瓦楞纸箱运输包装设计

瓦楞纸箱运输包装设计

曾文华

摘要：瓦楞纸箱运输包装系统设计是一个多目标函数多变量的优化问题，以仓储空间利用率最大为优化目标函数，瓦楞纸箱强度为约束条件，从而找到纸箱成本和运输成本费用最小的瓦楞纸箱的箱型及其尺寸。

关键词汇：瓦楞纸箱运输包装优化设计抗压强度

瓦楞纸箱具有质量轻、强度高、易加工成型、便于储存和搬运、易回收和再生利用、印刷适性优良、成本低等特点，目前已经广泛应用于电子产品业、食品业、工业等领域的销售包装和运输包装。

瓦楞纸箱作为一种重要的外包装容器，其设计包括功能设计、结构设计和装潢设计等。功能设计涉及到纸箱的使用方便性和储蓄搬运效率，包括箱型选择、商品排列、模压形式、封箱和开启；结构设计涉及到保护性等相关因素，选择是要利于提高强度的箱型、组合件和组合结构、封口和连接形式、附件、衬垫等；装潢设计主要涉及到纸箱外观特性、运输包装标志、印刷适性等。

优化设计：瓦楞纸箱在物流过程中对产品的安全保护、方便储运起着决定性作用，可根据包装在商品流通、市场销售等方面所起的综合作用来评价，其中选择一个包装材料成本、运输成本、仓储成本等包装总成本最小的设计方案是非常重要的。优化单件包装的几何形状、尺寸，优化单件包装在包装容器内的排列方式，优化外包装容器的几何形状、尺寸，以满足以下包装设计要求：

1.包装材料最省，包装成本最低；

2.托盘利用率最大，仓储空间利用率最大；

3.包装容器强度可保护产品的安全运输；

4.包装容器强度满足几何形状、尺寸的约束条件。

（1）具体的优化设计目标函数为：

F=(K1S+K2V1/RV2)/N

式中：F——每件商品所占的包装箱成本与运输费用成本之和；

K1——所用的瓦楞纸箱单价（元/m²）；

S——单个瓦楞纸箱用料面积（m²）；

K2——所用集装箱从起点到终点的运价率（元/集装箱）；

V1——单个瓦楞纸箱的体积（m³）；

V2——集装箱容积（m³）；

R——集装箱内瓦楞纸箱的空间利用率；

N——单个纸箱内商品数量。

该目标函数的自变量由纸箱内物品的排列数量和方式、箱型、纸箱在集装箱内的集装方式确定。

（2）瓦楞纸箱抗压强度值P（kgf/cm²）不应小于按下式所得的计算值：

H-h

P=K·G ———（kgf/cm²）

h·S

式中：K——强度保险系数；

G——瓦楞纸箱所装货物的重量，kg；

H——堆码高度，cm；

h ——箱高，cm；

S——箱底面积, cm²。

强度系数K根据纸箱所装货物的贮存期和贮存条件决定：

贮存期小于30天K=1.6

贮存期30~100天K=1.65

贮存期100天以上K=2

约束条件是为了求得可行的设计方案而设立的限制条件。例如：市场、流通环节、人体工程学因素对纸箱外形尺寸的限制、纸箱加工裁剪时的要求等。从纸箱结构设计模块中求得的满足强度的所有合理的纸箱中，找出目标函数在满足约束条件下取得的最优值时的自变量的值，从而找到纸箱成本和运输成本费用最小的瓦楞纸箱的箱型及其尺寸。

因此，瓦楞纸箱运输包装系统设计是一个多目标函数多变量的优化问题，以仓储空间利用率最大为优化目标函数，瓦楞纸箱强度为约束条件，优化瓦楞纸箱结构、配料方案及装载模式，能够全面进行纸箱优化设计，较好实现瓦楞纸箱对产品的安全保护、方便储运功能。

附图所示为1P65F汽油机多台包装设计总装图

瓦楞纸箱运输包装设计在我公司已经得到批量的实践运用。