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新聞中心

包裝用紙箱尺寸設計還真有些學問,這些你知道嗎?

目前,我國只是對紙箱的箱型作了明確的規定,而對紙箱的尺寸大小卻無任何要求,主要由設計者來定,而設計者在確定紙箱尺寸時又主要是考慮兩方面的因素:一是能夠包容得下包裝內容物;二是具有足夠的強度。對于一些大件物品,象冰箱、彩電、洗衣機等,紙箱的尺寸和形狀確實主要取決于產品的大小與形狀,但仍然有相當多的時候,包裝紙箱比其所包裝的單件產品要大得多,如衣物、食品以及小商品等,這時候紙箱形狀和大小的設計相對來說就要靈活得多,但這決不意味著可以隨意設計。

其實,制約紙箱大小和形狀的因素除去包裝內容物外,還有許多其它的因素,所以設計時只有系統地綜合地把握住所有的制約因素,才能夠真正合理地確定紙箱的大小形狀。下面僅以出口服裝的包裝紙箱設計來說明這個問題。由于為了便于制造、存放、搬運,這類紙箱一般都是設計成長方體形,所以,實際在設計中要確定的是紙箱的長寬高三個尺寸的大小。

一.紙箱尺寸大小的制約條件

為了使問題簡單明了,我們暫不考慮紙箱的生產制造這個環節,僅就紙箱的使用過程來加以分析。顯然這樣做并不會使我們的問題和答案失去意義。

紙箱在出口中的使用過程一般可以概述如下:

1)將出口商品按單裝箱,再用膠帶紙封箱,填寫必要的文字說明,再用塑料帶捆扎。

2)裝車。有二種方式:一是將紙箱碼在托盤上隨托盤一起裝車,這樣做便于自動或機械化裝卸,效率高,是常用的一種方式;另一種是將紙箱直接碼放在貨車車廂內或集裝箱內。

3)將紙箱運至車站碼頭,卸車,再裝入集裝箱內。當然,有時這一步會在廠內直接完成。

4)紙箱運抵出口目的地(國)后,一般都有要轉由汽車運到批發中心或配貨中心進行碼放。

5)將商品(常常是隨同紙箱一起)放至配貨架上,由配貨員根據分銷商或者分銷店的清單要求進行配貨。

6)將騰空的紙箱或者再用作包半配貨或者壓疊回收。

在使用過程中涉及到包裝紙箱大小的制約因素主要有以下五個方面:

1)人機工程學方面的因素。在碼放、捆扎、半年以及將商品種類、顏色、大小順序地放入配貨架上時,都需要由人來搬放一個個的紙箱。如果紙箱的尺寸大小設計得不好,就可能使工人操作起來十分不便。如有家出口廠家生產的商品,采用的是800(長)×800(寬)×200(高)mm的單層瓦楞紙箱包裝,在去掉捆扎帶和蓋后,由于商品較重,當用手搬住紙箱兩邊時,發生紙箱中間向下凸的現象,兩手操作十分吃力,更別說有時需要將紙箱連帶商品一起放到2米高的配貨架上。又比如有一個廠所用的紙箱為1150(長)×400(寬)×600(高)mm,這種規格的紙箱在一個人操作時十分吃力.更有甚者,我在調研中還發現有個廠子的紙箱長1米,寬80厘米,高60厘米,毛重60多公斤,一般的人根本別想搬得動,配貨中心也只好就地開箱,然后將商品裝入一個小些的紙箱中再送上配貨架,增加了勞動成本,恐怕這個增加出來的成本最終也要算到出口廠家的頭上。

2)托盤的尺寸。這里主要要考慮到托盤的表面利用率和碼垛貨物的穩定性。

3)貨車車廂的尺寸大小。

4)集裝箱空間的尺寸大小。

以上兩個因素都是要考慮到充分利用容積,方便裝卸作業。

5)配貨架的尺寸大小。這里要考慮到便于操作,特別要防止紙箱無法放入配貨架中。

二、紙箱尺寸大小與各制約因素之間的關系

下面讓我們具體地分析一下,紙箱的尺寸應怎樣設計才能滿足上述五個方面的制約條件。

1)人機工程學方面的制約條件。人搬運物體的力量與人的姿勢(這主要涉及是彎腰搬,還是半蹲搬,兩手離開身體正面的距離、兩手的開距以及兩手搬放的高度等)和操作方式(這主要涉及是單手搬還是雙手搬,是提還是舉,是推還是拉,以及搬放時物體的重心是否落在雙手與身體組成的平面內,是否在雙手的連線上等等)均有關,具體應用時應查看相關的人機工程學方面的資料手冊。這里只是想簡單地從一、二個因素出發,討論一下從人機工程學的角度應該怎樣來把握紙箱的尺寸大小。

雙手能夠舉起的重量與雙手所處的高度關系密切,同時還嚴重受到雙手離開身體前方距離的影響。在本例的紙箱使用過程中,影響手的搬箱高度的工序有半年工序、碼垛工序和將衣物擺放到配貨架上去,這個因素直接影響到了紙箱的允許最大毛重,間接地也就影響到了紙箱的容積,即紙箱的三個尺寸。

此外,還值得指出的是,一只手的負重能力比兩只手的負重力的一半還要小。在搬運過程中,除了雙手的開距基本保持不變之外,雙手的高度和前向距離經常是在不斷的變化,所以要動態地分析問題。

為了操作方便,除特殊情況外,應考慮1人搬運為宜。

從人的操作來說,紙箱當然是小些好,但這決不意味著越小越好。過小的紙箱無疑會增加包裝材料的使用,增加操作動作,還會影響其它搬運工具(如托盤)的面積使用率。

2)托盤的制約條件。托盤是使靜態貨物轉變為動態貨物的媒介物,它能使許多物品堆放在一起并形成具有同樣大小與形狀的集裝單元,便于產品的流通和機械化裝卸,因此是一種常用的貯運包裝工具托盤有許多不同的種類,但最影響到紙箱尺寸的因素還是托盤的尺寸和碼垛的方式,國際ISO組織已經制定了托盤尺寸的國際標準,分別為800×1000mm、800×1200mm、1000×1200mm三種,與我國現行推廣使用的托盤尺寸有一定差別,如交通部推廣使用的托盤尺寸就為850×1250mm。顯然,出口商品應以國際標準為準。為簡便起見,我們只取最接近的一種國際標準托盤(800×1200mm)為例,同樣,在碼垛方式上也只分析5件正反交錯式碼垛和4件旋轉交錯式碼垛為例進行分析。至于采用重疊式碼垛或縱橫交錯式碼垛可以類似地進行分析。

5件正反交錯式碼垛方式,其截面可呈長方形,能有效地利用托盤的表面積,而4件旋轉交錯式碼垛方式,其截面則肯定呈正方形,而且中央形成空穴,會降低托盤的表面利用率,但這種碼垛方式的穩定性好。

如果采用5件正反交錯式碼垛方式,則紙箱的寬度a應為120/3=4厘米,但由于實際碼垛時,物品允許超出托盤一些,理論上每邊可以超出5厘米,所以紙箱的寬度可以稍微大于40厘米。如果不留空隙,則紙箱的長度b應為120/2=60厘米。由于60+40=100厘米已經超過了托盤寬度80厘米較多(理論上允許超過每邊4厘米),所以長度應為44厘米,但是如果不考慮允許適應各種車輛容積的話,僅從碼垛的穩定性出發,采用60厘米的長度甚至更大一些也是可以的。如果采用4件旋轉交錯式碼垛方式,也只能采用只考慮碼垛穩定性的方式進行設計,否則托盤的表面利用率就太低了。為了減少中央的空穴,應盡量減少紙箱的長寬比,最小值就是上面的60(長)×40(寬)厘米,最大值可達到70(長)×50(寬)厘米。

3)運輸車輛車廂和集裝箱的約束條件。運輸車輛主要指的是廂式大貨車,目前車輛車箱的尺寸還沒有一個統一的標準。如果是采用隨托盤一起裝卸車,則紙箱的長寬尺寸在考慮托盤的制約條件時就已經分析討論了,而紙箱的高度卻應該根據車輛內部高度來確定,即紙箱高度=車輛內部高度-托盤厚度-作業間隙/紙箱碼放層數作業間隙一般取10厘米.

如果貨物是直接碼放在車廂內,則紙箱的長、寬、高尺寸都必須與車輛的內部尺寸相適應,達到充分利用車廂容積,保證貨物碼放穩定,方便裝卸操作的目的。紙箱的長寬尺寸之間以及與車廂長寬尺寸之間要呈倍數關系。在這一點上與分析集裝箱的約束條件時類似。集裝箱是目前常用的一種運輸包裝工具。我國已于1978年頒發了貨物集裝箱外部尺寸和重量的系列國家標準,它與國際ISO標準是基本對應的,設計時應參看相應的標準。為簡便起見,下面以鐵路貨運1噸集裝箱為例來進行分析討論。其尺寸如下:

外部尺寸:900×1300×1300mm

內部尺寸:830×1260×1144mm

自重:186kg

載重:814kg

總重:1000kg

顯然,紙箱的尺寸為620(長)×570(寬)×400(高)mm為最佳,這時正好能放下八個紙箱,考慮到只是碼放二層,以及托盤的尺寸約束條件,紙箱的寬和高二個尺寸可以對換一下。還值得指出的是最后應檢驗是否滿足載重要求。而且國際運輸集裝箱一般都在20噸以上,這主要是為了便于用集裝箱船運輸。

4)配貨架的約束條件。配貨架很象超市中使用的貨架,一般有五層,總高2.5米左右,長3米左右,寬1米左右,在安裝時可以根據需要進行調整,但一旦安裝固定后,在使用過程中一般不再調整。使用時為兩組并排緊靠在一起連接成一個長排,頂層作堆放貯備配貨用。所以實際配貨用的是四層,每層層高約50厘米。因此,如果紙箱高度超過50厘米,操作起來就很麻煩,甚至會無法放入配貨架間,至于紙箱的寬度如果不恰當,就有可能發生最后空隔較大卻又無法放一個紙箱的情況。比如說配貨架的長度為3米,紙箱的寬度為51厘米,變會出現六個放不下,五個又空出45厘米的情景。長度方面也有類似的情況。紙箱的尺寸越小,可能浪費的配貨架面積也就越小,但紙箱過小,卻會使得需要更經常地向配貨架添加貨物。

從上面的分析可以看出,在確定紙箱尺寸時需要系統地考慮一系列的約束條件,這些約束條件有些是相互能夠容納的(可以定義為相容條件),而有些卻是相互矛盾的(可以定義為相悖條件)。對于相容條件,比較好辦,只要按照其中之一進行設計,其它的條件也就自動滿足了。而對于相悖條件,則需要分別進行設計,從中找出最佳的方案來,而這個最佳的方案肯定會因為設計時所考慮的主要原則不同而不同。

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