基于TRIZ理論零膠便捷式封箱的快遞包裝設(shè)計

文宗川 王慧

[摘要]針對傳統(tǒng)快遞包裝封箱模式膠帶封箱低效率、高污染問題，運(yùn)用TRIZ理論設(shè)計一款零膠便捷式封箱技術(shù)。通過TRIZ理論的解題模式反復(fù)迭代，參照39個通用工程參數(shù)構(gòu)建矛盾，從40條創(chuàng)新原理中選擇合理項進(jìn)行分析，對傳統(tǒng)封箱進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)以完成便捷、快速封箱的零膠結(jié)構(gòu)設(shè)計。所設(shè)計的零膠快遞包裝結(jié)構(gòu)可依據(jù)制造示圖制造紙箱，在封箱過程中可達(dá)到零膠并提高封箱速率。

[關(guān)鍵詞]TRIZ理論;快遞包裝;零膠包裝;快速封箱;特性傳遞

[中圖分類號]F252.13???? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A???? [文章編號]1005-152X（2022）03-0077-04

TRIZ-based Design of Express Packaging for Zero-glue Usage and Convenient Sealing

WEN Zongchuan1，2，3， WANG Hui1

（1. School of Economics & Management， Inner Mongolia University of Technology， Hohhot 010051;

2. School of Humanities， Inner Mongolia University of Technology， Hohhot 010081;

3. Inner Mongolia Innovation Method Research Center， Hohhot 010051， China）

Abstract： Based on the traditional express packaging and sealing mode， we pointed out the problems of low efficiency and high pollution in the tape sealing practice， and designed a zero-glue convenient sealing technology using the TRIZ theory. Through repeated iteration of the problem- solving mode of the TRIZ theory， and in reference to 39 general engineering parameters， we constructed the contradiction matrix， analyzed the reasonable items selected from 40 innovative principles， and innovatively improved on the traditional packaging method into a convenient and fast zero-glue design for box sealing. The zero-glue design could build cartons according to the manufacturing diagram， and achieve zero glue usage in the sealing process while increasing the rate of box sealing.

Keywords： TRIZ theory; express packaging; zero-glue packaging; fast sealing; characteristic transfer

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展與快遞行業(yè)日漸成熟，線上購物已然代替了傳統(tǒng)的線下購物并一躍成為終端用戶主要的消費(fèi)方式之一。2019年，我國快遞包裹使用量為635億件，同比增長了25.3%，近5年增長量達(dá)4.6倍，近10年時間增長量達(dá)16倍[1-2]。龐大的快遞業(yè)務(wù)規(guī)模促使包裝使用量迅速提升。據(jù)國家郵政局?jǐn)?shù)據(jù)，全國2018年的快遞紙箱約為502.3億個[3]，假設(shè)操作人員單次使用1m膠帶用于快遞封箱，所用的膠帶長度總計可環(huán)繞地球赤道1 256圈[4]。大量膠帶纏繞箱體的封箱方法不但導(dǎo)致快遞封箱效率低下，同時也對環(huán)境造成了不可忽視的污染。因此，快遞包裝作為快遞業(yè)重要的運(yùn)輸載體，它的創(chuàng)新發(fā)展已成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)與服務(wù)發(fā)展的瓶頸[5]。而創(chuàng)新一款綠色包裝能夠緩解環(huán)境污染壓力，通過TRIZ理論應(yīng)用，指出傳統(tǒng)包裝封箱不足，提出解決快遞膠帶封箱優(yōu)化解，通過40條創(chuàng)新原理與39個通用工程參數(shù)提出零膠可快速封箱的快遞包裝創(chuàng)新設(shè)計。

1 TRIZ理論

20世紀(jì)40年代，前蘇聯(lián)軍方技術(shù)人員GenrichS. Altshuller總結(jié)了一種解決實(shí)際問題而達(dá)到實(shí)現(xiàn)最終目的的發(fā)明創(chuàng)造解決理論（Theory of Inventive? Problem Solving，以下簡稱TRIZ）[6-7]。TRIZ 的問題模型分為四種，分別涵蓋技術(shù)矛盾、物理矛盾、物質(zhì)-場問題和知識使能問題，該四類問題可通過矛盾矩陣、分離原理、標(biāo)準(zhǔn)解法系統(tǒng)和知識與效應(yīng)庫解決。其解決問題模式如圖1所示。

TRIZ是綜合矛盾沖突與矛盾體系的發(fā)明創(chuàng)造解決問題理論。在眾多不同問題的解決辦法中，存在著相同的且數(shù)量局限性的原理或規(guī)律，通過TRIZ 的解決問題工具可以提供一個通用的解決思路。如 Yang Wen-dan[6]與袁芬[7]提出 QFD 與TRIZ相結(jié)合的方式構(gòu)建問題解決框架以提出創(chuàng)新思路。劉練波[8] 運(yùn)用TRIZ對 CO2捕集再生工藝進(jìn)行分析，以通用工程參數(shù)構(gòu)建矛盾矩陣得出改進(jìn)的發(fā)明原理，最終確立解決方案。沈微[9]利用TRIZ理論分析集裝箱門鎖之間的技術(shù)矛盾，通過TRIZ解題模式設(shè)計改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使改進(jìn)后集裝箱提升搬運(yùn)效率。徐靜[10]在藥品安全領(lǐng)域的輿情管理問題中，運(yùn)用TRIZ 的良好適應(yīng)性特點(diǎn)，構(gòu)建沖突矩陣、分析原理以得出解決方案。通過上述學(xué)者在各領(lǐng)域的TRIZ應(yīng)用，在快遞封箱結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計中，亦可基于TRIZ分析，通過39個通用工程參數(shù)、40條發(fā)明創(chuàng)造原理等對封箱結(jié)構(gòu)的設(shè)計發(fā)明起到指導(dǎo)作用[11]。

2 傳統(tǒng)包裝問題分析

我國快遞包裝仍然處于較為落后水平[12-15]，購物滿意度的調(diào)查中[14-15]，賣家提供的商品包裝以及快遞包裝已經(jīng)成為消費(fèi)者滿意度評判標(biāo)準(zhǔn)之一。而當(dāng)加入綠色包裝理念后，不僅將綠色包裝的使用轉(zhuǎn)化為消費(fèi)者的社會責(zé)任，而且可以提升消費(fèi)者購物滿意率，增加消費(fèi)者對產(chǎn)品的喜好程度，同時加大綠色快遞包裝的推廣，減少包裝中對環(huán)境有害的材料[16]。因此，產(chǎn)品包裝不僅關(guān)注密封程度、包裝方式、包裝的滿意度與包裝美觀等問題，綠色包裝也將成為快遞包裝中消費(fèi)者滿意度評價服務(wù)的重要指標(biāo)之一[17]。

2.1 耗損率高

由于擔(dān)心郵寄過程中貨物的損壞，企業(yè)和快遞公司都會增加輔助材料以保護(hù)貨物，并存在過度包裝的問題。由于消費(fèi)者綠色理念沒有深入普及、尚未形成綠色的消費(fèi)觀念，使得綠色包裝需求不足以形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模。同時消費(fèi)者簽收后即將包裝視為廢棄物。而在快遞包裝封箱過程中，為使商品在運(yùn)輸中不被損毀，往往會過量使用膠帶封箱，不僅造成資源上的浪費(fèi)，同時封箱膠帶中含有對環(huán)境有害的物質(zhì)，會對土壤、水源等造成污染。因此，傳統(tǒng)包裝盒的高耗損率問題導(dǎo)致社會總成本增加，不利于綠色物流的發(fā)展。

2.2 效率低

傳統(tǒng)的依賴膠帶纏繞包裝的包裝封箱方法速度慢、效率低，在膠帶纏繞箱體時無法避免地使包裝環(huán)節(jié)增加了時間成本。而且在此過程中，往往還涉及到包裝膠帶的過量使用，導(dǎo)致配送成本提升。

2.3 隱私泄露

在傳統(tǒng)包裝中，當(dāng)包裝破損后或封箱不完整時，操作員僅需補(bǔ)加膠帶就可以完成二次封箱包裝，雖然該方式操作簡易，但由于缺乏有效管理，導(dǎo)致消費(fèi)者對該過程并不知情，嚴(yán)重?fù)p害到消費(fèi)者的隱私權(quán)益。因此，傳統(tǒng)包裝不能很好地保證消費(fèi)者隱私，售后服務(wù)中也往往會因此產(chǎn)生買賣糾紛。

3 基于TRIZ理論的零膠快速封箱的快遞包裝設(shè)計

3.1 運(yùn)用技術(shù)矛盾找到解決問題思路

通過TRIZ理論對原有的傳統(tǒng)包裝進(jìn)行功能分析，通過TRIZ的解題模式反復(fù)迭代，參照39個通用工程參數(shù)構(gòu)建技術(shù)矛盾，并選擇40條創(chuàng)新原理中的合理項進(jìn)行分析，分解現(xiàn)有傳統(tǒng)包裝封箱手段不足之處，對包裝的材料選取、封箱方式、外觀進(jìn)行改善，并對快遞包裝回收系統(tǒng)提出建議，使包裝達(dá)到零膠封箱效果并有效提高包裝封箱效率。

40條創(chuàng)新原理是TRIZ 問題的通解，涵蓋了人類發(fā)明創(chuàng)新所遵循的共性原理，是解決TRIZ 問題的基本方法。通過矛盾矩陣提取通用工程參數(shù)建立矛盾沖突矩陣，見表1。根據(jù)矛盾沖突矩陣表與零膠便捷式封箱的快遞包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計想法，可得出1號分割原理、7號嵌套原理、22號變害為利原理、24號借助中介物原理、27號廉價代替品原理、35號物理或化學(xué)參數(shù)改變原理、40號復(fù)合材料原理具有可行性。根據(jù)7條原理可確定2種零膠便捷式封箱的快遞包裝結(jié)構(gòu)的解決方案，見表2。

確認(rèn)兩種改善解決途徑：改變現(xiàn)有膠帶材質(zhì)，使用綠色無害材料合成新型膠帶;改變包裝封箱方式，采用零膠材料的機(jī)械組塊結(jié)構(gòu)封鎖箱體。對比兩種方案：方案一采用綠色環(huán)保無害材料合成新型膠帶，替換原有膠帶組成材質(zhì)中含有的對環(huán)境有害的物質(zhì)，以消除對環(huán)境所帶來的污染;方案二是更換包裝的封箱工具，避免膠帶的使用。其中第一種方案為直接合成新型綠色材料，屬于化學(xué)技術(shù)問題，不適用于TRIZ解決，且制造成本與使用費(fèi)用高昂，不利于市場投入。第二種方案用現(xiàn)有技術(shù)對傳統(tǒng)包裝的封箱手段進(jìn)行特性傳遞，減少研發(fā)成本，能夠更好地進(jìn)行市場投入。

3.2 包裝的封箱設(shè)計理念

基于 TRIZ 理論的40條發(fā)明創(chuàng)造原理：分割原理、嵌套原理，設(shè)計一種便捷、綠色的包裝封箱結(jié)構(gòu)。

（1）分割原理。指將一個物品的整體分成兩個或多個相互獨(dú)立的個體部分，這個個體部分具有易組裝拆卸的特性?？爝f包裝的膠帶纏繞封箱方式既浪費(fèi)資源又會在棄用后對環(huán)境造成污染，所以如果用可降解的尼龍材質(zhì)給包裝封箱口配一把“鎖”，這樣就能夠避免膠帶的使用，同時可免去膠帶纏繞的時間，減少快遞包裝的封箱時間，提升物流作業(yè)效率。

（2）嵌套原理。指把一個物體嵌入到另一個物體，然后將已嵌好的物體繼續(xù)嵌入到第三個物體，以此類推。通過嵌套的方式為包裝封箱“鎖”提供設(shè)計思路，可采用現(xiàn)有的自鎖式尼龍扎帶進(jìn)行特性傳遞給包裝封箱上“鎖”，將“鎖扣”與“鎖頭”分別固定在包裝上，完成包裝的封箱設(shè)計。

3.3 包裝的封箱設(shè)計原理

通過上述分析，所研究的零膠紙箱封箱手段采取自鎖式尼龍扎帶（如圖3所示）分割處理并嵌套在箱體進(jìn)行封箱，其中圖3中 1所展示為自鎖卡扣上的卡齒，2是自鎖卡扣上的卡鎖，2.1與2.2形成類沙漏結(jié)構(gòu)。

所研究的便捷、快速封箱的零膠快遞包裝結(jié)構(gòu)主要用于快遞運(yùn)輸配送中的裝運(yùn)媒介，其展開圖如圖4所示，底面由131、132、133、134相互折疊構(gòu)成，通過虛線部分嵌壓組成封閉式箱底，121、122、123、124構(gòu)成紙箱四周，111、112則是紙箱頂板封口，其中紙板圓孔為嵌套式自鎖卡扣嵌入口。該紙盒的成型工藝如圖5所示。

3.4 包裝的封箱設(shè)計應(yīng)用

根據(jù)上述設(shè)計方案所描述的零膠便捷式封箱快遞包裝結(jié)構(gòu)，在操作應(yīng)用中可利用固定在紙箱上小孔的嵌套式自鎖卡扣通過嵌套的方式使卡扣與卡鎖咬合。自鎖卡扣為貫通式結(jié)構(gòu)，在使用時將食指穿過卡扣抵住箱體，選擇卡齒咬合位置從而完成封箱。由于該結(jié)構(gòu)設(shè)計的快遞紙箱卡扣在開箱后需要更換卡扣后才能繼續(xù)用做封箱，使箱體具備一次性使用特點(diǎn)，減少了在快遞運(yùn)輸途中的二次拆包問題，同時為紙箱印刷二維碼使之具備唯一性。

由于在快遞運(yùn)輸途中，可能會出現(xiàn)箱體破損導(dǎo)致運(yùn)輸目標(biāo)受到損壞，在更替紙箱后無法辨別事故責(zé)任方，出現(xiàn)不必要的買賣糾紛，但該包裝封箱結(jié)構(gòu)具備的一次性與唯一性特性，使在包裝破損更替其他包裝后能夠讓消費(fèi)者知曉箱體破損，從而減少不必要的買賣糾紛。

4 結(jié)語

基于TRIZ理論設(shè)計的零膠便捷式封箱的快遞包裝結(jié)構(gòu)，通過選取合理的通用工程參數(shù)構(gòu)建矛盾沖突矩陣，結(jié)合7條發(fā)明原理，對傳統(tǒng)的包裝封箱方式進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，確定了零膠便捷式封箱的快遞包裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。所述的零膠便捷式封箱的快遞包裝結(jié)構(gòu)避免了傳統(tǒng)膠帶纏繞式的封箱手段，采用一種全新的封箱結(jié)構(gòu)，做到了真正意義上的零膠封箱，通過包裝平面設(shè)計展開圖可實(shí)現(xiàn)紙盒的自動化生產(chǎn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 閭海琪.2019年我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動能指數(shù)繼續(xù)上升[N].中國信息報，2020-07-14（2）[2021-10-08].DOI：10.38309/n.cnki. nzgxx.2020.000719.

[2] 國家郵政局發(fā)展研究中心.聚焦快遞行業(yè)發(fā)展報告[N].中國郵政報，2019-07-09（004）[2021-10-08].DOI：10.28157/n. cnki.ncyzb.2019.001073.

[3] 國家郵政局發(fā)布《2020年度快遞市場監(jiān)管報告》[N].現(xiàn)代物流報，2021-08-30（A01）.

[4] 蔣山山，寧如霞，曲新宇，等.可多次使用的免膠帶快遞包裝設(shè)計[J].包裝工程，2018，39（13）：111-116.

[5] 周志勝，李彬.電子商務(wù)中物流發(fā)展的瓶頸問題及對策[J].商業(yè)經(jīng)濟(jì)研究，2018（20）：87-89.

[6] YANG Wen-dan，CAO Guo-zhong，PENGQingjin，etal.Effec- tive radical innovations using integrated QFD and TRIZ[J]. Computers &Industrial Engineering，2021，162.

[7]袁芬，周強(qiáng).基于QFD、TRIZ和PDCA的散包裝件起駁裝箱系統(tǒng)優(yōu)化[J].物流技術(shù)，2021，40（7）：43—48，109.

[8]劉練波，方夢祥，許世森，等.基于TRIZ理論的碳捕集工藝設(shè)計創(chuàng)新方案[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2020，40（20）：6 625—6 633.

[9]沈微，劉靜，李思平.基于TRIZ理論的集裝箱結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].物流技術(shù)，2017，36（7）：141—144.

[10]徐靜，張文學(xué).基于TRIZ的藥品安全輿情引導(dǎo)管理研究[J].科技管理研究，2020，40（7）：258—265.

[11]潘承怡，姜金剛.TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計方法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015.

[12]趙冬菁，仲晨，朱麗，等.智能包裝的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及應(yīng)用前景[J].包裝工程，2020，41（13）：72—81.

[13]崇嵐，潘軍輝，熊鵬文.智能包裝技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J].包裝工程，2017，38（15）：149—154.

[14]崔春生，李夢竹，王雪.基于淘寶網(wǎng)的網(wǎng)購顧客滿意度模型實(shí)證研究[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識，2019，49（6）：87—99.

[15]權(quán)春妮，范月嬌.跨境網(wǎng)購背景下物流服務(wù)質(zhì)量對顧客滿意度影響的實(shí)證研究：以感知價值為中介[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2018（5）：98—107，116.

[16]韓藝，劉莎莎.綠色發(fā)展視域下公共政策多源流模型及其修正：以快遞包裝新國標(biāo)的出臺為例[J].四川輕化工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2020，35（1）：35—51.

[17]成喬明.設(shè)計管理視域下的太平猴魁綠色包裝設(shè)計研究[J].包裝工程，2021，42（2）：155—159.