綠色低碳、數(shù)智化背景下綠色包裝在電力物資中的應(yīng)用

金岳軍　張華榮　段曉龍　周繼來(lái)

關(guān)鍵詞：綠色低碳；數(shù)智化；電力企業(yè)；全鏈路

中圖分類號(hào)：F252文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-7934（2023）10-0051-11

一、前言

近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)全球化和世界經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程不斷推進(jìn)，我國(guó)在國(guó)際分工的參與程度不斷加深。為了提高我國(guó)在國(guó)際的競(jìng)爭(zhēng)力，綠色物流的發(fā)展刻不容緩。所謂綠色物流，實(shí)質(zhì)上是在物流的全生命周期中盡量減少或避免對(duì)環(huán)境造成危害，同時(shí)實(shí)現(xiàn)物流對(duì)環(huán)境的保護(hù)，最終實(shí)現(xiàn)物流資源的可持續(xù)發(fā)展，主要包括綠色運(yùn)輸、綠色包裝以及綠色流通加工等環(huán)節(jié)［1］。在這些環(huán)節(jié)中，包裝是重要的手段，其串聯(lián)了物資生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和銷售的全過(guò)程。因此，設(shè)計(jì)出可循環(huán)利用的包裝對(duì)于綠色物流尤為重要［2］。綠色包裝要求在供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)都要防止包裝對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害［3-4］。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)物流包裝的綠色低碳化，設(shè)計(jì)綠色包裝的同時(shí)也要時(shí)刻關(guān)注物流包裝的回收問(wèn)題，需要通過(guò)物流包裝的定位、追蹤、回收與再利用來(lái)提高物流包裝的綠色低碳化，從而促進(jìn)數(shù)智化背景下物流包裝的更新迭代［5］。

對(duì)于電力企業(yè)而言，滿足綠色低碳、數(shù)智化要求的包裝優(yōu)化設(shè)計(jì)同樣重要。目前，在電力物資物流的全過(guò)程中，關(guān)于綠色物流背景下的物資包裝優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究相對(duì)較少，大多數(shù)的研究集中于物流運(yùn)輸過(guò)程。在少數(shù)關(guān)于物資包裝優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究中，也基本限于概念性的論述。其中，王鈞澤等［6］從技術(shù)規(guī)范層面重點(diǎn)分析了電力物資綠色包裝設(shè)計(jì)及推進(jìn)策略，主要從綠色包裝的基礎(chǔ)要求、管理要求、技術(shù)要求、知識(shí)體系與評(píng)審體系等方面展開(kāi)論述。楊硯硯等［7］在綠色包裝理念的基礎(chǔ)上，對(duì)電力物資包裝標(biāo)準(zhǔn)化以及倉(cāng)儲(chǔ)單元化進(jìn)行研究，并且對(duì)電力物資相關(guān)的包裝以及單元化容器進(jìn)行閉環(huán)管理，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、低碳環(huán)保的目的。喻琤等［8］基于綠色物流這一理念，在分析了綠色包裝的實(shí)現(xiàn)途徑的基礎(chǔ)上，對(duì)電力物資的標(biāo)準(zhǔn)化包裝展開(kāi)了研究，并且針對(duì)電力公司物資倉(cāng)儲(chǔ)管理過(guò)程中的問(wèn)題，提出倉(cāng)儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化管理的對(duì)策。

綜上所述，關(guān)于電力物資包裝的研究不應(yīng)當(dāng)僅從概念層面分析，應(yīng)當(dāng)結(jié)合電力企業(yè)物資運(yùn)輸過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行研究。目前，電力企業(yè)在物資方面上使用的包裝主要包括紙箱、木箱、專用打包帶以及編織袋等，在這些物資包裝中，打包帶和編織袋都難以自然降解，這并不滿足綠色、節(jié)能、環(huán)保的基本要求，而紙質(zhì)和木制的包裝箱能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)反復(fù)利用。鑒于此，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)研究可降解材料的物資包裝，同時(shí)出于安全性考慮，對(duì)包裝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其承重能力。此外，關(guān)于數(shù)智化的研究中，重點(diǎn)集中于數(shù)智化物流的變革與人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新等［9-10］，很少有針對(duì)電力物資的研究。因此，本文結(jié)合電力物資的特點(diǎn)，提出有針對(duì)性的數(shù)智化物流包裝及物流體系，實(shí)現(xiàn)電力物資物流的數(shù)智化。

二、電力物資包裝現(xiàn)狀

本文以A公司為例，對(duì)綠色低碳、數(shù)智化背景下電力物資包裝優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程展開(kāi)分析與討論。

（一）A公司簡(jiǎn)介

A公司成立于泰州，經(jīng)過(guò)22年艱苦創(chuàng)業(yè)，破繭成蝶。A公司緊緊圍繞黨中央、電網(wǎng)公司“穩(wěn)定供應(yīng)，智慧供應(yīng)”的決策部署，于2020年12月確立轉(zhuǎn)型升級(jí)為供應(yīng)鏈企業(yè)，2021年2月初步確定了“1+15（本部+2家本部分公司+13家地市分公司）”組織架構(gòu)。

A公司以“資源優(yōu)化、管理專業(yè)、運(yùn)營(yíng)高效、服務(wù)優(yōu)質(zhì)、效益提升”為目標(biāo)，按照供應(yīng)鏈儲(chǔ)檢業(yè)務(wù)“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)”原則，統(tǒng)一負(fù)責(zé)全省物資倉(cāng)儲(chǔ)、檢測(cè)資源的專業(yè)運(yùn)營(yíng)管理和服務(wù)，通過(guò)統(tǒng)籌全口徑物資資源一體化管理，全面提供倉(cāng)儲(chǔ)檢測(cè)基礎(chǔ)型服務(wù)、供應(yīng)鏈技術(shù)支持型服務(wù)和資源共享增值型服務(wù)，打造全域物資“一本賬”、全域倉(cāng)庫(kù)“一張網(wǎng)”和全域資源“一盤(pán)棋”的倉(cāng)儲(chǔ)物流管理模式，矢志于通過(guò)一流的服務(wù)鏈打造一流的供應(yīng)鏈，以一流的供應(yīng)鏈創(chuàng)造一流的價(jià)值鏈。

（二）A公司電力物資包裝現(xiàn)狀

A公司物資倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的物資包裝材料主要為紙料、木料、鐵料和塑料等。

金具、電纜附件、低壓電器、斷路器等物資一般使用蛇皮袋和紙箱包裝；電纜、導(dǎo)地線類物資一般使用實(shí)木軸盤(pán)、鐵木軸盤(pán)等方式包裝；斷路器、儀器儀表、開(kāi)關(guān)柜（箱）、隔離開(kāi)關(guān)等物資一般使用木箱包裝；鐵附件、電纜附件、線路金具等物資一般使用鐵絲捆扎方式包裝。

廢棄包裝回收成本高、回收體系不健全等因素導(dǎo)致電力物資包裝物在使用后，主要通過(guò)物資供應(yīng)商和第三方回收企業(yè)進(jìn)行回收處置，主要包裝產(chǎn)品處置情況如表1所示。

表1 A公司電力物資包裝產(chǎn)品處置方案

通過(guò)表1的分析，不難發(fā)現(xiàn)，A公司電力物資包裝目前存在回收效果差、處理困難等問(wèn)題，且處理方式均為第三方處理，這與綠色低碳、數(shù)智化的標(biāo)準(zhǔn)大相徑庭，亟待進(jìn)行包裝改造。

三、A公司電力物資包裝改造方案及評(píng)估

針對(duì)A公司電力物資包裝的現(xiàn)狀，A公司針對(duì)具體產(chǎn)品進(jìn)行包裝上的改造。

（一）A公司電力物資包裝改造方案

針對(duì)電力物資存在包裝種類多、規(guī)格形式不統(tǒng)一、周轉(zhuǎn)運(yùn)輸不方便、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜等情況，考慮從兩個(gè)方面選取了四種典型物資進(jìn)行包裝改造，一是以方便倉(cāng)儲(chǔ)管理、提高倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)效率、提高倉(cāng)庫(kù)單元化水平存儲(chǔ)歸置；二是以方便標(biāo)準(zhǔn)化循環(huán)周轉(zhuǎn)、提高全鏈路綠色低碳水平的全流程綠色循環(huán)包裝。對(duì)種類繁多的電力金具，通過(guò)KLT料箱替換原有蛇皮袋；產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、包裝箱不統(tǒng)一的柱上斷路器，通過(guò)綠色循環(huán)圍板箱替代原來(lái)木箱包裝；周轉(zhuǎn)運(yùn)輸不變、包裝規(guī)格少的電力線纜產(chǎn)品，通過(guò)可拆卸全鋼軸盤(pán)替代原來(lái)鐵木軸盤(pán)，具體改造方案如表2所示。

表2 各產(chǎn)品包裝改造方案

A公司針對(duì)電力物資包裝的問(wèn)題，進(jìn)行了包裝的改造，其中電纜產(chǎn)品采用可拆解全鋼軸盤(pán)，在滿足強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，對(duì)規(guī)格型號(hào)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，具備可拆解回收特性。柱上斷路器采用圍板箱，底板、頂板標(biāo)準(zhǔn)化定制尺寸開(kāi)模滿足產(chǎn)品運(yùn)輸包裝特殊要求，開(kāi)發(fā)管理應(yīng)用小程序，開(kāi)展從生產(chǎn)廠家—倉(cāng)庫(kù)—項(xiàng)目單位—倉(cāng)庫(kù)—生產(chǎn)廠家的全鏈路循環(huán)使用。金具采用KTL料箱按標(biāo)準(zhǔn)托盤(pán)尺寸組裝碼垛，有利于整進(jìn)散出，便于倉(cāng)庫(kù)管理。

（二）改造后包裝樣品評(píng)估

A公司針對(duì)具體產(chǎn)品的包裝改造后，在使用過(guò)程中仍然暴露出一定的問(wèn)題，具體而言：

（1）柱上斷路器循環(huán)圍板箱：車載容積率低，重量大，強(qiáng)度較低?，F(xiàn)有樣品選用標(biāo)準(zhǔn)1350×1150毫米尺寸設(shè)計(jì)，該尺寸圍板箱在車寬為2.4米時(shí)可裝載兩排，但當(dāng)選用17.5米重型貨車時(shí)，車寬為3米，僅可裝載2排，導(dǎo)致車輛容積使用率偏低；針對(duì)此問(wèn)題，后期根據(jù)產(chǎn)品特性，在滿足通用性的基礎(chǔ)上，縮小箱體寬度至900毫米。需打包帶固定，現(xiàn)有包裝箱天地蓋板無(wú)便利固定方式，需要采用打包帶捆綁，不利于現(xiàn)場(chǎng)包裝和拆包。此外，不同尺寸的圍板箱的抗壓強(qiáng)度波動(dòng)較大，且替換原有木箱后，重量增加，這在一定程度上增加了運(yùn)輸成本。

（2）金具KLT周轉(zhuǎn)箱：產(chǎn)品尺寸規(guī)格較小、規(guī)格尺寸多，強(qiáng)度設(shè)計(jì)困難。采用KLT周轉(zhuǎn)箱后，金具物資能夠?qū)崿F(xiàn)堆放整齊、便于管理，然而，由于電力金具種類眾多，需要的周轉(zhuǎn)箱的尺寸也眾多。因此，如何保證不同尺寸周轉(zhuǎn)箱的強(qiáng)度是問(wèn)題的關(guān)鍵。

（3）電纜可拆解全鋼軸盤(pán)：投入成本高。相同可拆解全鋼軸盤(pán)價(jià)格約為鐵木軸盤(pán)2倍-4倍，初期投入較大，以常規(guī)外徑為2.8米軸盤(pán)為例，常規(guī)鐵木軸盤(pán)價(jià)格約為3000元，但可拆全鋼軸盤(pán)價(jià)格不低于10000元；回收周期長(zhǎng)，電纜產(chǎn)品涉及到入庫(kù)檢驗(yàn)、按長(zhǎng)度分段出庫(kù)、項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)押等問(wèn)題，平均回收周期約6個(gè)月；拆解難度大，由于軸盤(pán)尺寸、重量大，現(xiàn)場(chǎng)往往不具備拆解條件，后期循環(huán)回收難度較大。

綜上所述，A公司對(duì)于電力物資包裝改造后，雖然提高了包裝的利用率，但是在一定程度上提高了物流成本，增加了產(chǎn)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)。具體而言，成本問(wèn)題是由于鐵木周盤(pán)替換為全鋼軸盤(pán)造成的，這在投入使用時(shí)難以避免，而強(qiáng)度問(wèn)題可以通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)加以實(shí)現(xiàn)。因此，接下來(lái)，本文重點(diǎn)通過(guò)圍板箱和周轉(zhuǎn)箱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保障其可持續(xù)利用。

四、圍板箱及周轉(zhuǎn)箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

（一）圍板箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于圍板箱而言，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度主要與受力和變形有直接關(guān)系，強(qiáng)度分析需要結(jié)合應(yīng)力和應(yīng)變的情況。此外，電力物資的運(yùn)輸成本和質(zhì)量息息相關(guān)，因此，在考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，還需要同時(shí)考慮質(zhì)量?；谏鲜龇治觯静糠謱⒁試逑涞膽?yīng)力、應(yīng)變以及質(zhì)量為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)圍板箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在這里，以尺寸為118厘米×48厘米×98厘米質(zhì)量為2.57千克的圍板箱為例，展開(kāi)論述。通過(guò)對(duì)中間板面厚度、內(nèi)部加強(qiáng)板高度以及箱體壁厚三個(gè)參數(shù)的尺寸設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)以圍板箱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)化及輕量化為目標(biāo)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1.敏感度分析

敏感度分析能夠探究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)相互之間的作用對(duì)目標(biāo)值的影響［11］，本研究中，分別定義中間板面厚度、加強(qiáng)筋高度以及箱體壁厚為A、B、C，定義最大等效應(yīng)力、應(yīng)變以及質(zhì)量為輸出參數(shù)，敏感度分析結(jié)果如圖1所示。

從圖1的敏感度分析結(jié)果可以看出，中間板面厚度、加強(qiáng)筋高度以及箱體壁厚對(duì)于輸出結(jié)果的影響各不相同，其中C對(duì)應(yīng)的最大等效應(yīng)力及最大等效應(yīng)變的敏感度均最大，分別為65%及88%，B對(duì)應(yīng)的質(zhì)量敏感度最大為42%，而敏感度出現(xiàn)負(fù)值說(shuō)明了隨著輸入?yún)?shù)的增大，輸出參數(shù)隨之變小。

圖1 敏感度分析

2.多因素綜合影響分析

如圖1所示，由于C參數(shù)對(duì)于最大等效應(yīng)力、應(yīng)變以及質(zhì)量均為正相關(guān)，而A、B對(duì)于三個(gè)輸出參數(shù)的影響有正有負(fù)。因此，需要對(duì)A、B兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行綜合影響分析，具體結(jié)果如圖2所示，A、B兩個(gè)輸入變量與最大等效應(yīng)力、最大等效應(yīng)變均呈非線性關(guān)系，當(dāng)A增大時(shí)，最大等效果應(yīng)力增大，而最大等效應(yīng)變先減小后增大。隨著B(niǎo)的增大，最大等效應(yīng)力下降，最大等效應(yīng)變先減少后增大后，這與敏感度分析結(jié)果一致。而A、B兩個(gè)因素與質(zhì)量呈正相關(guān)。

圖2 A、B雙因素影響分析

3.基于多因素綜合影響分析的參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)敏感度分析及多因素綜合分析結(jié)果，將等效應(yīng)力最大值、等效應(yīng)變最大值、質(zhì)量作為優(yōu)化目標(biāo)，使圍板箱同時(shí)滿足尺寸、質(zhì)量以及強(qiáng)度要求。通過(guò)優(yōu)化計(jì)算共得到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種優(yōu)化結(jié)果如表3所示。

表3 優(yōu)化前后圍板箱性能對(duì)比

結(jié)合表3的性能優(yōu)化結(jié)果，可以看出，方案Ⅱ的質(zhì)量減少了10.4%，等效應(yīng)力下降了2.81%，強(qiáng)度得到了一定的提高，也在一定程度上實(shí)現(xiàn)了輕量化。因此，對(duì)于圍板箱的優(yōu)化方案是可行的。

將該方案應(yīng)用于不同尺寸的圍板箱的優(yōu)化中，能夠通過(guò)調(diào)整中間板面厚度、加強(qiáng)筋高度以及箱體壁厚的尺寸，實(shí)現(xiàn)圍板箱高強(qiáng)度、輕量化的目的，有效地提高了圍板箱的使用壽命，對(duì)于綠色低碳電力物資物流的實(shí)現(xiàn)起到了十分重要的推動(dòng)作用。

（二）周轉(zhuǎn)箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

采用KLT周轉(zhuǎn)箱后，電力物資能夠?qū)崿F(xiàn)周轉(zhuǎn)方便、堆放整齊，能夠循環(huán)反復(fù)利用。但是，對(duì)于A公司在周轉(zhuǎn)箱的使用過(guò)程中面臨尺寸規(guī)格較小、規(guī)格尺寸多，強(qiáng)度設(shè)計(jì)困難等問(wèn)題。因此，對(duì)于周轉(zhuǎn)箱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要探究各個(gè)因素對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同尺寸規(guī)格周轉(zhuǎn)箱的靈活設(shè)計(jì)。就目前而言，影響周轉(zhuǎn)箱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素主要有長(zhǎng)寬比、高度、壁厚、脫模斜度、加強(qiáng)筋尺寸、圓角等，只有綜合考慮各個(gè)因素對(duì)周轉(zhuǎn)箱強(qiáng)度的影響，才能實(shí)現(xiàn)周轉(zhuǎn)箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)［12］。

結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要指標(biāo)為應(yīng)力和應(yīng)變。因此，文章以最大應(yīng)力和最大應(yīng)變?yōu)閰⒖剂糠治鲋苻D(zhuǎn)箱各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，最終實(shí)現(xiàn)周轉(zhuǎn)箱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1.長(zhǎng)寬比的影響

在總周長(zhǎng)不變的前提下，通過(guò)改變長(zhǎng)寬比，分析其對(duì)最大應(yīng)力和應(yīng)變的影響，如圖3所示。

圖3 長(zhǎng)寬比對(duì)力學(xué)特性的影響

如圖3所示，隨著長(zhǎng)寬比的增加，最大應(yīng)力幾乎不變，最大應(yīng)力逐漸降低，且降幅逐漸減小，當(dāng)長(zhǎng)寬比為3∶2時(shí)，隨著長(zhǎng)寬比的進(jìn)一步增大，最大應(yīng)變幾乎不再改變，因此可以看出，使周轉(zhuǎn)箱達(dá)到最佳力學(xué)特性的長(zhǎng)寬比為3∶2。

2.高度的影響

根據(jù)周轉(zhuǎn)箱在電力物資中的應(yīng)用情況以及工廠的實(shí)際情況，本文將周轉(zhuǎn)箱的高度設(shè)定為200-300mm，來(lái)探究不同高度下周轉(zhuǎn)箱的應(yīng)力和應(yīng)變特性，如圖4所示。

圖4 高度對(duì)力學(xué)特性的影響

從圖4中可以看出，高度對(duì)周轉(zhuǎn)箱的最大應(yīng)力和應(yīng)變的影響并不明顯，這說(shuō)明高度的改變不會(huì)顯著改變周轉(zhuǎn)箱的力學(xué)特性。因此，在電力物資運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)選用適當(dāng)高度的周轉(zhuǎn)箱使運(yùn)輸空間利用率達(dá)到最佳。

3.壁厚的影響

通常KLT料箱在設(shè)計(jì)時(shí)的壁厚在1-3毫米范圍內(nèi)，其主要是考慮成型工藝以及成本。因此，本文選擇壁厚1-3毫米來(lái)研究周轉(zhuǎn)箱的力學(xué)特性，具體如圖5所示，當(dāng)壁厚從1毫米逐漸增加到3毫米時(shí)，最大應(yīng)力從38.15MPa減少到15.06MPa，減少了253%，最大應(yīng)變從8.04毫米減少到3.89毫米，減少了207%。這說(shuō)明厚度的增加能夠增加周轉(zhuǎn)箱側(cè)面的強(qiáng)度，有效減少其彈塑性變形。然而，厚度的增加帶來(lái)的強(qiáng)度改善效果逐漸減弱，當(dāng)厚度大于1.8毫米時(shí)，強(qiáng)度改善的效果逐漸趨于平緩。因此，增加周轉(zhuǎn)箱的厚度固然能提高其強(qiáng)度，但不宜過(guò)多提高其厚度，考慮到綠色低碳原則，周轉(zhuǎn)箱的厚度取值范圍在1.8毫米左右較為適宜。

圖5 壁厚對(duì)力學(xué)特性的影響

4.脫模斜度的影響

脫模斜度是一個(gè)重要的制件工藝，其與周轉(zhuǎn)箱的成型深度、材料剛度等因素有關(guān)，通常，KLT周轉(zhuǎn)箱的脫模斜度取值范圍為0.5度-1.5度，本文將在此范圍內(nèi)探究其對(duì)周轉(zhuǎn)箱強(qiáng)度的影響，具體如圖6所示，當(dāng)脫模斜度為0.5度時(shí)，最大應(yīng)力和最大應(yīng)變都為最大，隨著脫模斜度的增加，最大應(yīng)變的先減小后增加脫模斜度為1度時(shí)的最大應(yīng)變最低。對(duì)于最大應(yīng)力而言，當(dāng)脫模斜度由0.5增長(zhǎng)到0.8時(shí)，其值迅速下降，0.8度以后，脫模斜度對(duì)最大應(yīng)力幾乎沒(méi)影響，綜合考慮脫模斜度對(duì)應(yīng)力應(yīng)變的影響，本文選擇1度作為最佳的脫模斜度。

圖6 脫模斜度對(duì)力學(xué)特性的影響

5.加強(qiáng)筋尺寸的影響

在周轉(zhuǎn)箱的使用過(guò)程中，尤其是盛放電力物資中的金具過(guò)程中，長(zhǎng)時(shí)間的承重會(huì)引起周轉(zhuǎn)箱的變形和翹曲，單純的從外部尺寸和厚度上優(yōu)化難以保證其使用過(guò)程中的強(qiáng)度。因此，需要通過(guò)加強(qiáng)筋的方式進(jìn)一步增加其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。通常，加強(qiáng)筋在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其厚度和高度，在保證加強(qiáng)筋截面積相同的前提下，本文共選取5中不同類型的加強(qiáng)筋來(lái)研究其力學(xué)特性，分別是：1.厚度1毫米，高度8毫米；2.厚度1.6毫米，高度5毫米；3.厚度2毫米，高度4毫米；4.厚度5毫米，高度1.6毫米；5.厚度8毫米，高度1毫米。

不同類型的加強(qiáng)筋的力學(xué)特性如圖7所示，截面積相同的前提下，加強(qiáng)筋的尺寸對(duì)最大應(yīng)變的影響不大，3號(hào)方案的加強(qiáng)筋對(duì)于應(yīng)力的改善效果最為突出。因此，選擇3號(hào)加強(qiáng)筋作為內(nèi)部的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)。

圖7 不同類型加強(qiáng)筋力學(xué)特性

6.圓角的影響

鑒于周轉(zhuǎn)箱的受力特性，在兩個(gè)箱體之間的拐彎處最容易出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)域。因此，需要通過(guò)圓角的方式來(lái)進(jìn)行力學(xué)特性強(qiáng)化，本文選擇1毫米-8毫米的圓角來(lái)研究其對(duì)周轉(zhuǎn)箱力學(xué)特性的影響，如圖8所示，圓角對(duì)于最大應(yīng)變的影響不大。隨著圓角的增加，最大應(yīng)力逐漸減小，降幅也逐漸減小，當(dāng)圓角0-3毫米時(shí)，應(yīng)力的降幅十分明顯，由24.852MPa下降至13.921MPa，下降了78.5%，可以看出，圓角為3毫米時(shí)已經(jīng)基本緩解了應(yīng)力集中的現(xiàn)象。

圖8 不同圓角的力學(xué)特性

通過(guò)該研究為A公司周轉(zhuǎn)箱的進(jìn)一步設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供依據(jù)，既保證了綠色低碳的要求，又保證了周轉(zhuǎn)箱強(qiáng)度的要求，本設(shè)計(jì)過(guò)程還能為不同尺寸的周轉(zhuǎn)箱強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供重要參考。

五、基于數(shù)智化的電力物資包裝設(shè)計(jì)

該部分主要針對(duì)綠色物流中的回收問(wèn)題，對(duì)電力物資包裝進(jìn)行數(shù)智化設(shè)計(jì)，在快遞包裝的安全、環(huán)保等方面進(jìn)行再設(shè)計(jì)。

（一）數(shù)智化包裝的設(shè)計(jì)原則

在遵循國(guó)家新出臺(tái)的包裝規(guī)范，堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化、減量化、智能化和可循環(huán)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，本文將從以下兩點(diǎn)入手。

1.安全性

目前引發(fā)快遞包裝安全問(wèn)題的原因在于包裝簡(jiǎn)單且防盜系數(shù)低，容易錯(cuò)拿偷拿。為了解決上述問(wèn)題，可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、GPS技術(shù)、FRID技術(shù)以及NFC技術(shù)對(duì)快遞進(jìn)行智能化管理，為快遞信息的安全提供保障。

2.環(huán)保性

針對(duì)綠色物流，環(huán)保性是電力物資包裝的首要原則，應(yīng)當(dāng)從包裝的全生命周期出發(fā)，從生產(chǎn)階段、使用階段、回收階段來(lái)全面實(shí)現(xiàn)快遞包裝的環(huán)保性。在生產(chǎn)階段，選取可回收可降解的材料。在使用階段，應(yīng)當(dāng)選擇結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、化學(xué)性能穩(wěn)定的材料。在回收階段，雖然目前可循環(huán)快遞包裝已經(jīng)成功的應(yīng)用于電力物資包裝中，但是包裝回收方面的措施仍顯不足。

（二）安全性實(shí)現(xiàn)

物流包裝安全性需要通過(guò)現(xiàn)代化的各個(gè)高新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要通過(guò)各個(gè)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力物資的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能夠?qū)ξ镔Y進(jìn)行信息識(shí)別與位置追蹤，安全性實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案如表4所示。

表4 包裝功能配置

（三）環(huán)保性實(shí)現(xiàn)

環(huán)保性的主要難點(diǎn)在于可循環(huán)包裝的回收再利用，針對(duì)這一問(wèn)題，本文在物流包裝功能配置的前提下，以快遞員為紐帶，通過(guò)用戶、快遞柜、快遞集中回收站以及快遞站點(diǎn)之間的相互配合，最終實(shí)現(xiàn)電力物資包裝的循環(huán)流通，具體方案如圖9所示。

圖9 電力物資包裝循環(huán)方案

用戶與快遞員之間屬于簽收快遞及包裝回收的關(guān)系，用戶也可以將快遞柜取到的包裝送回至快遞柜并根據(jù)包裝的價(jià)值獲得一定的報(bào)酬，用戶在菜鳥(niǎo)驛站等站點(diǎn)取得的快遞也可以歸還至站點(diǎn)，由站點(diǎn)統(tǒng)一收集包裝后，將破損的包裝送至回收站，而回收站則是將破損的包裝修復(fù)發(fā)送至快遞站點(diǎn)以供其循環(huán)使用。

而快遞員在整個(gè)過(guò)程中承擔(dān)的任務(wù)比較多，不僅為客戶、快遞柜和站點(diǎn)服務(wù)，同時(shí)還要將用戶、快遞柜的包裝進(jìn)行回收，同時(shí)要將破損的包裝送至回收站，快遞包裝回收環(huán)節(jié)與快遞員的績(jī)效直接聯(lián)系，通過(guò)提高快遞員績(jī)效提升快遞包裝回收利用率。

通過(guò)以上方案，能夠?qū)崿F(xiàn)電力物資包裝的循環(huán)利用，通過(guò)包裝的數(shù)智化，能夠?qū)崿F(xiàn)包裝的實(shí)時(shí)追蹤，提高回收效率。

六、結(jié)論與建議

本文在綠色低碳、數(shù)智化背景下，對(duì)A公司的電力物資包裝進(jìn)行優(yōu)化，主要結(jié)論如下：

（1）針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)木軸盤(pán)、鐵木軸盤(pán)、紙箱、木箱、編織袋以竹板等電力物資包裝回收效果不佳的問(wèn)題，A公司實(shí)施了電力物流包裝改造方案，針對(duì)線纜產(chǎn)品、柱上斷路器以及電力金具等常見(jiàn)電力物資進(jìn)行了全面改造升級(jí)，使包裝更具有環(huán)保性、可持續(xù)性。

（2）在對(duì)改造后的包裝進(jìn)行評(píng)估過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)改造后的包裝仍然存在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上對(duì)圍板箱及周轉(zhuǎn)箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到圍板箱的最佳尺寸為中間板面厚度4.21毫米、加強(qiáng)筋高度0.50毫米、箱體壁厚0.53毫米；KLT周轉(zhuǎn)箱最佳長(zhǎng)寬比為3∶2，最佳壁厚在1.8左右，最佳脫模斜度為1度，最優(yōu)加強(qiáng)筋尺寸為厚度2毫米+高度4毫米，最佳圓角在3毫米左右。此外，高度不會(huì)對(duì)應(yīng)力和應(yīng)變?cè)斐奢^大的影響。

（3）針對(duì)包裝安全問(wèn)題，提出了基于RFID標(biāo)簽、NFC技術(shù)、GPS技術(shù)、藍(lán)牙5.0、動(dòng)態(tài)二維碼、電子紙顯示屏、閃存芯片等技術(shù)多動(dòng)能包裝，有效地實(shí)現(xiàn)了物流數(shù)智化。

（4）為了提高包裝回收效率，采用激勵(lì)的手段，將用戶、快遞柜、快遞集中回收站以及快遞站點(diǎn)相串聯(lián)，以快遞員為樞紐，提出電力物資包裝循環(huán)方案，保證了物流包裝的回收效率。

本文對(duì)于電力物資包裝的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)綠色低碳、數(shù)智化物流新模式提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐價(jià)值。

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TheApplicationofGreenPackaginginElectricPowerMaterials

UndertheBackgroundofGreen，Low-carbonandDigitalIntelligence

JINYue-jun，ZHANGHua-rong，DUANXiao-long，ZHOUJi-lai

（JiangsuAnfangElectricPowerTechnologyCompany，Taizhou，Jiangsu，225300）

Absrtact：Inthebackgroundofeconomicglobalization，itiscrucialtostrengthenthedevelopmentofgreen，low-carbonanddigitalintelligentlogisticstoenhancethecomprehensivecompetitivenessofChinaspowerenterprises.InordertofurtherimplementtheissuedgreenmodernintellectualsupplychainsystemconstructionplanoftheNationalElectricCompany，acceleratethetransformationofthewholesupplychainintogreen，low-carbonanddigitalintelligence，thispaperfocusesongreenpackaging，transformsthetypicalpowermaterials，suchasfittings，insulators，powercablesandcircuitbreakersoncolumnstofull-linkgreencyclepackaging.Consequently，asetofgreencyclepackagingoperationplanforelectricpowermaterialsisfound.Meanwhile，thispaperwillcreateadigitalintelligentlogisticssystemthroughdigitalintelligentlogisticspackagingdesign.Theresearchwillpromotethetransformationandupgradingofthepowermaterialsupplychain，andthegreenandlow-carbonoperationofthewholelink.

Keywords：greenandlow-carbon;digitalintelligence;electricpowerenterprise;fulllink