小家电运输包装的优化设计

0 引言

近年来，由于社会进步，生活质量提高，对家电的数量和质量要求均越来越高。由于越来越多的技术应用于工业开发及生产，整个小家电行业也得到了快速的发展，同时小家电海外市场也不断扩大。数据显示[1]，2015年我国出口的小家电中，微波炉为5371万台，电磁炉为1081万台，电饭煲为4789.万个，电热水壶为740.5万个，台扇为3312.6万个。喜人出口量的背后也带来诸多的问题：首先欧美国家环保制度的出台，对不环保运输包装材料做出了明确的规定；其次由于我国出口过程大量使用包装材料造成包装费用过高；再次，我国出口的小家产品由于不善造成货损、退货损失每年累计多大数亿元，因此给我国小家电行业尤其是物流运输方面提出了的课题。本文就咖啡机电器产品包装材料及内外固定包装进行了优化设计及论证。

1 包装材料选择

包装材料包括外包装材料、内包装盒材料、内包装缓冲固定材料三种材料。外包装又称运输包装，外包装盒材料均采用瓦楞纸板制作成的外箱，常用的外包装盒瓦楞纸板有三、五、七层纸板[2]。小家电行业采用五层纸板做外包装盒已经成了约定俗成的行规。五层纸板包括A333A，A333B，B333B，B333C这4种；对这4种材料综合测评来比较，B333C能够满足大多数跌落测试和运输测试，性价比较高，外箱优先用这种材料。内包装又叫销售包装，也是采用瓦楞纸板制作成的内箱，通常称为彩盒；彩盒是材质跟外箱差别较大，一般会采用表面较光滑的面纸，还需要印刷彩色图案。内包装盒的原材料用三层纸居多，一般有E坑、加强E坑、双E坑这3种。有外包装盒的情况尽可能选用材料1，单价最便宜。内包装缓冲固定材料用得比较多的除了纸托，还有发泡聚苯乙烯，即泡沫。纸托保护性能较弱，而泡沫保护性能好又无法降解，造成大量白色污染，被欧美大量国家严禁使用。因此包装优化时内包装缓冲固定材料采用新型的更加环保的发泡聚乙烯（即珍珠棉），质量轻，有一定坚固性柔软性和缓冲性能，导热率低隔热性很优，几乎没有吸水性，不受各种气候条件影响，可反复回收利用，在整个过程不产生有毒害物质。

2 运输包装优化设计

原始设计包装用纸托作为内包装缓冲固定材料，左右内部纸托包裹电器产品，然后放入彩盒中，在研发阶段要做样品机器做模拟搬运和运输的测试，也就是国际惯例做跌落测试和包装振动测试，此外形样品机器多次跌落和振动测试都不合格。

2.1 内包装缓冲固定材料的优化设计

第一个优化方案采用全珍珠棉（EPE）作为内包装缓冲固定材料，珍珠棉具有高强缓冲、抗震能力，柔韧性好，富有弹性；这些性能在跌落和振动测试方面都满足要求，但经过设计外发供应商报价后发现，单个珍珠棉固定材料单价就要1.76元，比原始纸托1.48元还要贵0.28元，而且彩盒尺寸长宽高都要增加1 cm，因为柔软的珍珠棉要更大的缓冲空间，经过计算成本决定放弃优秀而昂贵的包装方案。针对第一方案再优化设计成第二个优化方案，采用珍珠棉（EPE）加A333B瓦楞纸板制成的复合材料，这种方案采用较少的珍珠棉（EPE）材料与A333B瓦楞纸板粘合而成，如图1所示。图1中，a为定型珍珠棉固定产品，c为缓冲珍珠棉，b和d是粘合处，用G-370珍珠棉（EPE）专用胶水，e是A333B （五层纸）瓦楞纸板，具体材料成分为160 g牛卡面纸+110 g坑纸+110 g芯纸+110 g坑纸+110 g底纸；具体的内包装缓冲固定板设计如图2所示，单个珍珠棉复合固定板的单价为1.03元，比原纸托包装便宜0.45元，而且彩盒尺寸还可减少，长减少0.8 cm，宽减少0.8 cm，高度减少了1.4 cm。

二是除水资源总量约束外，水资源水质的约束也更加突出。2010年全国废污水的排放总量达到了750亿t，河流水质不达标率接近40%，其中丧失利用价值的劣Ⅴ类水占20%，直接威胁城乡饮水安全和人民的身心健康。水资源问题已经对经济社会发展和人民的生活形成了制约。如果延续原来比较弱的水资源管理政策和手段，将难以满足改善民生和经济社会发展对水资源供给的迫切要求。

  

图1 新内包装缓冲固定板

  

图2 内包装缓冲固定板设计结果

2.2 内包装盒的优化设计

现在的包装设计尽量往压缩成本的方向发展，彩盒的包装也要尽可能简化设计，减少原材料从而压缩成本。根据内包装尺寸长加5mm，宽加5mm，高加7mm可以得出彩盒尺寸277mm×245mm×354mm；原设计方案采用舌扣式比较浪费原材料，设计改为平口式的彩箱更节省成本，如图3所示；图中，最外围长方形虚线为生产所需的瓦楞纸板的大小，长方形瓦楞纸板除了得出彩盒后其他全是废料，可见舌扣式彩盒较浪费原材料；而优化后的设计彩盒利用率较高，应该提倡推广，相同包装尺寸277mm×245mm×354mm，按材料供应商提供的单价E坑为4.19元/m2，舌扣式采购单价为 1088×792×4.19/1000000=3.61元，平口式 1088×619×4.19/1000000=2.82 元，相同尺寸彩盒的两种方案成本差价0.79元，验证了优化后平口式彩盒的优势。

  

图3 舌扣式彩盒和平口式彩盒设计对比结果

2.3 外包装盒的设计

参考文献：

综合对比表1和表2的成本，总的包装材料成本降低了1.97元，起到了明显的节省成本作用，且跌落测试和振动测试合格。

3 测试结果及分析

基于区块链的新型IoT技术还处在“萌芽”阶段，对学术界与工业界来说既是机遇又是挑战。区块链与IoT两种技术的融合势必会推动IoT安全的迅猛发展，并由此带来技术的巨大升级。研究适合IoT特征的区块链安全防护技术是未来的一种趋势，但也存在各种挑战而任重道远。

4 成本对比分析

4.1 原材料成本

优化设计方案主要体现在两个方面，首先在包装材料的改革创新，内包装缓冲固定材料采用设计新型的A333B，瓦楞纸板+珍珠棉（EPE）复合材料，其次是单个产品的包装设计创新，舌扣式彩盒改为平口式彩盒。经过以上实践、测试，研究对比数据可以看出，该电器产品包装优化设计方案无论在材料成本和运输成本上都有明显的降低，降成本的同时还提高的包装保护的质量，保证了跌落和振动测试要求。在当今的市场竞争环境下，采用这个有效的运输包装优化设计方案可以让企业的小家电产品更具竞争力。

对于互联网来说，其具有开放、便捷的特点。因此，教师在进行个人空间建设的过程中可以利用知行合一的特点对个人的教学反思进行发布，对于其他人可以通过浏览并对这一教学反思进行系统的评价，从而使教师能够更好地实现教学资源的有效整合，在与其他教师进行交流与沟通的过程中实现对自身的教学方法的完善，使学生能够准确地掌握教学动态。教师个人空间的建设对教学进行了变革，使课堂变成了没有时间限制，没有空间限制的学习地点，也对教师的个人理念进行了革新，教师与学生可以就课堂以外的碎片化时间进行学习，最终实现教师教学能力、学生学习能力的有效提高。

 

表1 原有设计方案

  

注：合计8.14元。

 

1 左纸托 纸浆 质量255g±5g 1.49元/个 1 1.48 2 右纸托 纸浆 质量255g±5g 1.49元/个 1 1.48 3 舌扣式彩盒 E坑 285mm×253mm×368mm 0.91 4.19元/m2 1 3.81 4 外箱 A333B 585mm×521mm×393mm 2.08 2.63元/m2 1/4 1.37

 

表2 优化设计方案

  

注：合计6.17元。

 

1 内包装固定板（上） A333B纸板+珍珠棉 272×240 1.49元/个 1 1.03 2 内包装固定板（下） A333B纸板+珍珠棉 272×240 1.49元/个 1 1.03 3 平口式彩盒 E坑 277×245×354 0.67 4.19元/m2 1 2.82 4外箱 A333B 569×505×379 1.96 2.63 元/m2 1/4 1.29

4.2 物流成本分析

[1]http://www.chyxx.com/industry/201708/549378.htm l中国产业信息网.

5 结束语

原有设计方案为左、右纸托 +舌扣式彩盒+外包装盒，具体成本如表1所示；优化后的设计方案为内包装固定板（上）、（下）+平口式彩盒+外包装盒，具体成本如表2所示。

根据优化设计后的图纸制作包装样品，再将电器产品置于内包装缓冲固定板（上）和（下）之间，然后放入新彩盒中，最后按4个彩盒并排装入外包装盒中。包装好产品的外包装总质量10.68 kg，按跌落货物质量9.5≤GW＜18.6 kg的跌落高度为61 cm，测试方法按标准的1角3边6面做跌落，测试结果电器产品完好无损，功能正常，无外观刮花；单个彩盒2.07 kg，按跌落货物质量0≤GW＜9.5 kg的跌落高度为76.2 cm，测试结果同样是合格的。然后模拟运输的振箱测试（因为有珍珠棉的保护），测试后无任何磨花刮花等外观不良。

由于原有外包装盒已经是平口式的设计，所以继续保持原有设计，根据彩盒尺寸然后确认是4个彩盒一箱，彩盒的长乘以2加15mm，宽乘以2加15mm，高加25mm，得出外箱尺寸为569mm×505mm×379mm。

根据表1和表2的彩盒和外箱尺寸可以看出，经过优化后的方案，单个产品的包装外箱尺寸减小了，这样运输时集装箱装载产品的总数量就增加了，外箱尺寸越小，集装箱装载数量越多。出口产品通常的运输价格按一个集装箱货柜算运输费用，在集装箱体积一定的情况下，装的数量多了，分摊到单个产品的运输成本就降低了，以尺寸为12m×2.32m×2.35m集装箱为例，根据软件模拟装柜数量原有设计方案为2092台，优化设计方案的数量为2272台，优化方案能多装180台机，假设该电器出口至美国，一个整柜集装箱电器的运输费用为11000元，平均每个产品可节省运输成本0.42元，整个集装箱柜可节约运输成本871.48元。

[2]刘鑫.基于ANSYS FLOTRAN的冷藏物品运输包装研究[D].陕西科技大学，2014.

[3]杜东玲.啤酒纸箱生产质量优化 [J].啤酒科技，2016（9）：35-39.

1.5.1 色谱条件。色谱柱：Agilent C8(2.1 mm×100 mm，2.7 μm)；柱温40 ℃；进样量为10 μL，流动相：A为水溶液(含2 mmol/L甲酸铵和1‰甲酸)，B为乙腈溶液(含2 mmol/L甲酸铵和1‰甲酸)，采用等度洗脱方式，A/B=20/80(V/V)；流速350 μL/min。

[4]孙聚杰，温时宝.EPE静态压缩应力一应变曲线模拟[J].包装与食品机械，2009（1）37-39.

[5]张书彬.家电产品绿色包装材料的设计与研究[D].重庆大学，2009.

用型号为Hitachi S-3400的扫描电镜观察冲蚀后贴片表面的损伤形貌，选取部分典型损伤形貌如图2～5所示。 贴片表面的损伤形貌基本特征为：所有贴片在冲蚀后具有明显被颗粒划压及磨损的损伤形貌。布置在弯管段不同位置的贴片都存在大量压痕，并且贴片的原生纹理和沟槽基本被磨平；贴于弯管段外拱璧侧的贴片上不均匀地分布着单个或连成串状的圆形蚀坑，且呈现较多的铲削坑和犁沟型划痕。两颊处方贴片中常见的冲蚀形貌为砂粒多次撞击形成的凹坑，凹坑中和凹坑外都有明显的腐蚀。蚀坑大都清晰可辨，以点坑、铲削、划痕为主，大部分都存在腐蚀的情况。图2～4为含大粒径砂粒流动冲蚀的结果，蚀坑普遍较大。