浅谈动力总成厂零件的“精益包装”

摘要：在精益物流实施过程中，包装始终是一个特殊性存在，其不增值的特性使得企业对其认知和感受褒贬不一。好的包装设计可使企业在低成本的情况下保持高质量，差的设计既花钱又有较高的返修率。本文针对此问题，就汽车行业动力总成零件的特殊性包装设计进行了阐述。

Abstract： In the implementation process of lean logistics， packaging is always a special existence， and its non-value-added characteristics make enterprises have a different perceptions and feelings on it. Good packaging design allows companies to maintain high quality at low cost， and poor design costs both money and high repair rates. In this paper， the specific packaging design of the powertrain components of the automotive industry is described.

关键词：精益包装；包装设计

Key words： lean packaging；packaging design

中图分类号：TB482 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）02-0182-04

1 精益包装的定义

在精益物流体系中，精益的包装是保证物流顺畅的前提，如何根据动力总成厂零件特性设计一份精益的包装，是本文主要探讨的问题。

在设计之前，首先要明确精益包装中对”精益”二字的定义或者明确判断是否为精益包装的标准。在本文中，对精益包装的概念描述如下：通过合理的设计，使用合适的容器，使得容器内的零件数量达到最多，但同时又能符合人机工程要求，满足环保需要，使得整个物流环节中因包装导致的成本最低。

如何理解以上概念并将此概念与实际操作相结合，将在下文中对相关内容进行详细描述。

2 合理的设计

合理的设计：设计的合理性第一方面的体现是安全。任何一个包装的设计，首先保证使用人員的安全。如内衬选用时，在车身车间这种焊接较多的区域，就不能选用易燃的内衬；比如料架设计过程中，不能有明显的凸起或棱角，以免在操作过程中对操作人员造成身体上的伤害等等。第二方面的体现是质量。一个好的包装设计一定要能保证零件在正常运输过程的质量状态。在质量保证方面，动力总成厂零件要求较多。

2.1 清洁度：动力总成厂零件清洁度要求极高，如何保证零件在中转运输过程中不被污染，是包装过程首要考虑的问题.一般通过以下几种方式解决：

干净的料箱：在装箱前，需要将料箱清理干净，避免料箱内的杂质污染零件。目前国内动力总成厂中的做法各不相同，有的是将料箱清洁外包给第三方来做，这样零部件供应商拿到的料箱就是干净的，无需进行二次清洗；有的是将清洗费用算在零部件合同中，料箱清洗工作由供应商自行负责。

零件套袋防尘：这种方式在动力总成厂中比较常见，有些零件有防锈要求，会在包装时整体套一个防锈袋，可起防尘、防锈双重效果；有些零件无防锈要求，一般也会套个塑料袋，一方面袋子将零件包装成整体，对质量防护有一定作用，另一方面起双重防尘保护，避免零件与料箱内壁、衬格直接接触产生刮屑导致二次污染，同时到达线旁后，班次交接或宕产期间对已开包装的零件进行防尘。当然还有零件是在供应商处仓储阶段即使用袋子包装，这样在外发时，直接整包装发货。需要特别提到的是在国内各动力总成厂中，比较推荐使用带盖的箱子，这种理念主要在于箱盖不仅要保证零件的防尘，还在于整个车间及内包装的防尘，避免现场人员在开包装时对环境、所带手套产生污染，从而影响零件质量。见图1。

内衬的选择：内衬的选择不当，也会造成零件污染。如使用纸质衬格，当零件与衬格直接接触，在运输过程中零件表面会有纸屑、纸质碎末等黏附在零件表面，这些是绝对不可接受的；如钙塑板或中空板衬格，这种材质的内衬容易老化，破碎的衬格残渣会掉入零件内部，从而影响零件性能；如HDPE材质托盘，这种高分子材质托盘本身硬度是没问题的，但动力总成厂缸体、缸盖、曲轴及齿轮类零件表面锋利面极多，与衬格接触后会产生刮屑从而影响零件清洁度。目前比较推荐的材质有PET、TPU、压塑成形的纸浆板。除了新材质选用，也可针对已用的材料进行改进，如与零件接触的纸板表面加压塑料薄膜，中空板衬格定期报废，HDPE托盘在制作前，底料中增加其他辅料，提高托盘硬度等等，可在实际工作中变通参考实施。见图2。

2.2 零件定位的设计：一个好的定位设计是保证零件质量的重要前提。在拿到一个相对比较复杂的零件时，如何确认其包装设计方案呢？

观其形：零件的形状是设计的基本输入（零件尺寸对箱型选择的影响我们放在下一章节描述，本章节不做赘述），若零件本身非常规则，如变速箱齿轮类零件，标准圆形尺寸，可直接通过仿形托盘设计对其外形进行定位（如图3）；若零件本身不规则，则需要考虑其定位的特殊性，寻找其允许定位的位置，这就引申第二个观察点（如图3）。

明其性：此部分主要指了解其质量特征，即外观质量和内在特性。外观质量是指哪些是需要重点防护的位置，哪些是允许定位的位置。如发动机进气歧管，其表面的卡扣极其容易断裂，在包装过程中就需要重点防护其卡扣位置；如发动机总成，可重点关注其几个定位点，整台发动机即可实现防护。（如图4）。零件的内在结构需重点防护的，如发动机各种传感器，其内部金属探针容易断裂或折弯，再比如发动机的三效催化转换器，其内部陶瓷体在运输过程中受到较大颠簸而碎裂。内在特性还包括零件本身的材质属性，这主要会影响到零件的防锈要求，如铸铁类、铸钢类、粉末冶金，表面是否有镀锌、镀铬，是否经过热处理等等，都会对零件防锈产生要求，从而需根据零件属性选择合适的防锈方案。（如图5）

定其位：以上所有内容都是为了最终的定其位，在定位过程中，首要选择合适的定位材料，确保其定位材料不能损坏零件本身表面质量，必要时对定位材质进行特殊处理。如当前铝制发动机比较常用，以往常见的铸钢插销就不能用在铝制发动机定位上，但如果将插销表面湛塑一层TPU，即解决了零件表面可能产生的磕碰问题，同时也解决了零件运输过程中的定位问题。确认好定位材料，则需要确认其定位方式，一个好的包装设计，其定位一定是简洁的、易制作的、操作简便的、可实现多型号共用。根据零件的运输要求对零件定位进行设计，我们称作6面定位法，关键点是从零件的四面及上下考虑限位。不同的运输条件对限位的要求成都不同。如车间内周转的料架，因地面平整无颠簸，可对其上部限位减少需求，而涉及长途运输的零件，其运输条件恶劣的多，则需要进行六面全面防护。附图为比较好的集中设计方案，推荐参考使用（如图6）。

3 合适的容器

合适的容器在此部分要体现两个概念：容器的标准化及匹配。在主机厂中，标准化的容器将大大降低存储空间及运输资源的浪费。以国内某大型动力总成厂为例，因为其零件供应商分布区域相对比较集中，从运输成本考虑，采用循环取货方式，到各家供应商按窗口时间取货。因供应商使用的包装容器均为此主机厂要求的标准尺寸容器，故在运输过程中大大提高了运输装载率，降低了运输成本。

容器的标准化主要取决于各主机厂运输模式的确认。再以国内某动力总成厂为例，因其80%的物料均需要通过集装箱运输，则其容器的尺寸设计主要考虑匹配集装箱的尺寸。根据集装箱的长宽高来分解容器的尺寸，像叠积木一样将容器堆叠满集装箱。标准尺寸的包装对工厂运作及仓储规划也有重要的影响。尺寸越标准，铲运车辆即可固定铲齿间距，不需时时调整，线旁规划可顺序摆放，方便生产线布局，现场零件取用；仓库内高位料架可按确认规格制作，减少非标准尺寸带来的仓储浪费。虽然每种动力总成的零件尺寸大小有一定差异，但根据国内较领先的动力总成厂经验，标准化工作是完全可以实现的，目前国内较大的动力总成厂其标准化率可达到99%。（如图7）

有了标准化的箱型，需要考虑在各标准化箱型中选择合适的料箱。从整个精益供应商链考虑，箱型选择时优先使用最小箱原则，即从尺寸最小的箱子选起。第二个原则是减少搬运次数。并非箱子越小越好，还需要根据生产线的节拍计算包装数量，确保包装数量与搬运频次实现均衡。以某动力总成厂为例，其线旁零件的库存为3小时，每小时物流人员集中送一次货其箱型选择时尽量确保包装数量满足线旁1小时的量。若包装数量低于1小时，则为保证线旁正常造机，现场需要多放几箱零件才可满足线旁库存设置，此时会导致线旁空间被料箱占用，生产取料人员和物流拉动人员要多次搬运，并延伸到整个供应链搬运频次的增加；若包装数量过大，虽然搬运频次降低，但会导致库存资金的呆滞和浪费。线旁库存、仓储库存都是按时间原则设置后并向上取整，都会导致资金被占用。使得容器内的数量达到最多，是在合理的设计及合理的箱型选择完成后，再进一步考虑提高零件的包装容积率。如减少零件不必要的内衬，如利用零件相互错位摆放使用更小箱型等，在工厂内最好设置一个包装容积率的指标，通过此指标的考核，保证能达到提高运输装载率，降低运输费用的目的。关于此指标的计算：

包装容积率=包装箱内零件与内衬所占用的体积/包装箱本身的体积*100%

而一般料箱内的内容物都是自下而上平铺，所以也可简化为：包装容积率=包装箱内容物的高度/包装箱的内高 *100%

4 合适的人机

符合人机工程的要求：每个工厂可接受的人机工程标准均有一定的差异。以国内某动力总成厂为例，对于使用双手搬运的零件包装，其零件+内衬+包装箱重量<=15kg。对于使用铲车铲运的包装箱，考虑使用平板小车上线，但小车+零件包装的静启动力<=175N。除重量限制外，还有高度上的限制，如最低取料高度为500mm，最高取料高度为1520mm（这些尺寸含吊具尺寸）。如图8。零件间间隙>=25mm等等，具体可根据每个工厂的实际情况，参考国标，制定各工厂的人机工程标准。

5 合适的成本

供应链中因包装原因导致的成本最低。这个成本为内衬成本+外箱成本+运输成本+存储成本。各个成本间有一定的关联性，并非降低其中一个成本，则总成本就最低，需要计算综合影响。比如如何降低内衬成本：对防护要求不严格的，可考虑使用较简单并便宜的一次性内衬材料；而对于防护要求较高的零件，为降低其内衬费用，常见的方式是制作可循环内衬。虽然初期投入费用高，但按循环次数分摊后可大大降低内衬的使用费用，但同时也会带来运输费用、仓储费用及人员管理費用的增加，所以在确认是否投入可循环内衬时，对其他费用也要充分评估。再比如包装箱成本，包装数量越大，则需购买的包装箱就越少，包装箱所占用的供应链成本越低，同时运输成本也会大大降低，这也是我们在前文中提到的提高包装容积率的意义，但包装数量是否一定越多越好呢？这就回到我们在前文中提到的库存资金占用问题。当库存资金大于因包装数量增加而减少的料箱投入费用和运输费用时，过高的包装数量将失去其意义。

6 合适的绿色

满足环保需要：此部分只做简单表述，主要是要求在包装设计过程中尽量使用环保、可循环、可降解的包装材料：比如金属材料、纸质材料、高分子材料如TPU、PET、HDPE等等，少使用或不使用不符合环保要求的材料如PVC等。

综上所述，一个好的包装设计需要满足安全、质量、标准化、人机、成本、绿色包装这几项原则，而实际设计中，哪项原则的优先级更高，则需要各工厂根据自己的实际情况酌情选择，但总体可从以上几个指标进行横向和纵向比较，达到评审包装和理性的目的。

参考文献：

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