基于供應鏈的包裝物流系統并行建模方法

高 潔 （四川旅游學院 經濟管理學院，四川 成都 610100）

基于供應鏈的包裝物流系統并行建模方法

高 潔 （四川旅游學院 經濟管理學院，四川 成都 610100）

從包裝物流系統的功能和成本管理入手，闡述了并行建模方法在物流包裝中應用的總思路，提出了基于供應鏈平臺的物流包裝設計方法，其目的是使整個包裝物流系統達到最優(yōu)，給出了面向包裝物流系統的并行建模設計方法，并以實例論證了模型的有效性。

供應鏈；包裝物流系統；并行建模

1 基于供應鏈的包裝物流系統

按照現代物流的觀點，現代包裝與物流的關系，比之與生產的關系要密切的多，其作為物流始點的意義比之作為生產終點的意義要大得多，為此在這里將包裝放入物流系統研究領域之中[1]。包裝對物流系統的效率和供應鏈中生產、配送、存儲和搬運活動有重大影響，但在物流系統中許多依賴于包裝的成本往往容易被包裝設計者忽略[2]。包裝物流系統研究的目的在于開發(fā)一個包裝設計系統來支持物流計劃，實現有效的物料流動。每一個工業(yè)廠商都急需開發(fā)一種能應用于現代物流系統的有效的包裝設計規(guī)劃方法，使自己的物流成本達到最低。

為了區(qū)分包裝的級別，包裝可分為一類、二類和三類包裝。一類包裝為銷售包裝，即在包含一個銷售單元面向最終用戶的包裝，其基本要求應包括保護和保存產品，適應零售店貨架尺寸及堆碼要求，以及攜帶可識別的產品信息；二類包裝被設計用來裝載一類包裝，其基本要求應當包括便于貨架儲存及搬運；三類包裝又被稱為運輸包裝，其目的是起保護作用，便于運輸和搬運多個一類及二類包裝，并能滿足托盤等運載工具要求。圖1表示了一個典型的供應鏈物流系統中的包裝。

圖1 供應鏈物流系統中的包裝

由于供應鏈中參與者眾多，從物流的角度對包裝的要求來自供應鏈系統組織中多個不同部門的負責人，這使得在供應鏈系統內充分解釋怎樣的包裝才能取得最有效的物流是困難的。例如零售商和承運商最關心的是搬運的效率問題，而包裝供貨商最注重的是包裝的保護功能，而非包裝搬運效率。由于他們的價值取向不同，就會導致包裝物流系統不能最優(yōu)化的運行。為了獲得更好的功能包裝，在開發(fā)過程中盡可能早地確定包裝應該滿足的功能是重要的，應該在包裝物流系統中應用綜合的觀點確定其供應鏈系統中的作用。在供應鏈系統中的每一個角色對包裝物流系統的要求都不盡相同，有些要求甚至是沖突的，必須權衡其輕重，而其它的要求則可統一考慮。

2 包裝物流系統的并行建模方法

2.1 包裝物流系統的并行開發(fā)

并行工程（Concurrent Engineering,CE）是考慮整個產品生命周期的工作方法,其是美國國防分析研究院（IDA）于1988年提出的，主要聚焦在時間和質量以及在交叉功能組的合作工作方法[3]，目標是開發(fā)一個新產品時具有更快的速度、更高的質量和更低的成本。通過包裝物流系統的并行設計，來自周圍環(huán)境的變化甚至是沖突的要求也可以得到平衡，包裝所帶來的不利于供應鏈優(yōu)化運作的風險將被減少。如果在包裝物流系統的并行開發(fā)過程中綜合考慮到產品要求、包裝要求以及物流要求，那么產品和包裝在它們的整個生命周期關于市場要求、質量、時間效率和成本等都可以被優(yōu)化，從而使得整個基于供應鏈的包裝物流系統達到最優(yōu)。

采用基于供應鏈的包裝物流系統的并行建模設計方法進行新的包裝物流設計，在產品和包裝的并行開發(fā)中集中了供應過程、公司自己的生產過程、配送過程交叉功能小組的合作工作，以便同時考慮其相對應的包裝要求、物流要求以及產品要求。面向包裝物流系統的并行建模開發(fā)過程如圖2所示。

圖2 面向供應鏈的包裝物流系統并行建模開發(fā)過程

2.2 面向包裝物流系統的概念設計模型

DFx是并行工程中的關鍵技術。DFx中的x可以代表生命周期中的各種因素，它能夠使設計人員在早期就考慮設計決策對后續(xù)過程的影響，這里的設計原則主要聚焦在面向包裝物流設計上，設計的原則可以表達成兩個不同的層次，即廣泛的設計原則和特殊的策略。面向包裝物流系統的概念模型如圖3所示。

圖3 面向包裝物流系統的概念模型

3 包裝物流系統并行建模應用案例

某果汁廠家的果汁產品使用PET瓶作為其一類包裝，瓶子的設計有高瘦的頸部，總重量集中在瓶身總高度的三分之二中，并選用瓦楞紙盤作為其二類包裝。選擇瓶子的形狀和盤的結合導致了一個相當不穩(wěn)定的方案，這引起了搬運、運輸和倉儲（堆碼）的困難，如圖4所示。高的頸部和它的尺寸不遵從強度要求所允許的可堆碼能力，在倉儲和運輸中不允許雙層堆碼，而這個規(guī)定在供應鏈中常常由于經濟和效率的原因而被忽略，從而大大增加了產品的損壞率[4]。

圖4 原始的果汁包裝系統

在包裝物流產品設計小組、采購部門、生產部門、運輸部門、倉儲部門，以及市場部門的共同努力之下，新的果汁產品包裝具有有效的物流優(yōu)點，如好的體積利用率、托盤適應性。每升果汁更低的運輸成本以及在整個供應鏈中更安全地搬運，而且它適應歐洲托盤并可以堆碼。新的設計方案如下：

采用無菌紙盒包裝并具有重封口性使得消費者在打開以后可重新封口而有更長的保質期。10份果汁的消費包裝放置在一個瓦楞紙板的盤上組成一個二類包裝，二類包裝被放置在一個標準托盤上，可堆碼能力由兩層優(yōu)化為五層，每層12個盤，每個托盤上共可放60個盤，一共600個消費包裝。具體參數如下。

產品名稱：0.5kg果汁

數據文件：12盒/盤

表1 包裝物流系統優(yōu)化前后的方案比較

864盒/托盤

12盤/每層

6層/托盤

72盤/托盤

使用的體積：98.8%；使用的面積：99.5%；托盤類型：800mm×1 200mm的標準托盤。包裝物流系統優(yōu)化前后的方案比較如表1所示。

其改進后的果汁包裝物流系統如圖5所示。

圖5 改進后的果汁包裝物流系統

假設這種果汁的消耗量是14萬個一類包裝，則優(yōu)化前后的方案比較見表1。這意味著在生產、倉儲和運輸這一系列物流過程中少需要9 092個托盤，減少了65%，大大提高了物流效率，并且極大地避免了產品破損情況的發(fā)生。并且新的包裝由于其采用環(huán)保、可重復封口、合裝包等能夠更好地滿足零售商和最終消費者要求的設計，從而使產品具有了更高的市場潛力。

上面的例子說明在供應鏈中微小的產品和包裝設計的改變能影響包裝物流活動有效性和效率。當產品設計決策時，更下一步的下游供應鏈的情況認知受到限制。一類包裝設計與使用在供應鏈中的二類包裝和三類包裝的相關因素常被忽略，而面向包裝物流的并行建模設計方法給出了一種能應用于供應鏈的有效的包裝物流設計方法，以達到同時使包裝材料和物流成本達到最低的最優(yōu)策略。

4 結 論

面向包裝物流系統的概念模型是在進行產品設計時，綜合考慮包裝物流以及供應鏈情況，其挑戰(zhàn)在于跨越了包裝和物流中單一企業(yè)的傳統界限。包裝與產品的并行設計的研究剛剛開始，包裝物流是一個新的概念，這個系統的平臺正在逐步完善之中，并行包裝物流系統的并行設計還只是一個初步的想法。從目前并行工程在其它領域的應用情況來看，如果能很好地將并行工程理論應用于包裝物流系統的設計中一定會取得可喜的成果。

[1] 金國斌.中國物流包裝中存在的問題與發(fā)展策略探討[J].包裝學報，2011(2):1-6.

[2] 李蓓蓓，黃秀玲，沈黎明.運輸包裝優(yōu)化設計案例分析[J].包裝工程，2016(21):137-141.

[3] 熊光楞，張和明，李伯虎.并行工程在我國的研究與應用[J].計算機集成制造系統-CIMS，2000(2):1-6,45.

A Concurrent Modeling Method of Packaging Logistics System Based on Supply Chain

GAO Jie (School of Economics and Management,Sichuan Tourism College,Chengdu 610100,China)

The general way of thinking of the application of concurrent model method in packaging logistics system were discussed with the function and cost management of packaging logistics system.A design method of packaging logistics based on the supply chain is put forward for the purpose of optimal of the whole packaging logistics system.A conceptual design model for packaging logistics is put forward and the efficiency of the model is demonstrated by an actual case study.

supply chain;packaging logistics system;concurrent modeling

F252.13

A

1002-3100(2017)08-0122-03

2017-05-24

高 潔（1985-），女，河北涿州人，四川旅游學院經濟管理學院，講師，博士，研究方向：物流與供應鏈管理。