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物聯網運輸包裝設計研究

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物聯網運輸包裝設計研究

一、物聯網的概念及其在運輸包裝中的應用

1.流通過程中的智能化管理

物聯網通過RFID技術為每一個產品分配唯一的身份標識,實現對單品的管理;通過廣泛分布于生產流水線、運輸工具、倉儲環境等處的傳感器,了解產品質量、物理環境的相關信息;通過深度數據分析,實現智能決策。如酒類產品的運輸包裝,在酒瓶的生產期間,預先將RFID電子標簽附著于酒瓶外的紙質標簽或處理過的瓶蓋內,并在酒瓶裝箱運輸時,再次將RFID電子標簽附著在瓦楞紙箱內包裝或者外包裝上,這種雙重貼標的形式可以完整地記錄產品生產廠商、生產日期、發往何處、存放倉庫等信息,給運輸階段提供貨物的具體信息,以便在運輸過程中根據貨物特性進行具體調整。酒瓶被運達倉庫時,使用倉庫的標簽閱讀器,可對瓦楞紙箱外包裝上的電子標簽進行快速條碼識別和跟蹤。將貨物放置在標簽可讀取的范圍內,就能對貨物的存放過程進行監控,便于庫存工作的下一步實施。

2.根據包裝內容物自身特性進行區別化對待

包裝內容物是運輸包裝設計的主體,其特性決定了運輸包裝的包裝形式,如易變質食品、易碎品、精密儀器等,其各自特性不同,對包裝流通環境、包裝的強度和脆值要求等均有差異,如果以統一的運輸包裝裝載,必定會造成內容物損壞。在運輸這些特殊貨物時,需要區別對待。物聯網技術的智能化管理能改善傳統運輸包裝流通環境的隨機性,通過GPS衛星導航定位技術、RFID技術、傳感技術等,實時跟蹤、監測、控制產品在運輸過程中的環境溫濕度、包裝內容物的震動、新鮮程度變化等情況,及時了解產品的運輸實況,使包裝的功能得以充分表現其人性化的特征。

二、運輸包裝存在的問題

首先,運輸包裝技術較落后,成本較高,經濟效益較差,與現代物流不相適應。隨著現代物流的快速發展,運輸包裝需要應對更多特殊且繁復的市場需求,而我國運輸包裝設備和技術工藝相對落后,致使當下運輸包裝處于緩慢發展階段。由于國內對運輸包裝自主創新技術的研發普遍不夠重視,沿用陳舊的包裝技術和設備,包裝容量不適當,造成了較高的包裝廢品率,包裝生產利用率低,加上盲目照搬國外包裝技術的應用模式,在增加成本投入的同時,達不到良好的實際效果,面臨高投入低產出的尷尬局面。另一方面,我國運輸包裝材料和包裝容器的研發環節比較薄弱,老式運輸包裝資源耗損比新型運輸包裝要大,且無回收利用的價值。從長遠來看,這些都不利于物流產業經濟利益的最大化,無形中增加了相關企業的經濟負擔。其次,運輸包裝設計難以滿足現代物流功能的需要,安全性得不到充分保障。在我國物流業市場競爭日趨激烈的形勢下,運輸包裝設計的合理性成為制約其發展的瓶頸。國內多數企業長期使用同一設計方案,對運輸包裝現存的問題沒有引起足夠重視,導致運輸包裝自主創新不足。

同時,相當一部分運輸包裝設計沒有利用已有的科技成果,運輸包裝的防護功能遠不能適應現代物流需要。這些都阻礙了運輸包裝行業的健康發展。再次,在運輸包裝的生產制造和回收處理過程中,存在資源浪費與環境污染等問題,違背了我國“兩型社會”的建設理念。我國市場上常見的傳統運輸包裝種類有箱、桶、袋、包等,主要以紙、木材、塑料、玻璃、金屬等為原料,這些材料大都源于自然資源。以木材為例,樹木資源的生長速度跟不上使用速度,致使木材原料的價格飛漲,企業為了降低運輸成本,將一些貨物的全木箱包裝改成了混合材料組合箱,甚至一些重物包裝也由全木箱包裝改成了紙質包裝。這些包裝材料對包裝內容物的固定效果較差,致使貨物在運輸過程中包裝破損,造成產品損壞和散失,這些都無形中造成了資源的巨大浪費。運輸包裝對環境的污染主要體現在以下兩個方面:一是生產過程中對環境的污染。加工過程中工廠排放的廢氣、廢液、廢棄料對環境會造成一定的污染。中國每年的包裝材料消耗量約為3000多萬t,由此產生的包裝廢棄物約為1600萬t,占城市所有廢棄物體積的25%,質量的15%,且每年約遞增10%。二是包裝廢棄物對環境的污染。運輸包裝廢棄物大多是包裝容器和輔助材料,絕大多數的運輸包裝在包裝使用完畢后,沒有及時回收處理,未經處理的包裝廢棄物中的有害物質會對人體和生態環境造成一定的損害,如廣泛使用的緩沖材料發泡聚苯乙烯(expandedpolystyrene,EPS)便是突出的例子。

三、運輸包裝設計的原則與方法

3.1設計原則

1.安全環保原則

運輸包裝是以保護產品安全流通、方便運輸為目的,因此,首先應根據包裝內容物的不同特性與具體要求,確定運輸包裝的功能定位,保護包裝件不受外力、化學反應、污染等影響,進而依據包裝的功能要求選擇包裝材料。材料的選取必須充分考慮綠色環保的要求,以無毒、低能耗、低污染、低排放為目標,盡量使用可降解材料和易回收材料,以增強運輸包裝的環保性。

2.簡單通用原則

在確保運輸包裝安全、穩妥的基礎上,對包裝結構進行簡化,實施綠色包裝,并刪減不必要的設計要素、設計功能等附屬部分。如通過優化設計和工藝,可減少瓦楞紙箱的邊角余料及紙板材料用量。另外,需合理控制包裝結構材料、緩沖材料、黏合劑、油墨等的使用量,積極倡導運輸包裝領域的適度設計。通用化包裝容器的應用,不僅可節省包裝材料,還能使統一的包裝結構適用于不同交通工具及產品的運輸,適用于不同國家及行業,同時也有利于標準化包裝容器設計的實施,提高企業的經濟效益。

3.經濟效益原則

在便利物流的條件下,為了縮減運輸成本,宜廣泛使用集裝化包裝代替傳統運輸包裝。一方面,有利于物流系統在裝卸、搬遷、倉儲、保管和運輸等過程中的機械化操作,加快這些環節的作業速度,降低能耗;另一方面,有利于減少單位包裝,節約包裝材料和包裝費用。在滿足包裝功能要求的基礎上,降低包裝費用,尋求內容物價值與成本耗費之間的契合點,這也是提升企業經濟效益重要的手段之一。事實證明輕度包裝和改進包裝結構等都是減少運輸成本的有力措施。此外,選用可回收的環境友好型材料,發展循環經濟,也是取得良好經濟效益的有效途徑。

4.人文關懷原則

當今的運輸包裝設計,不應停留在滿足包裝功能的基本層面上,還須充分考慮工作人員在人工作業中是否安全和舒適。在裝卸搬運中,應根據人體的結構尺寸和生理因素,制定出科學的運輸包裝外形尺寸、最佳質量,設計出更省力、更快捷的裝卸搬運方式。此外,一些大型運輸包裝還須注意其開啟方式,合理便捷的運輸包裝開啟方式能提高人工裝卸的效率。總之,將“以人為本”的理念融入運輸包裝,不僅可保障工作人員的人身安全,還能有效減少裝卸期間的包裝破損,推動現代物流運輸包裝的發展。

3.2設計方法

1.針對運輸包裝流通過程中的各項影響因素

進行系統分析,以尋求、改善和優化設計方案。物聯網運輸包裝的設計流程異于傳統包裝,在設計階段,需要詳細分析產品在流通過程中可能存在的物理、化學、環境等因素的危害,同時還要考慮產品結構、易損度、質量等特性是否適應流通環境,以避開產品內部與外界存在的不穩定因素。在無法克服不利條件的前提下,適時采用物聯網智能識別和監控技術,與具體的運輸包裝或包裝容器進行對接,得出操作靈活、融合性較強的設計方案。只有確切掌握運輸過程的全程信息,才能最大限度地發揮包裝的防護性能,為運輸包裝的初步設計提供依據。

2.綜合各學科、工藝與技術的相關成果,研究

各環節可能出現的問題,建立相對完整的運輸包裝設計模型。運輸包裝設計架構以動力學、藝術美學、經濟管理學、心理學等眾多學科知識為支撐,力求多角度構筑科學合理的運輸包裝體系。同時,運用物聯網技術、緩沖包裝技術、保鮮包裝技術等現代新技術,以市場需求為基點,綜合考慮其設計、管理、銷售、使用等環節中的各項事宜,最終構建科學合理的運輸包裝系統模型。通過各交叉學科理論的綜合運用,以期達到運輸包裝與企業、市場、用戶的互惠互利、共同發展。

3.運輸包裝設計需合理化和人性化,應順應國

內外包裝設計的發展趨勢。運輸包裝的合理化應遵循綠色設計、適度設計、循環設計等設計理念,合理地調配包裝材料、包裝技術、包裝方式等,使其滿足運輸、倉儲、裝卸環節的需要,保證物流運作的質量。另外,運輸包裝設計的構思創新不僅是針對設計形式與技法上的不斷更新,也是人性化的不斷創新,因此設計人員必須具備人性化的設計意識。人性化設計理念要求在包裝內容物得到足夠防護性能的基礎上,充分考慮運輸包裝中適宜人工及機械裝卸、搬運、放置、開啟的最佳尺寸等因素。這些都需要設計人員重新審視和考量。

4.通過對包裝件的測試,結合試驗參數與評價體系,

對包裝成品進行調整和優化。通過包裝件的擠壓、碰撞等相關檢測,能有效避免包裝不足帶來的風險及包裝過剩帶來的材料浪費。檢測后,對包裝結構、功能和成本進行比較分析,獲得形式最佳、成本最低、效果最好的設計方案,從而實現社會效益和經濟效益的雙贏。

四、結語

物聯網作為當代前沿信息技術,在運輸包裝領域的應用有著十分重要的現實意義。與傳統物流運輸包裝相比,基于物聯網技術背景下的運輸包裝,盡管其功能沒有發生突破性的變化,但在新的形勢下,其具有用材環保、形態合理、包裝附屬功能人性化和適應現代物流儲運空間大、流動性快等特征,且便于跟蹤管理。這就需要從設計理念、設計原則和設計方法等方面,對傳統運輸包裝進行審視和更新,使現代運輸包裝在滿足傳統功能的基礎上,有效地實施全過程的信息管理和人文關懷。

作者:朱和平唐莎單位:包裝設計藝術學院

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