1、前言
　　我国的包装工业与世界先进水平存在差距，一方面是由于技术方面的问题，另一方面也是由于设计指导思想方面的问题。比如说，在包装的设计过程中仅仅是就事论事，缺乏系统论分析方法，从而使得所设计出来的包装不能够满足人机工程学的要求，以及技术经济合理性等方面的要求。这一点，在目前的纸箱尺寸设计中反映得十分明显。
　　纸箱属于纸器包装中的一部分。纸器包装是各种包装方法中应用最广的一种，它既可以作为内包装又可作为外包装，而纸箱则是纸器包装中最常见的形式，它具有易开启搬运存放，可再生反复使用，能在表面上印刷各种文字和图案，相对价格比较低廉等优点，而且具有一定的强度，可以为包装内容物提供较好的促销作用和保护作用，所以纸箱包装得到了越来越广泛的应用。我们有理由对纸箱包装的设计予以足够的重视。
　　目前，我国只是对纸箱的箱型作了明确的规定，而对纸箱的尺寸大小却无任何要求，主要由设计者来定，而设计者在确定纸箱尺寸时又主要是考虑两方面的因素：一是能够包容得下包装内容物；二是具有足够的强度。对于一些大件物品，象冰箱、彩电、洗衣机等，纸箱的尺寸和形状确实主要取决于产品的大小与形状，但仍然有相当多的时候，包装纸箱比其所包装的单件产品要大得多，如衣物、食品以及小商品等，这时候纸箱形状和大小的设计相对来说就要灵活得多，但这决不意味着可以随意设计。其实，制约纸箱大小和形状的因素除去包装内容物外，还有许多其它的因素，所以设计时只有系统地综合地把握住所有的制约因素，才能够真正合理地确定纸箱的大小形状。下面仅以出口服装的包装纸箱设计来说明这个问题。由于为了便于制造、存放、搬运，这类纸箱一般都是设计成长方体形，所以，实际在设计中要确定的是纸箱的长宽高三个尺寸的大小。
　　2.纸箱尺寸大小的制约条件
　　为了使问题简单明了，我们暂不考虑纸箱的生产制造这个环节，仅就纸箱的使用过程来加以分析。显然这样做并不会使我们的问题和答案失去意义。
　　纸箱在服装厂出口中的使用过程一般可以概述如下：
　　1）将出口服装按单装箱，再用胶带纸封箱，填写必要的文字说明，再用塑料带捆扎。
　　2）装车。有二种方式：一是将纸箱码在托盘上随托盘一起装车，这样做便于自动或机械化装卸，效率高，是常用的一种方式；另一种是将纸箱直接码放在货车车厢内或集装箱内。
　　3）将纸箱运至车站码头，卸车，再装入集装箱内。当然，有时这一步会在厂内直接完成。
　　4）纸箱运抵出口目的地（国）后，一般都有要转由汽车运到批发中心或配货中心进行码放。
　　5）将服装（常常是随同纸箱一起）放至配货架上，由配货员根据分销商或者分销店的清单要求进行配货。
　　6）将腾空的纸箱或者再用作包半配货或者压叠回收。
　　在使用过程中涉及到包装纸箱大小的制约因素主要有以下五个方面：
　　1）人机工程学方面的因素。在码放、捆扎、半年以及将服装按照种类、颜色、大小顺序地放入配货架上时，都需要由人来搬放一个个的纸箱。如果纸箱的尺寸大小设计得不好，就可能使工人操作起来十分不便。如有家出口服装厂生产的是牛仔裤，采用的是800（长）×800(宽)×200(高)mm的单层瓦楞纸箱包装.在去掉捆扎带和盖后,由于牛仔裤较重,当用手搬住纸箱两边时,发生纸箱中间向下凸的现象,两手操作十分吃力,更别说有时需要将纸箱连带衣物一起放到2米高的配货架上.又比如有一个厂所用的纸箱为1150(长)×400(宽)×600(高)mm,这种规格的纸箱在一个人操作时十分吃力.更有甚者,我在调研中还发现有个厂子的纸箱长1米,宽80厘米,高60厘米,毛重60多公斤,一般的人根本别想搬得动,配货中心也只好就地开箱,然后将衣物取出装入一个小些的纸箱中再送上配货架,增加了劳动成本,恐怕这个增加出来的成本最终也要算到出口厂家的头上.
　　2)托盘的尺寸。这里主要要考虑到托盘的表面利用率和码垛货物的稳定性。
　　3）货车车厢的尺寸大小。
　　4）集装箱空间的尺寸大小。
　　以上两个因素都是要考虑到充分利用容积，方便装卸作业。
　　5）配货架的尺寸大小。这里要考虑到便于操作，特别要防止纸箱无法放入配货架中。
　　3.纸箱尺寸大小与各制约因素之间的关系
　　下面让我们具体地分析一下，纸箱的尺寸应怎样设计才能满足上述五个方面的制约条件。
　　1）人机工程学方面的制约条件。人搬运物体的力量与人的姿势（这主要涉及是弯腰搬，还是半蹲搬，两手离开身体正面的距离、两手的开距以及两手搬放的高度等）和操作方式（这主要涉及是单手搬还是双手搬，是提还是举，是推还是拉，以及搬放时物体的重心是否落在双手与身体组成的平面内，是否在双手的连线上等等）均有关，具体应用时应查看相关的人机工程学方面的资料手册。这里只是想简单地从一、二个因素出发，讨论一下从人机工程学的角度应该怎样来把握纸箱的尺寸大小。
　　图1所示为手离开膝的前向距离分别为25厘米（最佳膝前向距离）和50厘米时成年男子用双手能提起物体的平均重量与高度的变化曲线。图2为手高于膝的垂直距离为102厘米时成年男子用双用能提起物体的平均重量与手离开膝的前向距离之间的关系曲线。
　　由图1可以看出双手能够举起的重量与双手所处的高度关系密切，同时还严重受到双手离开身体前方距离的影响。在本例的纸箱使用过程中，影响手的搬箱高度的工序有半年工序、码垛工序和将衣物摆放到配货架上去，这个因素直接影响到了纸箱的允许最大毛重，间接地也就影响到了纸箱的容积，即纸箱的三个尺寸。
　　图2则清楚地表明了当双手在离开胸前50厘米内时举力几乎是保持不变的，而当超过这个距离之后，举力就随着距离的增大而急剧地下降，这个因素实际限制了纸箱的宽度。根据这个限制，理论上纸箱可以做到1米宽，但由于在搬运过程中，双手还需要将纸箱向前方送出一段距离，所以实际上纸箱的宽度要做得比这小得多。双手的开距与双手的举（提）力之间也有类似于图2所示关系曲线，这个因素将制约纸箱的长度。
　　此外，还值得指出的是，一只手的负重能力比两只手的负重力的一半还要小。在搬运过程中，除了双手的开距基本保持不变之外，双手的高度和前向距离经常是在不断的变化，所以要动态地分析问题。
　　为了操作方便，除特殊情况外，应考虑1人搬运为宜。
　　从人的操作来说，纸箱当然是小些好，但这决不意味着越小越好。过小的纸箱无疑会增加包装材料的使用，增加操作动作，还会影响其它搬运工具（如托盘）的面积使用率。
　　2）托盘的制约条件。托盘是使静态货物转变为动态货物的媒介物，它能使许多物品堆放在一起并形成具有同样大小与形状的集装单元，便于产品的流通和机械化装卸，因此是一种常用的贮运包装工具托盘有许多不同的种类，但最影响到纸箱尺寸的因素还是托盘的尺寸和码垛的方式，国际ISO组织已经制定了托盘尺寸的国际标准，分别为800×1000mm、800×1200mm、1000×1200mm三种，与我国现行推广使用的托盘尺寸有一定差别，如交通部推广使用的托盘尺寸就为850×1250mm。显然，出口商品应以国际标准为准。为简便起见，我们只取最接近的一种国际标准托盘（800×1200mm）为例，同样，在码垛方式上也只分析5件正反交错式码垛（图3）和4件旋转交错式码垛（图4）为例进行分析。至于采用重叠式码垛或纵横交错式码垛可以类似地进行分析。
　　图3所示的码垛方式，其截面可呈长方形，能有效地利用托盘的表面积，而图4所示的码垛方式，其截面则肯定呈正方形，而且中央形成空穴，会降低托盘的表面利用率，但这种码垛方式的稳定性好。
　　如果采用图3所示的码垛方式，则纸箱的宽度a应为120/3=4厘米，但由于实际码垛时，物品允许超出托盘一些，理论上每边可以超出5厘米，所以纸箱的宽度可以稍微大于40厘米。如果不留空隙，则纸箱的长度b应为120/2=60厘米。由于60＋40=100厘米已经超过了托盘宽度80厘米较多(理论上允许超过每边4厘米),所以长度应为44厘米,但是如果不考虑允许适应各种车辆容积的话,仅从码垛的稳定性出发,采用60厘米的长度甚至更大一些也是可以的.如果采用图4所示的码垛方式,也只能采用只考虑码垛稳定性的方式进行设计,否则托盘的表面利用率就太低了。为了减少中央的空穴，应尽量减少纸箱的长宽比，最小值就是上面的60（长）×40（宽）厘米，最大值可达到70（长）×50（宽）厘米。
　　3）运输车辆车厢和集装箱的约束条件。运输车辆主要指的是厢式大货车，目前车辆车箱的尺寸还没有一个统一的标准。如果是采用随托盘一起装卸车，则纸箱的长宽尺寸在考虑托盘的制约条件时就已经分析讨论了，而纸箱的高度却应该根据车辆内部高度来确定，即纸箱高度=车辆内部高度-托盘厚度-作业间隙/纸箱码放层数作业间隙一般取10厘米.
　　如果货物是直接码放在车厢内,则纸箱的长、宽、高尺寸都必须与车辆的内部尺寸相适应，达到充分利用车厢容积，保证货物码放稳定，方便装卸操作的目的。纸箱的长宽尺寸之间以及与车厢长宽尺寸之间要呈倍数关系。在这一点上与分析集装箱的约束条件时类似。集装箱是目前常用的一种运输包装工具。我国已于1978年颁发了货物集装箱外部尺寸和重量的系列国家标准，它与国际ISO标准是基本对应的，设计时应参看相应的标准。为简便起见，下面以铁路货运1吨集装箱为例来进行分析讨论。