食品生产企业的物流系统

第六章　食品生产企业的物流设计

食品生产企业的物流系统可以分为：供应物流、生产物流、销售物流、回收与废弃物物流。其中以生产物流为主，物流设计关系到食品生产企业的成败兴衰，特别是对于大型企业，稍有不慎，会增加工人的劳动强度和企业成本，因此必须组织好物流设计。

第一节　食品生产企业的物流系统

一、食品生产对肉类贮存及运输的要求

（1）猪肉之类肉品入库时，要分清品种、级别，点清数量，并与发货单位及时核对清楚。入库肉品必须有兽医检验合格证，无血、无毛、无污染，不带头、蹄、尾，符合内、外销要求，否则不得入库。

（2）库内吊轨悬挂重量不得超过设计负荷标准要求，每米轨道不准超过250kg，即1级肉每条轨道不超过50头，2级肉每条轨道不超过55头，3级肉每条轨道不超过60头，白条肉排列间隙要求均匀。

（3）肉品冷却、冻结应达到标准规定要求。冷却20h，肉温达到0～4℃；冻结20h，内销白条肉肉温达到－15℃。外销白条肉肉温达到－15℃方能转库，并设专人测温，做好记录。冷却、冻结间要及时清理冰霜，以提高制冷效能，使冷却间温度达到－2℃，冻结间温度达到－23℃。注意冷却、冻结间库房卫生，防止肉品污染。

（4）肉品采用保温车挂式运输。装卸时，严禁脚踏、触地。分割肉采用保温车运输，温度保持在使肉品冻结状态。运输车辆在整个运输过程中必须保持一定的温度要求。运输车辆必须内表面以及可能与肉品接触的部分必须用防腐材料制成，从而不会改变肉品的理化特性，或危害人体健康。内表面必须光滑，易于清洗和消毒。配备适当装置，防止肉品与昆虫、灰尘接触，且要防水。

（5）对于运输的胴体（1/2或1/4胴体），必须用防腐支架装置，以悬挂式运输，其高度以鲜肉不接触车箱底为宜。运输肉品的车辆，不得用于运输活的动物或其他可能影响肉品质量或污染肉品的产品。运输肉品的车辆，不得同车运输其他产品。即使是头、蹄、尾，如果未经浸烫、剥皮、脱毛，也不得同车运输。

（6）肉品不得用不清洁或未经消毒的车辆运输。发货前，兽医卫生检验人员必须确定运输车辆及搬运条件是否符合卫生要求，并签发运输检疫证明。

二、食品生产企业的物流系统

物流是指物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合。

（1）食品生产企业的物流系统可以划分为四部分：供应物流、生产物流、销售物流、回收与废弃物物流。供应物流指为生产企业提供原材料、辅助材料、零部件或其他物品时，物品在提供者与需求者之间的实体流动；生产物流是指生产过程中原材料、在制品、半成品、成品等，在企业内部的实体流动；销售物流是指生产企业、流通企业出售商品时，物品在供方与需方之间的实体流动；回收物流为不合格或有问题产品的召回、退货以及周转使用的包装容器从需方返回到供方所形成的物品实体流动；废弃物物流是指将工厂生产过程中产生的失去利用价值的物品，根据实际需要进行收集、分类、包装等，并分送到专门处理场所时所形成的物品实体流动。

（2）食品生产的全过程包含了上述所有的物流活动。例如，从原材料的采购开始，便要求有相应的供应物流活动，将所采购的材料按时到位，否则生产就难以进行；在生产的各工段之间，也需要原材料、半成品的物流过程，即所谓的生产物流，以实现生产的流动性；部分余料、可重复利用的物资的回收，就需要回收物流；废弃物的处理则需要废弃物物流。可见，整个生产过程实际上就是系列化的物流活动。生产过程中的物流活动如图 6－1所示。

图6－1　食品生产企业物流、信息流示意图

（3）食品生产企业的物流主要是以生产物流为主，供应物流为辅，伴以回收和废弃物物流。物流管理主要针对原材料、在制品和成品在工厂内部的实物流动和相应的信息流流动过程，同时参与部分供应物流与信息活动，以及销售物流与信息流活动。在市场经济中，产品的销售物流与信息流活动正发挥越来越重要的作用。

在信息流的带动下，食品生产企业的物流活动主要分为厂内和厂外两大部分。厂外部分是依据采购合同、提货单或送货单，从供应商那里取得原辅材料、包装材料等；以及按照销售合同向客户运送产成品或半成品的物流过程。厂内部分是根据本厂的生产计划或生产订单，由相应的生产车间从仓库领取原辅材料、半成品、包装材料等，经过车间内部和生产线上的流动，完成加工制造，作为成品或半成品运回仓库的物流过程。在本章中只介绍食品生产企业内物流活动所涉及的仓储、搬运与包装、运输。

根据不同的物流阶段，食品生产企业的物流、信息流总流程可以进一步细化为采购、销售、仓库和生产等较小范围内的流程。如副产冻品的物流如下：车间人员从包装材料仓库将生产所需的包装材料运至二级材库，清洗盛装副产品的铁盘，将加工好的副产品装入铁盘，用小推车推入预冷间暂存，然后将装有副产品的小推车推至冻结间冻结，冻后再转到低温库冻藏。再如分割车间片猪肉加工成分割肉以后，无论其产品是鲜肉小包装还是冻肉小包装，都要通过物流转入包装、加工工段。

第二节　食品生产企业的仓储设计

一般食品生产企业的仓库包括：高温库、低温库、包装材料库（存放纸箱、纸板、塑料袋和商标纸等）、五金库（存放金属材料及五金器件）、设备工具库（存放某些设备及工具）。此外，还有玻璃瓶及箱格堆场、危险品仓库等。食品工厂贮藏条件要确保食品卫生，防蝇、防鼠、防尘、防潮，有的还要求低温或恒温环境，贮藏卫生条件要求较高。

一、仓储分类

1.按保管的物品分类

（1）原辅材料仓库是指生产企业为了保持生产的连续性，专门用来贮存原材料和辅助材料的仓库，包括常温库、冷藏库和冷风库等。冷藏、冷冻仓库指设有冷却、冷冻装置，专门用来贮存新鲜原料（鲜鱼、鲜肉等）或其他各种易腐的原辅材料的仓库。常温库常用于储放、贮藏不容易变质或短时间储放的原辅材料。

（2）周转仓库指用于贮存生产过程的初加工品或打开包装而未用毕的易腐原辅料。周转仓库通常采用冷藏库，其卫生要求高于原料仓库。

（3）成品仓库指专门用来存放生产成品的仓库，包括常温库和冷风库，冷藏、冷冻库。容易腐败变质或有特别要求的产品应采用相应的冷藏措施，并以冷链方式储存和运输。

（4）包装材料库指用于存放内包装和外包装材料。包括各种软包装材料、硬包装材料和包装辅助材料等。

（5）特殊要求的仓库是指设有保温、保湿或气体调节装置，如恒温恒湿库、气调库，专门用来储存对环境要求严格的物品的仓库，如贮存小包装冷鲜肉的气调仓库。

（6）五金仓库是存放各种易耗（损）机器零部件，加工用的各种工器具，各种钢材、管材、有色金属等工厂生产所需五金材料、工器具等的仓库。

（7）危险品仓库是指专门贮藏生产过程使用的易燃、易爆材料或有毒化学物等危险品的仓库。根据不同危险品的性能、特征，要求有不同的仓库建筑、设备和技术管理规程。一般要求仓库坚固、低温、不导热、阴凉、干燥、通风，避免受到剧烈震动，且要远离生产人员密集区。在装卸、搬运、堆垛、保管、养护过程中，须严格执行安全管理措施和操作规程，以确保安全。

2.按仓库的建筑类型分类

（1）平房仓库又称“平库”，指一般为砖木结构的平房式仓库。其结构简单，建筑费用低，人工操作简便。

（2）楼房仓库又称“楼库”，指三层或三层以上的楼房或仓库。这样的仓库可以减少占地面积，进出库作业采用机械化或半机械化，在我国这种仓库使用较多。

（3）高层货架仓库是指以高层货架为储存物资方式的仓库，占地面积少。其在作业方面便于使用计算机控制，实行机械化和自动化操作。

（4）简易仓库是指临时用一些固定的或活动的简易仓棚、帆布等防雨、防晒材料覆盖。其构造简单、造价低廉、使用极其方便，一般在仓库不足而又不能及时建库的情况下使用。

二、仓储设计

1.仓库容量确定

（1）食品生产企业的仓库所占的面积在全厂建筑面积中占有很大比例。不同种类和不同规模的食品生产企业，其仓库容量也不同。不同种类的食品厂，不同类别仓库的面积所占比例也不同。肉制品加工原料库（冷藏库）相对来说要比成品库大一些。

（2）许多食品原料的存放时间与存放条件有很大的关系，因此在选择仓库容量时更需对贮藏方式的成本与贮藏期等进行比较选择，如综合考虑经济效益。在确定成品存放时间时，除了要考虑成品本身的贮藏特性和维持贮藏条件所需要的费用外，还应考虑成品的销售情况，应按销售淡季，也就是成品积压最多的容许时间（在货架期内）来计算。成品仓库的大小则决定于产品的日产量、是否需保温检查要求及周转期。一般按高峰期为30～40d或全年产量的25%计。

（3）原辅材料、包装材料仓库的大小，决定于各种原辅材料的日需要量和生产储备要求的天数，还要考虑每年的进货次数，以准确安排。一般肉、禽、水产品以15～30d计算需用量。包装材料库的容量则取决于包装材料的提供方式。包装袋、包装盒为外协作，如能近距离供货，可考虑5～7d的储备量；如属远距离供货，则需考虑10～15d的储备量。

（4）食品生产企业是物料流量较高的企业，有原辅材料、包装材料和成品这三种物料，而这些物料在企业的停留时间以星期或月为单位计算。因此，食品生产企业的仓库在建筑面积中占有较大的比例。作为工艺设计人员，对仓库问题要有足够的重视，如果考虑不当，生产企业建成投产后再找地方扩建仓库，就很可能造成总体布局紊乱，以至流程交叉或颠倒。一些老企业之所以布局较乱，问题就出在仓库与生产车间的关系处理不好，所以在设计新厂时，务必对仓库问题给予全面考虑。在食品生产企业设计中，仓库容量和在总平面中的位置一般由工艺人员考虑，然后提供给土建专业。

（5）单位库房面积储放的物料量系指物料的净重，没有计包装材料质量。同样的物料，同样的净重，因其包装形式不同，占的空间亦随之不同。即使同样是箱装，箱子的形状和充满度也有关系，所以，在计算时，要根据实际情况而定。

其次，货物的堆放高度与楼板承重能力及堆放方法有关，楼板承重能力也给货物堆放的高度以相应的限制。在确定楼板负荷时，决不能只算物料的净重，而应按毛重计。在楼板承重能力许可情况下，机械堆装要比人工堆装装得更高。如铲车托盘，可使物料堆高至3.0～3.5m，人工则只能堆到2.0～2.5m的高度。

总之，单位库房面积可堆放的物料净重决定于物料的包装方式、堆放方法以及楼板的承重能力，最好不要依靠纯理论计算，需要依靠实测数据。

（6）为提高机械化程度，使用铲车、托盘堆放时，需考虑附加荷载。库房的地坪或楼面荷载为1.5t/m2，如库房没有铲车操作，则地坪或楼面荷载取0.7t/m2。

2.仓库面积确定

仓库的大小和物料的堆放形式、包装规格和货物的性质有关。通过工艺设计的物料衡算，根据单位产品消耗量，即可计算出仓库面积。

各类仓库的容量可用下式确定：

式中：V——仓库容量，t；

　G——单位时间（日或月）的物料量，t/d；

　t——存放时间（日或月）。

食品生产企业的生产并不均衡，单位时间物料量G的计算一般以旺季为基准，可通过物料平衡的计算求取。存放时间t则需根据具体情况选择确定。食品原料多来源初级加工产品，季节性强或需经远途运输，进厂量较集中，要求原料仓库有较大的容量。具体的容量要求需根据原料本身的贮藏特性和维持贮藏条件所需要的费用，以及是否采取增大班产规模、集中处理等方法，做出经济分析和合理选择。

仓库的建筑面积可按下式计算：

式中：S——仓库面积，m2；

　d——单位面积堆放量，t/m2；

　K——面积有效利用系数，K取0.65～0.70。

3.仓库的位置及库内设计

（1）仓库在总平面中的位置要经过仔细考虑。生产车间是全厂的核心，仓库的位置只能是紧紧围绕这个核心合理安排。作为生产的主体流程，包装材料库及成品仓库也属于总体流程的有机部分。工艺设计人员在考虑工艺布局的合理性和流畅性时，不能只考虑生产车间内部，应把着眼点扩大到全厂总体上来。如果只求局部合理，而在总体上不合理，所造成的矛盾或增加运输的往返，或影响到厂容，或阻碍了工厂的远期发展。因此，在进行工艺布局时，一定要通盘全局考虑。但在实地进行工厂设计时，往往还必须按具体情况对待。

（2）食品生产企业的仓库在整个生产中起着重要作用，且仓库在全部建筑面积中占了相当大的比重，因此其在企业总平面布置中的位置需要周密考虑。在设计食品生产仓库时，需要考虑以下一些原则：建库位置、规模、仓库设备条件的选择，要有利于企业的生产和经营管理；确保仓库中各种设施的合理、有效利用，不断提高仓库的经济效益；便于物流管理，确保厂区物流畅通。

第一，根据食品企业供应、生产和销售上的地理分布情况，正确地选择仓库位置，使储存物以最快的速度、最低的费用，来完成从供到产或由产到销的转移。无论是企业的原材料供应仓库或成品销售仓库，都要一方面考虑设置在与生产车间尽可能靠近且运输方便的位置上，另一方面选择在尽可能靠近外部运输枢纽的位置上。即对内、对外运输条件及运输距离是选择仓库地址的首要问题。上述两因素应综合考虑，选择出最佳位置。例如，包装材料从异地送至工厂，包材库应设置在道路交通一侧，并考虑运输包装材料的卸货问题，宜将包材库设在发货站台附近，利用发货台卸货。包材二库存放短期周转使用包装材料，是二级库，宜设置在包装间的附近，从包材库到包材二库的物流转运路线应简洁、顺畅。

第二，在选择企业仓库位置时，除要考虑上述因素外，还应充分注意仓库周围的环境是否存在对储存物资可能造成危害的污染源；仓库应与周围的建筑物保持一定的距离，防止各种潜在的危险。尤其是易燃、易爆化学品仓库，应设于人员较少到之处，并远离生产车间。食品生产企业仓库的位置及设计，既要考虑储存物资的安全，又要确保所储物资对工厂及周围环境安全和卫生的影响。

（3）仓库内部合理布局就是指仓库内部各储存物品或储存小区之间的合理安排。具体要求有：

第一，要根据仓库作业的程序，使货物在出入仓库时按直线或直接流动，避免逆向操作和低效运作，便于仓库作业，提高作业效率。要尽可能减少储存物资及仓储人员的运动距离，提高仓储劳动效率，节约仓储费用。

第二，利于仓库作业时间的有效利用，避免各种重复无效的工作及时间上的延误，各个作业环节要有机衔接，尽量减少人员、设备的窝工，防止物资堵塞。

第三，采用高效的存储计划，充分利用仓库面积和建筑物的空间。在物料搬运设备大小、类型、转弯半径的限制下，尽量减少过道所占的空间。另外，还应考虑到产品所造成的一些限制条件。杜绝仓库面积和建筑物空间上的浪费，才能提高仓库的有用性及仓库经营中的经济效益。利用高度的成本只相当于建造水平方向等容量存储空间费用的1/5。

第四，采用高效的物料搬运设备及操作流程，利于各种仓库的设施、储运机具效用的充分发挥，提高设备效用和劳动效率。要有利于包括仓储物资、仓储人员和仓储设施、仓储机具在内的整个仓储的安全，要符合“三防”的要求。钢筋混凝土结构的耐火等级属一级、二级，砖木结构属三级。根据有关规定，普通仓库的单层库房不应低于三级，多层库房不应低于二级；冷库在三层以上不应低于三级，四层以上不应低于二级。

另外，设计仓库时还必须为过道以及诸如电梯等设施留出所需的空间。一般来说，仓库总空间的1/3通常无存储功能。有些大型的仓库可以通过计算机模拟来对这些空间进行排布。

4.仓库对土建的要求

仓库地坪要结实、坚硬、耐磨，按地面荷载一般要求为1.5～2t/m2，以便铲车操作。如以货架形式堆放，则计算总单位面积堆放量后，再进行荷载计算。

（1）原辅料库对土建的要求

常温原辅料库一般以单层为好，跨度可选15m、18m、21m、24m，最大可做成36m，柱距6m，层高可选4.5m、4.8m、5.4m、6.0m；地坪采用高标号混凝土地面，门窗为钢门窗或塑钢门窗，采用钢筋混凝土结构或轻钢结构的结构形式。

小包装生鲜肉、小包装生鲜调味肉采用冷藏库或气调库。肉、禽、水产原料采用低温冷藏库冻藏。温度为－18～－15℃，相对湿度为95%～100%，库内采用排管制冷，避免使用冷风机，以防物料干缩。冷库货物若堆垛放置，则应放置在有垫木垫起的格栅或托盘内，格栅或托盘底面距地板的高度不少于8cm，货堆离墙壁和设备的距离不少于30cm，货堆之间要留有工作通道。进入冷库工作的人员应更衣（可穿棉大衣），并在鞋上穿鞋套或换成长筒雨靴。冷库应建有清洗设施，便于对用具、运输工具、容器及地面、墙壁的清洗消毒。

仓库管理人员进入原材料库时，应进行更衣，以减少污染。因此，在设计库房时应设置适当的更衣间。

（2）成品库对土建的要求

成品库可建单层或多层。单层层高：人工堆垛4.8m、5.4m，托盘堆垛6～7m。多层一般为3～4层，层高5.4～6.0m，柱距6.0m，跨度9.0m，12m或6.0m×6.0m柱网；地坪采用高标号混凝土地面，门窗为钢门窗或塑钢门窗，结构形式采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼面荷载1.5t或2t。

（3）包装材料库对土建的要求。包装材料及空罐仓库要求防潮、去湿、避晒，窗户宜小不宜大。其地坪为高标号混凝土地面。

物料搬运作业是仓库的主要作业，是劳动力密集型作业。物料搬运设计方面的一些基本准则如下：搬运设备尽量标准化，搬运系统应被设计成在作业时也能提供最大的商品流，应尽量投资于搬运设备，而不是存储设备，选取使用范围广的搬运设备，选取搬运设备时，使设备自重与有效载荷之比最小。

第三节　运输和搬运

食品生产企业的运输方式牵涉全厂总平面布置、建筑物的结构形式、工艺布置、劳动生产率、生产机械化与自动化。食品生产企业的运输方式可分为厂外运输、厂内运输、车间内运输及仓库内运输三类。

一、厂内、厂外运输

1.厂外运输

货物运输的运行方式有铁路、公路、水路、航空和管道运输五种，相应的运输工具就包括车、船、飞机、管道等。厂外运输方式常受制于工厂的地理位置及工厂设计。

大多数食品生产企业，进出货物大都通过水路或公路，运输的工具主要是船和汽车。水路运输可利用自然条件，投资少、费用省、运价较低，主要承担大宗货物的运输，但运输时间较长。工厂若采用水运，只需配备装卸机械。公路运输的特点是灵活机动，对于鲜、活易腐的水果、蔬菜、鲜鱼和肉等，公路运输具有很大的优越性。针对物料的特性和要求，一般采用载重汽车；对冷冻物品则需冷藏车；液体物料，如鲜奶、啤酒等则用专用的运输车辆——槽车。有些食品厂也采用铁路运输。而集装箱式运输在现代产品物流中发挥越来越重要的作用。

需要指出的是，在原辅材料、成品运输的过程中，运输工具必须清洁卫生，不会造成交叉污染或产生其他危害。要根据产品特点配备防雨、防尘、冷藏、保温等设施。冷藏车应当清洁、无异味；应经常测试运输工具内的温度、湿度等参数，定期消毒和清洗，以免影响产品质量。

2.厂内运输

厂内运输指的是厂区内车间外的运输。厂区内道路弯道多且窄小，运输设备有时要进出车间，因此要求运输设备轻巧、灵活、装卸方便，如各种叉车、手推车等。应当根据产品特点配备防雨、防尘设施。储存在筒仓内的散装物料，可以采取带式输送机、风力输送及密闭管道输送等形式进行输送，这样可以实现连续化、简便化。

食品生产企业内道路设计应确保物流运输畅通，并应防止运输污染，必要时安排不同门口进出。通常厂内应采用环形道路，应使消防车能到达各车间。道路的宽度应能满足货物的吞吐要求。原料接收站前的道路由于经常冲洗，要求路面光洁、排水通畅；并要求有适当的场地停放车辆。

二、车间运输的流线设计

（1）在机械化系统中，搬运人员和搬运设备结合在一起，方便货物入库、存库和出库作业。常用的设备有叉车、步行码垛车、拖缆、牵引车挂车、输送机以及回转货架等。机械化搬运系统是最普遍被使用的系统，但使用机械化搬运的人工成本占总成本的比重较高。车间内的传送带、运输车等应当用无毒、耐腐蚀、不生锈、易清洗消毒和坚固的材料制作而成。水平运输最常用的是带式输送机，根据输送物料性质及清洁要求，可采用胶带、尼龙编织带、不锈钢带、塑料链板、不锈钢链板等输送带。另外，也可采用螺旋输送机、滚筒输送机等。起重设备车间内常用的起重设备有电动葫芦、手动葫芦、手动或电动单梁起重机等。车间及仓库内物料搬运系统可分为机械化系统、半自动化系统、自动化系统和人工搬运系统。车间运输与生产流程融为一体，工艺性很强，因此车间运输的设计也可属于车间工艺设计的一部分。

（2）半自动化系统是使用一些专门的自动化搬运设备对机械化系统进行补充的搬运系统。使用的典型设备有自动化引导的搬运车（即无人搬运车）、计算机分拣设备、机器人以及不同形式的活动货架等。

（3）自动化系统主要是指高层仓库的自动化存取技术（AS/RS），一般可以满足基本的搬运需要。此类搬运系统最大限度地减少了员工数量，提高了效率。

（4）物料搬运作业是仓库的主要作业之一，是一种劳动力密集型作业。物料搬运设计方面的一些基本准则如下：搬运设备应尽量标准化，搬运系统应被设计成在作业时也能连续提供最大的商品流，尽量投资于搬运设备，而不是存储设备。选取使用范围广的搬运设备，选取搬运设备时，使设备自重与有效载荷之比最小，系统设计应考虑重力流。为了确保食品的卫生质量，运输和搬运作业中不得与有毒有害物品混装、混运，作业终了，搬运人员应撤离工作地，防止污染食品。

（5）食品生产企业生产车间根据洁净度要求不同分为不同的区域。不同洁净度要求的车间之间物料的运输需通过传递窗或传递通道，运货小车不可进入。