1)人機(jī)工程學(xué)方面的制約條件。人搬運(yùn)物體的力量與人的姿勢(shì)(這主要涉及是彎腰搬,還是半蹲搬,兩手離開(kāi)身體正面的距離、兩手的開(kāi)距以及兩手搬放的高度等)和操作方式(這主要涉及是單手搬還是雙手搬,是提還是舉,是推還是拉,以及搬放時(shí)物體的重心是否落在雙手與身體組成的平面內(nèi),是否在雙手的連線(xiàn)上等等)均有關(guān),具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)查看相關(guān)的人機(jī)工程學(xué)方面的資料手冊(cè)。這里只是想簡(jiǎn)單地從一、二個(gè)因素出發(fā),討論一下從人機(jī)工程學(xué)的角度應(yīng)該怎樣來(lái)把握紙箱的尺寸大小。
雙手能夠舉起的重量與雙手所處的高度關(guān)系密切,同時(shí)還嚴(yán)重受到雙手離開(kāi)身體前方距離的影響。在本例的紙箱使用過(guò)程中,影響手的搬箱高度的工序有半年工序、碼垛工序和將衣物擺放到配貨架上去,這個(gè)因素直接影響到了紙箱的允許最大毛重,間接地也就影響到了紙箱的容積,即紙箱的三個(gè)尺寸。
此外,還值得指出的是,一只手的負(fù)重能力比兩只手的負(fù)重力的一半還要小。在搬運(yùn)過(guò)程中,除了雙手的開(kāi)距基本保持不變之外,雙手的高度和前向距離經(jīng)常是在不斷的變化,所以要?jiǎng)討B(tài)地分析問(wèn)題。
為了操作方便,除特殊情況外,應(yīng)考慮1人搬運(yùn)為宜。
從人的操作來(lái)說(shuō),紙箱當(dāng)然是小些好,但這決不意味著越小越好。過(guò)小的紙箱無(wú)疑會(huì)增加包裝材料的使用,增加操作動(dòng)作,還會(huì)影響其它搬運(yùn)工具(如托盤(pán))的面積使用率。
2)托盤(pán)的制約條件。托盤(pán)是使靜態(tài)貨物轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)貨物的媒介物,它能使許多物品堆放在一起并形成具有同樣大小與形狀的集裝單元,便于產(chǎn)品的流通和機(jī)械化裝卸,因此是一種常用的貯運(yùn)包裝工具托盤(pán)有許多不同的種類(lèi),但最影響到紙箱尺寸的因素還是托盤(pán)的尺寸和碼垛的方式,國(guó)際ISO組織已經(jīng)制定了托盤(pán)尺寸的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),分別為800×1000mm、800×1200mm、1000×1200mm三種,與我國(guó)現(xiàn)行推廣使用的托盤(pán)尺寸有一定差別,如交通部推廣使用的托盤(pán)尺寸就為850×1250mm。顯然,出口商品應(yīng)以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。為簡(jiǎn)便起見(jiàn),我們只取最接近的一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)托盤(pán)(800×1200mm)為例,同樣,在碼垛方式上也只分析5件正反交錯(cuò)式碼垛和4件旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)式碼垛為例進(jìn)行分析。至于采用重疊式碼垛或縱橫交錯(cuò)式碼垛可以類(lèi)似地進(jìn)行分析。
5件正反交錯(cuò)式碼垛方式,其截面可呈長(zhǎng)方形,能有效地利用托盤(pán)的表面積,而4件旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)式碼垛方式,其截面則肯定呈正方形,而且中央形成空穴,會(huì)降低托盤(pán)的表面利用率,但這種碼垛方式的穩(wěn)定性好。如果采用5件正反交錯(cuò)式碼垛方式,則紙箱的寬度a應(yīng)為120/3=4厘米,但由于實(shí)際碼垛時(shí),物品允許超出托盤(pán)一些,理論上每邊可以超出5厘米,所以紙箱的寬度可以稍微大于40厘米。如果不留空隙,則紙箱的長(zhǎng)度b應(yīng)為120/2=60厘米。由于60+40=100厘米已經(jīng)超過(guò)了托盤(pán)寬度80厘米較多(理論上允許超過(guò)每邊4厘米),所以長(zhǎng)度應(yīng)為44厘米,但是如果不考慮允許適應(yīng)各種車(chē)輛容積的話(huà),僅從碼垛的穩(wěn)定性出發(fā),采用60厘米的長(zhǎng)度甚至更大一些也是可以的。如果采用4件旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)式碼垛方式,也只能采用只考慮碼垛穩(wěn)定性的方式進(jìn)行設(shè)計(jì),否則托盤(pán)的表面利用率就太低了。為了減少中央的空穴,應(yīng)盡量減少紙箱的長(zhǎng)寬比,最小值就是上面的60(長(zhǎng))×40(寬)厘米,最大值可達(dá)到70(長(zhǎng))×50(寬)厘米。
3)運(yùn)輸車(chē)輛車(chē)廂和集裝箱的約束條件。運(yùn)輸車(chē)輛主要指的是廂式大貨車(chē),目前車(chē)輛車(chē)箱的尺寸還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。如果是采用隨托盤(pán)一起裝卸車(chē),則紙箱的長(zhǎng)寬尺寸在考慮托盤(pán)的制約條件時(shí)就已經(jīng)分析討論了,而紙箱的高度卻應(yīng)該根據(jù)車(chē)輛內(nèi)部高度來(lái)確定,即紙箱高度=車(chē)輛內(nèi)部高度-托盤(pán)厚度-作業(yè)間隙/紙箱碼放層數(shù)作業(yè)間隙一般取10厘米.
如果貨物是直接碼放在車(chē)廂內(nèi),則紙箱的長(zhǎng)、寬、高尺寸都必須與車(chē)輛的內(nèi)部尺寸相適應(yīng),達(dá)到充分利用車(chē)廂容積,保證貨物碼放穩(wěn)定,方便裝卸操作的目的。紙箱的長(zhǎng)寬尺寸之間以及與車(chē)廂長(zhǎng)寬尺寸之間要呈倍數(shù)關(guān)系。在這一點(diǎn)上與分析集裝箱的約束條件時(shí)類(lèi)似。集裝箱是目前常用的一種運(yùn)輸包裝工具。我國(guó)已于1978年頒發(fā)了貨物集裝箱外部尺寸和重量的系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),它與國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)是基本對(duì)應(yīng)的,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)參看相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。為簡(jiǎn)便起見(jiàn),下面以鐵路貨運(yùn)1噸集裝箱為例來(lái)進(jìn)行分析討論。其尺寸如下:
外部尺寸:900×1300×1300mm
內(nèi)部尺寸:830×1260×1144mm
自重:186kg 載重:814kg 總重:1000kg
顯然,紙箱的尺寸為620(長(zhǎng))×570(寬)×400(高)mm為最佳,這時(shí)正好能放下八個(gè)紙箱,考慮到只是碼放二層,以及托盤(pán)的尺寸約束條件,紙箱的寬和高二個(gè)尺寸可以對(duì)換一下。還值得指出的是最后應(yīng)檢驗(yàn)是否滿(mǎn)足載重要求。而且國(guó)際運(yùn)輸集裝箱一般都在20噸以上,這主要是為了便于用集裝箱船運(yùn)輸。
4)配貨架的約束條件。配貨架很象超市中使用的貨架,一般有五層,總高2.5米左右,長(zhǎng)3米左右,寬1米左右,在安裝時(shí)可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整,但一旦安裝固定后,在使用過(guò)程中一般不再調(diào)整。使用時(shí)為兩組并排緊靠在一起連接成一個(gè)長(zhǎng)排,頂層作堆放貯備配貨用。所以實(shí)際配貨用的是四層,每層層高約50厘米。因此,如果紙箱高度超過(guò)50厘米,操作起來(lái)就很麻煩,甚至?xí)o(wú)法放入配貨架間,至于紙箱的寬度如果不恰當(dāng),就有可能發(fā)生最后空隔較大卻又無(wú)法放一個(gè)紙箱的情況。比如說(shuō)配貨架的長(zhǎng)度為3米,紙箱的寬度為51厘米,變會(huì)出現(xiàn)六個(gè)放不下,五個(gè)又空出45厘米的情景。長(zhǎng)度方面也有類(lèi)似的情況。紙箱的尺寸越小,可能浪費(fèi)的配貨架面積也就越小,但紙箱過(guò)小,卻會(huì)使得需要更經(jīng)常地向配貨架添加貨物。
從上面的分析可以看出,在確定紙箱尺寸時(shí)需要系統(tǒng)地考慮一系列的約束條件,這些約束條件有些是相互能夠容納的(可以定義為相容條件),而有些卻是相互矛盾的(可以定義為相悖條件)。對(duì)于相容條件,比較好辦,只要按照其中之一進(jìn)行設(shè)計(jì),其它的條件也就自動(dòng)滿(mǎn)足了。而對(duì)于相悖條件,則需要分別進(jìn)行設(shè)計(jì),從中找出最佳的方案來(lái),而這個(gè)最佳的方案肯定會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)所考慮的主要原則不同而不同。