華為公司研制的通信類電子設(shè)備主要面向全球電信運(yùn)營(yíng)商,即CT領(lǐng)域客戶,電子設(shè)備從生產(chǎn)發(fā)貨到工程安裝現(xiàn)場(chǎng)的物流路徑很長(zhǎng),需要經(jīng)歷多次中轉(zhuǎn)和裝卸,且安裝場(chǎng)景復(fù)雜,分布于城市大廈、居民樓頂或鄉(xiāng)村山頭,因此要求其包裝以滿足運(yùn)輸安全防護(hù)為首要功能。長(zhǎng)期以來(lái),電子設(shè)備采用膠合板木箱和EPE(發(fā)泡聚乙烯)作為主流包裝材料,其兼具適中的防護(hù)性能和采購(gòu)成本,以及靈活的產(chǎn)品適應(yīng)性。
伴隨華為公司業(yè)務(wù)從CT向ICT領(lǐng)域的戰(zhàn)略拓展,客戶群和銷售模式發(fā)生了很大的變化。IT設(shè)備面向的客戶群遍及金融、電力、各類制造企業(yè)等領(lǐng)域,銷售模式也從CT設(shè)備的直銷轉(zhuǎn)為直銷和分銷渠道結(jié)合。IT設(shè)備的物流場(chǎng)景相對(duì)單一,但渠道商和消費(fèi)者對(duì)包裝的態(tài)度千差萬(wàn)別,對(duì)包裝體驗(yàn)的差異化要求較高,因此IT設(shè)備的包裝設(shè)計(jì)需要兼具運(yùn)輸包裝和銷售包裝的雙重功能。另外,IT行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,硬件水平同質(zhì)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重,設(shè)備生產(chǎn)商之間的競(jìng)爭(zhēng)在相當(dāng)程度上是供應(yīng)鏈綜合實(shí)力的比拼。
包裝作為支撐產(chǎn)品交付必不可少的組成部分,毫無(wú)懸念,產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)面臨的成本壓力必然會(huì)傳遞到包裝及其儲(chǔ)運(yùn)成本的控制上來(lái)。為此,我們近幾年加大了對(duì)節(jié)省包裝儲(chǔ)運(yùn)成本的設(shè)計(jì)創(chuàng)新投入。
包裝設(shè)計(jì)材料選型優(yōu)化的思考
從包裝儲(chǔ)運(yùn)成本的構(gòu)成情況分析,包裝件運(yùn)輸費(fèi)用是包裝材料采購(gòu)成本的5~6倍。傳統(tǒng)包裝材料技術(shù)門檻低,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)慘烈,加工利潤(rùn)空間已經(jīng)非常狹小,進(jìn)一步降低成本難度很大,除非引入革命性的生產(chǎn)技術(shù)和工藝。我公司全球發(fā)貨年運(yùn)費(fèi)總額高達(dá)10多億元,節(jié)省運(yùn)費(fèi)遠(yuǎn)比節(jié)省包裝材料成本的效率高。以前,產(chǎn)品線和采購(gòu)部成本績(jī)效考核要求設(shè)計(jì)方案包裝材料成本只許下降不許上漲,現(xiàn)在基于品質(zhì)優(yōu)先的需要,如果以合理的材料成本增加能換取更多的物流收益,產(chǎn)品線也是認(rèn)可的。以全流程綜合成本最優(yōu)進(jìn)行項(xiàng)目度量,這在內(nèi)部已形成共識(shí)。因此,我公司包裝物流降成本的基本方向確定為“聚焦物流成本,著力于包裝設(shè)計(jì)”,即通過(guò)包裝設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)包裝件的減重瘦身,達(dá)到降低物流綜合成本的目標(biāo)。
我公司國(guó)際貨運(yùn)干線運(yùn)輸以空運(yùn)或海運(yùn)為主,國(guó)內(nèi)和海外區(qū)域二次物流則以零擔(dān)汽運(yùn)為主。全球交付物流成本構(gòu)成在整體上符合“二八原則”,即空運(yùn)貨量比例不足20%,但空運(yùn)費(fèi)用卻占到了總運(yùn)費(fèi)的80%左右。
眾所周知,空運(yùn)計(jì)費(fèi)重量有一個(gè)輕泡貨的概念,它是以166.7kg/m3為臨界密度,低于該密度為輕泡貨,反之為重貨?!拜p貨減體積,重貨減重量”,調(diào)整空運(yùn)貨物體積或重量使其趨向于這個(gè)臨界密度,可以達(dá)到最佳的運(yùn)費(fèi)控制。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),我公司的運(yùn)輸包裝件大部分屬于輕泡貨。
海運(yùn)以標(biāo)準(zhǔn)集裝箱(俗稱“貨柜”)為裝載工具,通常采用整柜租賃計(jì)費(fèi)模式。因此,通過(guò)減小包裝件體積提升集裝箱空間利用率,就意味著節(jié)省了產(chǎn)品單位運(yùn)輸成本,零擔(dān)汽運(yùn)情況與此類似。一般,可以通過(guò)調(diào)整發(fā)貨配置和裝配關(guān)系提升產(chǎn)品集成度,例如,整機(jī)帶板運(yùn)輸,從而減少包裝件數(shù)量和貨物總體積,實(shí)現(xiàn)節(jié)省包材和儲(chǔ)運(yùn)成本,
那么,回到包裝設(shè)計(jì)上,如何實(shí)現(xiàn)包裝的減重瘦身呢?下面,筆者將從外包裝容器和緩沖襯墊的材料選型方面進(jìn)行分析。
1.外包裝容器
外包裝容器的內(nèi)尺寸主要取決于內(nèi)裝物(產(chǎn)品+緩沖襯墊)的外形尺寸,而電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸是剛性的,因此包裝瘦身的核心還是在緩沖襯墊。從減重的角度出發(fā),外包裝容器(含托盤)存有一定的改進(jìn)空間。不同外包裝容器和托盤適用材料的重量對(duì)比如表1、表2所示。
2.緩沖襯墊
緩沖襯墊的材料選型非常關(guān)鍵,需要權(quán)衡考慮的因素較多,包括但不限于可靠性、可供應(yīng)性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性等因素。表3僅針對(duì)發(fā)泡塑料緩沖材料的功能特性進(jìn)行了簡(jiǎn)要對(duì)比。
客觀地講,緩沖材料的選型跟產(chǎn)品形態(tài)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及企業(yè)策略有密切的關(guān)系,例如設(shè)備重量、可靠性驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、出貨量的大小、貨損率的可接受水平、環(huán)保策略等,不同的應(yīng)用場(chǎng)景和策略下可以選擇不同的材料。每一種材料都有其存在的合理性,盡管如此,我們還是需要考慮在少數(shù)產(chǎn)品上的差異化應(yīng)用與平臺(tái)化戰(zhàn)略之間找到合理的平衡。
案例分析
下面,筆者以兩個(gè)產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)材料選型的實(shí)際案例加以說(shuō)明。
案例1:工程輔料外包裝容器減重設(shè)計(jì)的材料選型
(1)主要需求:客戶要求采用可回收循環(huán)再用的代木包裝。
(2)需求分析:原包裝箱高度約0.8m,空箱抗壓需要滿足3層堆碼運(yùn)輸場(chǎng)景;內(nèi)裝物有多件,包裝箱長(zhǎng)度約1.2m,要求包裝容器底托有較強(qiáng)的抗彎性能;當(dāng)前可供應(yīng)性較好的備選方案有金屬代木和紙代木。
(3)解決方案:采用“重型瓦楞紙箱+全金屬托盤”方案替代膠合板木箱,實(shí)現(xiàn)包裝材料減重約50%,如圖1所示。
案例2:分布式基站RRU(遠(yuǎn)端射頻模塊)包裝減重瘦身的材料選型
(1)主要需求:當(dāng)前EPE包裝體積大、加工效率低,需要改善可供應(yīng)性和降低交付物流成本,滿足大規(guī)模部署要求。
(2)需求分析:射頻模塊總體發(fā)貨量大,適宜選用模具化制造的包裝材料;模塊外形尺寸規(guī)格相對(duì)統(tǒng)一,但不同制式模塊的出線端頭布局變化較大,緩沖包材結(jié)構(gòu)需要考慮歸一化兼容設(shè)計(jì),盡量與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸解耦;模塊重達(dá)20kg左右,塑膠外殼或散熱齒對(duì)緩沖材料抗跌落沖擊性能要求較高,EPS性能不能勝任,EPO暫不具備可供應(yīng)性,EPP成為最佳備選材料。
(3)解決方案:兼顧防護(hù)性能和成本,采用“EPP+蜂窩紙板”替代Laminate EPE,如圖2所示,實(shí)現(xiàn)包裝件體積減小28%,包裝材料重量減輕22%,年節(jié)約包裝物流成本5000萬(wàn)元以上。
電子產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)創(chuàng)新對(duì)材料工藝的需求
包裝設(shè)計(jì)創(chuàng)新包括平面設(shè)計(jì)創(chuàng)新、包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新和材料工藝創(chuàng)新。設(shè)計(jì)創(chuàng)新的最終目標(biāo)是以更低的交付成本為客戶和社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值。從上述案例分析可以看出,新材料新工藝給包裝和物流效益帶來(lái)的變化往往是革命性的。因此,我們非常關(guān)注包裝材料的推陳出新,樂(lè)于針對(duì)新材料新工藝在華為產(chǎn)品上的適用性進(jìn)行深入評(píng)估和嘗試。歸納起來(lái),我們對(duì)新材料新工藝的需求,主要集中在兩點(diǎn):輕量化和效率提升。
輕量化一方面體現(xiàn)為使用密度小的材料,如以紙代木;另一方面體現(xiàn)為由于優(yōu)異的材料性能所帶來(lái)的整套設(shè)計(jì)方案中材料用量的節(jié)省,如EPP材料替代EPE。
效率提升涵蓋包裝材料加工效率、生產(chǎn)包裝作業(yè)效率和物流搬運(yùn)效率等幾個(gè)環(huán)節(jié)。其中,提升加工效率的新工藝具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景,如EPO/EPP模具成型、免人工黏結(jié)的自動(dòng)化EPE生產(chǎn)線、一版式翻折成型EPE模切工藝等。
最后,非常歡迎包裝業(yè)界同仁與我們一同探討和嘗試新材料新工藝在ICT產(chǎn)品包裝上的應(yīng)用!