用的包装机械有装箱机、裹包机、捆扎机等。在物流中心中，装箱机一般用于完成运输包装，它将包装成品按一定排列方式和定量装入箱中，并把箱的开口部分闭合或封固。裹包机是用包装材料进行全部或局部裹包的包装设备。捆扎机是用于捆扎封闭包装容器的包装设备。

5）集装单元器具

集装单元技术是现代物流发展的标志之一，它是利用集装单元器具把物品组成标准规格的单元货件，以加快装卸、搬运、储存、运输等物流活动。集装单元化技术已广泛应用于物流的各个环节。集装单元化为装卸作业机械化、自动化创造了条件，加速了运输工具的周转，缩短了货物送达时间，从总体上提高了运输工具在重量和容积上的利用率。其次，集装单元化节约了包装材料，减少包装费用，同时减少物流过程的货损、货差，保证货物安全。最后，集装单元化便于堆码，提高了库房、货场单位面积的储存能力。通过集装单元化技术，促使物流实现标准化和批量化，促进物流向社会化、机械化和自动化方向发展，有利于降低物流成本。集装单元器具是实现物流单元技术的关键和基础，集装单元器具中最主要的是集装箱和托盘，仓库最常用的是托盘。