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汽车零部件运输包装尺寸标准化研究

浏览次数:45192     时间:2015-09-14
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汽车零部件运输包装尺寸标准化研究

摘要:汽车入厂物流中的运输正朝着标准化、规模化的方向发展,如何制定合理的运输包装尺
寸,已成为汽车企业降低成本、提升物流效率的重要问题。提出三种制定运输包装尺寸系列的方
法,并针对不同的方法构建不同的运输包装尺寸选用模型,然后阐述了解决多目标决策模型的折衷
规划的两阶段算法,最后通过实例分析运输包装尺寸标准化模型在实际企业的应用,并对每种方法
得到的不同方案进行对比分析,从而选取能够降低运输成本、缩短装卸时间的最优运输包装尺寸。
关键词:运输包装;尺寸标准化;多目标决策

1 引言
随着汽车市场需求的日益剧增,汽车制造企业
的产能不断扩大,对汽车零部件的质量要求提高,并
且零部件采购的全球化以及柔性化也相应地对零部
件运输包装提出了统一规格、标准化管理的要求。
合理、标准的零部件运输包装对提高生产厂内和厂
外的物流效率、降低生产成本、保证零件质量、现场
操作合理性,从而保障生产效率是至关重要的[1]。
— 31 —
第18卷曾敏刚,等:汽车零部件运输包装尺寸标准化研究
然而,由于汽车入厂物流零部件的种类繁多、数量庞
大,我国多家汽车生产厂及供应商的零部件运输包
装尺寸标准化程度仍然较低。如某大型汽车制造商
入厂零部件的种类共有3500多个,包装规格却高达
800多种,包装标准化程度低直接影响了车辆装载
率,其平均装载率只有78%,另外,尺寸非标准化的
包装在装卸方面无法使用统一的机械器具协助装
卸,而仅能依靠徒手作业,影响了整体物流的装卸效
率。因此,如何制定合理的运输包装尺寸,如何充分
利用运输包装的空间资源,最大限度地降低物流运
输成本与装卸成本是汽车企业丞待解决的重要
问题。
运输包装尺寸标准化即是通过对运输包装的尺
寸及与货物流转相关的所有空间尺寸的规格化,从
而提高物流效率[2]。目前学术界关于包装尺寸标准
化的理论分析较为缺乏。莫森,胡立德(2008)提出
了运输包装尺寸系列制定的方法和流程,为运输包
装标准化尺寸的制定提供了理论依据[3],并且在分
析研究国内外物流包装尺寸标准化以及集合包装的
基础上,提出了包装尺寸标准化应用于集合包装优
化的方法[4]。张伟等(2002)结合瓦楞纸箱的性能对
瓦楞纸箱包装系统、尺寸和结构进行优化设计[5]。
岳卫东(2008)依不同规格的托盘标准设计出与之匹
配的包装容器的尺寸[6]。李波(2010)阐述了物流包
装标准化的意义并提出汽车零部件包装的要求[7]。
Donald R.Stokes探讨了美国国内与国外包装、集
装箱、运输设备的标准化的意义,并制定出包装容器
的不同尺寸组合及其堆码在不同规格的托盘上的利
用率[8]。
本文主要针对汽车入厂物流中的运输包装为研
究对象,提出三种运输包装尺寸的制定方法并针对
不同方法建立尺寸选用模型,并结合实际案例说明
尺寸制定的方法流程与模型在汽车零部件运输包装
中的应用。
2 汽车零部件运输包装
常用的汽车零部件运输包装主要包括托盘、集
装箱、塑料周转箱、专用包装和瓦楞纸箱。托盘是一
种最小的集装包装单元,将周转箱或物品堆码在托
盘上,通过困扎、裹包等方法加以固定,形成一个搬
运单元或销售单元,以便机械搬运,其堆码总重量不
得超过1 000kg,高度不能超过1 150mm,目前,托
盘标准主要以欧系标准(1 200mm*800mm)和日
系标准(1 100mm *1 100mm)为主。集装箱是密
封性好的大型铁制包装箱,属于大型集合包装,在适
应现代化物流方面,它比托盘集合包装更具有优越
性。塑料周转箱属于手工搬运的运输包装单元,主
要分为折叠式、可堆叠式、可嵌入式,适用于承装外
形简单、尺寸较小或形状为长条形、重量轻、没有特
殊运输保护要求的汽车零部件,单箱的长宽均不能
小于200mm,并且考虑到人工搬运,单箱承重不得
超过15kg。专用包装适用于某些外形尺寸大、结
构复杂的汽车零件,或者有某些特殊保护包装要求
的零部件,由于结构的特殊性,专用包装一般只适用
于某几种或某一类零件,通用性较差,不适于长距离
运输,往往专用于物流中心到主机厂装配车间之间
的物流循环。瓦楞纸箱一般适用于包装体积小或尺
寸较长、重量较轻的零件,同时,选用瓦楞纸箱包装
还需要满足以下条件:某些零件供应商距离远,并且
供应商附近无仓库,采用标准箱包装成本高;产品试
装阶段;部分需要再包装的零件、进口零件、需要调
拨的外购件、售后配件,用手搬运的瓦楞纸箱(包括
零件)最大重量为15kg。由于汽车入厂物流中使
用的运输包装以周转箱和托盘居多,因此,本文主要
以承载零部件的周转箱和托盘为研究对象。
3 制定零部件运输包装尺寸的流程与
方法
以周转箱为主的零部件运输包装通常是堆码于
托盘上,进行挂钩、捆绑后再装车、运输,因此,要制
定周转箱的尺寸首先要确定汽车制造商及其供应商
统一使用的托盘标准尺寸。其次考虑零部件的大
小、重量、人工搬运的受重能力等实际因素,再结合
包装尺寸制定的分割方法,初步获得尺寸选用方案。
最后,通过比较各种方案的多项性能指标,选取最优
周转箱尺寸。托盘的标准尺寸以及包装尺寸系列的
制定方法具体介绍如下。
(1)确定托盘的标准尺寸:托盘尺寸属于集装
单元基础模数尺寸,单元包装容器的尺寸系列都是
基于基础集装模数尺寸分割而来,集装基础模数尺
寸的国际标准以1200×1000(mm)为主,也允许使
用1200×800(mm)和1200×1100(mm),日系以
1100×1100(mm)为主。
(2)以整数分割、组合分割方法确定运输包装
系列尺寸:运输包装系列尺寸以集装基础模数尺寸
为基础,以分割及组合的方法计算出包装系列尺寸
(计算得到的长和宽的尺寸都必须要大于200
mm)。运输包装的尺寸从系列尺寸中选则。分割
— 32 —
工业工程与管理第2期
及组合方法有整数分割、一般组合和特殊组合分割。
设集装单元尺寸为M×N (mm)。
①整数分割。集合包装单元的长和宽分别被以
1为首的连续整数除,计算出各边的尺寸,具体计算
方法如表1。
表1 整数分割形成的尺寸系列
分割数k 一边的长度
1 M N
2 M/2 N/2
….. …. …
n 200 200
在选择运输包装尺寸时,不仅局限于表1两边
的尺寸对应关系,而应是它们的组合,例如,当一边
取值为M 时,另一边的取值可以是(N,N/2,……
200)中的任何一个,它们的组合构成了整数分割尺
寸系列。由整数分割而得到的包装尺寸系列在集装
单元上的堆码方式如图1所示。
②一般组合分割。由一般组合分割所得的运输
包装尺寸系列也是一种比较常见的包装尺寸系列,
其长和宽之比与集装单元的长或宽方向上有组合的
情况,能够为包装提供更多可供选择的运输包装尺
寸。当用一般组合分割方法得到尺寸系列后,还可
以在此基础上进一步进行整数分割。组合分割是将
物流包装的长(x)和宽(y)按比例分割后组合并存在
图1 部分整数分割包装尺寸系列堆码示意图
以下关系:
x×n=M
y×m =M
x+y =N
n,m


烆为正整数
(1)或
x×n=N
y×m =N
x+y =M
n,m


烆为正整数
(2)
在式(1)和式(2)中,n,m 为纵向或横向能够容
纳运输包装尺寸的长或宽的个数,其值为正整数;
x,y 为大于200的正整数。当M≠N 时,这种组合
分割方式经过简化后其包装尺寸与托盘的尺寸关系
如图2所示。
图2 一般组合分割尺寸堆码图
但当M=N 时就不能得到图2的组合方式,这
种情况下利用式(1)或式(2)的一般组合分割方法求
得的运输包装尺寸类似于利用整数分割求得的包装
尺寸。
③当M=N 时的特殊组合分割。当M=N 时,
集装单元的形状是正方形,因此,将运输包装的长
(x)和宽(y)按比例分割后组合存在以下关系:x+y
=N=M,这种特殊组合分割方式下其包装尺寸与
托盘的尺寸关系如图3所示,当用特殊组合分割方
法得到尺寸系列后,仍可以进一步进行整数分割。
图3 特殊组合分割尺寸堆码图
(3)最优尺寸的确定:针对以上方法所得出的
多种方案,通过比较各种方案的周转箱的装载率、承
装相同数量零部件所需周转箱的数目、周转箱在托
盘上的堆码可行性来确定最优尺寸方案。
4 运输包装尺寸选用模型
本节分别针对三种包装尺寸系列制定方法,结
合人工搬运受重能力限制、零部件大小、以周转箱为
主的运输包装规格限制等实际因素,建立了相应的
数学模型,具体介绍如下。
4.1 模型假设
(1)同一托盘堆码一种尺寸的周转箱;
— 33 —
第18卷曾敏刚,等:汽车零部件运输包装尺寸标准化研究
(2)同一周转箱内承装一种零部件;
(3)周转箱两端壁厚之和s为固定值,采用GA
公司标准周转箱的壁厚:35mm;
4.2 符号说明
(1)M,N 分别为托盘的长、宽;
(2)x,y 为周转箱的长或宽;
(3)s为周转箱水平(或竖直)方向上两端的壁
厚之和;
(4)l,w 为零部件在水平方向上投影(最小包
裹矩形)的长或宽;
(5)nl、nw
分别为周转箱内沿长度和宽度上排
列的零部件的数目;
(6)n为托盘横向能容纳周转箱的长的个数,m
为纵向能够容纳周转箱的宽的个数;
(7)u,v 表示对托盘进行初步组合分割后的长
或宽;
(8)Q 表示零部件的订货批量;
(9)c表示零部件的重量(单位:kg)。
4.3 模型建立
针对三种不同包装尺寸系列制定方法所建立的
模型如下,三种模型的目标函数z2
和约束条件(1)-
(7)均相同,目标函数z1
和其余约束条件s.t.(2)略
有不同。
maxz1
minz2 =Q/(nlnw)
s.t.(1)
x ≥nl×l+s (1)
y ≥nw ×w+s (2)
c×nl×nw ≤P (3)
x ≥Xm (4)
y ≥Ym (5)
x,y 均大于0 (6)
nl,nw
均为正整数(7


烆)
s.t.(2)
模型说明:目标函数z1
即使集装单元每层承装
的零部件数目最多,从而使运输成本最少。目标函
数z2
是使运送Q 个零部件所需要的周转箱数量最
少,从而使装卸时间最少;条件(1)、条件(2)表示零
部件的长(或宽)与周转箱的壁厚之和不能超过周转
箱的长(或宽);条件(3)表示一个周转箱内承装的零
部件总重量必须小于P 千克(因为运送中需要人工
搬运);条件(4)、条件(5)表示周转箱的长、宽不能小
于Xm、Ym;条件(6)、条件(7)表示对变量的取值
要求。
对于整数分割、一般组合分割、特殊组合分割的
尺寸系列选用模型,其目标函数z2
和第一组约束条
件s.t.(1)全部相同,但是目标函数z1
和第二组约束
条件s.t.(2)依分割方法不同而有所差异,具体不同
表示如下。
(1)对于整数分割尺寸系列的选用模型:其目
标函数z1=kgnlnw。第二组约束条件s.t.(2)表示如
下。
s.t.(2)
x =M/k (8)
y =N/g (9)
k,g 均为正整数(10
烅烄
烆)
条件(8)、条件(9)表示用整数分割的方法得出
运输包装的尺寸系列;条件(10)表示对变量的取值
要求。
(2)对于一般组合分割尺寸系列的选用模型:
其目标函数z1=(n+m)kgnlnw。第二组约束条件
s.t.(2)表示如下。
s.t.(2)
u×n=M (8)
v×m =M (9)
u+v=N (10)
x =u/k (11)
y =v/g (12)
u,v均大于0 (13)
n,m,k,g 为正整数(14


烆)
条件(8)条件(10)表示用一般组合分割方法得
出运输包装的尺寸系列;条件(11)、条件(12)表示在
一般组合分割后的基础上再进行整数分割;条件
(13)、条件(14)表示对变量的取值要求。
(3)对于当M=N 时的特殊组合分割尺寸系列
选用模型,其目标函数z1=4kgnlnw。第二组约束
条件s.t.(2)表示如下。
s.t.(2)
u+v=N =M (8)
x =u/k (9)
y =v/g (10)
u,v均大于0 (11)
n,m,k,g 为正整数(12


烆)
条件(8)表示当存在M=N 的情况时,用特殊
组合分割方法得出运输包装的尺寸系列;条件(9)、
条件(10)表示在特殊组合分割后的基础上再进行整
数分割;条件(11)、条件(12)表示对变量的取值
要求。
4.4 模型求解方法
4.3中建立的模型属于多目标非线性规划问
— 34 —
工业工程与管理第2期
题,非线性规划不像线性规划有统一的算法,且难以
找到全局最优解。目前,求解多目标非线性规划的
方法主要是加权法、模糊优化算法,加权法主要是将
求解多目标规划的有效解(非劣解)问题化为求解若
干单目标规划问题[9-10],但加权法要求给定目标函
数的权重,对于本文的研究问题不太实用。李荣钧
(2001)[11]曾对两阶段模糊算法和经典折衷算法的
内在联系进行分析,并根据非补偿取小算子和全补
偿平均算子的两极特性,提出了取小算子和平均算
子相结合的两阶段算法,并指出两阶段算法不受线
性条件的限制,可以被推广到多目标决策的一般情
形[12]。另外,非线性规划引入了非劣解的概念,目
标规划引入了满意解的概念,而两阶段算法则集中
了两者的全部优点和其他有用性质,是最富灵活性
的求解多目标问题的方法和技术。基于以上分析,
本文采用多目标折衷规划的两阶段算法求解模型。
多目标折衷规划两阶段算法的基本思想是:首
先利用取大算子“max”找出目标集的最佳综合满意
度λ(1)和原问题的可行解x(1)。如果得到的最优解
是惟一的,则x(1)也就是原问题的最优解。否则,再
利用加和算子“Σ”构建一个使目标集平均满意度最
大的数学模型,该模型中附加约束条件λt≥λ(1),t=
1,2,…,q+r,就是每一个目标的满意度必须大于或
等于目标集的综合满意度。由于加和算子的全补偿
性,x(2)必然是有效解,并且由于附加约束条件的存
在可使目标之间相互均衡,不会有任何特定目标被
忽略[12],这就避免了人为决定目标权重的主观因素
为求解带来的不利影响。
考虑如下多目标规划问题:
max Z(x)= [Z1(x),Z2(x),…,Zq(x)]
min W (x)= [W1(x),W2(x),…,Wr(x)]
s.t. x ∈X
用折衷规划两阶段算法求解过程如下。
(1)求出目标函数的理想解Z+
k 、W +

和反理想
解Z- k、W -t即:
Z+k = max x∈XZk(x),Z-k = min x∈XZk(x),
W+
t = min x∈XWt(x),Wt
= max x∈X Wt(x),
(2)找出目标集的最佳综合满意度λ(1)和原问
题的可行解x(1)minλ
λ≥Z+k -Zk(x)
Z+k -Z-k k =1,…,q
λ≥Wk(x)-W+k
W-k -W+k t=1,…,r
x ∈X
(3)通过以下模型检验x(1)的有效性或寻找新
的有效解
maxλ= 1
q+r
[Σ

k=1
λk+Σ

t=1
λt]
λ(1)≤λk ≤Zk(x)-Z-k
Z+k -Z-k k =1,…,q
λ(1)≤λt ≤Wt
-Wt(x)
Wt
-W+

t=1,…,r
x ∈X,λ(1),λk,λt ∈ [0,1]
5 在汽车行业运输包装中的实际应用
案例
汽车零部件种类繁多,其规则、大小、重量差异
非常大,不同类型的零部件要用相应的运输包装来
承载,比如专用箱只能包装一种零部件:KD件或天
窗,标准料架用于装载体积大、重量较重的零件,而
对于体积、重量均为中小型的零部件,一般采用塑料
周转箱,少数采用金属周转箱。另外,不同汽车制造
商使用的标准尺寸不同,主要以欧系标准和日系标
准为主,若托盘采用欧系标准,由于长宽不等,则只
能应用本文中前两种尺寸系列制定方法,而对于日
系标准,三种方法均适用。因此,本文分别从采用欧
系标准的GM 公司和采用日系标准的GA 公司选
取隔音板、离合器分离轴承来代表中型、小型零部
件,并通过实例验证尺寸系列制定方法和相应模型
在实际中的应用性。
5.1 以隔音板为例
5.1.1 算例背景
GM 公司主要以铁托盘或塑料托盘以及塑料折
叠周转箱来承装普通汽车零件,托盘全部采用欧系
标准,由于运送途中需人工搬运,每个周转箱的最大
承重为15kg,周转箱的长、宽均不小于200mm。
GM 公司现对隔音板的承装要求是:一个塑料周转
箱里承装60个隔音板,60个隔音板整齐的堆叠好
后由专用塑料袋包裹好再放置到塑料周转箱内。经
测量,一包裹的隔音板(即60个)在水平面方向上的
投影(最小包裹矩形)的长、宽、高分别为263mm,
203mm,240mm,重量为6kg/包,承装隔音板的周
转箱的长、宽、高分别为435mm,330mm,260mm,
周转箱两端壁厚之和为35mm,周转箱的装填率仅
为41.8%。GM 公司平均每次向供应商订购1200
包隔音板,运送一批隔音板需1200个周转箱,平均
装卸工时为6080分钟。
5.1.2 计算分析过程
— 35 —
第18卷曾敏刚,等:汽车零部件运输包装尺寸标准化研究
(1)确定集装单元基础模数尺寸
GM 公司常用的集装单元为托盘,托盘标准尺
寸为1200×800 (mm),即M =1200 mm,N =
800mm。
(2)确定相关参数的值
①周转箱的两端的壁厚总和s为35mm。
②一包裹隔音板的尺寸(允许误差:04%):长l
=263mm,宽w=203mm。
③一包裹隔音板的重量:6kg。
④订货批量:1 200包(即72 000个隔音板)。
(3)以整数分割、组合分割方法制定系列尺寸
并选取最优尺寸
①从整数分割尺寸系列中选取最优尺寸。将各
个参数的值代入式(3)中,用lingo软件求解,所得
结果如下:x=600,y=266.6667,nl=2,nw=1,k=
2,g=3,z1=12,z2=600。因此用整数分割方法得
到的最优尺寸为600*266(mm),周转箱在托盘上
的堆码方式如图4所示(图中蓝色长方形代表周转
箱,白色椭圆状代表周转箱内承装的一包裹隔音
板),一托盘上每一层能够承装12包隔音板,运送
1 200包隔音板需要600个周转箱。
图4 周转箱在托盘上的堆码图
②从一般组合分割尺寸系列中选取最优尺寸。
各个参数代入式(3)中,用lingo软件求解后,所得
结果如下:n=2,m=5,u=x=562,v=y=238,nl=
2,nw=1,k=1,g=1,z1=14,z2=600。因此用一般
组合分割方法得到的最优尺寸也为562*238
(mm),周转箱在托盘上的堆码方式如图5所示(图
中蓝色长方形代表周转箱,白色椭圆状代表一包裹
隔音板),一托盘上每一层能够承装14包隔音板,运
送1200包隔音板需要600个周转箱。
(4)最优尺寸的确定
从(3)中的结果得出,适合的尺寸有两种:600*
266(mm),562*238(mm)。现对两种方案的各个
指标进行比较,如表1,从表1分析看出,当选用第
二种尺寸时,一托盘上能够承装隔音板的数目最多,
从而运输费用最低,并且承装一批1200包轴承所需
图5 周转箱在托盘上的堆码图
要的周转箱数目与选用第一种尺寸时相同,均为
600个,从而装卸时间相同。因此,最终选取562*
238(mm)为承装隔音板的最优尺寸,对于本例来
讲,采用一般组合分割方法结果更理想。
表1 两种方案对比
分割方法整数分割
一般组
合分割
尺寸(mm) 600*266 562*238
一个托盘每一层能够堆码的周转箱数目
(个) 6 7
一个周转箱内能够承装的内装物数目(包) 2 2
一个托盘每一层能承装的内装物数目(包) 12 14
一托盘能承装的隔音板的数目(个) 720 840
承装一批零部件需要周转箱的数目(个) 600 600
(5)改善效果
周转箱尺寸改善前后各项性能指标对比如表2
所示,结果显示,若周转箱采用改善后的尺寸,每层
托盘承装零部件的数量提升2.3倍,运送同一批次
的零部件可减少使用周转箱600个,降低50%,从
而能减少运输成本和装卸成本。
表2 改善效果对比
改善前改善后
尺(mm) 435*330 562*238
一个托盘每一层能够堆码的周转箱数目
(个) 6 7
一个周转箱内能够承装的内装物数目(包) 1 2
一个托盘每一层能承装的内装物数目(包) 6 14
一托盘能承装的隔音板的数目(个) 360 840
承装一批零部件需要周转箱的数目(个) 1200 600
5.2 以离合器分离轴承为例
5.2.1 算例背景
GA公司的国内供应商多数以塑料托盘和塑料
堆叠式、折叠式周转箱承装供应的汽车零件,托盘全
部采用T11标准,人工搬运承重和周转箱尺寸基本
要求与GM 公司相同。GA公司现以塑料周转箱承
— 36 —
工业工程与管理第2期
装离合器分离轴承,为保护零件,通常用专用塑料袋
包裹好80个离合器分离轴承再放置于周转箱内,现
一个周转箱能够承装两包轴承。经测量,一包裹轴
承(即80个)在水平面方向上的投影(最小包裹矩
形)的长、宽、高分别为250mm,165mm,170mm,
重量为3.5kg/包,承装轴承的周转箱的长、宽、高
分别为435mm,325mm,210mm,周转箱两端壁厚
之和为35mm,周转箱的装填率为57.8%。GA公
司平均每次向供应商订购800包离合器分离轴承,
运送一批需400个周转箱,平均装卸工时为5060
分钟。
5.2.2 计算分析过程
(1)确定集装单元基础模数尺寸
GA公司托盘全部符合T11标准,尺寸为1100
×1100(mm),即M=1100mm,N=1100mm。
(2)确定相关参数的值
①周转箱的两端的壁厚总和s为35mm。
②一包裹离合器分离轴承的尺寸(允许误差:0-
4%):长l=250mm,宽w=165mm。
③一包裹离合器分离轴承的重量:3.5kg。
④订货批量:800包。
(3)以整数分割、组合分割方法制定系列尺寸
并选取最优尺寸
①从整数分割尺寸系列中选取最优尺寸。将各
个参数的值代入式(3)中,用lingo软件求解,所得
结果如下:x=550,y=366.6667,nl=2,nw=2,k=
2,g=3,z1=24,z2=200。因此用整数分割的方法
得到的最优尺寸为550*366(mm),周转箱在托盘
上的堆码方式如图6所示(图中蓝色长方形代表周
转箱,白色椭圆状代表周转箱内承装的一包裹轴
承),一托盘上每一层能够承装24包离合器分离轴
承,运送800包隔音板需要200个周转箱。
图6 周转箱在托盘上的堆码图
②从一般组合分割尺寸系列中选取最优尺寸。
各个参数代入式(3)中,所得结果如下:n=2,m=2,
u=x=550,v=y=550,nl=2,nw=2,k=1,g=1,
z1=16,z2=200。因此用一般组合分割方法得到的
最优尺寸也为550*550(mm),周转箱在托盘上的
堆码方式如图7(图中蓝色长方形代表周转箱,白色
椭圆状代表周转箱内承装的一包裹轴承),一托盘上
每一层能够承装16包轴承,运送800包轴承需要
200个周转箱。
图7 周转箱在托盘上的堆码图
③从特殊组合分割尺寸系列中选取最优尺寸。
将各个参数代入式(3)中,用lingo软件求解后,所
得结果如下:u=570,x=285,v=y=530,nl=1,nw
=3,k=2,g=1,z1=24,z2=266.6667≈267。得出
从特殊组合分割包装尺寸系列中选取的最优尺寸也
为530*285(mm),周转箱在托盘上的堆码方式如
图8(图中蓝色长方形代表周转箱,白色椭圆状代表
周转箱内承装的一包裹轴承,绿色部分代表空闲部
位),一托盘上每一层能够承装24包轴承,共需要
267个周转箱。
图8 周转箱在托盘上的堆码图
(4)最优尺寸的确定
从(3)中的结果得出,适合的尺寸有三种:550*
366(mm),550*550(mm),530*285(mm)。现对
三种方案的各个指标进行比较,如表3所示。从表3
— 37 —
第18卷曾敏刚,等:汽车零部件运输包装尺寸标准化研究
分析看出,第一种尺寸和第三种尺寸一托盘上能够承
装离合器分离轴承的数目最多,从而运输费用最低,
当选用第一种尺寸时,承装一批800包轴承所需要的
周转箱也最少,为200个,小于第三种尺寸的267个,
从而其装卸时间也最短。因此,最终选取550*366
(mm)为承装离合器分离轴承的最优尺寸。
表3 三种方案对比分析
尺寸(mm) 550*366 550*550 530*285
一个托盘每一层能够堆码
的周转箱数目(个) 6 4 8
一个周转箱内能够承装
的内装物数目(包) 4 4 3
一个托盘每一层能承装的
内装物数目(包) 24 16 24
一托盘能承装的轴承
的数目(个) 1920 1280 1920
承装一批零部件需
要周转箱的数目(个) 200 200 267
(5)改善效果
周转箱尺寸改善前后各项性能指标对比如表4
所示,结果显示,改善后托盘每层承装零部件的数量
提升2倍,运送同一批次的零部件可减少使用周转
箱200个,降低50%,从而能减少运输成本和装卸
成本。
表4 改善效果对比
改善前改善后
尺寸(mm) 435*325 550*366
一个托盘每一层能够堆码的周转箱数目(个) 6 6
一个周转箱内能够承装的内装物数目(包) 2 4
一个托盘每一层能承装的内装物数目(包) 12 24
一托盘能承装的轴承的数目(个) 960 1920
承装一批零部件需要周转箱的数目(个) 400 200
6 结论
本文主要介绍了包装尺寸标准化在汽车零部件
运输包装尺寸选用中的运用,得出以下结论:①提出
了制定运输包装尺寸系列的流程和三种不同的方
法。②基于三种尺寸制定方法构建运输包装尺寸选
用模型,并给出求解此类多目标决策问题的方法;③
用这三种方法和尺寸选用模型能够得到使运输成本
最小且装卸时间最少的合适的运输包装尺寸。
随着国内汽车行业运输包装逐步向规模化、标
准化、集装化的方向发展,运输包装尺寸标准化及标
准化的实施是汽车制造企业及上游供应商首要解决
的问题,然而国内在这方面的研究十分缺乏,后续研
究可以从以下两方面展开:①探讨同一集装单元可
以堆码不同尺寸的运输包装和不同种零件时的尺寸
制定方法。②包装尺寸标准化如何在汽车制造商及
上游供应商中有效实施。
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