趙冬菁+王麗麗

如今，在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下和“互聯(lián)網(wǎng)+”時代中，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益完善，網(wǎng)上購物也越來越大眾化，網(wǎng)購的普遍化極大地帶動了電商物流的發(fā)展，尤其是促進(jìn)了快遞服務(wù)業(yè)的迅速發(fā)展，目前，快遞已成為現(xiàn)代物流業(yè)不可或缺的一部分。其中關(guān)于電商包裝的設(shè)計是與運輸環(huán)境息息相關(guān)的，并且已經(jīng)被許多學(xué)者研究過了，但是國內(nèi)關(guān)于電商包裝件運輸環(huán)境的數(shù)據(jù)并不完善，而且，由于國內(nèi)外運輸環(huán)境的不同，國外的研究數(shù)據(jù)并不適用于國內(nèi)運輸包裝件的設(shè)計。因此，研究分析電商包裝件的運輸環(huán)境，為國內(nèi)運輸包裝的設(shè)計和包裝件運輸環(huán)境的測量與分析提供理論依據(jù)是非常重要的。

電商包裝件

近年來，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下，電子商務(wù)備受關(guān)注，國際影響力逐漸增強(qiáng)，發(fā)展越來越迅速，網(wǎng)上購物呈現(xiàn)爆發(fā)性增長。據(jù)報告顯示，2014年，中國的電子商務(wù)交易額達(dá)到了13.4萬億元，同比增長28.8%，與2004年相比，10年間增長了10倍。2017年上半年，中國的電子商務(wù)交易額達(dá)到了13.35萬億元，同比增長27.1%。中國快遞業(yè)的營業(yè)收入達(dá)到2572.9億元，且預(yù)計2017年年底將達(dá)到6000億元，預(yù)計增長率為49.8%。

隨著電子商務(wù)的迅速發(fā)展，快遞業(yè)的迅猛崛起，網(wǎng)上購物也越來越普遍化，產(chǎn)品種類從最初簡單的衣物，到現(xiàn)在的衣食住行都可以在虛擬網(wǎng)絡(luò)線上付款交易，線下物流運輸送貨到門。隨著快遞業(yè)服務(wù)的深入，消費者對于產(chǎn)品的要求也隨之加強(qiáng)了，更加注重產(chǎn)品的美觀性與安全性，貨物包裝也不再是簡單的將貨物進(jìn)行打包，而是對于產(chǎn)品提出了關(guān)于安全、運輸、美觀等多方面的要求。與此同時，電商包裝也隨之發(fā)展起來。包裝根據(jù)其具有的保護(hù)產(chǎn)品、方便儲運、促進(jìn)銷售的功能特點，設(shè)計走向也變得復(fù)雜、高端，形狀各異，如圖1所示。隨著形狀的奇特設(shè)計和對電商包裝件在運輸環(huán)境中的要求，研究電商包裝件運輸環(huán)境進(jìn)而滿足消費者要求是電商包裝的首要任務(wù)。

國內(nèi)運輸環(huán)境

近幾年，中國的快遞物流業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2016年前三季度，全國快遞服務(wù)的業(yè)務(wù)量累計完成211億件，同比增長54%，8倍于同期國內(nèi)生產(chǎn)總值增速，快遞業(yè)務(wù)收入2703.7億元，同比增長43.9%，6倍于同期國內(nèi)生產(chǎn)總值增速；2017年1月，全國快遞服務(wù)業(yè)就完成了22.1億件產(chǎn)品的交易，同比增長2.6%，其中，僅山東某城市的同城業(yè)務(wù)量就達(dá)到了5.6億件，同比增長5.2%，異地業(yè)務(wù)量完成16億件，同比增長1.4%，國際/港澳臺業(yè)務(wù)量完成0.5億件，同比增長12.5%。雖然中國快遞業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)值居于世界首位，然而，中國的物流產(chǎn)業(yè)和國際物流產(chǎn)業(yè)之間仍然存在較大差距。其中最為明顯的是中國的物流運輸過程中存在許多典型的問題，比如關(guān)于包裝件的粗暴處理，即對包裝件隨意扔放、堆疊等比比皆是。最新數(shù)據(jù)顯示，從2009年開始，中國的電商包裝從26萬件猛增到2016年的300多億件，物流訂單量實現(xiàn)了2526倍的增長，2016年雙十一天貓的全天交易額最終成績達(dá)到1207億元，當(dāng)天累計物流訂單量完成6.57億件，創(chuàng)歷史新高。在雙十一期間如此大的工作負(fù)荷下，包裝件的日配送量可達(dá)到16億件，此時的工作量是平常工作量的3倍，在這種情況下，對于包裝件進(jìn)行粗暴處理就會經(jīng)常出現(xiàn)了，這種情況幾乎涉及所有的物流公司，且每年都會持續(xù)一段時間，如圖2所示。

由于物流過程中粗暴處理現(xiàn)象的存在，國內(nèi)也重視了對于電商包裝件的物流運輸過程的研究。包裝件的流通過程主要有：包裝件運輸、包裝件中轉(zhuǎn)、包裝件裝卸、包裝件搬運、包裝件儲藏、包裝件陳列、包裝件銷售和包裝件消費等環(huán)節(jié)。包裝件在運輸環(huán)節(jié)中，特別是公路運輸，由于公路路面的起伏不平、車輛不同的行駛速度、車型、載重量和輪胎充氣程度的影響，都有可能使包裝件遭受不同程度的損壞。研究包裝件運輸環(huán)節(jié)受到的沖擊、震動、跌落數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析出國內(nèi)電商包裝件運輸環(huán)境情況，并加以改進(jìn)，以適應(yīng)電商包裝件的物流運輸和快遞業(yè)的發(fā)展。

研究背景、方法和意義

1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示在中國超過70%的運輸包裝是輕型包裝（低于68kg），輕型包裝的設(shè)計一般都要遵循六步法，其中最基礎(chǔ)和主要的一步是明確運輸環(huán)境。就這一問題眾多的研究人員和組織進(jìn)行了大量的研究。典型的元數(shù)據(jù)被收集和歸納為標(biāo)準(zhǔn)，如 ISTA（International Safe Transit Association，國際安全運輸協(xié)會）和ASTM（American Society for Testing and Materials，美國材料與試驗協(xié)會），這些標(biāo)準(zhǔn)的確立都有助于包裝設(shè)計和實驗室測試。先前美國、日本、西班牙、印度、泰國和巴西都進(jìn)行了關(guān)于路面運輸中振動問題的研究，在最近的文獻(xiàn)中也收集了多個國家的道路運輸環(huán)境的沖擊和隨機(jī)振動數(shù)據(jù)。中國已有的研究中顯示了在中國中部和南部不同路面條件下的沖擊和振動情況；記錄和分析了鐵路運輸環(huán)境下的振動情況；通過運輸環(huán)境數(shù)據(jù)采集設(shè)備在家電物流中的應(yīng)用研究，為中國的家電運輸包裝的設(shè)計與測評提供了有價值的參考；通過將中國卡車運輸振動水平的測量值作為公路條件，卡車速度，和負(fù)載水平的函數(shù)來研究運輸過程中的振動光譜；通過非線性運輸包裝系統(tǒng)動力學(xué)建模研究進(jìn)展，研究了對運輸包裝耦合系統(tǒng)的響應(yīng)分析。Carlos bernad通過運輸振動實驗室的模擬仿真闡述了多軸測試的重要性。Sher Paul Singh通過對空運環(huán)境的測量與分析，研究了美國空運方式下的物流運輸環(huán)境情況。

2.現(xiàn)階段常用研究方法

首先，將包裝件進(jìn)行模型化，將其簡化為一個由內(nèi)裝物、非線性黏彈性緩沖墊、瓦楞紙箱3個部分組成的包裝件系統(tǒng)模型，如圖3（a）所示。設(shè)計一個單自由度系統(tǒng)模型，其中將內(nèi)裝物的質(zhì)量記為m、線性彈簧的等效剛度系數(shù)為k、阻尼器的等效阻尼為c，如圖3（b）所示。endprint

其次，設(shè)計一個亞克力箱和EPE腳墊，并將設(shè)置好的路譜記錄儀DER-1000（Shinyei Testing Machinery Co. Ltd，Japan）裝入亞克力箱內(nèi)，然后一起裝入瓦楞紙箱內(nèi)，如圖4所示。

然后，將物品通過快遞貨車，選擇圓通快遞專用汽車，實驗路線選定為日照—上海路段，該實驗線路涵蓋了高速公路、一級、二級、三級、四級公路等不同路況。對包裝件進(jìn)行汽車實際運送實驗，每次實驗從始發(fā)地日照運到上海后，替換新的角墊材料及瓦楞紙箱后回寄到日照。每次實驗周期為5d左右。進(jìn)行運輸與配送并利用DER-1000采集收集數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析電商包裝件的運輸環(huán)境。

最后，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分別計算并得到相應(yīng)實驗的功率譜密度（PSD）。PSD曲線的橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為功率譜密度，其數(shù)值反映了某頻率下的振動能量大小。

3.研究意義和目的

研究包裝件的破損影響因素，進(jìn)而更好地保護(hù)產(chǎn)品是非常重要的。但是，由于我國關(guān)于包裝件運輸環(huán)境的研究尚不成熟，且國內(nèi)基于運輸包裝環(huán)境的包裝設(shè)計是不同于其他國家的，引用國際數(shù)據(jù)于我國而進(jìn)行的包裝設(shè)計是漏洞百出的。因此，研究中國物流運輸環(huán)境中電商輕型包裝的設(shè)計與運輸環(huán)境中包裝件的沖擊、振動、跌落數(shù)據(jù)進(jìn)而更好地保證電商包裝件在運輸過程中的安全，是現(xiàn)在運輸包裝行業(yè)急需解決的問題。

可以通過模擬形狀不同的包裝件在不同的運輸路線中的振動、沖擊、跌落情況，分析出電商包裝件的時間-加速度曲線、功率譜密度曲線和沖擊響應(yīng)譜曲線，得到物流運輸過程中的振動、沖擊等特性，就可以為包裝件的優(yōu)化設(shè)計和以后對于電商包裝件運輸環(huán)境的深入研究提供數(shù)據(jù)支持與參考。

結(jié)語

當(dāng)今社會，在經(jīng)濟(jì)全球化的環(huán)境下，電子商務(wù)發(fā)展迅速，快遞服務(wù)業(yè)已然在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有了不可或缺的地位，網(wǎng)上購物越來越普遍化。隨之，消費者對于電商包裝的要求也逐漸提高，不再只滿足于視覺上精美、突出、新穎的包裝件，更多的關(guān)注包裝件的安全與綠色。研究電商包裝件的運輸環(huán)境，以便于設(shè)計者設(shè)計出更符合消費者需求的包裝件，從而帶動電子商務(wù)、物流業(yè)以及包裝業(yè)更好地發(fā)展。

作者單位：曲阜師范大學(xué)工學(xué)院endprint