淺談汽車零部件包裝設計及過程防護

李加祥　昂衛星　付杰　楊桂芝

摘 要：隨著汽車行業的競爭日益激烈，客戶的需求從注重外觀到更關注汽車的內在質量方面轉變，作為主機廠為響應客戶的需求，需要不斷挖掘內在質量控制能力，不僅關注零部件的生產工藝質量、過程裝配質量及交付質量，同時更應重視零部件的物流過程質量，確保將合格的零部件準確配送至工位，按照標準的工藝組裝成整車。而包裝作為物流環節的基礎單元，是零件過程防護的重要載體，已從原先粗獷式包裝物提供轉向精益包裝需求，實現物流環節QCD（質量、成本、效率）的同步改善，為此，作為物流基礎環節的包裝防護設計也越來越得到主機廠的重視，包裝防護設計理念也是不斷的推陳出新。

關鍵詞：包裝規劃 全程循環包裝 包裝防護材料 包裝設計質量

Discussion about the Automobile Parts Package Design and the Process Protection

Li Jiaxiang Ang Weixing Fu Jie Yang Guizhi

Abstract：As the car industry become increasingly competitive， customer demands from the appearance to the change to focus on the intrinsic quality of the car， in response to customer demand， need to constantly digging internal quality control ability， not only focus on parts assembly production process quality and process quality and the quality of delivery， at the same time， more should pay attention to logistics process quality of parts， so as to ensure the accurate distribution of qualified parts to the station， based on the standard process of assembly. And packaging as the basis of logistics link unit， the important carrier of the parts process protection， has been increased from straightforward type packing materials provided to lean packaging requirements， realize the logistics link QCD （quality， cost， efficiency） of synchronous improvement. Therefore， as a foundation for logistics link， package protection design is getting more and more attention of the hosts， and protective packaging design concept is also constant innovation.

Key words：packaging planning， full cycle packaging， packaging protective materials， packaging design quality

1 引言

縱觀汽車主機廠包裝的發展，第一階段為建標準，建流程;第二階段為包裝標準化、通用化;第三階段為包裝精益設計，如重視包裝防護、人機工程及運輸裝載率改善等;各主機廠也是越來越重視包裝的發展，器具的標準化及通用化取得一定的進展，包裝防護的體系初步建立，但整體的包裝防護能力還存在較多不足，影響物料質量及交付周期。

2 現狀與問題

在生產過程中，包裝處于生產過程的末尾和物流過程的開頭，既是生產的終點又是物流的起點[1]。因此，包裝過程防護的有效性對零件質量起著至關重要的作用，縱觀目前主機廠零部件的裝卸、搬運、倉儲、配送過程中表現，磕碰、劃傷等質量問題經常性的發生，造成供應鏈多環節抱怨及質量、成本浪費，分析導致的原因是多方面的，但包裝作為過程防護的基礎性工作，在包裝規劃模式，設計質量，翻包規范性、配送一致性等方面對零件防護起到決定性作用。

現階段主機廠在零部件過程包裝防護方面主要存在不足表現在以下方面：

2.1 包裝規劃模式不合理

凡事預則立，不預則廢。包裝規劃合理性決定著物流過程質量、成本及效率，目前主機廠上線供貨工藝存在多種模式，如排序供貨、補貨看板、循環取貨（Milk run）、VMI（Vendor Managed Inventory）模式等，普遍存在一次性包裝形式，在第三方物流按照主機廠拉動節拍分揀、翻包至對應包裝中配送上線，過程需經過多次翻包，操作人員作業標準規范性和零部件過程質量表現有著緊密的關系，搬運動作、取放件的力度、包裝類型選擇等，一個環節出現問題將帶來零部件過程質量隱患。

2.2 包裝設計及質量控制

包裝設計是防護非常重要的一個因素，一個精益的包裝設計能規避很多物流環節的不合理操作動作，從包裝設計初始發展階段看，很多主機廠包裝工程師只是做了一個“甩手掌柜”的角色，包裝設計方案由供應商提供，主機廠負責審核及評審，再由供應商自己尋找供應商制作，并交付使用，在整個過程中主機廠包裝設計缺少質量控制，一般都是慣性思維通過老車型狀態來確認新品的包裝狀態，同時在圖紙的設計質量、審核能力及過程控制上暴露出不足，降低包裝設計質量，影響整體物料過程防護能力。

2.3 翻包過程規范

汽車生產過程涉及的產品零部件可達上萬種。面對訂單柔性化生產，不但要求主機廠在成本、品質和供應鏈管理方面具有很好的管控能力，同時也要求零部件供應商具有同樣的生產、交付、品質管控能力[2]。這些供應商有本地自配送模式，有JIS排序模式，有3PL配送方式，物流過程復雜，物料在出廠地至主機廠生產線裝配需經過運輸、倉儲、翻包、配送、裝配過程，部分物料在供貨過程中歷經多次翻包，過程規范性存在一定隱患，所選包裝類型與認可包裝一致性，防護格檔完整性、物料在包裝中的擺放及操作動作都是過程控制的重點。

在包裝類型的選擇上，物料定義是專用包裝箱，但在分揀翻包過程中因管理疏漏存在使用非專箱的現象，物料相互疊加堆放，容易導致零件表面出現劃傷、磕碰的質量隱患。同時翻包動作因員工更迭較快，缺少“傳、幫、帶”及經驗沉淀，作業過程缺少有效監控，也是目前過程隱患的控制重點。

2.4 包裝配送一致性

“好的方案或標準，關鍵是執行”，在物流環節中，包裝方案執行一致性一直是比較難的問題，主要原因還是配送環節包裝管理存在失位，包裝未能做到分類擺放、存儲及領用，導致在收貨環節出現的較多不一致現象，影響到物料的防護質量。此類的問題主要表現在塑料箱零部件的包裝上，應該使用帶仿型或卡槽內襯專箱沒有體現而使用通用塑料箱，或應該是小的箱型而使用大的箱型，零部件在包裝中晃動量大，導致質量隱患發生。

3 解決對策

針對零部件物流過程存在的質量隱患，從包裝角度需要充分考慮規劃的合理性、設計質量控制、過程防護及配送一致性問題，通過采取一些有效措施來規避零部件過程風險，搭建過程防護體系及包裝信息透明化，聯動供應鏈多環節控制，實現零件過程防護可控。

3.1 包裝的合理規劃

主機廠包裝業務的開展一般在項目初始階段即開始介入，在項目P2階段通過《物流技術要求》等RFQ（Request for Quotation，報價請求）文件將包裝要求釋放給潛在供應商，由供應商按照文件要求闡述并滿足，一般在物流要求中，需要明確潛在供應商需滿足全程循環包裝要求，同時定義包裝內部防護材料。

（1）全程循環包裝

全程循環包裝顧名思義指的是零部件從供應商下線裝箱到運輸、倉儲、配送至上線，均為同一包裝，過程不翻包，叉車裝卸搬運，減少過程包裝人工搬運過程中造成的跌落風險，解決3PL（Third-Party logistics，第三方物流）翻包過程因人員技能或工藝不完善導致的質量風險，同時有利于提升物流過程效率。

目前全程循環包裝主要是以圍板箱、折疊工裝、EU箱為主，符合供應鏈包裝模數要求，最大化滿足運輸裝載率，基本滿足行業內各主機廠包裝要求，有利于供應鏈包裝資源共享及打造環境友好型綠色包裝。

（2）包裝防護材料

包裝防護材料種類繁多，按材質的屬性可分為EVA泡棉、EPE珍珠棉、毛氈、聚胺酯、中空板、吸塑盤、硫化橡膠、布袋、PE給水管、PVC軟玻璃等十類，主機廠在制定包裝標準時需明確防護材料類型所對應的零部件類型。如外飾件需采用緩防護材料，解決物流過程中運輸、搬運中震動摩擦導致零件表面質量隱患，金屬件需采用物理隔離，確保件與件之間預留合理空間防止磕碰，一般采用硫化橡膠、聚氨酯卡槽等限位。

3.2 包裝設計質量控制

質量是一組固有特性滿足要求的程度。包裝設計質量是滿足零件過程防護的基礎，通過包裝質量的提升，可有效保證零部件在物流過程中的質量表現。包裝設計質量控制防措施有多種方式，主要采用三維數模設計匹配、包裝方案綜合評審機制、開展多環節驗證實施等手段進行控制。

（1）三維數模裝配及分析保證設計質量

隨著設計軟件的不斷更新和普及，CATIA、3DMAX、PRO/E等三維設計軟件可實體展現包裝設計理念和零部件裝配后狀態，對重點件開展三維軟件運動結構、空間分析、人機工程學設計與分析等，模擬過程干涉及人機工程，通過三維數模模擬實現M2數據和器具匹配合理性，杜絕原設計圖紙中參照老車型器具的弊端。在三維模擬設計中，數據和器具在三維裝配中實現空間的最大化利用，緩沖空間的有效設置，在匹配數據時放和取能發現過程干涉點，避免在實物匹配環節出現類似問題，進而影響到物料質量。

同時引入器具人機工程學設計和分析，對操作人員取件按照標準人體模型模擬取件和放件狀態，設置最低和最高器具取件點，確保器具適合現場操作，規避操作過程過程中的不合理導致的質量問題發生[4]。

（2）包裝方案綜合評審機制控制輸出質量

包裝方案設計完成后按照一定的模板輸出，由包裝工程師審核類型、容量及同類件狀態，綜合考慮在滿足防護的基礎上達到通用性和標準化，提升物流過程運輸裝載率。組織SQE、生產工藝、物流工藝工程師按照質量防護滿足狀態、取件人機工程、物流庫位布局、配送模式等要素評審會簽，經評審會簽完成的包裝方案作為后續實施依據，同時零件PPAP批準需將生效零件包裝方案作為審核項之一，提升生產保障能力。

包裝靜態評審，方案確認生效后，由包裝工程師通知供應商按照已簽發包裝方案制作包裝樣件，工程師組織SQE、車間工藝、物流工藝現場靜態實物評審，從包裝制作規格、內部結構、焊接工藝、限位材料質量、安裝固定、取放件動作等開展評審，對存在不合格項跟蹤改進。

（3）開展多環節驗證實施提升實物質量

包裝樣件評審合格后，由供應商按照滿載狀態開展路試動態驗證。將包裝樣件按照認可包裝確定的方式裝滿零件，采用雙飛翼廂車在普通路段按照限行規定行駛不低于15KM距離，卸下后由供應商組織質量、生產工藝、物流工藝一起確認物料外觀狀態及移位情況，確定是否滿足質量防護要求并簽字確認，此路試驗證可識別運輸過程動態。

主機廠新車型開發按照節點管控進度，在VFF模具交樣階段，由供應商提供樣件并組織對相關人員對包裝進行驗證[3]。模擬小批量供貨狀態，此時試裝訂單量一般不滿足整包裝單元，從供應商或3PL發貨驗證裝箱操作、運輸狀態及包裝的安全性、操作便利性、單件的防護狀態等。

在PVS小批量試生產階段，按照整包裝拉動單元組織驗證包裝合理性，從運輸、裝卸搬運、入庫、分揀、供貨模式按照既定物流路線配送至生產線，包裝工程師組織相關人員核查過程防護滿足狀態、人機工程取件等。

經過包裝三維模擬設計、方案評審會簽、樣件評審及三輪驗證后，可確保包裝在供應鏈中過程質量，夯實物流過程防護基礎。

3.3 質量工具在零件部過程防護中的應用

零部件過程防護質量可引入質量控制方法，如因果圖、過程能力指數等工具，識別過程質量隱患，防患于未然。

（1）因果圖識別結果與可能原因的關系

運用因果圖有利于把潛在的原因展示出來加以組織、歸并，找出問題的癥結所在。汽車行業通常是從人員、設備、材料、方法、測量與環境角度考慮，繪制因果圖，尋找下一層次的原因，開展頭腦風暴法，一層層展開，尋找出問題的真因，并制定措施加以控制[4]。

（2）零部件過程能力分析控制

過程能力（CP）指的是工序中人、機、料、法、測、環諸因素均處于規定的條件下，操作呈穩定狀態時所具有的質量水平，即過程處于穩定狀態下的實際加工能力。引用到零部件過程質量上，可參照供應鏈環節設計物流過程質量能力，參考模型如下：

一般計算公式如下：

T=允許最大值（Tu）-允許最小值（Tl）

Cp=T/（6*σ）

σ越小，其Cp值越大，則過程技術能力越好。

3.4 過程防護鏈搭建

防護鏈搭建是實現過程有效防護的保障。一個完整的供應鏈應包括精益的物流體系，作為零件過程防護來說，防護體系串聯鏈上責任主體，環環相扣，環環相依，零件在從不同主體之間轉移，防護的措施均是滿足質量防護要求。

（1）明確供應鏈防護主體

主體明確職責清楚是執行過程充分保障。明確各主體之間在防護中的作用和操作要求，交接環節注意事項，可以透明化零件的過程防護，減少發生質量問題導致的爭議。如供應商生產環節因自身檢驗等問題導致零件本身外觀或功能質量問題，應由供應商負責，物流過程流轉發生的質量問題視環節確認運輸承運商、3PL倉儲及配送、生產線裝配等主體責任。

（2）各主體在零件過程防護中的職責

在供應商生產環節主體職責要確保零件本身合格，必要的檢驗報告，供貨清單齊全，選擇的包裝箱符合定義;交給運輸商時，確保整體外箱完好，承運商在運輸過程中按照合同確定的路線及周期交付，確保運輸過程中零件無倒塌、變形等隱患;在主機廠或3PL環節，入庫前需檢查零件包裝箱狀態，確認是否有異常，核對零件名稱、外觀等;上線安裝環節按照工藝要求組裝，做好必要的防護措施，減少因操作環節不規范導致的質量問題發生。

3.5 配送一致性確認機制

配送環節是決定零件最后一公里質量的關鍵，將正確的零件采用包裝方案認可的類型、數量、狀態配送至主機廠物流道口或生產線是確保過程質量的保障。信息透明化是落實一致性的保證，怎么能讓各環節了解并執行，這就需要建立包裝信息共享及核查機制。

（1）建立包裝信息共享機制

包裝信息在供應鏈中讓各主體單位了解并執行。通過信息化技術，在出廠階段可采用RFID技術實現各主體掃描透視，可實現過程包裝信息及零件過程交付實時跟蹤。也可采用簡單易行的看板隨箱卡技術，將包裝必要信息錄入物流執行系統中，通過需求端看板拉動實現隨箱卡包裝信息透明化，出廠發貨時張貼在包裝箱上，各責任主體通過目視識別包裝類型、規格、容量等，識別和實物包裝一致性狀態。

（2）形成道口收貨環節檢查機制

主機廠收貨道口是零件過程防護最后一個關口，直接關系到配送至生產線零件質量。在道口環節應形成日常收貨檢查機制，制定道口收貨標準并培訓收貨員熟知，執行過程識別并確認包裝防護和認可方案一致性，將不符包裝拒收，可有效控制不合格零件流入生產線。

建立質量、工藝等跨部門過程防護檢查小組，從專業角度審查零件過程防護狀態，形成檢查問題清單，分析造成質量問題原因，制定臨時措施及永久控制方案，降低零件過程質量風險。

4 結語

綜上所述，汽車零部件包裝設計是確保過程防護的有效基礎，通過包裝設計、評審、驗證和過程防護鏈搭建，解決零部件在供應鏈運輸、倉儲、配送等各環節防護需求，同時透明化包裝信息，明確防護主體在零部件周轉過程中責任及識別，實現零部件過程質量受控，提升整車制造零部件質量。誠然，零部件過程防護涉及面較廣，一些功能性的防護要素需要通過一些設備來檢測確認，需聯動研發、質量通過各自業務來梳理保障，形成供應鏈零部件防護由點向面全覆蓋拓展，實現整車裝配質量的提升。

參考文獻：

[1]孫鳳英. 汽車物流管理[M]. 北京：機械工業出版社，2019.

[2]江支柱 董寶力 汽車智能生產執行系統實務? 北京：機械工業出版社，2018.

[3]呂杰鋒.人機工程學[J].北京：清華大學出版社，2009.

[4]馬林. 全面質量管理[M]. 第2版.北京：中國科學技術出版社，2006.