1、前言
　　我國(guó)的包裝工業(yè)與世界先進(jìn)水平存在差距，一方面是由于技術(shù)方面的問(wèn)題，另一方面也是由于設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想方面的問(wèn)題。比如說(shuō)，在包裝的設(shè)計(jì)過(guò)程中僅僅是就事論事，缺乏系統(tǒng)論分析方法，從而使得所設(shè)計(jì)出來(lái)的包裝不能夠滿(mǎn)足人機(jī)工程學(xué)的要求，以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性等方面的要求。這一點(diǎn)，在目前的紙箱尺寸設(shè)計(jì)中反映得十分明顯。
　　紙箱屬于紙器包裝中的一部分。紙器包裝是各種包裝方法中應(yīng)用最廣的一種，它既可以作為內(nèi)包裝又可作為外包裝，而紙箱則是紙器包裝中最常見(jiàn)的形式，它具有易開(kāi)啟搬運(yùn)存放，可再生反復(fù)使用，能在表面上印刷各種文字和圖案，相對(duì)價(jià)格比較低廉等優(yōu)點(diǎn)，而且具有一定的強(qiáng)度，可以為包裝內(nèi)容物提供較好的促銷(xiāo)作用和保護(hù)作用，所以紙箱包裝得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。我們有理由對(duì)紙箱包裝的設(shè)計(jì)予以足夠的重視。
　　目前，我國(guó)只是對(duì)紙箱的箱型作了明確的規(guī)定，而對(duì)紙箱的尺寸大小卻無(wú)任何要求，主要由設(shè)計(jì)者來(lái)定，而設(shè)計(jì)者在確定紙箱尺寸時(shí)又主要是考慮兩方面的因素：一是能夠包容得下包裝內(nèi)容物；二是具有足夠的強(qiáng)度。對(duì)于一些大件物品，象冰箱、彩電、洗衣機(jī)等，紙箱的尺寸和形狀確實(shí)主要取決于產(chǎn)品的大小與形狀，但仍然有相當(dāng)多的時(shí)候，包裝紙箱比其所包裝的單件產(chǎn)品要大得多，如衣物、食品以及小商品等，這時(shí)候紙箱形狀和大小的設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)就要靈活得多，但這決不意味著可以隨意設(shè)計(jì)。其實(shí)，制約紙箱大小和形狀的因素除去包裝內(nèi)容物外，還有許多其它的因素，所以設(shè)計(jì)時(shí)只有系統(tǒng)地綜合地把握住所有的制約因素，才能夠真正合理地確定紙箱的大小形狀。下面僅以出口服裝的包裝紙箱設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。由于為了便于制造、存放、搬運(yùn)，這類(lèi)紙箱一般都是設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方體形，所以，實(shí)際在設(shè)計(jì)中要確定的是紙箱的長(zhǎng)寬高三個(gè)尺寸的大小。
　　2.紙箱尺寸大小的制約條件
　　為了使問(wèn)題簡(jiǎn)單明了，我們暫不考慮紙箱的生產(chǎn)制造這個(gè)環(huán)節(jié)，僅就紙箱的使用過(guò)程來(lái)加以分析。顯然這樣做并不會(huì)使我們的問(wèn)題和答案失去意義。
　　紙箱在服裝廠出口中的使用過(guò)程一般可以概述如下：
　　1）將出口服裝按單裝箱，再用膠帶紙封箱，填寫(xiě)必要的文字說(shuō)明，再用塑料帶捆扎。
　　2）裝車(chē)。有二種方式：一是將紙箱碼在托盤(pán)上隨托盤(pán)一起裝車(chē)，這樣做便于自動(dòng)或機(jī)械化裝卸，效率高，是常用的一種方式；另一種是將紙箱直接碼放在貨車(chē)車(chē)廂內(nèi)或集裝箱內(nèi)。
　　3）將紙箱運(yùn)至車(chē)站碼頭，卸車(chē)，再裝入集裝箱內(nèi)。當(dāng)然，有時(shí)這一步會(huì)在廠內(nèi)直接完成。
　　4）紙箱運(yùn)抵出口目的地（國(guó)）后，一般都有要轉(zhuǎn)由汽車(chē)運(yùn)到批發(fā)中心或配貨中心進(jìn)行碼放。
　　5）將服裝（常常是隨同紙箱一起）放至配貨架上，由配貨員根據(jù)分銷(xiāo)商或者分銷(xiāo)店的清單要求進(jìn)行配貨。
　　6）將騰空的紙箱或者再用作包半配貨或者壓疊回收。
　　在使用過(guò)程中涉及到包裝紙箱大小的制約因素主要有以下五個(gè)方面：
　　1）人機(jī)工程學(xué)方面的因素。在碼放、捆扎、半年以及將服裝按照種類(lèi)、顏色、大小順序地放入配貨架上時(shí)，都需要由人來(lái)搬放一個(gè)個(gè)的紙箱。如果紙箱的尺寸大小設(shè)計(jì)得不好，就可能使工人操作起來(lái)十分不便。如有家出口服裝廠生產(chǎn)的是牛仔褲，采用的是800（長(zhǎng)）×800(寬)×200(高)mm的單層瓦楞紙箱包裝.在去掉捆扎帶和蓋后,由于牛仔褲較重,當(dāng)用手搬住紙箱兩邊時(shí),發(fā)生紙箱中間向下凸的現(xiàn)象,兩手操作十分吃力,更別說(shuō)有時(shí)需要將紙箱連帶衣物一起放到2米高的配貨架上.又比如有一個(gè)廠所用的紙箱為1150(長(zhǎng))×400(寬)×600(高)mm,這種規(guī)格的紙箱在一個(gè)人操作時(shí)十分吃力.更有甚者,我在調(diào)研中還發(fā)現(xiàn)有個(gè)廠子的紙箱長(zhǎng)1米,寬80厘米,高60厘米,毛重60多公斤,一般的人根本別想搬得動(dòng),配貨中心也只好就地開(kāi)箱,然后將衣物取出裝入一個(gè)小些的紙箱中再送上配貨架,增加了勞動(dòng)成本,恐怕這個(gè)增加出來(lái)的成本最終也要算到出口廠家的頭上.
　　2)托盤(pán)的尺寸。這里主要要考慮到托盤(pán)的表面利用率和碼垛貨物的穩(wěn)定性。
　　3）貨車(chē)車(chē)廂的尺寸大小。
　　4）集裝箱空間的尺寸大小。
　　以上兩個(gè)因素都是要考慮到充分利用容積，方便裝卸作業(yè)。
　　5）配貨架的尺寸大小。這里要考慮到便于操作，特別要防止紙箱無(wú)法放入配貨架中。
　　3.紙箱尺寸大小與各制約因素之間的關(guān)系
　　下面讓我們具體地分析一下，紙箱的尺寸應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)才能滿(mǎn)足上述五個(gè)方面的制約條件。
　　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。
　　圖1所示為手離開(kāi)膝的前向距離分別為25厘米（最佳膝前向距離）和50厘米時(shí)成年男子用雙手能提起物體的平均重量與高度的變化曲線。圖2為手高于膝的垂直距離為102厘米時(shí)成年男子用雙用能提起物體的平均重量與手離開(kāi)膝的前向距離之間的關(guān)系曲線。
　　由圖1可以看出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。
　　圖2則清楚地表明了當(dāng)雙手在離開(kāi)胸前50厘米內(nèi)時(shí)舉力幾乎是保持不變的，而當(dāng)超過(guò)這個(gè)距離之后，舉力就隨著距離的增大而急劇地下降，這個(gè)因素實(shí)際限制了紙箱的寬度。根據(jù)這個(gè)限制，理論上紙箱可以做到1米寬，但由于在搬運(yùn)過(guò)程中，雙手還需要將紙箱向前方送出一段距離，所以實(shí)際上紙箱的寬度要做得比這小得多。雙手的開(kāi)距與雙手的舉（提）力之間也有類(lèi)似于圖2所示關(guān)系曲線，這個(gè)因素將制約紙箱的長(zhǎng)度。
　　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（圖3）和4件旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)式碼垛（圖4）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。
　　圖3所示的碼垛方式，其截面可呈長(zhǎng)方形，能有效地利用托盤(pán)的表面積，而圖4所示的碼垛方式，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。
　　如果采用圖3所示的碼垛方式，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.如果采用圖4所示的碼垛方式,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。