maximization of container load (sea shipment) 貨櫃容納量的最大化 (海運)
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最近有很多同學反應，公司內部的包裝設計人員希望3C機構設計爸能夠分享一些包裝設計方面的專業知識方向。
與其說container load optimization，倒不如用container load maximization 來得更恰當。Container load maximization是在產品運輸上對成本的最重大因素之一，當我們在討論包裝材料要節省或者是要做到多少個 percent的cost down 的時候，往往忽略掉了產品出貨時在貨櫃中(海運)或者是在空運時，貨櫃中及棧板上所容納的產品數量。在價格超級競爭的bidding商業環境中，shipping cost極有可能成為business award 最後一根稻草的決勝因素。當然，這也是往往被 mechanical design team 忽略的重要事項，因為，機溝設計部門往往在公司的組織內和包裝設計部門是各做各的事，互不相關，加上主管間的橫向溝通也缺乏，所以在 cost review 的機制下，總是鎖定在機構設計上要如何減少空間、在機構材料和包裝材料上要如何做精簡，好不容易一台產品的成本 cost down 了幾毛錢，卻在shipping cost上浪費了幾塊錢。殊不知產品的包裝設計在貨櫃中容納的數量以及棧板上容納產品的數量，才是business的決勝因素之一。
談到shipping cost，我們首先必須對於國際運輸成本的計算方式要有一點點的基本了解。以海運來說，貨櫃是主要的包裝方式，也是今天談論的主題，貨櫃種類大略區分為3種，分別是20'貨櫃(20呎貨櫃)、40'貨櫃(40呎貨櫃)、40'HQ高櫃(40呎高櫃)，成本以40'貨櫃為例，一個40’貨櫃內、整貨櫃產品的運輸費用(成本)大約落在 美金 $5,600 左右 (以實際報價為準)。至於空運費的評估則有2個方式，一是以重量計算，一是以材積大小計算，兩者計算的結果取較大的值為空運費的計算基礎。
產品在包裝後放置在棧板上的堆疊數量，往往就是長、寬、高的尺寸考量.我們還是以空運和海運來說明會比較清楚一些:
1. 空運: (by air)
—- 空運的貨機艙門大不同，通用的高度限制為1630 mm (163公分)，但是，為了避免艙門的結構或包裝材料堆疊所造成的公差，影響貨物的搬運，所以在設計上對於一個stack的總高度必須低於 1580 mm，否則棧板上的產品包裝會和艙口干涉。至於大型的產品或大型的機器一般都會以木箱包裝、在艙口的高度限制上，公司的logistic部門必須和航空公司做預訂該班貨機的艙口高度、寬度的確認。
2.海運: (by sea)
—- 海運運輸的包裝以貨櫃為主，除了上述提到的貨櫃種類之外，包裝設計人員還必須確定每種貨櫃的內部大小。每種貨櫃的後門門坎會讓貨櫃空間犧牲掉100 mm左右，這點要特別記住。
貨櫃尺寸如下：
20'貨櫃(20呎貨櫃)、
L (D): 5890 mm - 100 mm
W: 2350 mm - 100 mm
H: 2380 mm - 100 mm
40'貨櫃(40呎貨櫃)、
L (D): 12000mm - 100 mm
W: 2350 mm - 100 mm
H: 2380 mm - 100 mm
40'HQ高櫃(40呎高櫃)
L (D): 12000mm - 100 mm
W: 2350 mm - 100 mm
H: 2690 mm - 100 mm
在maximization 的設計目標為前提之下，貨櫃內尺寸空間的大小、以及每個stack的棧板/包裝之間要預留多少空間來給堆高機操作、甚至不留間隙、或是留極小的間隙，以完全人力的方式來做上貨、卸貨的動作，這樣的作法雖然達到貨櫃容納數量的最大化，但必須考量數量的最大化所得到的成本節省、相對於所花費的人力及時效性，評估何者較有優勢。
要知道，公司的產品面相很多，從設計的角度來看，包裝材料的形狀、大小也差異甚大，所以在包裝材料的選擇上就必須考慮使用哪一種包裝材料，是紙箱還是木箱，還是其他特殊的包裝方式，必須從保護能力和材料成本來做考量。以3C機構設計爸在3C產品業及半導體設備業界的經驗，紙箱的使用率最高，木箱則是普遍被應用在大型產品的運輸上，例如 KIOSK、3D Printer....等等的所謂的大型機器。
在此，也提供給各位有關於業界在跟客戶溝通堆疊中所使用的單位，以下是說明和和範例：
產品product: 在一個紙箱中，有幾個產品。
箱 box: 這是基礎單位
層 layer: 這是在棧板上，箱子堆疊的層數
棧板 Pallet: 堆疊中棧板的數量
堆疊 stack: 在一個堆疊中，有幾個棧板
舉例來說，在一個紙箱中包著2台產品，而棧板上擺滿時有4個箱子並且有3層，在同一個棧板上的位置堆疊了3個棧板，40’ 貨櫃中可以擺下21 stack。那麼，這個40’貨櫃的容載量是 (2 x 4 x 3) x 3 x 21 = 1512 台產品。
報告的形式可用以下格式做參考
box: ?x?x? mm
2 pcs/box
4 box/layer
3 layer/pallet
3 pallet/stack
10 stack/20’ container
total: 720 pcs in 20’ container
21 stack/40’ container
total: 1512 pcs in 40’ container
21 stack/40’HQ container
total: 1512 pcs in 40’HQ container
在模擬軟體中，有些付費軟體可以設定每一個條件，有些軟體簡化、可快速計算出stack在貨櫃中的數量，如何有效率的快速計算出貨櫃中的產品容納stack及數量，除了倚賴模擬軟體之外，對於貨櫃的尺寸及一些限制，也必須了解，並做manual verify，避免過度倚賴軟體而出現錯誤。
貨櫃容納數量模擬軟體如下，可供各位朋友參考：
1. 3C機構設計爸的模擬軟體 (需付費視訊課程)
2. AutoLoad Pro (需付費訂閱)
3. CubeMaster (需付費訂閱)
4. LoadMaster (需付費訂閱)
對於包裝設計人員，如何squeeze包裝材料的體積，減少包裝材料的使用、通過驗證測試，達到運輸的最大載運量，可說是包裝設計人員除了美觀之外的最主要工作。至於包裝的驗證測試規範有哪些，未來3C機構設計爸會再做一些基本的介紹。
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