基于供应链的包装物流系统并行建模方法

高 洁 （四川旅游学院 经济管理学院，四川 成都 610100）

基于供应链的包装物流系统并行建模方法

高 洁 （四川旅游学院 经济管理学院，四川 成都 610100）

从包装物流系统的功能和成本管理入手，阐述了并行建模方法在物流包装中应用的总思路，提出了基于供应链平台的物流包装设计方法，其目的是使整个包装物流系统达到最优，给出了面向包装物流系统的并行建模设计方法，并以实例论证了模型的有效性。

供应链；包装物流系统；并行建模

1 基于供应链的包装物流系统

按照现代物流的观点，现代包装与物流的关系，比之与生产的关系要密切的多，其作为物流始点的意义比之作为生产终点的意义要大得多，为此在这里将包装放入物流系统研究领域之中[1]。包装对物流系统的效率和供应链中生产、配送、存储和搬运活动有重大影响，但在物流系统中许多依赖于包装的成本往往容易被包装设计者忽略[2]。包装物流系统研究的目的在于开发一个包装设计系统来支持物流计划，实现有效的物料流动。每一个工业厂商都急需开发一种能应用于现代物流系统的有效的包装设计规划方法，使自己的物流成本达到最低。

为了区分包装的级别，包装可分为一类、二类和三类包装。一类包装为销售包装，即在包含一个销售单元面向最终用户的包装，其基本要求应包括保护和保存产品，适应零售店货架尺寸及堆码要求，以及携带可识别的产品信息；二类包装被设计用来装载一类包装，其基本要求应当包括便于货架储存及搬运；三类包装又被称为运输包装，其目的是起保护作用，便于运输和搬运多个一类及二类包装，并能满足托盘等运载工具要求。图1表示了一个典型的供应链物流系统中的包装。

图1 供应链物流系统中的包装

由于供应链中参与者众多，从物流的角度对包装的要求来自供应链系统组织中多个不同部门的负责人，这使得在供应链系统内充分解释怎样的包装才能取得最有效的物流是困难的。例如零售商和承运商最关心的是搬运的效率问题，而包装供货商最注重的是包装的保护功能，而非包装搬运效率。由于他们的价值取向不同，就会导致包装物流系统不能最优化的运行。为了获得更好的功能包装，在开发过程中尽可能早地确定包装应该满足的功能是重要的，应该在包装物流系统中应用综合的观点确定其供应链系统中的作用。在供应链系统中的每一个角色对包装物流系统的要求都不尽相同，有些要求甚至是冲突的，必须权衡其轻重，而其它的要求则可统一考虑。

2 包装物流系统的并行建模方法

2.1 包装物流系统的并行开发

并行工程（Concurrent Engineering,CE）是考虑整个产品生命周期的工作方法,其是美国国防分析研究院（IDA）于1988年提出的，主要聚焦在时间和质量以及在交叉功能组的合作工作方法[3]，目标是开发一个新产品时具有更快的速度、更高的质量和更低的成本。通过包装物流系统的并行设计，来自周围环境的变化甚至是冲突的要求也可以得到平衡，包装所带来的不利于供应链优化运作的风险将被减少。如果在包装物流系统的并行开发过程中综合考虑到产品要求、包装要求以及物流要求，那么产品和包装在它们的整个生命周期关于市场要求、质量、时间效率和成本等都可以被优化，从而使得整个基于供应链的包装物流系统达到最优。

采用基于供应链的包装物流系统的并行建模设计方法进行新的包装物流设计，在产品和包装的并行开发中集中了供应过程、公司自己的生产过程、配送过程交叉功能小组的合作工作，以便同时考虑其相对应的包装要求、物流要求以及产品要求。面向包装物流系统的并行建模开发过程如图2所示。

图2 面向供应链的包装物流系统并行建模开发过程

2.2 面向包装物流系统的概念设计模型

DFx是并行工程中的关键技术。DFx中的x可以代表生命周期中的各种因素，它能够使设计人员在早期就考虑设计决策对后续过程的影响，这里的设计原则主要聚焦在面向包装物流设计上，设计的原则可以表达成两个不同的层次，即广泛的设计原则和特殊的策略。面向包装物流系统的概念模型如图3所示。

图3 面向包装物流系统的概念模型

3 包装物流系统并行建模应用案例

某果汁厂家的果汁产品使用PET瓶作为其一类包装，瓶子的设计有高瘦的颈部，总重量集中在瓶身总高度的三分之二中，并选用瓦楞纸盘作为其二类包装。选择瓶子的形状和盘的结合导致了一个相当不稳定的方案，这引起了搬运、运输和仓储（堆码）的困难，如图4所示。高的颈部和它的尺寸不遵从强度要求所允许的可堆码能力，在仓储和运输中不允许双层堆码，而这个规定在供应链中常常由于经济和效率的原因而被忽略，从而大大增加了产品的损坏率[4]。

图4 原始的果汁包装系统

在包装物流产品设计小组、采购部门、生产部门、运输部门、仓储部门，以及市场部门的共同努力之下，新的果汁产品包装具有有效的物流优点，如好的体积利用率、托盘适应性。每升果汁更低的运输成本以及在整个供应链中更安全地搬运，而且它适应欧洲托盘并可以堆码。新的设计方案如下：

采用无菌纸盒包装并具有重封口性使得消费者在打开以后可重新封口而有更长的保质期。10份果汁的消费包装放置在一个瓦楞纸板的盘上组成一个二类包装，二类包装被放置在一个标准托盘上，可堆码能力由两层优化为五层，每层12个盘，每个托盘上共可放60个盘，一共600个消费包装。具体参数如下。

产品名称：0.5kg果汁

数据文件：12盒/盘

表1 包装物流系统优化前后的方案比较

864盒/托盘

12盘/每层

6层/托盘

72盘/托盘

使用的体积：98.8%；使用的面积：99.5%；托盘类型：800mm×1 200mm的标准托盘。包装物流系统优化前后的方案比较如表1所示。

其改进后的果汁包装物流系统如图5所示。

图5 改进后的果汁包装物流系统

假设这种果汁的消耗量是14万个一类包装，则优化前后的方案比较见表1。这意味着在生产、仓储和运输这一系列物流过程中少需要9 092个托盘，减少了65%，大大提高了物流效率，并且极大地避免了产品破损情况的发生。并且新的包装由于其采用环保、可重复封口、合装包等能够更好地满足零售商和最终消费者要求的设计，从而使产品具有了更高的市场潜力。

上面的例子说明在供应链中微小的产品和包装设计的改变能影响包装物流活动有效性和效率。当产品设计决策时，更下一步的下游供应链的情况认知受到限制。一类包装设计与使用在供应链中的二类包装和三类包装的相关因素常被忽略，而面向包装物流的并行建模设计方法给出了一种能应用于供应链的有效的包装物流设计方法，以达到同时使包装材料和物流成本达到最低的最优策略。

4 结 论

面向包装物流系统的概念模型是在进行产品设计时，综合考虑包装物流以及供应链情况，其挑战在于跨越了包装和物流中单一企业的传统界限。包装与产品的并行设计的研究刚刚开始，包装物流是一个新的概念，这个系统的平台正在逐步完善之中，并行包装物流系统的并行设计还只是一个初步的想法。从目前并行工程在其它领域的应用情况来看，如果能很好地将并行工程理论应用于包装物流系统的设计中一定会取得可喜的成果。

[1] 金国斌.中国物流包装中存在的问题与发展策略探讨[J].包装学报，2011(2):1-6.

[2] 李蓓蓓，黄秀玲，沈黎明.运输包装优化设计案例分析[J].包装工程，2016(21):137-141.

[3] 熊光楞，张和明，李伯虎.并行工程在我国的研究与应用[J].计算机集成制造系统-CIMS，2000(2):1-6,45.

A Concurrent Modeling Method of Packaging Logistics System Based on Supply Chain

GAO Jie (School of Economics and Management,Sichuan Tourism College,Chengdu 610100,China)

The general way of thinking of the application of concurrent model method in packaging logistics system were discussed with the function and cost management of packaging logistics system.A design method of packaging logistics based on the supply chain is put forward for the purpose of optimal of the whole packaging logistics system.A conceptual design model for packaging logistics is put forward and the efficiency of the model is demonstrated by an actual case study.

supply chain;packaging logistics system;concurrent modeling

F252.13

A

1002-3100(2017)08-0122-03

2017-05-24

高 洁（1985-），女，河北涿州人，四川旅游学院经济管理学院，讲师，博士，研究方向：物流与供应链管理。