基于智能云柜的快遞包裝易回收結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

彭小鵬 周晉愷

摘? 要：當(dāng)前，快遞包裝的廢棄量非常驚人，回收處理的成本很高，給環(huán)境保護(hù)帶來(lái)極大壓力。為了方便快遞紙箱回收，需要探索幾種易于折疊的紙箱結(jié)構(gòu)，提高當(dāng)前快遞紙箱的回收利用率，節(jié)省資源并減少環(huán)境污染，為我國(guó)生態(tài)社會(huì)的建設(shè)添磚加瓦。基于此，借鑒蘇寧“共享快遞盒子”計(jì)劃和京東環(huán)保“清流箱”的案例，結(jié)合智能云柜自主回收的功能，通過(guò)巧妙的包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，使快遞取件人在取出商品后能方便地把紙箱折疊，并讓智能云柜快速穩(wěn)定地識(shí)別和處理，便于快遞員回收與循環(huán)使用。

關(guān)鍵詞：快遞包裝;循環(huán)使用;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);智能云柜

基金項(xiàng)目：本文系廣東省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究課題“電商時(shí)代快遞垃圾源頭控制與綠色循環(huán)包裝創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究”（GD20CY540）研究成果。

近年來(lái)，由各大電商平臺(tái)形成的快捷消費(fèi)模式，推動(dòng)了我國(guó)整體消費(fèi)購(gòu)買(mǎi)力的提升。逐年攀升的網(wǎng)購(gòu)量，更是持續(xù)刷新了快遞的業(yè)務(wù)量。在2020年“雙十一”期間，全國(guó)生產(chǎn)了260億個(gè)紙箱，在短短的5年間就翻了近3倍。使用和加工這些材料大約將會(huì)排放1303萬(wàn)噸二氧化碳，需要種植7.1億棵樹(shù)才可完全吸收，這給我國(guó)環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了沉重的壓力，因此，快遞包裝的污染問(wèn)題亟待解決。盡管相關(guān)快遞包裝回收政策早已出臺(tái)，但在真正有效地推進(jìn)包裝回收和利用，促進(jìn)快遞包裝的綠色轉(zhuǎn)型過(guò)程中仍然存在諸多困難[1]。

一、傳統(tǒng)快遞包裝結(jié)構(gòu)及回收利用的現(xiàn)狀

（一）傳統(tǒng)快遞包裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

目前，物流行業(yè)在快遞包裝時(shí)會(huì)根據(jù)所寄快遞的種類(lèi)、大小來(lái)選擇相應(yīng)的包裝類(lèi)型?？爝f外包裝主要包括塑料袋、氣泡信封袋、編織袋、瓦楞紙箱、木條箱等類(lèi)型，有時(shí)為了避免產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中遭遇碰撞時(shí)產(chǎn)生破壞，人們還會(huì)在內(nèi)包裝中的縫隙內(nèi)添加不同的填充物來(lái)實(shí)現(xiàn)緩沖。在諸多包裝類(lèi)型中，瓦楞紙箱是快遞行業(yè)中使用最多的外包裝，同時(shí)，也是快遞包裝回收循環(huán)使用最多的材料之一。在日?？爝f包裝中，雙層瓦楞紙板及三層瓦楞紙板占90%以上，一般對(duì)于大件商品會(huì)使用具有最高抗壓強(qiáng)度、最大彈性和緩沖性的A型紙板或B型紙板，對(duì)普通的商品則使用最常見(jiàn)的C型瓦楞紙板。

（二）快遞包裝回收利用的現(xiàn)狀及原因

快遞包裝回收循環(huán)使用是治理快遞包裝污染的重要措施，但快遞包裝回收利用困難重重，回收及循環(huán)利用率非常低，這種形勢(shì)不容樂(lè)觀。目前，共享包裝回收的途徑之一，是依靠在生活區(qū)內(nèi)安裝對(duì)應(yīng)物流公司的回收站或回收裝置，要求消費(fèi)者自行將共享包裝放入對(duì)應(yīng)回收站中。這種方式不但需要建造回收站或回收裝置，增加了財(cái)力消耗，同時(shí)也占用公共資源，并且回收率不高。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，僅20%的消費(fèi)者會(huì)選擇將包裝進(jìn)行重復(fù)利用。對(duì)于未在公共區(qū)域內(nèi)提供回收裝置的生活區(qū)，則大部分快遞包裝被當(dāng)成垃圾丟棄，這部分消費(fèi)者有60%之多。另外還有少部分消費(fèi)者把紙箱當(dāng)廢棄紙皮，采取廢品回收的模式來(lái)處理。

造成這種情況的原因很多，就快遞公司而言，由于沒(méi)有形成規(guī)范化的操作流程和回收體系，導(dǎo)致回收的物流和人工成本過(guò)高，使得他們一直止步不前;就商家和消費(fèi)者而言，目前快遞包裝造價(jià)相對(duì)低廉，他們的回收動(dòng)力也不足。另外，傳統(tǒng)的快遞包裝模式與材料也限制了快遞包裝的回收與循環(huán)利用。

二、當(dāng)前生態(tài)環(huán)境對(duì)快遞包裝設(shè)計(jì)及回收的要求

（一）當(dāng)前生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀及未來(lái)前景

我國(guó)是一個(gè)森林面積匱乏、生態(tài)資源不平衡的國(guó)家，森林覆蓋率遠(yuǎn)低于31%的全球平均水平[2]。另外，快遞包裝塑料袋每生產(chǎn)1噸，需要消耗3噸以上的石油，不可回收的塑料袋無(wú)論是在垃圾填埋場(chǎng)還是暴露在自然環(huán)境中都需要 200-500 年才能完全降解。如果快遞包裝的問(wèn)題再不進(jìn)行有效的解決，將會(huì)對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的破壞。未來(lái)快遞行業(yè)應(yīng)該是綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的，要想打破傳統(tǒng)快遞包裝所帶來(lái)的僵局，則需在包裝設(shè)計(jì)上開(kāi)啟新思路，改變當(dāng)前快遞包裝使用與回收流程，通過(guò)設(shè)計(jì)創(chuàng)新促進(jìn)快遞包裝的循環(huán)使用。

（二）當(dāng)前快遞包裝的設(shè)計(jì)及回收要求

包裝循環(huán)利用的難點(diǎn)在于回收，一個(gè)良好的回收模式將大大提高回收的效率。從回收體系來(lái)說(shuō)，未來(lái)快遞包裝須針對(duì)以下幾個(gè)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)：1.延長(zhǎng)包裝的使用壽命。包裝是整個(gè)循環(huán)生命周期的核心要素，使用壽命決定了包裝的可循環(huán)次數(shù)，普通的包裝要能回收利用5次以上才能提高資源的利用率。2.創(chuàng)新包裝結(jié)構(gòu)，解決快遞包裝在使用流程中的效率問(wèn)題。優(yōu)化包裝外觀同時(shí)簡(jiǎn)化包裝運(yùn)輸、使用、回收、再利用環(huán)節(jié)，既方便工作人員回收與管理，又使消費(fèi)者對(duì)使用與回收方法一目了然，減少人力的浪費(fèi)[3]。3.包裝種類(lèi)豐富。要有一個(gè)系列的包裝規(guī)格，以適應(yīng)所有的產(chǎn)品，從而減少在包裝過(guò)程中對(duì)填充物品的使用，降低包裝成本。

三、智能云柜技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展機(jī)遇

物流行業(yè)為了減少在派件環(huán)節(jié)中的等待時(shí)間，開(kāi)發(fā)出智能云柜，亦可稱之為自助取貨柜。從2010年中國(guó)郵政建立第一臺(tái)智能包裹投遞終端，到2016年云柜市場(chǎng)以豐巢、速遞易、e棧的創(chuàng)贏聯(lián)盟，開(kāi)啟了智能快遞柜在我國(guó)發(fā)展的篇章。智能云柜的應(yīng)用使收、寄件更加便捷，無(wú)需依靠物業(yè)或是便利店代收，減少了快件問(wèn)題產(chǎn)生的糾紛。在后疫情時(shí)代，人們一些生活方式、行為習(xí)慣以及思維模式隨著疫情的產(chǎn)生也發(fā)生了改變，例如更加依靠網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物，更加喜歡無(wú)需與人接觸的取件方式，這也為智能云柜的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。

（一）智能云柜的關(guān)鍵技術(shù)與特點(diǎn)

為了方便實(shí)現(xiàn)物品的存取，云柜終端設(shè)備通過(guò)RFID、紅外傳感器、激光掃描儀和其他信息傳感設(shè)備，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展的智能掃描與識(shí)別，讀取相關(guān)信息并將其連接到互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器端的數(shù)據(jù)交換。這些數(shù)據(jù)可以監(jiān)控每個(gè)智能云柜的運(yùn)行狀態(tài)以及使用情況。云柜服務(wù)器端擁有API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序接口）與遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，幫助及時(shí)查詢、物流跟蹤、單號(hào)識(shí)別等功能，提供應(yīng)用程序與開(kāi)發(fā)人員基于某協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)，便于開(kāi)發(fā)人員自由調(diào)用接口。此外，智能云柜還有抗干擾監(jiān)控系統(tǒng)，可以保護(hù)客戶的有效權(quán)益與信息及物品安全。從智能云柜的技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，它可以有效解決物流行業(yè)中備受關(guān)注的運(yùn)輸損失和交貨時(shí)間沖突的問(wèn)題，能為用戶提供合適的時(shí)間和地點(diǎn)來(lái)接收貨物[4]。

（二）智能云柜在包裝回收中的優(yōu)勢(shì)

1.提供了便捷的回收渠道。有了智能云柜后，只需要消費(fèi)者在取出商品后將包裝再放入云柜的回收部件內(nèi)，快遞員每隔一段時(shí)間再取走包裝即可，既不會(huì)占用快遞員或是消費(fèi)者的過(guò)多時(shí)間，也不需要建造過(guò)多的回收站。

2.利于消費(fèi)者主動(dòng)參與。近年來(lái)我國(guó)環(huán)保力度逐漸加大，人們普遍具有了環(huán)保意識(shí)，只要提供更加便利的紙箱回收方式，消費(fèi)者就能積極參與回收活動(dòng)。智能云柜添加回收包裝的功能后，能夠方便消費(fèi)者即拆即回收，不需要額外付出精力，有利于他們主動(dòng)參與。

3.促進(jìn)了物流公司的業(yè)務(wù)發(fā)展。智能云柜的應(yīng)用能減去包裝回收的多個(gè)環(huán)節(jié)[5]，同時(shí)也有利于落實(shí)我國(guó)的相關(guān)環(huán)保政策，以發(fā)展循環(huán)使用包裝來(lái)應(yīng)對(duì)環(huán)境污染的壓力，為物流公司樹(shù)立正面而積極的形象。

四、結(jié)合智能云柜技術(shù)的循環(huán)包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

（一）智能云柜中可循環(huán)使用的包裝材料選擇

選擇循環(huán)使用的包裝材料應(yīng)該：一是須遵守材料本身及在制作過(guò)程中的環(huán)保無(wú)污染原則，確保包裝的衛(wèi)生與安全性，減少對(duì)環(huán)境的污染與破壞。二是要考慮到包裝在回收過(guò)程中要進(jìn)行折疊，因此，材料本身需擁有足夠的堅(jiān)固度與柔韌性，即要有減震、緩沖等功能，能夠?qū)?nèi)部物件進(jìn)行有效的保護(hù)，確保其安全。三是材料需要具有防水性、隔熱性、絕緣性等較好的化學(xué)穩(wěn)定性能，既要防止外界諸如空氣、溫度、水霧等因素對(duì)包裝內(nèi)物件產(chǎn)生影響，還要能夠保障即使遇到包裝內(nèi)物件破損導(dǎo)致液體滲出，也不會(huì)對(duì)包裝產(chǎn)生損壞，確保包裝的重復(fù)使用。

相比之下，PP材料本身耐高溫、耐腐蝕，也是承受反復(fù)彎曲能力最強(qiáng)的通用塑料，非常貼合回收環(huán)節(jié)中對(duì)包裝折疊堆放的需求，因此，PP是循環(huán)包裝的理想材料。同時(shí)，PP易于與其他材料混合，可為包裝提高剛性與緩沖性。除了PP材料外，離聚物樹(shù)脂、PUR材料也可作為循環(huán)包裝的第二選擇。此外，在減震材料的選擇上，可使用EVA，其卓越的吸收性能與可回收的特點(diǎn)加上良好的填料包容性，可提高包裝的緩沖效果。

（二）智能云柜中易回收的包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

1.模塊化包裝結(jié)構(gòu)。模塊化設(shè)計(jì)的包裝可提高回收與利用率，遇到部件損壞的情況只需替換破損部位，而無(wú)需將整個(gè)包裝丟棄，減少了資源浪費(fèi)。但模塊化部件不能過(guò)多，否則會(huì)導(dǎo)致使用者在包裝拆分或組裝過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)亂，或致使部件丟失，影響回收人員的工作效率。在該箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上（如圖1），各個(gè)面板都可進(jìn)行拆卸，在各塊面板的兩端都設(shè)有2個(gè)卡扣，組裝時(shí)2塊面板之間可用卡扣相連接，同時(shí)用封箱膠片進(jìn)行粘連，讓箱體更加穩(wěn)固。

2.一體化包裝結(jié)構(gòu)。一體化設(shè)計(jì)則與模塊化方式相反，其包裝結(jié)構(gòu)是使包裝各個(gè)部件組成緊密連接相互配合的整體（如圖2）。一體化結(jié)構(gòu)是包裝的拆卸與安裝方式中最為高效的設(shè)計(jì)，其便攜收納功能易于配合用戶在云柜的包裝回收。一體化包裝結(jié)構(gòu)可用于相對(duì)穩(wěn)定、不易破碎、形態(tài)結(jié)構(gòu)非固定或是對(duì)包裝防護(hù)性能要求不高的快件。包裝在開(kāi)合面處可利用磁鐵式的吸附性能，同時(shí)利用四個(gè)側(cè)面相連部位的吸附形式達(dá)到固定箱體結(jié)構(gòu)的目的。將開(kāi)合面向上打開(kāi)，同時(shí)將支撐面朝下方拉伸，可實(shí)現(xiàn)快速的包裝拆卸。考慮一體化包裝的折疊問(wèn)題，在包裝相鄰面之間，設(shè)計(jì)適合大小的凹槽，方便包裝拆卸后的折疊與收納。

3.折疊化包裝結(jié)構(gòu)。參考蘇寧“共享快遞盒子”與京東“清流箱”的包裝設(shè)計(jì)，可折疊結(jié)構(gòu)使包裝回收過(guò)程更加高效，并且在云柜中堆疊包裝時(shí)，折疊結(jié)構(gòu)能減少空間浪費(fèi)，增加云柜中包裝的儲(chǔ)存量。折疊化包裝結(jié)構(gòu)（如圖3）綜合了包裝的模塊化與一體化設(shè)計(jì)，上下兩處頂板與底板可進(jìn)行拆卸，而中間部分的4個(gè)側(cè)板相互連接，通過(guò)拆卸上下處頂板與底板，對(duì)側(cè)板進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄D壓，使側(cè)板實(shí)現(xiàn)折疊功能。側(cè)板之間可通過(guò)鉸鏈進(jìn)行連接，既可以增加包裝折疊時(shí)的靈活度，也可提高包裝在使用狀態(tài)下的穩(wěn)定性。

（三）智能云柜中易再用的快遞包裝使用方式

智能云柜作為循環(huán)使用包裝的回收渠道，依賴智能化技術(shù)以實(shí)現(xiàn)快遞配送、包裹儲(chǔ)存、包裝回收，通過(guò)智能云柜與主機(jī)服務(wù)器相連接，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新型技術(shù)，管理物流服務(wù)。

依托智能技術(shù)支持，循環(huán)包裝將通過(guò)以下流程進(jìn)行使用。

1.寄件人通過(guò)客戶端選擇寄件服務(wù)并填寫(xiě)信息，在智能云柜站點(diǎn)放入寄送物品，工作人員到達(dá)智能云柜站點(diǎn)取走快件，工作人員使用循環(huán)包裝作為快件的外包裝，并掃描包裝RFID電子標(biāo)簽、二維碼（每一循環(huán)包裝均擁有獨(dú)立的電子標(biāo)簽，保護(hù)用戶信息不被泄露），通過(guò)云端記錄快件信息，使快件能夠?qū)崟r(shí)跟蹤，方便用戶查詢快件信息。

2.快件到達(dá)后，由派送員將快件帶到收件人處的智能云柜站點(diǎn)，再次掃描包裝并在云柜儲(chǔ)存快件，更新云端信息，向收件人發(fā)送派送信息。

3.收件人通過(guò)智能云柜的觸摸屏輸入快件信息，或是掃描獲取的二維碼，拿取快件，將快件取出后拆開(kāi)包裝，將內(nèi)部物件取出，折疊外包裝，在云柜回收處存放包裝，云柜內(nèi)部RFID讀取器識(shí)別包裝信息后，完成快遞簽收，在一定時(shí)間后由派送員批量取走儲(chǔ)存在云柜內(nèi)的包裝，實(shí)現(xiàn)包裝循環(huán)使用[6]。

五、結(jié)語(yǔ)

快遞包裝循環(huán)使用是實(shí)現(xiàn)物流行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)，綠色物流是一個(gè)全鏈路的概念，其最終目標(biāo)是可持續(xù)發(fā)展。智能云柜的快遞包裝循環(huán)使用不單單是使用流程上的改變，同時(shí)也依附于全社會(huì)環(huán)保理念的重視，以及各類(lèi)人群的踴躍參與。本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)快遞包裝結(jié)構(gòu)與材料、快遞包裝回收現(xiàn)狀問(wèn)題及智能云柜的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，歸納出解決快遞包裝循環(huán)使用問(wèn)題，并提出智能云柜與快遞包裝的設(shè)計(jì)方法，為設(shè)計(jì)師在智能云柜的設(shè)計(jì)上投礫引珠，有助于在未來(lái)改善我國(guó)物流行業(yè)的資源浪費(fèi)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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[3]金詩(shī)韻，盛建平，關(guān)崇山.快遞包裝的標(biāo)準(zhǔn)化和減量化設(shè)計(jì)[J].包裝工程，2019（3）：149-155.

[4]鄭林靜.智能快遞柜在高校中推廣的前景調(diào)查與分析——以江蘇師范大學(xué)科文學(xué)院為例[J].中國(guó)物流與采購(gòu)，2019（23）：42.

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[6]汪梓懿，張雪斌，姜大立，等. 基于智慧物流的高校快遞包裝回收流程再造與優(yōu)化研究[J].包裝工程，2018（23）：20-24.

作者簡(jiǎn)介：

彭小鵬，仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院副教授。

周晉愷，仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院碩士研究生。

通訊作者：尚華，廣州理工學(xué)院教授。