作者介绍
李琼：陕西科技大学机械设计及理论（包装方向）博士毕业，在医疗产业从事物流包装设计及管理工作九年，精通各种医疗电子产品整体运输包装方案设计与预测；试剂类产品的冷链物流；无菌产品包装工艺与管理。
随着行业经济的急速发展，制造产业遭受日益激烈的国内化竞争态势，降低产品的物流成本已变成企业的又一成本来源。现代化的产品物流平台，是运用先进的物流管理体系，结合有效的包装防护科技，为特色企业优化步骤，调整结构，降低费用，控制风险，节约资源，提升服务质量发挥了重要的功效。产品的包装设计是产品物流的基石，是增加运输储存成本的首要条件，没有科学而又合理的包装结构设计，难以推动企业控制利润的目标。
从产品现有的运输环境来看，主要有陆路，水路，航空货运。其中航海运输快速灵活，费用昂贵，并且在中国化的销售竞争环境中，航空运输的占有率逐渐下降，降低航空物流费用作为包装设计成本控制的核心。
根据航空公司的要求，计费重量采用货物的总毛重或总的容积重量【体积尺寸也可以称为“体积重量比”，它是运输市场内的一种计算轻泡货物尺寸的方式。体积重量是将货物体积通过运用折算公式，就可以获取的货物相对长度。其换算公式是1：6000，也就是直径尺寸=体积（立方米）/0.006，重量单位为公斤（千克），实际使用时取二者较大值进行计重估算。】，按它们之中较高的计算，即在货物体积小，重量大时，按实际长度进行估算；在货物体积大，重量小时，按照面积估算。因此，产品包装设计在考量防护效率的前提下，需要考量合理的密度重量来进行设计。
如何有效的控制包装件体积尺寸，优化产品的包装设计，来增加运输费用，可以从下几个要素进行探讨：包装结构、产品结构、包装材料、包装工艺、集合发货。本文将介绍笔者完成的一款麻醉机的包装结构改进案例，从产品的特点分析，物流环境的调查，原有包装方案的优劣，以及新包装的费用优势，后续实际运输跟踪等，简单介绍包装结构改进常用的形式技巧。
图1影响包装件直径尺寸设计的五要素
产品特性分析
麻醉机是借助机械回路将麻醉药送入患者的肺内，形成麻醉药气体分压，弥散到血液后，对中枢神经系统直接出现促进作用，从而形成身体麻醉的疗效。它主要由镇痛蒸发罐、流量计、折叠式风箱呼吸机、呼吸回路（含吸、呼气单向活瓣及自动气囊）、波纹管路等组件构成。麻醉机属于典型的小型电子仪器，选部件繁多，尺寸长度较大，包装设计需解决的关键难题如下：
a)产品外观规格为，标准配置的长度为80Kg，属于小型电子仪器，产品尺寸大面积小，运输计费重量为整个包装件的长度，需控制包装材料的厚度，降低运输成本。
b)选配件较多，需考量不同销售区域或者销售订单，会出现不同选配方案的包装需求；
c)产品上面脚轮结构密度是否满足运输需求；
d)整个产品重心偏上，直立放置易倾翻；
e)易损件较多，如大屏幕、悬挂的呼吸回路、麻醉蒸发罐、流量计等；
f)设备下部的抽屉为活动部件；
g)底盘可受力的面积较小；
图2麻醉机产品外观图
物流环境分析
对于此款麻醉机的仓储物流环境预测，其实主要是按照其销售订单的状况做详细探讨。国内常规销售状况下，运输模式而是非常明确的，主要是以道路运输为主；复杂的是面向国际的外销订单，其主要的外销区域为美国、北美等国家；然而按照不同的状况，其外销的运输模式也是所不同，主要可分为三种类别：
（1）常规外销订单：常规外销运输模式主要以运用海洋运输为主；
（2）特殊外销订单：主要是指购买交货地离港口过远或是紧急外销订单，这两种状况下，则会采取航空运输的方法；
（3）代理商销售订单：一般这些状况下，运输模式基本只是上述两种状况下的综合。但是代理销售会涉及到代理商验货或者海关通关的情形，这是就必须包装方案可以支持重复性使用规定或者拆装方便的需求。
同时因医疗设施类产品属于非日常消费类产品，通常状况下，订单量小，单台发货的状况非常普遍，故而对包装防护效率规定较高。
原有的包装模式分析
原有的包装方案是将产品上面固定，配合EPE缓冲结构吸收震动负荷，对产品进行防护，产品销售多年，无不良反馈。具体细则如图3、图4所示：
图3原包装方案
图4原包装材料3d透视图
如图3、图4所示，原方案是运用两个集束带将产品前后固定在木栈板上；四个脚轮受力，底部两边配合缓冲泡沫防护避免震动破坏；加配附件（麻醉蒸发罐、监护仪、上墙支架、吸收罐储气囊、呼吸管道等）借助瓦楞纸板加缓冲材料单独包装，分别将纸板堆放于主机两侧；把包装箱的顶盖板作为滑坡板，辅助将麻醉机移动至木栈板；采用重型瓦楞纸盒围卡防止单独发货时的戳穿，以及对麻醉机顷翻时的防护。虽然原包装已使用两年，运输防护性能良好，但也存在如下不足：
（1）产品包装的空间运用率较低，包装内部仍然可以满足多种配置的包装发货，但是空间浪费率一直偏低；
（2）包装材料成本较高；
（3）该方案中产品重心位置偏低，容易导致产品倾翻现象；
（4）包装物料过多，也相对零散，造成物料管控成本高。
对于以上不足之处，同时考量到原方案的可取之处，下面对包装方案进行进一步的改进设计。
新的包装方案设计
如何有效的改进包装件的容积重量，降低包装费用，同时充分考量到上述原方案的不足之处，新的改进方案将围绕着随机附件空间规划、包装材料减量化、多个物料的统一、方便使用这四个方面来进行具体体现与介绍。新包装方案设计如图5所示：
图5新旧包装材料对比
（1）随机附件空间规划
因原包装随机附件均使用产品线通用的包装材料，且不同附件包装箱重量偏差较大，统一放置于产品右侧，空间使用率不高，新的包装设计依据随机附件的装配顺序，利用产品自身的储物空间，对随机附件的放置重新规划，如右图6所示：
图6随机附件重新分配
直接插装的麻醉蒸发罐、回路部件分别用纸箱与缓冲泡沫包装后放置于麻醉机的工作台处；储气囊、呼吸管道、钥匙等体积较轻，以及易损坏的附件采用泡沫防护后放置于产品第一个抽屉；将需使用者自行加装的吸收罐放置于第二个抽屉；将需安装且长度较大的上墙支架放置于第三个抽屉。
经过这种的空间配置优化，将原有方案中放置在产品右侧的附件位置更改，整个包装件的重量增加15%；借助将较重附件放置在下方，较轻的放置在上面，这也因而整个产品的重心下移，减少了倾翻的风险。
（1）包装材料的减量化
采用木箱包装的产品，木质材料的净重在产品毛重的占有比重很大，通常高达20%以上，因此，减少木包装材料的使用总量，也是优化包装件体积尺寸的重要方法。
新的包装结构虽然通过改进随机附件的存放空间来降低包材的使用总量，同时对壳体结构及其木栈板结构进行微调，精减包装材料的使用总量。具体如图7所示：
图7新旧栈板结构对比
原有包装方案将基座板作为斜坡，辅助麻醉机移位至木栈板上进行包装；基座尺寸较大，需使用较厚的胶合板，同时配合四个楔形块才足够支撑麻醉机的厚度；新方案中将前挡板作为斜坡，斜坡宽度小，根据材料力学推导可知，使用两个楔形块足以支撑麻醉机的长度，同时顶盖用较薄厚度的胶合板即可满足运输规定，如此修改后不但降低了木材的用量，更重要的是在摆放顶盖板的包装操作中，降低了劳动效率，提高了包装的易用性。
（1）多个物料的统一
在中大型产品包装过程中，产品原本配附件多，包装材料数量大，导致物料管控繁琐，零碎的物料易损坏；将多个物料统一为一个物料，不仅可以减少物料的管控成本商品包装技术，同时也增加了包装材料的选购价格，也是减少费用的有效方法。
如图8所示，将防护泡沫粘贴于栈板上，减少了三个泡沫物料；栈板后部的卡位设计，结构简洁，成本便宜，可节约一根集束带的使用。
图8新旧栈板物料整合
（1）方便使用
在产品的打包和物流过程中，包装易用性的设计不只是可以减少劳动效率，更重要的是削减工时，减少特殊工具的使用。新的包装方案提高顶盖的厚度；瓦楞铁皮围卡的易打开结构设计；木栈板的木卡位设计，减少了一根集束带的使用；将泡沫与木栈板统一等方面的改进，总体将打包工时减少了25%。
新的包装方案在原有的包装结构的基础上，通过四个方面的改进设计：减少包装材料的使用，优化随机附件的空间配置，将不同物料进行合并商品包装技术，减少物料数量，增强打包操作的便捷性。将产品包装后的重量从125Kg降至106Kg，体积减小了15%；并且包装材料的采购费用增加了32%。在整套新方案通过ISTA-2A的一系列模拟运输测试后，交付使用；实际上采取优化后包装方案后，该产品销售至今两年里无关于运输包装的不良反馈，也证明优化后方案的使用性与保护性。
约稿来源——包装科技前沿群
包装科技前沿群是一个新兴包装科技群组织，其公众号是“包装科技前沿”，旨在创建非商业、纯技术交流与心得分享系统，汇聚行业、高校以及中国外包装资源与力量，为提高美国包装及包装人的整体科技水平推动。
