廣告 | 點(diǎn)擊查看

摘要：本文針對(duì)某機(jī)械工程品牌產(chǎn)品線豐富、配件多樣，以及全球物流配送采用總部單一倉(cāng)儲(chǔ)中心直發(fā)全球的模式的特點(diǎn)，分析了其產(chǎn)品包裝木箱尺寸繁雜、裝箱容積率低（僅維持在約50%的較低水平）等問(wèn)題。疫情期間及后疫情時(shí)代，海運(yùn)費(fèi)上漲加劇了這一問(wèn)題。基于“高質(zhì)量發(fā)展理念”的指引，本文提出系統(tǒng)性優(yōu)化設(shè)計(jì)包裝的方案。首先，設(shè)計(jì)了兩款標(biāo)準(zhǔn)化的集合包裝木箱，分別適用于輕貨和重貨；其次，為單件裝的大件產(chǎn)品設(shè)計(jì)大、小兩款木箱，提升了包裝作業(yè)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化；再次，針對(duì)大批量需求的訂單，通過(guò)包裝延遲策略優(yōu)化產(chǎn)品組合方式和木箱尺寸設(shè)計(jì)，減少包材和體積；最后，引進(jìn)裝箱計(jì)劃系統(tǒng)（CLP），基于模擬結(jié)果合理增添貨物并同步設(shè)計(jì)適配的木箱尺寸，從而精準(zhǔn)填充集裝箱空間，進(jìn)一步提升裝箱容積率。該方案實(shí)現(xiàn)了裝箱容積率的最大化，從而達(dá)到降本增效的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械配件；裝箱優(yōu)化；CLP系統(tǒng)模擬裝箱；提升容積率

作者：黎小娟 袁猷

廣西柳工機(jī)械股份有限公司

一

包裝現(xiàn)狀分析

運(yùn)輸包裝作為物流運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)，在保障產(chǎn)品物流安全、提高物流效率、促進(jìn)產(chǎn)品銷售等方面，均發(fā)揮著不可替代的重要作用[1]。在工程機(jī)械配件的物流運(yùn)輸中，運(yùn)輸包裝的重要性尤為凸顯。工程機(jī)械配件必須經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的包裝處理，才能確保其在復(fù)雜的物流流轉(zhuǎn)過(guò)程中完好無(wú)損，并最終順利交付至客戶手中。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2023年，L品牌的工程機(jī)械配件庫(kù)物料SKU累計(jì)總數(shù)高達(dá)46.73萬(wàn)條，現(xiàn)有庫(kù)存總數(shù)高達(dá)11.82萬(wàn)條。以倉(cāng)庫(kù)包材為例，共有220款紙箱、32款包裝袋，同時(shí)配有現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡、牛皮紙、氣泡膜等緩沖填塞物類輔料。在裝箱作業(yè)方面，由12組人員執(zhí)行操作，然而其管理模式較為粗放。具體流程為：操作工直接對(duì)實(shí)物進(jìn)行尺寸測(cè)量，并將測(cè)量所得尺寸和產(chǎn)品信息報(bào)送至木箱廠，木箱廠依據(jù)所得信息制作木箱并運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)，最后由操作工完成配件裝箱。此作業(yè)模式引發(fā)諸多問(wèn)題，即使同一訂單內(nèi)的同一SKU，木箱尺寸也參差不齊。木箱尺寸數(shù)據(jù)的繁雜無(wú)序源于員工手工測(cè)量過(guò)程中的主觀差異。部分員工為裝箱便利，傾向于放大尺寸；部分員工為節(jié)省固定材料，偏好緊湊尺寸。以引導(dǎo)輪為例，2022年從系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)出1000余條裝箱數(shù)據(jù)，且各條數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的尺寸各不相同。

圖1 包裝分類示意圖

L品牌的工程機(jī)械配件庫(kù)的包裝材料類型有袋子、紙箱、木箱和托盤。其中，袋子包裝常用于薄件產(chǎn)品包裝，按材質(zhì)可分為常規(guī)PE袋和防銹袋，如圖1A所示。紙箱包裝常用于中小件產(chǎn)品包裝，如圖1B所示。木箱包裝可細(xì)分為兩種形式，其一為集合包裝或組合包裝[2]，該方式通過(guò)集裝一定數(shù)量的產(chǎn)品或包裝件，形成一個(gè)適宜的作業(yè)單元，以便于物流過(guò)程中的裝卸、搬運(yùn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸。在實(shí)際操作中，通常用紙箱或袋子分別包裝各產(chǎn)品后，再集裝入木箱，如圖1C所示。其二為大件單獨(dú)包裝，此類產(chǎn)品通常具有重量較大或體積龐大等特點(diǎn)，需要定制特殊的木箱結(jié)構(gòu)予以保護(hù)，如圖1D所示。在集裝箱裝運(yùn)時(shí)，大件產(chǎn)品的木箱通常置于集裝箱底部，上方再堆疊以其他較小的木箱。無(wú)論是集合包裝還是大件單獨(dú)包裝，均屬于最終的運(yùn)輸包裝。此外，該企業(yè)明確規(guī)定，除個(gè)別空運(yùn)和快遞的情況可使用紙木結(jié)合外，運(yùn)輸包裝原則上必須采用木箱。針對(duì)形狀特殊且重量較大的結(jié)構(gòu)類產(chǎn)品，其裝箱時(shí)在高度和重量?jī)煞矫婢贿m宜堆疊，通常單個(gè)進(jìn)行打托盤處理，如圖1E所示。

二

裝箱現(xiàn)狀分析

L品牌旗下?lián)碛?3家子公司，在全球范圍內(nèi)布局了300余家經(jīng)銷商，其配件均由總部總倉(cāng)配送全球。近年來(lái)，伴隨著機(jī)械工程市場(chǎng)占用量的逐步擴(kuò)大，機(jī)械工程配件領(lǐng)域釋放出強(qiáng)勁的發(fā)展?jié)摿ΑＪ芤嬗趪?guó)家的“一帶一路”政策的推動(dòng)，該品牌工程機(jī)械配件的出口占比逐年遞增。以2023年為例，某公司的工程機(jī)械配件的出口額首次超越國(guó)內(nèi)銷售額。隨著銷量攀升，每年發(fā)運(yùn)集裝箱的數(shù)量亦不斷攀升，優(yōu)化裝箱方案、提升裝箱容積率已然迫在眉睫。

集裝箱裝載問(wèn)題（簡(jiǎn)稱裝箱）在L品牌的工程機(jī)械配件運(yùn)輸中頗具挑戰(zhàn)。由于配件種類豐富，致使包裝箱類型繁雜、尺寸各異。實(shí)際操作中，一個(gè)集裝箱內(nèi)常常需裝入幾十個(gè)不同尺寸的木箱，此情況屬于典型的強(qiáng)異構(gòu)貨物裝箱問(wèn)題[3]。因此，該企業(yè)的配件裝箱無(wú)疑歸屬于強(qiáng)異構(gòu)貨物裝箱問(wèn)題的范疇。

圖2 BMW尺寸鏈裝箱模擬圖

在尺寸切割領(lǐng)域，BMW表現(xiàn)卓越，其尺寸切割技術(shù)成熟，提供了豐富多樣的尺寸鏈選擇，幾乎總能從中找到最優(yōu)解。BMW的尺寸鏈裝箱容積率能達(dá)90%以上，堪稱行業(yè)標(biāo)桿，裝箱模擬如圖2所示。

圖3 產(chǎn)品裝箱實(shí)拍圖

在疫情期間，海運(yùn)費(fèi)大幅飆升。在此背景下，追求更高的裝箱容積率以節(jié)省運(yùn)費(fèi)，成為L(zhǎng)品牌亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。為提升容積率，L品牌常采取犧牲包裝質(zhì)量的方式。面對(duì)雜亂的木箱尺寸，常采用強(qiáng)行堆疊的方式，如圖3所示。這無(wú)疑增加了貨損的風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)需承擔(dān)在后續(xù)訂單中對(duì)受損貨物進(jìn)行賠償?shù)暮蠊Ｍ瑫r(shí)，裝箱時(shí)通常將集合包裝放置在集裝箱內(nèi)部深處，而將大件獨(dú)裝的木箱放置在靠近柜門的位置，以便于捆綁固定，如圖4所示。疫情過(guò)后，雖然部分地區(qū)的海運(yùn)費(fèi)有回落，但由于L品牌的產(chǎn)品特殊，多用于新開(kāi)礦山，新開(kāi)發(fā)島嶼等偏遠(yuǎn)地區(qū)，溝通此類地區(qū)的航線并不成熟，因此海運(yùn)費(fèi)依舊高昂。

基于“高質(zhì)量發(fā)展理念”，L品牌有必要對(duì)包裝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，深入研究強(qiáng)異構(gòu)貨物裝箱問(wèn)題。通過(guò)設(shè)計(jì)一套適用于工程機(jī)械配件領(lǐng)域的高效裝箱方案，并搭建智能裝箱模擬平臺(tái)，以提升裝箱的工作效率和容積率，從而切實(shí)為企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效的目標(biāo)。

三

包裝和裝箱優(yōu)化措施

基于上述所提及的包裝現(xiàn)狀和裝箱現(xiàn)狀，若要切實(shí)提高裝箱容積率，首先是依據(jù)科學(xué)的尺寸切割方法計(jì)算出集合包裝箱的尺寸（該尺寸在L企業(yè)內(nèi)被稱為標(biāo)準(zhǔn)箱尺寸），并將中小件產(chǎn)品統(tǒng)一集合收納至標(biāo)準(zhǔn)箱中；其次是針對(duì)大件單獨(dú)裝包裝的產(chǎn)品，需規(guī)范同品項(xiàng)產(chǎn)品木箱的尺寸，以減少因主觀因素造成的尺寸混亂；再次針對(duì)同一SKU存在多件的情況，將多件集合裝于一個(gè)木箱內(nèi)，從而減少木箱的使用數(shù)量；最后引入裝箱計(jì)劃系統(tǒng)（container load plan,CLP），并結(jié)合企業(yè)內(nèi)部IT進(jìn)行定制化開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)與公司現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)的無(wú)縫對(duì)接。借助這一優(yōu)化后的系統(tǒng)，能夠直接在系統(tǒng)上對(duì)二階段的裝箱操作進(jìn)行模擬，即一階段中將產(chǎn)品集合或單個(gè)包裝入木箱，二階段將各木箱集合裝入集裝箱。通過(guò)軟件模擬能夠準(zhǔn)確計(jì)算集裝箱內(nèi)的剩余空間，以便確定是否能夠承接更多訂單，并將相關(guān)信息及時(shí)反饋給客戶。

圖4 產(chǎn)品模擬裝箱圖

1.集合包裝優(yōu)化（標(biāo)準(zhǔn)箱尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)）

采用集合包裝時(shí)，需通過(guò)“由外到內(nèi)”法[4]優(yōu)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)箱尺寸。首先選出標(biāo)準(zhǔn)集裝箱尺寸規(guī)格，對(duì)其長(zhǎng)寬高內(nèi)尺寸進(jìn)行分割，模擬排列分隔后的產(chǎn)品，選擇較優(yōu)尺寸作為標(biāo)準(zhǔn)箱尺寸，最后將標(biāo)準(zhǔn)箱裝入集裝箱直至容積率最優(yōu)。

標(biāo)準(zhǔn)箱尺寸規(guī)格的確定過(guò)程包括確定平面尺寸、確定箱體高度、軟件模擬驗(yàn)證三個(gè)步驟。

圖5 由外到內(nèi)法切割出標(biāo)準(zhǔn)箱尺寸

確定平面尺寸。鑒于本企業(yè)40HC集裝箱的使用占比高達(dá)80%，僅個(gè)別偏遠(yuǎn)航線使用20GP集裝箱，故以40HC集裝箱作為尺寸基準(zhǔn)，其內(nèi)部尺寸為12030mm×2350mm×2650mm。采用整數(shù)分隔和組合分隔等方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)箱的平面尺寸，同時(shí)兼顧運(yùn)輸卡車寬度（3000mm）、周轉(zhuǎn)托盤尺寸（1200mm×1000mm）等因素，最終獲得標(biāo)準(zhǔn)箱平面尺寸為1140mm×1000mm，具體如圖5所示。

確定箱體高度。標(biāo)準(zhǔn)箱高度的確定需綜合多方面因素。一方面，考慮到集裝箱自身高度為2650mm及裝卸搬運(yùn)工具的實(shí)際操作需求；另一方面，兼顧木板下料最大利用率，所使用的木板尺寸為2440mm×1220mm。基于此，將木箱邊板高度的參考值取為1220/2=610mm或1220/4=305mm，其中1220mm為木板寬度。最終確定兩種標(biāo)準(zhǔn)箱外尺寸，即輕貨箱為1140mm×1000mm×720mm（H）（含叉車腳），重貨箱為1140mm×1000mm×415mm（H）（含叉車腳），如圖5所示。

模擬驗(yàn)證。基于裝箱軟件模擬裝箱測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在理想狀態(tài)下，以此標(biāo)準(zhǔn)箱尺寸進(jìn)行裝箱，容積率可高達(dá)97%。為實(shí)現(xiàn)最大容積率，建議輕貨與重貨按3:1的比例進(jìn)行裝箱。但在實(shí)際操作中，需根據(jù)實(shí)際發(fā)貨需求靈活調(diào)整裝箱方案。

2.大件包裝優(yōu)化

由于該企業(yè)的配件在前端設(shè)計(jì)階段缺乏系統(tǒng)性規(guī)劃，因此配件種類隨著整機(jī)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)而迅速增加，目前每年新增SKU數(shù)量超過(guò)1萬(wàn)個(gè)。在大件單獨(dú)包裝時(shí)，木箱的尺寸測(cè)量工作由包裝操作工自行負(fù)責(zé)。同時(shí)，公司尚未建立齊套檢查方案，即訂單經(jīng)由定時(shí)系統(tǒng)隨機(jī)分配給不同操作工。這就導(dǎo)致同一個(gè)物料的不同批次訂單，經(jīng)由不同的操作工測(cè)量包裝后，木箱尺寸各不相同。

圖6 單獨(dú)一件裝木箱，占體積；包裝延遲后，多件裝一箱

在集裝箱裝載過(guò)程中，木箱間的尺寸差異將導(dǎo)致貨物排列參差不齊，不僅引發(fā)綁扎作業(yè)困難、木箱腳懸空等問(wèn)題，還將迫使裝載人員在裝箱容積率和貨物包裝質(zhì)量間顧此失彼。針對(duì)這一因人為因素導(dǎo)致的尺寸差異問(wèn)題，依據(jù)二八原則（即只對(duì)極個(gè)別產(chǎn)品進(jìn)行額外定制），企業(yè)決定為不同類型的產(chǎn)品均設(shè)定大小兩款箱子，如大柴油機(jī)箱/小柴油機(jī)箱、大油缸箱/小油缸箱等，且做好相應(yīng)的庫(kù)存管理。工人在包裝時(shí)，從木箱緩沖區(qū)內(nèi)挑選合適尺寸的木箱，從而確保相同品項(xiàng)產(chǎn)品的木箱尺寸一致，以提升裝箱效率與質(zhì)量。

針對(duì)大批量需求訂單，如儲(chǔ)備訂單、大客戶促銷訂單等，L公司采用包裝延遲[5]策略。策略的核心在于，待確切的訂單下達(dá)后，依據(jù)訂單所確定的產(chǎn)品數(shù)量，重新整合并設(shè)計(jì)木箱尺寸，如圖6所示。如此一來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)空間的高效利用，同時(shí)有效降低包材成本與運(yùn)輸成本。

通過(guò)這種方式，企業(yè)不再基于預(yù)估進(jìn)行包裝設(shè)計(jì)，而是根據(jù)實(shí)際訂單的精準(zhǔn)需求來(lái)定制木箱。避免了因預(yù)先包裝與實(shí)際訂單不符而造成的空間浪費(fèi)以及材料損耗，在滿足客戶需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了成本的優(yōu)化控制，提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.裝箱優(yōu)化

企業(yè)引入CLP裝箱計(jì)劃，通過(guò)購(gòu)買裝箱軟件，并根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況在所購(gòu)裝箱軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行IT定制化開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)裝箱流程的優(yōu)化升級(jí)。該軟件能基于訂單進(jìn)行裝箱模擬并提出建議，同時(shí)生成動(dòng)態(tài)3D裝箱圖輔助現(xiàn)場(chǎng)操作。

圖7 模擬現(xiàn)有訂單

裝箱模擬與建議。當(dāng)客戶完成下單后，利用該軟件對(duì)二階段裝箱過(guò)程開(kāi)展模擬，此模擬能夠精準(zhǔn)呈現(xiàn)現(xiàn)有下單貨物的體積利用率和裝箱情況。如圖7所示，通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)剩余8.5m3的裝箱空間，企業(yè)及時(shí)告知客戶并建議追加訂單，從而充分利用集裝箱空間以達(dá)到最大容積率。通過(guò)模擬還可以清晰展現(xiàn)哪些木箱會(huì)被壓在底部，企業(yè)可據(jù)此信息增強(qiáng)特定木箱的載荷設(shè)計(jì)（如加內(nèi)撐條，如圖8所示），這樣堆疊的同時(shí)保證了裝箱質(zhì)量。綜上所述，裝箱模擬可以為客戶節(jié)省海運(yùn)費(fèi)、提升包裝質(zhì)量，從而有效提高了客戶滿意度。

圖8 加強(qiáng)內(nèi)支撐

生成動(dòng)態(tài)3D裝箱圖。該軟件具備自動(dòng)生成動(dòng)態(tài)3D裝箱圖的功能，此圖包含二維碼和分層平面視圖，掃碼后可以觀看動(dòng)態(tài)3D裝箱步驟，如圖9所示。企業(yè)將打印出的相關(guān)資料張貼木箱上，現(xiàn)場(chǎng)操作工只需掃描二維碼，即可直觀觀看動(dòng)態(tài)裝箱全過(guò)程。該功能為現(xiàn)場(chǎng)理貨裝箱操作提供了直觀、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的指導(dǎo)，顯著提高現(xiàn)場(chǎng)理貨裝箱的工作效率。

圖9 裝箱平面視圖和二維碼及裝箱步驟3D動(dòng)態(tài)展示

圖10 模擬裝箱提升容積率

4.優(yōu)化效果

該公司通過(guò)協(xié)同推進(jìn)集合包裝優(yōu)化、大件包裝優(yōu)化和裝箱優(yōu)化措施，公司整體的裝箱容積率從過(guò)往的50%提高至72%。在個(gè)別沒(méi)有大件異形件打托的情況下，容積率可進(jìn)一步提升至78%以上，如圖10所示。

四

挑戰(zhàn)和展望

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，對(duì)包裝質(zhì)量及海運(yùn)容積率的要求愈發(fā)嚴(yán)苛。結(jié)合工程機(jī)械配件的特點(diǎn)，企業(yè)嘗試推行尺寸切割和組合、大件包裝延遲等策略。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試行，上述策略確實(shí)在整體上為企業(yè)帶來(lái)了降本增效的積極效果。然而，實(shí)踐過(guò)程中也暴露出一些不足。例如，標(biāo)準(zhǔn)箱尺寸較為單一，從平面維度考量來(lái)僅有1種規(guī)格。一旦遇到超過(guò)1米的細(xì)長(zhǎng)型木箱，便無(wú)法采用標(biāo)準(zhǔn)箱，只能單獨(dú)定制木箱，這導(dǎo)致木箱尺寸管理變得繁雜無(wú)序。

企業(yè)通過(guò)引進(jìn)CLP軟件并開(kāi)展IT定制開(kāi)發(fā)，顯著提升了裝箱容積率。但在實(shí)操過(guò)程中，仍存在一些不盡如人意之處。一方面，該企業(yè)各部門使用的系統(tǒng)各不相同，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和抓取依賴于人工，致使相關(guān)人員工作量激增。另一方面，軟件自動(dòng)裝箱功能尚不完善，例如生成的裝箱方案可能不利于捆扎，又例如長(zhǎng)條異形件的推入操作、放置在柜門口等均需要人工重新編輯。

在后續(xù)搭建智能倉(cāng)庫(kù)體系時(shí)，企業(yè)應(yīng)吸取上述經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，致力于打通各個(gè)數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，深化IT開(kāi)發(fā)，通過(guò)軟件自動(dòng)迭代方案來(lái)獲取最優(yōu)裝箱解，從而取代人工編輯，實(shí)現(xiàn)裝箱方案制定的快速和準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn):

[1]王志偉.運(yùn)輸包裝[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,(2020):3-4

[2]王志偉.運(yùn)輸包裝[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,(2020):122

[3]蘇泉成.A企業(yè)家電零部件集裝箱裝箱問(wèn)題研究[D].濟(jì)南:山東財(cái)經(jīng)大學(xué),(2024):32

[4]支凱強(qiáng).集裝箱拼箱中產(chǎn)品包裝尺寸標(biāo)準(zhǔn)化[D].青島:青島大學(xué),(2024):28

[5]程勇.延遲策略在供應(yīng)鏈重構(gòu)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代管理科學(xué),(2002),11:59-60.

———— 物流技術(shù)與應(yīng)用 ————

編輯、排版：王茜

本文內(nèi)容源自

歡迎文末分享、點(diǎn)贊、在看！轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系后臺(tái)。

廣告宣傳