利用包装优化软件提高物流装载效率

本刊记者 喜崇彬/文

利用包装优化软件提高物流装载效率

本刊记者 喜崇彬/文

包装优化是一个非常细分的专业领域，是工业设计科学和物流科学交叉应用的一个学科。

一种商品在物流过程中，能否被高效装载运输，和商品的包装体积与尺寸，甚至和这个商品本身的形状都有着很大的关系。包装设计的目的是为了保护商品，提供优美外观、便于在物流各环节的操作进而节约费用。然而，由于种种原因，商品包装的体积与尺寸往往不是最优组合，从而影响货物的装载效率和运输成本。如何解决这个问题呢？其实，可以利用包装优化软件系统解决这个问题。

为了了解包装优化类软件的分类、功能和使用效果，记者采访了这个领域的专业人士——北京汤姆软件有限公司总经理郭勇先生。

包装优化，一个专业的细分领域

包装优化是一个非常细分的专业领域，是工业设计科学和物流科学交叉应用的一个学科。以北京汤姆软件公司为例，其主要代理了三款国外的软件产品：包装设计及托盘优化软件Cape Pack、异形零件集装箱（包括集装箱半挂车、厢式车优化软件Pack assistant、集装箱（包括集装箱半挂车、厢式车）优化装箱软件Cube Master。这些软件的基本原理是：通过改变产品的包装大小、货物的摆放方式、产品的排列方式，来提高产品运用托盘和集装箱的装载利用率。

实际现场操作

据郭勇介绍，目前市场上包装优化类软件并不多，尤其是与Cape Pack和Pack assistant功能类似的软件非常少；装箱优化类的软件Cube Master相对多一些。这主要有几个原因：第一，Cape Pack和Pack assistant推出都有一定的时间了，几乎成为行业内一种标杆式的存在，而且主要是大型企业来应用，这些企业很看重软件运行的稳定性，所以一般情况下很少会重新采购同类型软件。第二，从软件开发来看，这类软件本身的迭代升级依赖于数据的积累，较早进入这个领域的企业有先发优势。小的软件企业开发这类软件的技术积累不够；而大企业没有动力投入高成本研发类似软件，因为这个细分市场的规模是相对固定和有限的，再开发新的软件不是很划算。

郭 勇北京汤姆软件有限公司总经理

产品和商品包装在设计时就按照最有利于物流操作和运输的方式设计。按照这种方式设计生产的商品，能最大效率利用物流设备进行装卸、存储，最大效率利用托盘和集装箱载运。

相关软件主要功能介绍

1.Cape Pack包装设计及托盘优化软件

Cape Pack是由一家美国软件开发公司Cape Systems在1971年推出的一款产品，该公司一直致力于包装设计及托盘装载优化的研究。Cape Pack是一个解决托盘装载以及产品包装优化问题的实用性软件工具。Cape Pack跨越包装和物流两大领域，为配合物流的需要，优化设计包装，提供包装托盘化码垛方案，从而可以提高装载率与作业速度，节约运输成本和物流作业中的人力成本。

Cape Pack软件的主要功能（即产品模块）有：托盘装载（Pallet Group）、包装排列（Arrange Group）、产品设计（Design Group）、展示托盘（Display Pallet）、平板包装（KDF Group）、强度分析（Strength Analysis）、形状建模（Sharp Wizards）、三维贴图（3D Imaging）、网页发布（Web Page Publisher）等。任何有大量运输需求的公司，并且在物流运作中需要使用托盘以及集装箱的公司，例如快速消费品生产企业和销售企业，都会用到这款软件。这些公司之所以采用Cape Pack主要有几个原因：第一，这些公司要定期推出新款产品以刺激销售，而不同的产品要在包装上有所变化才能吸引消费者，这使得这些公司有长期稳定的包装优化需求。第二，各个不同市场的物流设备标准不同，以托盘为例，日本、欧洲、美国、中国各有不同的托盘国家标准，有的行业还有自己独特的托盘行业标准，这使得在不同市场要使用不同的托盘码垛优化方案，才能达到最佳的装载效率。借助专业软件工具是非常便捷的方法。第三，很多大公司有长期的物流运输需求，每一次装载效率的浪费，哪怕每个托盘或集装箱仅仅浪费几个厘米的空隙面积，长期积累下来，都是一笔巨大的物流资源浪费，因此实现包装优化能够取得巨大的经济效益。目前，Cape Pack软件已经成为该领域的必备工具。

2.Pack Assistant异形产品集装箱装载优化软件

Pack Assistant是由德国弗劳恩霍夫物流研究院开发的一款软件，最初是为德国大型汽车制造企业定向开发的，解决汽车零部件的装载运输优化问题。因为汽车零部件种类繁多，且大多形状复杂，即使是有经验的装载工人也要花费很多时间才能考虑好如何把这些异形产品装入包装单元器具（周转箱）和集装箱中。即便是这样，也往往不能最有效利用集装箱的空间。Pack Assistant软件通过使用三维CAD模型来计算在标准集装箱里的零件的最优装载安排，其前提是所有零件是相同形状和大小的。这款软件对任何复杂形状的零件同样有效，因为它能够识别并考虑到单个零件的形状。

很多汽车制造相关企业也通过Pack Assistant软件得到收益，包括：节省时间和资金；获得最优的集装箱使用率；制定适用的运输、装载和存储计划；为投标作好准备的重要工具（零件生产或者运输公司可以根据这款软件计算出运输一批零件所需要的价格，从而参与运输招标项目）。很多零部件配套生产企业在零件设计阶段就利用这款软件，可以尽早计算并显示出零件装载的精确安排方法。Pack Assistant能够在几秒钟之内创建一个三维视图，基于这个三维视图，客户能够轻易看到应该怎样在集装箱里安排堆放零件，而之前这些工作都是通过繁琐的绘图完成的，需要耗费更长时间与更多人力。

郭勇介绍，据客户反映，Pack Assistant软件在使用时，最初的优化时间还是有些长的，大概需要半个多小时。但是随着相关数据的积累，各种优化方案和模型成熟后，这款软件的优化时间会越来越短。

3.CubeMaster集装箱优化装箱软件

这类软件被使用者称之为“装柜大师”或“装箱大师”。市场上这类软件较多，然而其使用效果不同，对其评价也褒贬不一。

首先，这类软件一般都有多个版本以适应不同的装货需求，解决单一类产品装载在一个集装箱内的优化问题最常见的是单货版和多货版。单货版是，这个优化计算相对简单。多货版可以解决不同货物装载在同一个集装箱时的优化问题，但是可以想象，这个计算量是很大的，有时优化需要的时间较长，还不如有经验的配载员根据自己的经验配载速度快。

其次，在实际装柜时，每次用到的集装箱类型不同，货物的形状、尺寸也不一样，很多时候在使用完软件做优化后，仍需要人工手动调整装箱方案，才能最终完成配载。还有，软件是给人用的，应该方便大多数人使用，需要做到上手快，操作简单。如果软件界面复杂，功能繁杂，需要专门的培训才能使用，很多客户就不愿意选择。对于很多配载员来说，平常的工作繁忙，再去花费大量的时间和精力学习如何使用软件，未免不切实际，还不如凭经验自己装。以上种种原因制约了该款软件的使用。

包装优化始于产品设计

据郭勇介绍，包装优化软件的使用一般有三个层次：最基本的一种优化是在产品本身、商品包装和运输包装都不能改动的情况下做装载优化，这时只能通过运输包装不同的码放和排列组合方式调整来提高装载效率，但效果是有限的。

更深入的一种优化方案是，虽然产品本身和商品包装不能改动，但是可以改动运输包装，这时可优化的空间大大增加，可以计算出更高效的运输包装方式。

零件装载报表

软件界面

而最彻底的优化方案是：在产品设计时就考虑到物流运输的问题，产品和商品包装在设计时就按照最有利于物流操作和运输的方式设计。按照这种方式设计生产的商品，能最大效率利用物流设备进行装卸、存储，最大效率利用托盘和集装箱载运。有的产品可以设计为拆散运输，到了目的地再组装。如，很多工业产品常会带有旋转把手、轮子等配件。通常情况下，轮子、把手、合页等以最大可能折叠的装配方式装配，然后送到客户的手中。这些部件的装配方式允许工程师对产品的尺寸有一定改动以利于配载运输。这些改动需要包装工程师或工业工程师与市场销售人员协调进行。在工业设计上已经有一些能兼顾两方面利益的设计，如使用翼型螺母、叉杆销和栓销等零件非常利于拆散运输又便于顾客安装。这种工业设计使得产品在物流包装环节能够重新布置产品部件以提高包装效率，因为这些零件是活动的，因此它们可以找到一个最佳的位置摆放。这些摆放“间隙”是工程师成功设计包装的关键。例如，如果有两个轮子、一瓶油或其他附件需要放在包装中，如果增加这些物品会使包装增长2英寸或增高1.5英寸。在哪个方向上增加尺寸需要考虑集装箱的装载效果来确定。

很多产品，如果从早期产品设计着手，就有可能挖掘出更多的装载运输效率。这就是为什么很多国际大型企业的包装工程师小组在公司内的地位非常重要的原因。

零件分层码放

带隔间装载零件

模拟细小零件装箱

很多产品，如果从早期产品设计着手，就有可能挖掘出更多的装载运输效率。这就是为什么很多国际大型企业的包装工程师小组在公司内的地位非常重要的原因。包装工程师已经成为产品设计时的重要参与者。他们的另一个重要作用是可避免产品设计上的潜在损失，从而有利于产品的保护。包装工程师的工作可减少保护材料使用、优化包装尺寸、增加装载运输效率。由于很多企业都已认识到，正确的产品包装是实现装载优化的一种有效方法，因此在这方面发力并取得了良好效果。