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快遞包裝自助回收系統開發

添加時間:2018/07/27 來源:包裝工程 作者:肖穎 黃金康 吳建香
由于回收箱的空間有限, 根據回收箱使用流程進行分析, 將塑料回收區與紙箱回收區設置成緊密分布的布局, 其中為了提高回收量將塑料投放口設置到碎紙工作區正上方, 為能高效率工作。
  以下為本篇論文正文:

  摘要:目的 設計一款回收箱對快遞包裝進行自助回收, 為當前快遞業中存在的快遞包裝回收難以及污染浪費等問題提供一種解決方案。方法 以實際需求、產品特性和產品用途為基礎, 利用工業工程人機工程學中的設計要點、人體操作舒適度以及物流相關知識進行回收箱箱體的設計。結果 設計出一種新型、實用型校園快遞包裝回收箱, 其由顯示屏區、工具存放區、投放口區、碎紙工作區、拆包處理臺這五大區域構成, 整體尺寸為125 cm×90 cm×190 cm。結論 該快遞包裝回收箱與市場同類產品相比, 更安全、方便、實用和智能化, 符合校園快遞包裝回收的需求, 能夠解決校園快遞包裝造成的浪費問題, 值得進行市場推廣。

  關鍵詞:逆向物流; 快遞包裝回收; 箱體布局設計; 產品設計;

  根據國家郵政局公布的相關數據顯示, 2015年, 我國快遞業共消耗塑料袋約82.68億個、包裝箱約99.22億個、內部緩沖物約29.77億個[1]。在這一數據的背后, 存在著快遞包裝回收難、二次利用率低、快遞企業對快遞包裝的回收重視程度低等問題[2], 造成了資源的嚴重浪費、不可降解塑料袋污染環境等后果[3—5]。已有許多國家對于快遞包裝有相關的法律和回收體系, 然而我國尚未有針對快遞包裝的回收體系[6], 為解決快遞包裝回收問題, 文中擬通過在高校設立快遞包裝自助回收箱用于對快遞包裝的回收, 建立回收體系, 促進回收物流的發展。

  1、回收箱概述

  回收箱名為快遞包裝自助回收箱V1.0?爝f包裝自助回收箱主要用于對快遞包裝中的紙箱、塑料包裝、內部緩沖物[7]等進行回收, 并可用于設計開發相關的增值服務;厥障涞脑O計概念見圖1。

圖1 回收箱設計概念
圖1 回收箱設計概念

  1.1、布局的設計

  回收箱是由顯示屏區、包裝投放口 (紙箱投放口及塑料投放口) 、碎紙工作區、工作臺以及工具區組成。由于回收箱的空間有限, 根據回收箱使用流程進行分析[8—9], 將塑料回收區與紙箱回收區設置成緊密分布的布局, 其中為了提高回收量將塑料投放口設置到碎紙工作區正上方, 為能高效率工作, 根據右手最近原則將塑料投放口及碎紙區設置在包裝盒回收區的右側。

  1.2、回收箱設計的特色

  相對市場上現有回收箱來說, 該回收箱更具安全性、方便性、實用性[10]且更智能化, 它更符合現今市場的需要。

  1) 安全。為保護個人信息不被泄露, 該回收箱設有碎紙機, 方便使用者銷毀快遞面單, 比市場上現有的回收箱多了信息保護功能。

  2) 方便;厥障錇槭褂谜咛峁┛爝f拆包工具以及拆包工作臺, 相對于市場上現有的回收箱更方便使用者使用。

  3) 實用。該回收箱有對快遞包裝進行一次分類的功能, 相對于市場上現有的回收箱, 它減少了后期分類處理的工作量。另外, 該回收箱將包裝盒投放口設為扁口式, 主要是為了引導使用者在投放包裝盒時對包裝盒進行簡單的拆、疊處理, 避免浪費空間, 因此該回收箱更加實用。

  4) 智能化;厥障湓O有顯示屏, 主要是以一種積分的激勵機制吸引高校的師生來使用, 并可以進行增值業務的開發。相對于其他回收箱而言, 該回收箱更智能化。

  2、回收箱各配置尺寸設計

  回收箱的整體尺寸為125 cm×90 cm×190 cm, 工具區主要是提供小刀等工具來滿足用戶需求, 其設計尺寸為15 cm×10 cm×10 cm, 可根據實際情況進行調整, 在此不作詳細介紹。各主要配置尺寸的詳細設計如下, 其中高度H為各窗口底邊距箱底邊的高度 (無特別說明情況下) 。

  2.1、紙箱類投放口

  紙箱類投放口主要為文件袋、紙箱等快遞包裝的投遞口, 其設計尺寸為85 cm×5 cm×120 cm。為提高空間的利用率, 將投放口設為扁口式, 再根據快遞包裝標準尺寸規格選擇1號紙箱 (53 cm×29 cm×37 cm) 作為最大極限, 計算得到紙箱折疊后的尺寸, 長度L1=82 cm, 寬度b1=66 cm, 單瓦楞紙箱厚度d1=0.6 cm, 雙瓦楞紙箱厚度d2為1.2~1.4 cm。

  根據空間的利用率、使用方便程度、操作舒適度等設計原則以及預留額度S, 由工業設計人機工程中的人體操作舒適范圍[11], 將紙箱投放口的尺寸定為:長度L=L1+S=82 cm+3 cm=85 cm;寬度b=d2max+S=1.4 cm+3.6 cm=5 cm;高度H=120 cm。

  2.2、拆包工作臺

  2.2.1、初定尺寸

  拆包工作臺主要是方便用戶拆快遞, 根據流水線工作臺的高度及人體立姿尺寸[12]初定拆包工作臺高度為75 cm, 再根據回收箱的紙箱回收區大小的限制設定長度和寬度, 因此初定拆包工作臺的尺寸為70 cm×25 cm×75 cm。

  2.2.2、尺寸驗證

  1) 拆包工作臺高度。根據快遞包裝標準尺寸規格選定1號 (5.3 cm×2.9 cm×3.7 cm) 、6號 (2.6 cm×1.5 cm×1.8 cm) 及12號 (1.3 cm×0.8 cm×0.9 cm) 快遞紙箱規格作為拆包處理工作臺的上、下限來研究。以1號紙箱作為上限計算拆包處理操作的高度為75 cm+37 cm=112 cm (上限) ;以6號紙箱作為常規規格計算拆包處理操作的高度為75 cm+18 cm=93 cm;以12號紙箱作為下限計算拆包處理操作的高度為75 cm+9 cm=84 cm (下限) 。根據工業設計人機工程中人體操作舒適范圍可知, 上、下限值都在人體操作舒適范圍內, 另外以6號規格的紙箱計算操作高度為93 cm, 是人體制作的最佳高度, 因此拆包工作臺的高度設計合理。

  2) 拆包工作臺長、寬度。由于布局的限制 (90 cm內) , 為了避免工作臺面過大而妨礙使用者操作, 長度取70 cm。由于1號紙箱的中心軸位置為14.5 cm, 重心在工作臺面內, 因此寬度為25 cm的設計合理。

  2.3、塑料類投放口

  塑料投放口主要為外層塑料包裝、緩沖材料等的投遞口, 其設計尺寸為20 cm×15 cm×20 cm×125 cm (長度×寬度×深度×離箱底高度) 。

  1) 塑料材料的性質?爝f塑料包裝種類多, 外層包裝有塑料袋、編織袋, 內層緩沖材料有塑料薄膜 (氣泡膜) 、聚乙烯薄膜等?爝f塑料包裝體積各異, 為了適應各種塑料材料的需要, 在不影響其他配置尺寸的情況下適當增大投放口的長、高尺寸, 定其尺寸為20 cm×15 cm。

  2) 空間利用率。根據人體操作舒適范圍將投放口的寬度設為20 cm, 以改變堆積物的中心軸位置來增大容量, 原理見圖2。

圖2 容量增大原理
圖2 容量增大原理

  3) 人體操作舒適度。根據人體操作舒適范圍盡可能提高容量, 因此將高度定為125 cm。

  2.4、碎紙工作區

  碎紙工作區的設置是用于銷毀快遞面單, 保護個人信息, 其設計尺寸為30 cm×15 cm×25 cm×95 cm (長度×寬度×工作區高度×離箱底高度) , 具體尺寸設計見圖3。

圖3 碎紙工作區尺寸
圖3 碎紙工作區尺寸

  碎紙機選擇A6迷你型碎紙機 (18.3 cm×10.3 cm×15.3 cm, 紙張入口長為12.3 cm) ;工作區長度為30 cm, 根據查閱GB/T 10000—1988[13]可知人體的平均手寬為8 cm, 人握搖柄后長度為18.3 cm+8 cm=26.3 cm, 為方便使用者靈活操作, 將工作區長設為30 cm;碎紙機寬為10.3 cm, 手握搖柄后手外沿到搖柄距離經測量為3 cm左右, 故總寬度為10.3 cm+3 cm=13.3 cm, 因此工作區寬度設定為15 cm;為了方便投放快遞運單, 以及方便使用者看清投放口的位置, 預留10 cm左右的距離, 工作區高度為15.3 cm+10 cm=25.3 cm, 取25 cm。

  2.5、顯示屏區

  顯示屏區主要是用于開發增值服務、積分制度及實現該回收箱的智能化, 選擇14寸 (28.5 cm×21.4 cm) 顯示屏。為了擴大視線, 因此適當擴大顯示屏區的尺寸, 顯示屏區的大小定為30 cm×25 cm;顯示區的高度受到紙箱投放口高度的限制, 高度=紙箱投放口 (高度+寬度) +分隔尺寸=130 cm, 因此顯示屏中心離地面的距離為130 cm+21.4 cm/2=140.7 cm。關于顯示屏傾斜角度的設定如下所述。

  1) 該產品設計屬于雙限值設計[9], 因此選擇百分位數k1=10 (女生) 作為下限, 百分位數k2=90 (男生) 作為上限;文獻[8]規定, 百分位數為k1=10和k2=90對應的轉換系數α=1.82。經查閱GB/T 10000—1988可知, 華南地區年齡18~50歲的男女人均身高x分別為1650, 1549 mm, 標準差σ分別為57.1, 49.7 mm。

  2) 根據顯示裝置設計的布置[14]原則, 即顯示裝置平面與人的正常視線 (在水平線以下) 盡可能垂直, 由于顯示屏中心的高度為1407 mm, 華南地區人均眼高為1472.381 mm;根據三角函數計算可得顯示屏的傾斜角度約為9°。

  3、回收箱配置的增值服務設計

  回收箱增值服務的設計主要是研究如何吸引師生們能夠將快遞包裝主動投遞到回收箱中, 這是實現成功運營該項目的基礎,F階段, 師生們對于快遞包裝的處理方式最終都是流向垃圾桶, 極少數是根據包裝的完好程度用于其他用途;厥障湓鲋捣⻊盏脑O計更是為改變各師生的意識與行為, 讓師生們能參與到回收中來。

  1) 碎紙工作區。根據用戶的使用習慣, 為了讓用戶減少信息泄露的風險, 增強用戶對個人信息的保護意識, 回收箱在設計時添加碎紙工作區并安裝手動碎紙機, 用于快遞面單的銷毀, 以實現回收箱的信息保護功能。另外, 用戶在使用該碎紙機時, 可吸引用戶將快遞包裝順手投遞到回收箱中。

  2) 顯示屏區。以投放快遞包裝累計積分來兌換優惠福利的方法, 吸引更多師生使用校園快遞包裝自助回收箱。為實現積分機制, 在顯示屏區添加14寸 (28.5 cm×21.4 cm) 的顯示屏作為隨機二維碼生成的終端設備, 使用者可以掃描二維碼來進行積分。積分機制的實現原理、方法為:在紙箱入口處安裝物品檢測傳感裝置, 當有紙箱投遞進去時, 物品檢測傳感裝置自動識別紙箱的進入, 傳送到單片機進行處理, 通過接口技術反饋到終端設備, 終端設備的程序或軟件進行相應的操作生成隨機二維碼, 用戶掃描并在手機上進行積分累計確認后, 完成整個積分過程。

  3) 拆包工作臺;厥障渲胁鸢ぷ髋_的設計主要為讓用戶在拆快遞包裝時更加方便, 其中回收箱中的工具區與拆包工作臺配套使用, 用戶在拆快遞包裝時, 工具區為用戶提供相關的拆包工具。該配套設計從用戶的體驗角度出發, 為用戶提供便利的特色服務來吸引師生參加快遞包裝回收的綠色活動。

  4、結語

  通過對快遞包裝自助回收箱的箱體設計、功能布局規劃設計以及尺寸的計算研究, 可得到一個能夠適應需求以及符合實際操作的回收箱。設計該回收箱用于高?爝f包裝的回收, 一方面是由于在高校中快遞數量大且相對集中, 另一方面是能夠培養大學生的環保意識, 在高校具有更高的可實施性。當然, 僅回收箱的設計不能構成一個完整的回收體系[15], 需要完善整個回收體系及擁有整套的運作流程。該回收箱可在高校試點后逐步推廣, 后續可在小區中設立快遞包裝回收箱, 引導公民像處理日常垃圾一樣對快遞包裝進行分類投放, 這些都需要國家相關政策的支持與引導, 逐步建立起一個完善的快遞包裝回收體系。此外, 在后期發展中, 將研究如何引入更多的智能軟件、增值服務, 是否可以與智能快遞柜配套發展是第2代智能回收箱需要研究的新課題。

  參考文獻
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