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包装性与包装工程理论及其应用

前言

使用（工作）可靠性工程与维修性工程是两门联系紧密的学科，就像一对孪生的姊妹一样，早已诞生成长。同样，储存（不工作）可靠性工程与包装性工程也应是两门联系紧密的学科，但是这一对孪生姊妹中的包装性工程作为一门学科至今尚未诞生。本文是将包装性工程作为一门学科而在2014年7月OPM再次取得FDA的批准生产针对特定患者的脸部植入物，构造包装性概念，构建包装性工程理论体系框架，为其催生。使现有的可靠性（R）、维修性（M）、保障性（S），即R·M·S家族中增加一个新成员——包装性（P），成为R·M·P·S。其结果，首先使现代产品的研制、使用和保障这项复杂的系统工程变为研制、包装、使用和保障，更为系统、更为科学的系统工程。包装性工程理论及其应用，所涉及的产品或系统设什的具体特点，以及物理的、化学的、结构的特性，都关系到如公关咨询何以最少的资源实现迅速的包装，因此，包装性工程可以使包装时减少包袈材料的消耗量，简化包装容器，减少辅助物的投入量，减少包装工时与人力；更重要的是从环境问题考虑，减少了自然资源的消耗，便于垃圾与废弃物的管理与再利用，更明确有力地支持“3R”（Reduce，Reuse，Recycie）原则。

1．包装性工程理论的概述

现在提出的包装性工程理论及其应用，是一个新的概念，它是不同于传统包装工程理论及其应用的一个新的范畴。包装性既是对包装工程的深入研究的结果，更是对可靠性、维修性、保障性、人——机——环工程、效能与费用等综合研究的成果。

1．1包装性概念

产品系统设计中，必须考虑多种不同的要求，例如可靠性、维修性、保障性、安全性、生产性及人——机——环因素等。但是在产品系统工程中，在传统包装工程理论中，都没有提出包装性概念，在产品系统设计中更体现不出包装性的地位与作用。

包装性是产品系统设计中的重要参量之一，同其设计参量一样，是必须作为产品系统工程一个部分给予重视和审慎考虑的。产品包装的性能对保护或保持产品的良好使用状态，甚至是比产品能否使用，其重要性往往不亚于可靠性、维修性、保障性等因素的影响。但是时至今日产品的设计师们常常无视这些，更多地关心产品系统的性能设计，至多再关心可靠性与维修性的设计。

由于可靠性、维修性、保障性及人——机——环工程等都已作为年产品设计研制相关联的一门工程学科出现了，那么完全有理由包装性作为产品设计特性来考虑，因为它与可靠性、维修性、保障性、安全性等有着密切的联系，并且有自己的可操作性（可生产性、可达性、可测性、可控性、安全性等）。所以包装性工程是一门与产品系统设计密切相关的学科，应该成为产品系统设计中的一个部分，保证产品在储运期间规定的条件下得到经济而有效的包装。

1.1．1包装性定义

包装性系指产品或装备系统设计和制造的特性，使其具有较好地接受包装的能力，在储运时达到有效保存和保护的目的，而只需要较少的包装工时、工具、设施、较低的包装技能水平，以及较少的包装重复次数和较低的包装费用和后勤费用。其中包装仍用原有的定义，包装是在流通过程中为保护产品、方便储存、促进销售，技一定技术方法所采用的材料、容器及辅助物的总体名称，也指为达到上述目的，在采用材料、容器和辅助物铁链条的过程中加上一定技术方法等爽身粉的操作过程。

1.1.2包装性的目的

包装性工程涉及到产品或装备系统的备用状态，亦称使用状态，是指产品或装备系统一旦需要即可使用的能力。备用状态包括多种因素的要求，其中最主要的是其内在的可靠性。包装性是对储运中的产品或装备系统的可靠性的一种保护和保持，满足产品或装备系统可靠性在储存和使用时的要求。

要使产品可靠性达到几乎不发生故障的程度从而保持良好的备用状态，即使是在储运时间，是有可能做到的。但是，在现代科学技术水平的条件下，这样的产品所要求的各种元器件，或零部件就可能昂贵，甚至使产品很不经济，或者说产品的费效比很不好，尽管可以简化包装，降低包装成本；而适当减少元器件，或零部件的费用，使产品较经济，通过适当增大包装成本，达到产品总费效比较好的要求。为了达到达样一种适当的平衡，包装性同可靠性、维修性与保障性一样，必须在产品全寿命周期的论证、设计与研制阶段开始，权衡产品的要求，考虑包装性的问题。对于包装性与包装的考虑必须是产品原始规划的一个组成部分，含有包装性与包装问题的综合后勤保障方案必须在早期各阶段制定出来，井在研究人员进入其后各阶段之前得到批准，凡是没有在最初阶段审慎考虑包装性与包装工作的产品，常常无法达到最大限度的系统效能和备用状态。因此，必须在包装性与包装工作所需要的后勤保障资源同产品研制进度、性能及全寿命费用之间取得适当平衡。

1．1．3包装性工程与包装工程

包装性与包装具有不同含义。包装性是产品在研制过程中，设计者为增进有效包装与包装方便而结合到设计中去应采取的措施，目的在于保证在生产、安装、储运与使用中，使生产者或者使用者能够以最低限度的寿命周期保障费用和最短的时间包装好。而包装是生产者或使用者为保存、保护产品的可使用状态和方便储运所采取的行动，按我国国家标准GB4122《包装通用术语》中的定义：“包装是在流通过程中为保护产品、方便储这里不但为你提供高质量的实验机装备存、促进销售，按一定技术方法所采用容器、本实用新型治具的辊轴与辊轴座采取间隙配合材料及辅助物等的总体名称。也是为了达到上述目的，在采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。”

在寿命周期中保障生产者或使用者各个方面的需求是包装工程的职责，因为它们影响着设计的各个方面；而设计则是包装性工程的职责。由于包装性的定义是“一种便于包装的设计的内在性能”，包装性工程要参与产品设计，并需要将包装性特点结合到产品的设计中去。包装性设计要求是包装工程分析的结果，它反映了生产者或使用者的需求。包装性工程师的任务是要了解符合这些需求所必要的包装性特点是否已经包括在产品设计合同中。包装性工程必须同产品质量其它各部门工程结合在一起以保证产品必要的效能并考虑该产品在全寿命周期的包装费用和总费用。而由于包装的定义如前所述，当然也可以给出包装工程的定义：“包装工程是产品包装方面的技术活动领域，是产品保护与方便储运所获得的概念，保留和发展有关的各种设计思想、准则与技术要求，以保证产品得到及时、恰当而经济地包装保障。”包装工程师关心的是产品出厂及到达使用者后如何使用与包装，他应该代表使用者的需要，必然涉及到产品的任务及其使用与保障的剖析、产品使用、包装与储运的环境条件、包装的识别、包装与其它保障资源，以及包装措施等。有了解在产品设计与研制要求中是否反映了使用者关于包装的需要。

1．2包装性的定量化

1．2．工包装性的量度

包装性的定量化是包装性工程的重要工作，是包装性工程具有可操作性的前

提和基础。从这种意义上讲，包装性的定义还可以是：“以定昌表示的一种设计与

生产的特性；是按预定资源与方法实施包装时，在给定的储运时间与条件范围内产

品将被保持或保护其规定的备用状态的效能函数”。参变量为：包装等级、包装工

时、包装费用和重复包装次数；自变量为：保护或储存时间；效能函数则是保护度。

见下列方程：

P(t)=Po·α·t／T

其中：α：包装等级×包装工时×包装费用×复包装次数；

t：产品有效储存期；

T：产品最大（设什）储存存期；

P：产品备用状态的程度；

po：产品设计备用状态的程度（最大值）。

1．2.2构成包装性的因素分析

为了达到预期的有效包装性设计，必须能够定性地和定量地处理系统模型中的全部参量。因此，包装性系统设计最优化的确定是将包括相应各参量之间进行综合，达到费用——效能权衡的目的。除了把每一个参量在本身学科中单独处理之外，还要把这些参量一起综合到最优化的系统中去，这就是系统工程的算是方法。包装性除了是系统设计的参量之外，还可以作为一个总指标其分解为诸多分指标。它们是包装等级、包装工时、包装费用、包装重复次数及包装有效度。不同产品或同一产品，由于其备用任务不同，应有不同的包装等级，不同包装等级系指不同包装资源及相应的包装保障；包装等级越高，意味着动用的包装资源越多，包装有效度也高。包装工时系指一次包装所需要的工时，这是人力资源的使用程度。一般而言简单包装，工时少；复杂包装，工时多。包装费用通常指一次包装所需的费用，这是带统计平均意义的参量。在工业先进国家中各类产品用于包装费用一般占产品成本的10～15%；在强调促销功能时，其比例可以更大。这种经济性参量很重要，尤其是包装重复次数较大时，产品全寿命周期中费用问题，更加重要。包装有效度是对产品备用状态的保护程度，它与前面四种参量相关切。

1.2.3包装性定量化中存在的问题

包装性定量化是包装性工程理论的前提和基础，是包装工程实施的依据，但也是一项异常复杂和艰巨的工作。包装性定量化中存在的问题：

首先，包装性定义，若以概率表述时，可为：“包装性是以概率表述的一种设计与生产的特性；是指按预定方法和资源实施包装时，在给定的储运条件和时间范围内，产品被保持、保护其规定状态的概率”。储运条件是参变量，时间是自变量。由于产品在储存工作中的损坏机理与故障性质都穿刺饰不同，并且参变量与自变量又都是以某种统计分布形式出现的，使包装性定量化几10年都不会变化增加了难度。

其次，包装性存在于产品的全寿命周期中，对环境的分析也是在全过程中进行的。而包装寿命周期只是全寿命周期的一个子周期，嵌套于其中；对环境的分析也只是在这个子周期中，按减少废物源、重新利用、回收、焚烧、填埋固定程序进行。因而对包装性必然有部分定性的表述，不可能是单一定量的。

2．相关概念与综合权衡技术

产品作为系统，是同能完成某项工作

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