包裝用紙箱尺寸設(shè)計(jì)

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

其實(shí)，制約紙箱大小和形狀的因素除去包裝內(nèi)容物外，還有許多其它的因素，所以設(shè)計(jì)時(shí)只有系統(tǒng)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。下面可以出口服裝的包裝紙箱設(shè)計(jì)來說明這個(gè)問題。由于為了便于制造、存放、搬運(yùn)，這類紙箱一般都是設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方體形，所以，實(shí)際在設(shè)計(jì)中要確定的是紙箱的長(zhǎng)寬高三個(gè)尺寸的大小。

一.紙箱尺寸大小的制約條件

為了使問題簡(jiǎn)單明了，我們暫不考慮紙箱的生產(chǎn)制造這個(gè)環(huán)節(jié)，可就紙箱的使用過程來加以分析。顯然這樣做并不會(huì)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(dòng)或機(jī)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(nèi)或集裝箱內(nèi)。

3）將紙箱運(yùn)至車站碼頭，卸車，再裝入集裝箱內(nèi)。當(dāng)然，有時(shí)這一步會(huì)在廠內(nèi)直接完成。

4）紙箱運(yùn)抵出口目的地（國(guó)）后，一般都有要轉(zhuǎn)由汽車運(yùn)到批發(fā)中心或配貨中心進(jìn)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(jù)分銷商或者分銷店的清單要求進(jìn)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(gè)方面：

1）人機(jī)工程學(xué)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(shí)，都需要由人來搬放一個(gè)個(gè)的紙箱。如果紙箱的尺寸大小設(shè)計(jì)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(chǎn)的商品，采用的是800（長(zhǎng)）×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(dāng)用手搬住紙箱兩邊時(shí)，發(fā)生紙箱中間向下凸的現(xiàn)象，兩手操作十分吃力，更別說有時(shí)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(gè)廠所用的紙箱為1150(長(zhǎng))×400(寬)×600(高)mm，這種規(guī)格的紙箱在一個(gè)人操作時(shí)十分吃力.更有甚者，我在調(diào)研中還發(fā)現(xiàn)有個(gè)廠子的紙箱長(zhǎng)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(dòng)，配貨中心也只好就地開箱，然后將商品裝入一個(gè)小些的紙箱中再送上配貨架，增加了勞動(dòng)成本，恐怕這個(gè)增加出來的成本較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(wěn)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(gè)因素都是要考慮到充分利用容積，方便裝卸作業(yè)。

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(guān)系

下面讓我們具體地分析一下，紙箱的尺寸應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)才能滿足上述五個(gè)方面的制約條件。

1）人機(jī)工程學(xué)方面的制約條件。人搬運(yùn)物體的力量與人的姿勢(shì)（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(shí)物體的重心是否落在雙手與身體組成的平面內(nèi)，是否在雙手的連線上等等）均有關(guān)，具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)查看相關(guān)的人機(jī)工程學(xué)方面的資料手冊(cè)。這里只是想簡(jiǎn)單地從一、二個(gè)因素出發(fā)，討論一下從人機(jī)工程學(xué)的角度應(yīng)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(guān)系密切，同時(shí)還嚴(yán)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(gè)因素直接影響到了紙箱的允許較毛重，間接地也就影響到了紙箱的容積，即紙箱的三個(gè)尺寸。

此外，還值得指出的是，一只手的負(fù)重能力比兩只手的負(fù)重力的一半還要小。在搬運(yùn)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(jīng)常是在不斷的變化，所以要?jiǎng)討B(tài)地分析問題。

為了操作方便，除特殊情況外，應(yīng)考慮1人搬運(yùn)為宜。

從人的操作來說，紙箱當(dāng)然是小些好，但這決不意味著越小越好。過小的紙箱無疑會(huì)增加包裝材料的使用，增加操作動(dòng)作，還會(huì)影響其它搬運(yùn)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(tài)貨物轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)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(chǎn)品的流通和機(jī)械化裝卸，因此是一種常用的貯運(yùn)包裝工具托盤有許多不同的種類，但較影響到紙箱尺寸的因素還是托盤的尺寸和碼垛的方式，國(guó)際ISO組織已經(jīng)制定了托盤尺寸的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，分別為800×1000mm、800×1200mm、1000×1200mm三種，與我國(guó)現(xiàn)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(yīng)以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。為簡(jiǎn)便起見，我們只取較接近的一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)托盤（800×1200mm）為例，同樣，在碼垛方式上也只分析5件正反交錯(cuò)式碼垛和4件旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)式碼垛為例進(jìn)行分析。至于采用重疊式碼垛或縱橫交錯(cuò)式碼垛可以類似地進(jìn)行分析。

5件正反交錯(cuò)式碼垛方式，其截面可呈長(zhǎng)方形，能有效地利用托盤的表面積，而4件旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)式碼垛方式，其截面則肯定呈正方形，而且中心形成空穴，會(huì)降低托盤的表面利用率，但這種碼垛方式的穩(wěn)定性好。

如果采用5件正反交錯(cuò)式碼垛方式，則紙箱的寬度a應(yīng)為120/3=4厘米，但由于實(shí)際碼垛時(shí)，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(zhǎng)度b應(yīng)為120/2=60厘米。由于60＋40=100厘米已經(jīng)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(zhǎng)度應(yīng)為44厘米，但是如果不考慮允許適應(yīng)各種車輛容積的話，可從碼垛的穩(wěn)定性出發(fā)，采用60厘米的長(zhǎng)度甚至更大一些也是可以的。如果采用4件旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)式碼垛方式，也只能采用只考慮碼垛穩(wěn)定性的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，否則托盤的表面利用率就太低了。為了減少中心的空穴，應(yīng)盡量減少紙箱的長(zhǎng)寬比，較小值就是上面的60（長(zhǎng)）×40（寬）厘米，較值可達(dá)到70（長(zhǎng)）×50（寬）厘米。

3）運(yùn)輸車輛車廂和集裝箱的約束條件。運(yùn)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(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。如果是采用隨托盤一起裝卸車，則紙箱的長(zhǎng)寬尺寸在考慮托盤的制約條件時(shí)就已經(jīng)分析討論了，而紙箱的高度卻應(yīng)該根據(jù)車輛內(nèi)部高度來確定，即紙箱高度=車輛內(nèi)部高度-托盤厚度-作業(yè)間隙/紙箱碼放層數(shù)作業(yè)間隙一般取10厘米.

如果貨物是直接碼放在車廂內(nèi)，則紙箱的長(zhǎng)、寬、高尺寸都必須與車輛的內(nèi)部尺寸相適應(yīng)，達(dá)到充分利用車廂容積，保證貨物碼放穩(wěn)定，方便裝卸操作的目的。紙箱的長(zhǎng)寬尺寸之間以及與車廂長(zhǎng)寬尺寸之間要呈倍數(shù)關(guān)系。在這一點(diǎn)上與分析集裝箱的約束條件時(shí)類似。集裝箱是目前常用的一種運(yùn)輸包裝工具。我國(guó)已于1978年頒發(fā)了貨物集裝箱外部尺寸和重量的系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，它與國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)是基本對(duì)應(yīng)的，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)參看相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。為簡(jiǎn)便起見，下面以鐵路貨運(yùn)1噸集裝箱為例來進(jìn)行分析討論。其尺寸如下：

外部尺寸：900×1300×1300mm

內(nèi)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(zhǎng)）×570（寬）×400（高）mm為較佳，這時(shí)正好能放下八個(gè)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(gè)尺寸可以對(duì)換一下。還值得指出的是后面應(yīng)檢驗(yàn)是否滿足載重要求。而且國(guó)際運(yùn)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(yùn)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(zhǎng)3米左右，寬1米左右，在安裝時(shí)可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，但一旦安裝固定后，在使用過程中一般不再調(diào)整。使用時(shí)為兩組并排緊靠在一起連接成一個(gè)長(zhǎng)排，頂層作堆放貯備配貨用。所以實(shí)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?xí)o法放入配貨架間，至于紙箱的寬度如果不恰當(dāng)，就有可能發(fā)生后面空隔較大卻又無法放一個(gè)紙箱的情況。比如說配貨架的長(zhǎng)度為3米，紙箱的寬度為51厘米，變會(huì)出現(xiàn)六個(gè)放不下，五個(gè)又空出45厘米的情景。長(zhǎng)度方面也有類似的情況。紙箱的尺寸越小，可能浪費(fèi)的配貨架面積也就越小，但紙箱過小，卻會(huì)使得需要更經(jīng)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(shí)需要系統(tǒng)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(duì)于相容條件，比較好辦，只要按照其中之一進(jìn)行設(shè)計(jì)，其它的條件也就自動(dòng)滿足了。而對(duì)于相悖條件，則需要分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，從中找出較佳的方案來，而這個(gè)較佳的方案肯定會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)所考慮的主要原則不同而不同。