供应链视角下的物流包装单元系统
文/中物联汽车物流分会秘书长左新宇  2021年第2期第56页  2021-01-22

  目前,物流行业针对包装方面的讨论越来越火。产品包装单元、包装模数单元、托盘单元、货车车厢和集装箱单元之间是什么关系?哪个单元是物流行业的基本包装单元?为什么托盘没办法完美地匹配集装箱?产品包装怎么设计才能适应物流的装载标准?这都是行业最关心的几个问题。

  一、融入供应链的包装单元体系

  在实际生产生活中,包装单元不仅仅是为了物流和运输而设计的,同时还在生产制造和销售展示的过程中具有独特的功能,所以需要把物流包装单元系统放到全供应链中去看,才能够更全面。

  包装在供应链各环节具有不同功能:在物流环节,包装是搬运装卸操作的单元;在生产企业中,周转箱和托盘会放在生产线边,方便工人抓取零部件,所以很多生产企业把周转箱和托盘归类在工位器具;在销售环节,包装可以作为展示单元来用,如在超市中,我们经常看见一整托饮料被直接放到通道中间做促销,这时的托盘变成了一个货架,在生鲜区也能看到整箱的蔬菜和水果放在货架上,包装单元被赋予了展示售卖功能。

  图1 整托饮料销售展示

  循环包装能够节约资源,非常绿色环保,也能够实现物流的降本增效。我们从供应链视角来看物流的循环包装,可以分为三类:企业供应链循环、产业供应链循环、跨供应链的循环。很多企业托盘、周转箱是不出库的,但也是循环使用的,是在各个工序和仓库内进行循环,属于企业供应链循环;烟草、汽车等行业已实现了非常标准化的包装单元体系,包装器具可以在供应商中进行循环,形成了产业供应链循环;现在众多的托盘和包装租赁运营企业希望能够在不同行业间实现更大范围包装容器共享化,实际上是为了实现跨供应链的循环。

  图2 作为工位器具的循环包装

  图3 不同供应链范围下的循环包装

  在供应链中,包装发生在一个特殊的位置上。对于生产企业来说,把产品包装起来,大概率意味着生产全部结束了,所以包装是生产的最后一个环节。而产品被包装以后的下一步就是仓储和运输的物流环节,或送到下游的采购方去,或送到零售店里去。可以说包装是生产的终点,是物流的起点,它恰好卡在生产和物流的中间点上。

  物流包装单元系统,从小到大包括产品包装单元、包装模数单元、托盘单元、货车车厢和集装箱。梳理清楚这些单元之间的关系,很多问题就会变得清晰。从最小的产品包装单元,到包装模数单元、托盘单元,再到大型的货厢和集装箱,包装是一个体系而非各自独立的存在。

  二、包装单元与托盘单元的匹配关系

  (一)国际包装与托盘尺寸匹配情况(ISO 3394)

  国际标准是物流包装单元平面尺寸设计的重要参考资料之一,里面提供了包装模数、托盘和小包装平面尺寸的关系,也就是如何用小包装填充满包装模数单元,进而填充满托盘单元,遗憾的是,这个标准很少在国内被提及。

  ISO 3394中的Table 1部分是关于运输包装尺寸的一张表格(见下图)。

  其中,第一部分是包装模数,提供了600mm×400mm、600mm×500mm、550mm×66mm三种模数。

  第二部分是每个模数推荐的托盘尺寸,共分为三组。600mm×400mm包装模数推荐使用1200mm×800mm和1200mm×1000mm两种托盘;600mm×500mm模数推荐1200mm×1000mm和1100mm×1100mm两种托盘,其中1100mm×1100mm托盘无法做到100%利用率;550mm×366mm推荐使用1100mm×1100mm托盘。美式英制托盘1219mm×1016mm(即48in×42in )在这里等效为1200mm×1000mm托盘。

  第三部分是倍数,这里提供的一些规格可以对应一些小托盘或者大型的周转箱和纸箱。

  第四部分是约数,提供了可以完全整数覆盖包装模数尺寸的小包装推荐尺寸。

  这张表格可以看出,包装模数是构建整个物流包装单元系统的基础,向上构建托盘尺寸,向下兼容小包装尺寸。600mm×400mm模数对于整数小包装尺寸设计明显更加友好,更灵活,兼容性更强,表格中列出了适合600mm×400mm模数的18个推荐小包装尺寸,大多尺寸都能够做到取整,在整个包装设计的过程中,就可以直接按照整数的关系设计产品的大小,很容易嵌套在包装体系中,这就是为什么大多数欧洲国家都把600mm×400mm作为自己基础模数的一个原因。在我国,600mm×400mm也是应用最广泛的包装模数。

  600mm×500mm包装模数推荐了16种小包装尺寸,适应性和取整数明显不如600mm×400mm包装模数。

  550mm×366mm模数本身就没有做到取整,所以推荐的15种小包装尺寸没有一个能够做到取整,在实际使用和计算过程中非常不方便。

  (二)包装单元体统的成功典范,欧洲托盘与包装发展情况

  EN 13382: 2002是欧洲的托盘标准,英国采用的BS EN 13382: 2002和德国采用的DIN EN 13382:2002都是欧洲的等效标准。在这个标准中,主要的托盘平面尺寸是由600mm×400mm包装模数构建的。

  通过利用ISO 3394中的600mm×400mm包装模数,欧洲托盘标准给出了5款不同平面尺寸的托盘,800mmx1200 mm能够承载4个模数,1200mmx1000mm、1000mm x 1200 mm均能够承载5个模数,800mm x 600 mm能够承载2个模数,1200 mm x1200 mm能够承载6个模数,这5款不同尺寸的托盘形成了一个系列。除了能够兼容相同的包装模数,这个系列的另外一个明显的特征是,这5款托盘都能拼成2400mm的宽度,刚好适应欧洲的车厢宽度(欧洲货车内径和我国的车厢内径一样同为2438mm,两个1200mm, 三个800mm和四个600的组合都能够拼成2400mm)。根据欧洲托盘协会提供的资料,这五种托盘,第一种800mmx1200 mm在欧洲占到80%以上。

  (三)我国包装模数单元应用现状

  在我国,早年有这样一种观点,认为托盘是最基本的物流单元。实际上,包装模数和托盘共同构建了整个物流包装的最基本单元,模数单元适合手工操作,托盘单元适合机械搬运,它们之间应该有合理的相互匹配关系。我国物流行业还有过一个观点是应该只用一款托盘,但实际上,托盘应该是一个相互关联和配合的系列,每一款都能够同时适应我国的模数单元和货车车厢。

  欧洲的模数用的时间非常长,我在青岛啤酒厂的博物馆找到了一个德国人使用的啤酒箱,这是当年用的600mm×400mm的木箱,里面用秸秆做成保护套防止啤酒瓶相互碰撞,既环保又标准。青岛啤酒厂是1903年建厂的,这个木箱应该有一百年左右的历史了。

  600mm×400mm的模数在我国的应用也非常广泛,在汽车行业,只有本田和日产用的是日系的独特体系,没有使用600mm×400mm的模数。其他的品牌包括大众、宝马、奔驰、捷豹路虎、丰田、现代起亚、福特、奇瑞、吉利、长城、神龙等大多数汽车企业都采用了600mm×400mm作为基本的包装模数。在烟草、服装、食品、电子、果蔬、图书等行业中,烟草和图书行业有自己独特的工业标准,其他行业都大量采用600mm×400mm的包装。加上相关政府部门对600mm×400mm模数的大力推广,此款包装模数已经在我国形成了广泛的应用基础。

  图6 600mm×400mm 模数使用情况

  (四)两种1200mm托盘的比较

  在ISO 3394中,600mm×400mm模数推荐使用1208(1200mm×800mm)和1210(1200mm×1000mm)两种托盘。这两种托盘都有优势和不足。具体如下:

  1210托盘优势:平面尺寸大,面积比1208托盘大25%,每一层可以多承载一个600x400的模数单元。在搬运作业中,无论是利用托盘车还是叉车,搬运效率比1208托盘有25%的提升。

  1210托盘不足:

  ①1000mm边超过一般居室的门宽,对于小型商业设施的通过性不够好。

  ②相应的传输设备占地面积增加25%,不够灵活。

  ③三纵两横方式码垛600x400模数单元,无法保证重心在托盘的中心点。

  ④托盘过宽,人工码垛操作复杂,工人必须绕行托盘才能够完成码垛。三纵的模数单元码垛需要有一个身侧位抓取包装箱的动作,容易造成劳动伤害。

  ⑤人工在单侧无法触及到托盘的全部水平表面,不适合作为工位器具。

  ⑥码垛方式视觉效果不整齐,对目视化管理不友好。

  图7 1200mm×1000mm与600mm×400mm模数匹配关系

  1208托盘优势:

  ①800mm边可以通过一般居室的门,通过性更灵活。

  ②传输设备占地面积小。

  ③平行码垛4个600x400模数单元,稳定安全。

  ④人工码垛简单,基本上可以在托盘的一侧完成,人工走动少。

  ⑤人工在单侧可以方便抓取托盘上的货物,适合作为工位器具。

  ⑥码垛方式视觉效果美观整齐,一目了然,能够快速盘点,发现错误。

  1208托盘的不足:平面尺寸小,在机械搬运托盘的工作量变大。

  图8 1200mm×800mm与600mm×400mm模数匹配关系

  针对1210托盘的设备,无论是叉车还是输送系统,都可以兼容1208的托盘。但部分针对1208托盘设计的库位和输送线无法兼容1210托盘。

  智慧物流和自动化仓储是现在的热门话题,很多企业也都在尝试使用机器人来做托盘的码垛。即使是机器人码垛,1208的平行码垛也是有优势的,因为是平行码垛,机器人可以一次夹取两个模数单元放在托盘上,而且基本上只需要重复这一动作。如果是1210托盘,需要把三个模数单元纵向排列,下一组两个模数单元横向排列,涉及到设备的转向,包装单元的编组变化,相对要复杂。C


【编辑:editor】
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