基于智能云柜的快遞包裝易回收結構設計研究

彭小鵬 周晉愷

摘? 要：當前，快遞包裝的廢棄量非常驚人，回收處理的成本很高，給環(huán)境保護帶來極大壓力。為了方便快遞紙箱回收，需要探索幾種易于折疊的紙箱結構，提高當前快遞紙箱的回收利用率，節(jié)省資源并減少環(huán)境污染，為我國生態(tài)社會的建設添磚加瓦。基于此，借鑒蘇寧“共享快遞盒子”計劃和京東環(huán)保“清流箱”的案例，結合智能云柜自主回收的功能，通過巧妙的包裝結構設計方式，使快遞取件人在取出商品后能方便地把紙箱折疊，并讓智能云柜快速穩(wěn)定地識別和處理，便于快遞員回收與循環(huán)使用。

關鍵詞：快遞包裝;循環(huán)使用;結構設計;智能云柜

基金項目：本文系廣東省哲學社會科學研究課題“電商時代快遞垃圾源頭控制與綠色循環(huán)包裝創(chuàng)新設計研究”（GD20CY540）研究成果。

近年來，由各大電商平臺形成的快捷消費模式，推動了我國整體消費購買力的提升。逐年攀升的網購量，更是持續(xù)刷新了快遞的業(yè)務量。在2020年“雙十一”期間，全國生產了260億個紙箱，在短短的5年間就翻了近3倍。使用和加工這些材料大約將會排放1303萬噸二氧化碳，需要種植7.1億棵樹才可完全吸收，這給我國環(huán)境保護帶來了沉重的壓力，因此，快遞包裝的污染問題亟待解決。盡管相關快遞包裝回收政策早已出臺，但在真正有效地推進包裝回收和利用，促進快遞包裝的綠色轉型過程中仍然存在諸多困難[1]。

一、傳統(tǒng)快遞包裝結構及回收利用的現狀

（一）傳統(tǒng)快遞包裝結構的特點

目前，物流行業(yè)在快遞包裝時會根據所寄快遞的種類、大小來選擇相應的包裝類型?？爝f外包裝主要包括塑料袋、氣泡信封袋、編織袋、瓦楞紙箱、木條箱等類型，有時為了避免產品在運輸過程中遭遇碰撞時產生破壞，人們還會在內包裝中的縫隙內添加不同的填充物來實現緩沖。在諸多包裝類型中，瓦楞紙箱是快遞行業(yè)中使用最多的外包裝，同時，也是快遞包裝回收循環(huán)使用最多的材料之一。在日?？爝f包裝中，雙層瓦楞紙板及三層瓦楞紙板占90%以上，一般對于大件商品會使用具有最高抗壓強度、最大彈性和緩沖性的A型紙板或B型紙板，對普通的商品則使用最常見的C型瓦楞紙板。

（二）快遞包裝回收利用的現狀及原因

快遞包裝回收循環(huán)使用是治理快遞包裝污染的重要措施，但快遞包裝回收利用困難重重，回收及循環(huán)利用率非常低，這種形勢不容樂觀。目前，共享包裝回收的途徑之一，是依靠在生活區(qū)內安裝對應物流公司的回收站或回收裝置，要求消費者自行將共享包裝放入對應回收站中。這種方式不但需要建造回收站或回收裝置，增加了財力消耗，同時也占用公共資源，并且回收率不高。據調查統(tǒng)計，僅20%的消費者會選擇將包裝進行重復利用。對于未在公共區(qū)域內提供回收裝置的生活區(qū)，則大部分快遞包裝被當成垃圾丟棄，這部分消費者有60%之多。另外還有少部分消費者把紙箱當廢棄紙皮，采取廢品回收的模式來處理。

造成這種情況的原因很多，就快遞公司而言，由于沒有形成規(guī)范化的操作流程和回收體系，導致回收的物流和人工成本過高，使得他們一直止步不前;就商家和消費者而言，目前快遞包裝造價相對低廉，他們的回收動力也不足。另外，傳統(tǒng)的快遞包裝模式與材料也限制了快遞包裝的回收與循環(huán)利用。

二、當前生態(tài)環(huán)境對快遞包裝設計及回收的要求

（一）當前生態(tài)環(huán)境的現狀及未來前景

我國是一個森林面積匱乏、生態(tài)資源不平衡的國家，森林覆蓋率遠低于31%的全球平均水平[2]。另外，快遞包裝塑料袋每生產1噸，需要消耗3噸以上的石油，不可回收的塑料袋無論是在垃圾填埋場還是暴露在自然環(huán)境中都需要 200-500 年才能完全降解。如果快遞包裝的問題再不進行有效的解決，將會對我國生態(tài)環(huán)境產生不可逆轉的破壞。未來快遞行業(yè)應該是綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的，要想打破傳統(tǒng)快遞包裝所帶來的僵局，則需在包裝設計上開啟新思路，改變當前快遞包裝使用與回收流程，通過設計創(chuàng)新促進快遞包裝的循環(huán)使用。

（二）當前快遞包裝的設計及回收要求

包裝循環(huán)利用的難點在于回收，一個良好的回收模式將大大提高回收的效率。從回收體系來說，未來快遞包裝須針對以下幾個要求進行設計：1.延長包裝的使用壽命。包裝是整個循環(huán)生命周期的核心要素，使用壽命決定了包裝的可循環(huán)次數，普通的包裝要能回收利用5次以上才能提高資源的利用率。2.創(chuàng)新包裝結構，解決快遞包裝在使用流程中的效率問題。優(yōu)化包裝外觀同時簡化包裝運輸、使用、回收、再利用環(huán)節(jié)，既方便工作人員回收與管理，又使消費者對使用與回收方法一目了然，減少人力的浪費[3]。3.包裝種類豐富。要有一個系列的包裝規(guī)格，以適應所有的產品，從而減少在包裝過程中對填充物品的使用，降低包裝成本。

三、智能云柜技術的應用現狀及發(fā)展機遇

物流行業(yè)為了減少在派件環(huán)節(jié)中的等待時間，開發(fā)出智能云柜，亦可稱之為自助取貨柜。從2010年中國郵政建立第一臺智能包裹投遞終端，到2016年云柜市場以豐巢、速遞易、e棧的創(chuàng)贏聯盟，開啟了智能快遞柜在我國發(fā)展的篇章。智能云柜的應用使收、寄件更加便捷，無需依靠物業(yè)或是便利店代收，減少了快件問題產生的糾紛。在后疫情時代，人們一些生活方式、行為習慣以及思維模式隨著疫情的產生也發(fā)生了改變，例如更加依靠網絡購物，更加喜歡無需與人接觸的取件方式，這也為智能云柜的發(fā)展提供了新的機遇。

（一）智能云柜的關鍵技術與特點

為了方便實現物品的存取，云柜終端設備通過RFID、紅外傳感器、激光掃描儀和其他信息傳感設備，實現擴展的智能掃描與識別，讀取相關信息并將其連接到互聯網，實現與服務器端的數據交換。這些數據可以監(jiān)控每個智能云柜的運行狀態(tài)以及使用情況。云柜服務器端擁有API（Application Programming Interface，應用程序接口）與遠程管理系統(tǒng)，幫助及時查詢、物流跟蹤、單號識別等功能，提供應用程序與開發(fā)人員基于某協議的標準，便于開發(fā)人員自由調用接口。此外，智能云柜還有抗干擾監(jiān)控系統(tǒng)，可以保護客戶的有效權益與信息及物品安全。從智能云柜的技術特點來看，它可以有效解決物流行業(yè)中備受關注的運輸損失和交貨時間沖突的問題，能為用戶提供合適的時間和地點來接收貨物[4]。

（二）智能云柜在包裝回收中的優(yōu)勢

1.提供了便捷的回收渠道。有了智能云柜后，只需要消費者在取出商品后將包裝再放入云柜的回收部件內，快遞員每隔一段時間再取走包裝即可，既不會占用快遞員或是消費者的過多時間，也不需要建造過多的回收站。

2.利于消費者主動參與。近年來我國環(huán)保力度逐漸加大，人們普遍具有了環(huán)保意識，只要提供更加便利的紙箱回收方式，消費者就能積極參與回收活動。智能云柜添加回收包裝的功能后，能夠方便消費者即拆即回收，不需要額外付出精力，有利于他們主動參與。

3.促進了物流公司的業(yè)務發(fā)展。智能云柜的應用能減去包裝回收的多個環(huán)節(jié)[5]，同時也有利于落實我國的相關環(huán)保政策，以發(fā)展循環(huán)使用包裝來應對環(huán)境污染的壓力，為物流公司樹立正面而積極的形象。

四、結合智能云柜技術的循環(huán)包裝結構設計方法

（一）智能云柜中可循環(huán)使用的包裝材料選擇

選擇循環(huán)使用的包裝材料應該：一是須遵守材料本身及在制作過程中的環(huán)保無污染原則，確保包裝的衛(wèi)生與安全性，減少對環(huán)境的污染與破壞。二是要考慮到包裝在回收過程中要進行折疊，因此，材料本身需擁有足夠的堅固度與柔韌性，即要有減震、緩沖等功能，能夠對內部物件進行有效的保護，確保其安全。三是材料需要具有防水性、隔熱性、絕緣性等較好的化學穩(wěn)定性能，既要防止外界諸如空氣、溫度、水霧等因素對包裝內物件產生影響，還要能夠保障即使遇到包裝內物件破損導致液體滲出，也不會對包裝產生損壞，確保包裝的重復使用。

相比之下，PP材料本身耐高溫、耐腐蝕，也是承受反復彎曲能力最強的通用塑料，非常貼合回收環(huán)節(jié)中對包裝折疊堆放的需求，因此，PP是循環(huán)包裝的理想材料。同時，PP易于與其他材料混合，可為包裝提高剛性與緩沖性。除了PP材料外，離聚物樹脂、PUR材料也可作為循環(huán)包裝的第二選擇。此外，在減震材料的選擇上，可使用EVA，其卓越的吸收性能與可回收的特點加上良好的填料包容性，可提高包裝的緩沖效果。

（二）智能云柜中易回收的包裝結構設計方法

1.模塊化包裝結構。模塊化設計的包裝可提高回收與利用率，遇到部件損壞的情況只需替換破損部位，而無需將整個包裝丟棄，減少了資源浪費。但模塊化部件不能過多，否則會導致使用者在包裝拆分或組裝過程中發(fā)生錯亂，或致使部件丟失，影響回收人員的工作效率。在該箱體的結構設計上（如圖1），各個面板都可進行拆卸，在各塊面板的兩端都設有2個卡扣，組裝時2塊面板之間可用卡扣相連接，同時用封箱膠片進行粘連，讓箱體更加穩(wěn)固。

2.一體化包裝結構。一體化設計則與模塊化方式相反，其包裝結構是使包裝各個部件組成緊密連接相互配合的整體（如圖2）。一體化結構是包裝的拆卸與安裝方式中最為高效的設計，其便攜收納功能易于配合用戶在云柜的包裝回收。一體化包裝結構可用于相對穩(wěn)定、不易破碎、形態(tài)結構非固定或是對包裝防護性能要求不高的快件。包裝在開合面處可利用磁鐵式的吸附性能，同時利用四個側面相連部位的吸附形式達到固定箱體結構的目的。將開合面向上打開，同時將支撐面朝下方拉伸，可實現快速的包裝拆卸。考慮一體化包裝的折疊問題，在包裝相鄰面之間，設計適合大小的凹槽，方便包裝拆卸后的折疊與收納。

3.折疊化包裝結構。參考蘇寧“共享快遞盒子”與京東“清流箱”的包裝設計，可折疊結構使包裝回收過程更加高效，并且在云柜中堆疊包裝時，折疊結構能減少空間浪費，增加云柜中包裝的儲存量。折疊化包裝結構（如圖3）綜合了包裝的模塊化與一體化設計，上下兩處頂板與底板可進行拆卸，而中間部分的4個側板相互連接，通過拆卸上下處頂板與底板，對側板進行適當的擠壓，使側板實現折疊功能。側板之間可通過鉸鏈進行連接，既可以增加包裝折疊時的靈活度，也可提高包裝在使用狀態(tài)下的穩(wěn)定性。

（三）智能云柜中易再用的快遞包裝使用方式

智能云柜作為循環(huán)使用包裝的回收渠道，依賴智能化技術以實現快遞配送、包裹儲存、包裝回收，通過智能云柜與主機服務器相連接，運用互聯網、物聯網、云計算等新型技術，管理物流服務。

依托智能技術支持，循環(huán)包裝將通過以下流程進行使用。

1.寄件人通過客戶端選擇寄件服務并填寫信息，在智能云柜站點放入寄送物品，工作人員到達智能云柜站點取走快件，工作人員使用循環(huán)包裝作為快件的外包裝，并掃描包裝RFID電子標簽、二維碼（每一循環(huán)包裝均擁有獨立的電子標簽，保護用戶信息不被泄露），通過云端記錄快件信息，使快件能夠實時跟蹤，方便用戶查詢快件信息。

2.快件到達后，由派送員將快件帶到收件人處的智能云柜站點，再次掃描包裝并在云柜儲存快件，更新云端信息，向收件人發(fā)送派送信息。

3.收件人通過智能云柜的觸摸屏輸入快件信息，或是掃描獲取的二維碼，拿取快件，將快件取出后拆開包裝，將內部物件取出，折疊外包裝，在云柜回收處存放包裝，云柜內部RFID讀取器識別包裝信息后，完成快遞簽收，在一定時間后由派送員批量取走儲存在云柜內的包裝，實現包裝循環(huán)使用[6]。

五、結語

快遞包裝循環(huán)使用是實現物流行業(yè)綠色轉型的重要環(huán)節(jié)，綠色物流是一個全鏈路的概念，其最終目標是可持續(xù)發(fā)展。智能云柜的快遞包裝循環(huán)使用不單單是使用流程上的改變，同時也依附于全社會環(huán)保理念的重視，以及各類人群的踴躍參與。本文通過對傳統(tǒng)快遞包裝結構與材料、快遞包裝回收現狀問題及智能云柜的優(yōu)勢進行分析，歸納出解決快遞包裝循環(huán)使用問題，并提出智能云柜與快遞包裝的設計方法，為設計師在智能云柜的設計上投礫引珠，有助于在未來改善我國物流行業(yè)的資源浪費問題。

參考文獻：

[1]張俊杰.網購時代下快遞環(huán)保包裝解決策略[J].包裝工程，2015（20）：96-99.

[2]趙其國，黃國勤，馬艷芹.中國生態(tài)環(huán)境狀況與生態(tài)文明建設[J].生態(tài)學報，2016（19）：6328-6335.

[3]金詩韻，盛建平，關崇山.快遞包裝的標準化和減量化設計[J].包裝工程，2019（3）：149-155.

[4]鄭林靜.智能快遞柜在高校中推廣的前景調查與分析——以江蘇師范大學科文學院為例[J].中國物流與采購，2019（23）：42.

[5]王晶，朱愛紅.基于UTAUT模型的包裝回收功能快遞柜使用意向實證研究[J].包裝工程，2019（17）：131-137.

[6]汪梓懿，張雪斌，姜大立，等. 基于智慧物流的高?？爝f包裝回收流程再造與優(yōu)化研究[J].包裝工程，2018（23）：20-24.

作者簡介：

彭小鵬，仲愷農業(yè)工程學院副教授。

周晉愷，仲愷農業(yè)工程學院碩士研究生。

通訊作者：尚華，廣州理工學院教授。