基于內裝物多樣性的瓦楞紙箱及托盤優化設計

摘要：全球化經濟下各公司出口的內裝物多樣性的需求情況下，研討、并創新實踐一套更科學的瓦楞紙箱及托盤優化設計方法、方案，以更符合產品包裝的需要，提高包裝的容積率，降低包裝、運輸成本，提高企業經濟競爭力。

關鍵詞：內裝物多樣性；優化設計；國際標準；競爭力

1、引言

全球化經濟下各公司的競爭越來越激烈，成本成為最具綜合性的競爭力指標。如何在內裝物多樣性情況下，設計出恰到好處的產品物流運輸包裝，提升裝載能力，提高運輸工具容積率，降低包裝、物流運輸成本，是擺在我國的生產制造企業包裝設計人員前面的挑戰課題。

2、現有瓦楞紙箱及托盤設計存在的問題

現有托盤國家標準只規定兩種尺寸規格1200*1000與1100*1100，包裝箱國家標準的尺寸以600*400與550*366兩種基準模數。包裝是一門交叉、綜合性很強的學科，設計人員在設計瓦楞紙箱與托盤時，因各行各業的產品尺寸、重量差異很大，普遍覺得無從下手：（1）要考慮內裝物的尺寸與重量特性，難以兼顧集裝箱空間的有效利用；（2）要評估瓦楞紙箱與附件的直接材料成本，而缺失對物流成本的評估。從而，實際使用中的托盤與瓦楞紙箱的規格越來越多，不僅管理與檢測成本增加，而且在裝載集裝箱時，各種規格難以兼容，集裝箱的實際空間利用率不高。

3、基于內裝物多樣性的瓦楞紙箱及托盤優化設計

內裝物多樣性的瓦楞紙箱及托盤優化設計分為兩個步驟實施：第一步，根據發貨地點選定國際標準集裝箱→根據長、寬、高、重量四個參數，規格最少原則建立適合企業產品自身特點的標準化托盤→建立配套的標準化瓦楞紙箱→建立配套的標準化紙箱附件樣式與紙張種類；第二步：包裝設計人員針對內裝物長、寬、高、重量四個參數依據成本最低，選用附件與用紙，再選用瓦楞紙箱和托盤，下面來談談具體的設計方法。

3.1建立適合企業產品自身特點的標準托盤和瓦楞紙箱庫

企業根據發貨地點，選定最常用的國際標準化集裝箱規格，比如某公司選用下表的集裝箱：

集裝箱型號最小內部長度（mm）最小門框開口尺寸集裝箱最大載重量

最小寬度（mm）最小高度（mm）Kg

1AA119982286226125000

1CC586721000

提高集裝箱空間利用率，在重量不超標前提下，每個集裝箱裝的產品越多，單個產品的海運費用就越低。因此，托盤應盡量能排滿集裝箱。托盤寬度=集裝箱凈寬度/2，留出安裝間隙，數值圓整后，統一取1120mm；托盤高度=叉孔高度95mm+頂鋪板厚度25mm，總高統一取120mm；托盤長度=（集裝箱最小內部長度－N*K）/N，N為自然數，K為托盤排放在集裝箱內的放置間隙。1AA集裝箱對應10種托盤尺寸規格，1CC集裝箱對應5種托盤尺寸規格，這5種與1AA能通用，如下表：

集裝箱型號最小內部長度（mm）自然數

45678910111213141516

1AA11998///1684.0 1469.8 1303.11169.8 1060.7969.8892.9 827.0769.9 719.9

托盤長度圓整后數值///16801430130011201060950890810710710

1CC58671436.8 1143.4 947.8808.1703.4//////

托盤長度圓整后數值14301120950810710//////

根據產品發貨目的港綜合考慮選用托盤的承重指標， 某企業的標準托盤庫如下表：

NO.托盤尺寸規格（mm）1AA集裝箱1CC集裝箱

托盤寬度（mm）托盤高度（mm）托盤長度（mm）根據實際情況標準化承重Kg根據實際情況標準化承重Kg

1

1120

1201430/2600

21500/

31120/2100

41500/

5950/1500

61000/

7810/1500

8900/

9710/1300

10800

11

1120

12016801500/

1213001400/

1310601100/

148901000/

15770900/

標準化瓦楞紙箱庫按大箱與小箱兩類來考慮。大箱采用套合型紙箱，對應于10種托盤有10種采用套合型的標準化大紙箱與之對應。

對于開槽型紙箱（02型）以下簡稱小箱，一種情況小箱按平鋪方式排放在托盤上，因此，必須同時符合以下三個條件：

1、小箱的一個邊長＝托盤長度/N－30，N為自然數。箱與箱之間假設打包間隙為14mm，包裝箱外尺寸轉化為內部尺寸需要減去兩邊瓦楞紙厚16 mm。

2、小箱的另一邊長=托盤寬度1120/N－30，N為自然數。托盤長度就是針對1CC與1AA集裝箱通用的5種標準托盤長度基數1430、1120、950、810、710。

3、箱長/箱寬=1.17～1.56，小箱需要根據紙箱抗壓強度最好原則。

另一種情況只適用于長1120mm*寬1120mm標準托盤，小箱在托盤上排放以下圖 ，須同時滿足以下三個條件：

1、箱長+箱寬=1100mm；

2、箱長/箱寬=1.17～1.56；

3、箱長與箱寬尺寸盡量在已有的標準基數中選取，以足夠小的間隔，且尺寸基數盡量均勻分布。

某公司根據內裝產品尺寸實際情況，取大于180mm的紙箱基數，最后匯總形成21種標準小箱，如下表：

標準箱號對應托盤寬邊的箱長對應托盤長邊的箱長長寬比率標準箱對應托盤規格

1530 6801.281430///710

2530 4461.19 1430/950//

3530 3441.54 /1120///

4530 7801.47 ///810/

5530 376 1.41///810/

6344 4461.301430/950//

7344 252 1.37 14301120///

8344 2881.19//950//

9344 240 1.43 ///810/

10252 328 1.301430////

11252 208 1.211430/950/710

12252 3761.49 ///810/

13252 326 1.29 ////710

14194252 1.301430////

151942881.48 /1120950//

161942401.24///810/

175724881.17 /1120///

185884721.25 /1120///

196044561.32/1120///

206144461.38 /1120///

216304301.47 /1120///

3.2建立適合企業產品自身特點的紙箱附件與紙張標準庫

企業根據自身實際，在產品外形尺寸標準化基礎上，建立附件、紙張標準，附件一般分兩類：一類是隔檔，另一類是孔板(見圖1、圖2)。

瓦楞紙箱附件設計尺寸比瓦楞紙箱內尺寸小5mm左右。 隔檔樣式有如下兩種：一種是不帶四圈圍欄，另一種是帶四圈圍欄。為了保證制作工藝最外圍的一格寬度必須大于15mm，一般質量輕的產品選用不帶四圈圍欄的隔檔；質量較重的產品選用帶四圈圍欄的隔擋。隔檔尺寸系列間隔過大會影響跌落試驗，振動性能，間隔過小，附件種類過多，不利于管理。

3.3包裝優化設計原則與注意要點

包裝優化設計的總體原則應先調查明確內裝物（以下統稱產品）的長、寬、高及重量四個參數，依據成本最低，選用企業標準化的附件與用紙；再根據發貨目的地選用集裝箱，再從標準庫中優選瓦楞紙箱與對應的標準化托盤。重量較重，體積較大的產品，推薦采用套合型紙箱（大箱）。重量輕，體積小的產品，推薦采用開槽型紙箱（小箱）。擺放要求兼顧穩定性及產品的脆弱程度，外形比較規則，產品允許受力，包裝附件推薦采用孔板。外形不規則，產品不允許受力，包裝附件推薦采用隔檔。隔檔或孔板的空間尺寸長寬高不一定是實際產品的長寬高，需要結合擺放方式。

3.4提高產品在瓦楞紙箱中的裝箱率和集裝箱空間利用率

對于世界各地都要發貨的產品，尺寸較小，重量較輕，在21種標準開槽型紙箱中選用。在設計標準化包裝箱時不必受集裝箱承重限制，通過安排不同類型的產品混搭的方法來控制集裝箱重量超重問題的出現。為降低產品的包裝直接材料成本，必須提高產品在瓦楞紙箱中的裝箱率，即利用率越高分攤到每只產品的包裝材料成本越低。首先根據產品特點計算每個產品需要的長、寬、高單元包裝體積，然后計算每一種標準化瓦楞紙箱的面積利用率，選面積利用率最高的瓦楞紙箱規格作為優選的設計方案。

例如：結合某公司P閥產品的重量為209g，產品不允許受力，優先選用隔檔附件，隔檔材料用雙瓦楞，放置的隔檔內長88mm與內寬64 mm（隔檔內長與內寬均不計瓦楞厚度尺寸），內高92 mm，瓦楞紙箱采用開槽型紙箱。因產品銷往世界各地，從21種標準箱中優選瓦楞紙箱。隔檔排列方式有兩種，箱的長邊對應隔檔的長邊或箱的長邊對應隔檔的短邊。因P閥重量輕，優先選用四周無圍欄隔檔。單箱重量（產品重量+包裝件重量）受限不超過20kg，裝箱隔檔層數2或3，瓦楞紙箱優選18號箱，按排列二方式排放，面積利用率指標相對最高為81.2%。

4、結束語

本套瓦楞紙箱及托盤優化設計方法，從整個物流的角度來分析問題，跳出部門局部，從價值鏈的層面分析。簡化技術員的包裝設計，解決生產實際中內容物多樣的情況下，有效降低包裝、物流成本，提高物流效率。通過推廣標準化托盤、瓦楞紙箱、附件，規格大大減少，有效降低公司管理成本與檢測成本。

參考文獻

[1]郭彥峰，許文才等.瓦楞紙板結構在運輸包裝應用中的研究進展[J].包裝工程，2007，(28)8:6-13.

[2] 洪亮.瓦楞紙箱工藝[J].包裝工程，2008，28(11):28-31.

[3]許鑫，王宗彥. 瓦楞紙箱尺寸優化設計[J].機械管理開發， 2009， 24(2): 56-57.

[4]易元明. 金融危機背景下的產品包裝策略研究[J]包裝工程， 2009，(12) .