汽车零部件包装器具规划设计
作者:王国富 李成 周福禄 郑晓科 胡畔
来源:《时代汽车》2021年第21期
        摘 要:中国汽车产业规模近20年以来随着市场的不断扩张也呈现爆发式增长,并且在2017年达到顶峰,随之而来造车新势力如雨后春笋般不断成立,然而在2017年之后汽车市
场连续三年呈现负增长,各大车企市场份额竞争压力、利润压力陡增。因此根据“乘数效应”,通过成本优化能够快速实现利润保障,优化供应链成本也成为各大车企共同的选择,而供应链基础是包装器具,本文将着重介绍包装器具规划设计的核心理念、思路方法等,为汽车产业供应链成本优化提供参考。
        关键词:汽车零部件包装 供应链成本优化 包装空隙率 循环包装 单车体积
        1 引言
        汽车产业是居民日常消费中除了房产之外的最大宗消费品,伴随着中国经济的腾飞,汽车消费市场迎来了长达20年的黄金期,从2000年至2017年,汽车市场始终保持着高速正增长,在2017年达到峰值,销量达2888万辆。但2018年至2020年却出现负增长,累计跌幅达到13%。一方面是市场的萎缩,一方面又要面临着小鹏汽车、蔚来汽车等造车新势力对市场的竞争,传统车企面临的利润压力可想而知。物流成本不产生增值价值,又因其具备隐藏性等特征,近年来逐渐被重点关注。
        汽车物流主要分为零部件物流(含备件)和整车物流,整车物流相对简单且成本透明,因此优化空间有限,零部件物流以其复杂性、可操作性等特征,具有较大优化空间。
        包装器具是零部件物流的基础和最小运输单元,关系到卡车满载率、装卸效率、存储效率等多个环节,进而影响包装器具投入数量成本、卡车运输趟次成本、存储面积成本、装卸上线人员及工艺车辆资源成本等。
        2 包装器具基础
        包装器具通过不同维度可以作如下划分。(1)是否可循环:可循环包转、一次性包装;(2)通用性:通用包装器具、专用包装器具;(3)结构:旋转器具、翻板器具、天地盖包装、可折叠包装器具等;(4)材质:金属材质、吸塑材质、布袋式材质、瓦楞纸材质、中空板材质等。
        目前流通中使用比较多的包装器具包括:塑料箱、纸箱、铁料箱、围板箱、专用金属器具,集载用吸塑托盘及木托盘。
        (1)塑料箱:主要型号包括5款VDA标准的料箱及其他大型料箱(尺寸大于600mm*400mm)。该包装类型具备如下应用特点:价格低、通用性强、成模数(彼此间可堆码)。
        适用范围:小尺寸零件、重量轻的零件(限重15kg)、表面防护要求低零件,见表1。
        (2)围板箱:主要包括4种型号分别为TW101/TW102/TW102H/TW103。该包装类型具备如下应用特点:返程体积小、容量大、相对重量小。
        适用范围:中等尺寸零件、表面防护要求低零件、总装零件。
        (3)铁料箱:主要包括4种型号分别为T201/T201H/T202/T203。该包装具有如下特点:器具强度大、容量大、价格高。
        适用范围:中等尺寸零件、焊装零件、重量较大零件,见表2。
        (4)纸箱:纸箱种类有10余种,分为小箱与大箱,其尺寸与塑料箱、围板箱保持相同尺寸规格,有利于成模数装载。该包装具有如下特点:价格便宜、重量轻、应用范围广、不需要返程等。
汽车储物箱        适用范围:长途运输零件、总装零件,见表3。
        (5)专用器具:类型根据不同零件特点均有不同尺寸。该器具具有如下特点:个性化
定制、零件防护优、价格高、体积大。
        适用范围:总装零件、大体积零件、防护要求高零件。
        3 设计理念
        模数化:1.尽量提升包装器具间相互匹配度,采用600mm*400mm的模数,目前大部分包装器具均按此模數等比例缩放长度和宽度。2.为了满足与卡车的匹配,整托的KLT(小箱)或单个GLT(大箱),规划的宽度一般为1200mm*1200mm,满足与卡车2400mm*2560mm的内径匹配。3.JIS零件供货为了满足上线循环,一般采用12-24-48-96的零件装载量,可保证同一条上线路线实现零件同步消耗,避免出现尾箱。
        轻量化:尽量减少包装器具重量,减少运输成本、降低装卸难度、提升人机工程。可考虑采用:中空板材质替代塑料箱、围板箱替代铁料箱、帆布代替铁板、铝型材替代铁质器具、精简包装器具结构等。
        空零化:通过自主建立包装器具空隙率标准,尽量减少包装器具空隙浪费,降低单车体积。主要通过以下手段实现:精巧机构创新(连杆机构、翻板机构、旋转机构、抽拉机构)
、减少不必要结构(取消过度防护、隔衬等)、单元空间最小化(零件分隔空间最小化,利用零件形状特性,错位摆放提高包装容积率等)。最终实现包装器具容量不变、减小包装器具体积或单包装体积不变、增加单包装容量。
        合理包装空隙率参考如下:
        X%=×100%
        V0:外包装外切最小体积;
        Vn:最小外包装外切最小体积之和;
        k:保护和固定商品必要空间系数。
        通用化:尽量增加包装器具通用性,降低专用包装器具种类,只能有限的包装器具尺寸池内选择,可以有效降低供应链运输、存储成本、剩余浪费。
        可循环化:尽量减少一次性包装,循环包装及内衬可增加使用次数,一方面减少包装成本,一方面有利于碳排放及环保。
        4 优化案例介绍
        以后扰流板(质量提升)与后雨刮电机(成本优化)包装器具优化为例:
        后扰流板器具:由于后扰流板是准时化排序供货,每种器具需要同时匹配5种不同型号尺寸的零件。原方案采用翻板、支架加泡棉限位形式,但是5种零件想要到共同的限位点非常困难,因此部分种类零件在器具中会出现串动现象,导致零件出现3%左右磕碰质损,会增加成本并影响供货秩序。优化后方案采用抽屉式器具,每种零件单独开模发泡盒,再将发泡盒进行排序,这样既可以保证5种零件的限位,排序过程又不需要触碰零件,可以有效保证零件质量。
        后雨刮电机包装:原方案零件采用竖放的形式,单层摆放零件24个,摆放3层,单包装容量72个,通过Packassistant软件模拟以及空间的摆放实验,将零件进行交叉错位摆放,有效利用零件不规则导致的空间浪费,倾斜摆放,每层在容量不变情况下高度降低0.13m,在外箱尺寸不变的情况下,层数由3层提升到5层,容量提升至120。零件单车体积降低0.003m3,全年减少运输量900m3。
        5 结语
        综上,包装器具作为汽车零部件供应链基础,实际上代表着供应链皇冠上的明珠。包装器具与零件质量、成本、效率等各个环节都息息相关,是所有汽车企业必争的领域,必将大有可为!