CN112978196B - 一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法 - Google Patents

一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包装箱技术领域，尤其涉及一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，包括以下步骤：对历史订单数据中组合货物的外箱尺寸进行划分得到多类初始包装箱；根据多个预设条件对初始包装箱进行划分得到多个大类以及多个子类；确定候选包装箱，并根据预设条件以及总平均利用率剔除权重和体积小的候选包装箱，得到包装箱型。本发明提出的一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，解决了现有包装箱型的确定方法存在包装耗材、运输成本浪费的问题。

Description

一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法
技术领域
本发明涉及包装箱技术领域，尤其涉及一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法。
背景技术
随着电子购物平台的兴起，多品种小批量的发货模式成为常态。由于顾客不同的需求，每个订单中包含的产品尺寸多样，订单打包后的尺寸多数情况下不相同。配送仓库中需要配有多种规格的包装箱来满足包装不同尺寸订单的需要。
不合理的包装箱规格，可能造成小尺寸的物品使用过大的包装箱，包装箱的空间浪费严重。最理想的方案是尽可能给每种尺寸的订单都提供相应大小的包装箱，但过多的包装箱规格也会增加包装箱采购成本和管理难度。不合理的包装箱规格不仅增加仓库运作成本，也不符合可持续发展理念。
发明内容
本发明提出一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，以解决现有包装箱型的确定方法存在包装耗材、运输成本浪费的问题。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，包括以下步骤：
S1：获取多个历史订单数据，将所述历史订单数据中组合货物的外箱尺寸确定为各类初始包装箱的尺寸；
S2：根据初始包装箱的累计需求量利用第一预设条件进行划分得到多个大类以及相对应的权重；根据第二预设条件对每个大类进行划分得到多个子类；
S3：确定多个候选包装箱以及候选包装箱的权重，其中所述候选包装箱是从每个子类中选取的外箱尺寸最大的包装箱；
S4：根据多个候选包装箱利用第三预设条件剔除权重和体积小的候选包装箱；
S5：给每个初始包装箱均分配一个与初始包装箱尺寸相匹配的候选包装箱，并计算总平均利用率；
S6：判断总平均利用率是否大于等于期望利用率，若是则利用第三预设条件剔除权重和体积小的候选包装箱；
S7：重复步骤5和6执行n次，直到总平均利用率小于期望利用率，选择第n-1次循环步骤中的多个候选包装箱作为最终包装箱型。
优选的是，所述步骤2具体包括：
S21：根据每类初始包装箱的需求量对多类初始包装箱降序排列，并将累计需求量等分为若干大类，并确定每个大类的权重；其中所述大类中初始包装箱的种类数量越少权重越大；
S22：根据外箱尺寸大小对大类中的多类初始包装箱进行降序排列，根据第二预设条件对大类进行子类划分，其中所述第二预设条件为：每个子类中最小初始包装箱体积与最大初始包装箱体积之比大于等于80％。
优选的是，所述步骤4具体包括：
S41：判断剩余候选包装箱的权重和尺寸是否小于当前候选包装箱的权重和尺寸；若是则计算满足判断条件的剩余候选包装箱与当前候选包装箱的体积比值，其中所述当前候选包装箱是从多个候选包装箱中选取的包装箱；
S42：重复步骤S41，遍历选取每个候选包装箱，得到多个体积比值；
S43：从多个体积比值中选取最大体积比值所对应的第一候选包装箱和第二候选包装箱，并剔除第一候选包装箱。
优选的是，总平均利用率的计算公式为：
Figure BDA0002914275520000021
其中，初始包装箱的长宽高为ln，wn，hn；n＝1，…，N，N为初始包装箱规格种数；Qn是每种初始包装箱对应的需求量；候选包装箱外箱尺寸为B种，初始包装箱n分配到的包装箱规格为
Figure BDA0002914275520000022
优选的是，所述步骤1具体包括：
S11：确定历史订单所需的内箱尺寸
获取历史订单数据，根据历史订单中的多个货物利用第四预设条件确定货物的组合尺寸，将所述组合尺寸作为历史订单打包后的内箱尺寸；
S12：确定组合货物的外箱尺寸
在每个内箱尺寸参数上增加防护物体积预留尺寸得到第一尺寸，并对第一尺寸向上取整五得到外箱尺寸。
优选的是，所述步骤11中的根据历史订单中的多个货物利用第四预设条件确定货物的组合尺寸具体包括：
S111：计算多个货物的三个不同面的尺寸：正面(长*高)，侧面(宽*高)，底面(长*宽)；
S112：按每个货物正面面积从小到大排列货物；
S113：将正面面积小的两个货物正面重合摆放，得到第一组合；
S114：计算第一组合最接近矩形体的长宽高；
S115：将排列中下一个货物与第一组合的正面重合摆放，得到第二组合；
S116：重复步骤S114和步骤S115直至所有货物均摆放组合；
S117：计算多个货物的组合尺寸。
优选的是，所述外箱尺寸数值均是数字5的倍数。
优选的是，所述大类的数量为5个。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明得到的包装箱型能够节约所需的纸板以及快递费用；本发明能够根据客户实际需求与仓库内货物变化，改变相应的参数。本发明利用基于需求量的分类算法能够处理大量订单数据。本发明基于需求得到的包装箱设计方案能够大幅提高包装箱的利用率。
附图说明
图1是本发明包装箱型确定方法中主要步骤流程示意图；
图2是本发明包装箱型确定方法中初始候选包装箱尺寸示意图；
图3是本发明包装箱型确定方法中最终包装箱尺寸示意图；
图4是本发明包装箱型确定方法的最终包装箱型需求量柱状图；
图5是本发明包装箱型确定方法的最终包装箱型利用率柱状图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，包括以下步骤：
S1：获取多个历史订单数据，将所述历史订单数据中组合货物的外箱尺寸确定为各类初始包装箱的尺寸；
S2：根据初始包装箱的累计需求量利用第一预设条件进行划分得到多个大类以及相对应的权重；根据第二预设条件对每个大类进行划分得到多个子类；
S3：确定多个候选包装箱以及候选包装箱的权重，其中所述候选包装箱是从每个子类中选取的外箱尺寸最大的包装箱；
S4：根据多个候选包装箱利用第三预设条件剔除权重和体积小的候选包装箱；
S5：给每个初始包装箱均分配一个与初始包装箱尺寸相匹配的候选包装箱，并计算总平均利用率；
S6：判断总平均利用率是否大于等于期望利用率，若是则利用第三预设条件剔除权重和体积小的候选包装箱；
S7：重复步骤5和6执行n次，直到总平均利用率小于期望利用率，选择第n-1次循环步骤中的多个候选包装箱作为最终包装箱型。
作为本发明一个优选实施例，步骤2具体包括：
S21：根据每类初始包装箱的需求量对多类初始包装箱降序排列，并将累计需求量等分为若干大类，并确定每个大类的权重；其中所述大类中初始包装箱的种类数量越少权重越大；
S22：根据外箱尺寸大小对大类中的多类初始包装箱进行降序排列，根据第二预设条件对大类进行子类划分，其中所述第二预设条件为：每个子类中最小初始包装箱体积与最大初始包装箱体积之比大于等于80％。
作为本发明一个优选实施例，步骤4具体包括：
S41：判断剩余候选包装箱的权重和尺寸是否小于当前候选包装箱的权重和尺寸；若是则计算满足判断条件的剩余候选包装箱与当前候选包装箱的体积比值，其中所述当前候选包装箱是从多个候选包装箱中选取的包装箱；
S42：重复步骤S41，遍历选取每个候选包装箱，得到多个体积比值；
S43：从多个体积比值中选取最大体积比值所对应的第一候选包装箱和第二候选包装箱，并剔除第一候选包装箱。
作为本发明一个优选实施例，总平均利用率的计算公式为：
Figure BDA0002914275520000041
其中，初始包装箱的长宽高为ln，wn，hn；n＝1，…，N，N为初始包装箱规格种数；Qn是每种初始包装箱对应的需求量；候选包装箱外箱尺寸为B种，初始包装箱n分配到的包装箱规格为
Figure BDA0002914275520000042
作为本发明一个优选实施例，步骤1具体包括：
S11：确定历史订单所需的内箱尺寸
获取历史订单数据，根据历史订单中的多个货物利用第四预设条件确定货物的组合尺寸，将组合尺寸作为历史订单打包后的内箱尺寸；
S12：确定组合货物的外箱尺寸
在每个内箱尺寸参数上增加防护物体积预留尺寸得到第一尺寸，并对第一尺寸向上取整五得到外箱尺寸。
作为本发明一个优选实施例，步骤11中的根据历史订单中的多个货物利用第四预设条件确定货物的组合尺寸具体包括：
S111：计算多个货物的三个不同面的尺寸：正面(长*高)，侧面(宽*高)，底面(长*宽)；
S112：按每个货物正面面积从小到大排列货物；
S113：将正面面积小的两个货物正面重合摆放，得到第一组合；
S114：计算第一组合最接近矩形体的长宽高；
S115：将排列中下一个货物与第一组合的正面重合摆放，得到第二组合；
S116：重复步骤S114和步骤S115直至所有货物均摆放组合；
S117：计算多个货物的组合尺寸。
作为本发明一个优选实施例，外箱尺寸数值为数字5的倍数。
作为本发明一个优选实施例，大类的数量为5个。
实施例1：一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，如图1-5所示包括以下步骤：
1、获取历史订单数据，针对每个订单中的货物，按第四预设条件确定货物摆放的方式，将得到的每一摆放组合的尺寸作为该订单打包后的内箱尺寸。步骤1具体包括：
(1)获取的订单数据应包含订单内每个货物包装箱(近似为矩形体)的尺寸，包含长、宽、高三个规格，此处定义长>宽>高，以毫米为单位；
(2)第四预设条件具体包括：
a.计算所有货物的三个不同面的尺寸：正面(长*高)，侧面(宽*高)，底面(长*宽)；
b.按每个货物正面面积从小到大排列货物；
c.将排在最靠前的两个货物的正面重合，摆放成一个新的组合；
d.计算当前组合最接近矩形体的长宽高；
e.将下一个货物与当前组合矩形体的正面重合摆放，得到新的当前组合；
f.返回重复步骤d，e直到所有货物都进入组合。
2、在每一内箱原始长、宽、高尺寸参数上，按所需防护物体积预留操作空间，并对增加后的长、宽、高数值向上取整得到外箱尺寸，尺寸相同的记为一类初始包装箱，统计每类初始包装箱对应的需求量。步骤2具体包括：
(1)收集企业防护填充物分别对内箱长、宽、高的增加量，更新每个内箱尺寸为添加防护材料后的长、宽、高，记为防护内箱尺寸；
(2)更新每个防护内箱长、宽、高数值为其向上取五的整数倍数后的数值，并将此时的长、宽、高数值均相同的防护内箱归为一类初始包装箱规格，记每类初始包装箱规格对应的防护内箱的数量为初始包装箱规格需求量。
3、对初始包装箱按需求量降序排列，并以累加需求量等分为五大类，得到每个大类中的所有初始包装箱规格，定义初始包装箱规格种类越少的大类权重越大。步骤3具体包括：
(1)将初始包装箱规格按数量从多到少排列，计算排序后初始包装箱规格需求量序列的累加序列：A1＝0；An＝An-1+Qn，n＝2，…，N，其中N为初始包装箱规格总数，初始包装箱需求量累加序列为{An}，第n种初始包装箱规格对应满足的订单量为Qn，Qn-1>Qn；
(2)根据初始包装箱规格k与初始包装箱规格数量累加数列为{An}，n＝1，…，j，…，N一一对应关系，找到与
Figure BDA0002914275520000061
Figure BDA0002914275520000062
对应的规格j作为第i类所包含的最后一个初始包装箱规格；
(3)确定每一类别的权重wi，i类中初始包装箱规格类型越少，wi越大。
4、对每一大类下的初始包装箱依次按长、宽、高的尺寸值从大到小排列，并划分子类：每个子类中，最小箱体积与最大箱体积之比大于等于80％。步骤4具体包括：
(1)每一大类下，对初始包装箱规格按长从大到小排列，若初始包装箱规格的长相同，则使更宽规格的包装箱排在前，若宽也相等则使更高规格的包装箱排在前；
(2)按每个子类中体积最小初始包装箱规格与体积最大初始包装箱规格的体积之比在80％以内原则进行子类的划分。
5、针对每一子类中的所有初始包装箱，以最大长、最大宽、最大高确定为候选包装箱尺寸，每一候选包装箱的权重与其对应大类一致，如图2，本申请经过划分后得到10个初始候选包装箱。
6、如图3，候选包装箱间根据第三预设条件剔除体积与权重都较小的候选包装箱，给所有初始包装箱分配最合适的候选包装箱，计算总平均利用率，若大于等于利用率P，改变第三预设条件内体积比阈值剔除权重较小的候选包装箱，重复以上分配与剔除操作直到总平均利用率低于利用率P，返回总平均利用率高于利用率P的那组候选包装箱型为最终得到的包装箱型规格，如图4。步骤6具体包括：
(1)第三预设条件具体包括：
a.对每一个候选包装箱b，在剩余候选包装箱中找到权重小于等于当前候选包装箱b且长宽高也均小于当前候选包装箱b的长宽高，计算每个满足条件的候选包装箱与当前候选包装箱b的体积之比，遍历所有的候选包装箱，得到最大的体积之比值所对应的两个候选包装箱，剔除权重与体积均小的候选包装箱。
b.将候选包装箱分配给初始包装箱后的总平均利用率R，计算公式如下：
Figure BDA0002914275520000071
设初始包装箱的长宽高为ln，wn，hn，n＝1，…，N，其中N为初始包装箱规格种数，Qn是每种初始包装箱对应的需求量；候选包装箱规格B种，初始包装箱n分配到的包装箱规格为
Figure BDA0002914275520000072
c.若总平均利用率大于等于利用率75％，继续按第三预设条件剔除候选包装箱，重复以上分配与剔除操作直到总平均利用率低于利用率75％，返回总平均利用率高于利用率75％的那组候选包装箱型为最终得到的包装箱型规格方案。得到保证利用率75％的总平均利用率下最少的包装箱规格数量方案。
本实施例最终方案的箱型数量为5个，总平均体积利用率为83.47％。
以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：获取多个历史订单数据，对所述历史订单数据中组合货物的外箱尺寸进行划分，将外箱尺寸相同的记为一类初始包装箱，得到多类初始包装箱；外箱尺寸为在组合货物打包后的内箱尺寸上增加防护物体积预留尺寸得到第一尺寸，并对第一尺寸向上取整五后得到的尺寸；
S2：根据初始包装箱的累计需求量利用第一预设条件进行划分得到多个大类以及相对应的权重；根据第二预设条件对每个大类进行划分得到多个子类；
S21：根据每类初始包装箱的需求量对多类初始包装箱降序排列，并将累计需求量等分为若干大类，并确定每个大类的权重；其中所述大类中初始包装箱的种类数量越少权重越大；
S22：根据外箱尺寸大小对大类中的多类初始包装箱进行降序排列，根据第二预设条件对大类进行子类划分，其中所述第二预设条件为：每个子类中最小初始包装箱体积与最大初始包装箱体积之比大于等于80%；
S3：确定多个候选包装箱以及候选包装箱的权重，其中所述候选包装箱是从每个子类中选取的外箱尺寸最大的包装箱；
S4：根据多个候选包装箱利用第三预设条件剔除权重和体积小的候选包装箱；
S41：判断剩余候选包装箱的权重和尺寸是否小于当前候选包装箱的权重和尺寸；若是则计算满足判断条件的剩余候选包装箱与当前候选包装箱的体积比值，其中所述当前候选包装箱是从多个候选包装箱中选取的包装箱；
S42：重复步骤S41，遍历选取每个候选包装箱，得到多个体积比值；
S43：从多个体积比值中选取最大体积比值所对应的第一候选包装箱和第二候选包装箱，并剔除第一候选包装箱；
S5：给每个初始包装箱均分配一个与初始包装箱尺寸相匹配的候选包装箱，并计算总平均利用率；
S6：判断总平均利用率是否大于等于期望利用率，若是则利用S4的步骤剔除权重和体积小的候选包装箱；
S7：重复步骤5和6执行n次，直到总平均利用率小于期望利用率，选择第n-1次循环步骤中的多个候选包装箱作为最终包装箱型。
2.根据权利要求1所述的一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，其特征在于，总平均利用率的计算公式为：
Figure 783016DEST_PATH_IMAGE001
其中，初始包装箱的长宽高为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；n= 1，…，N， N为初始包装箱规格种数；Qn是每种初始包装箱对应的需求量；候选包装箱外箱尺寸为B种，初始包装箱n分配到的包装箱规格为
Figure 168998DEST_PATH_IMAGE003
，b = 1，…，B。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，其特征在于，所述步骤S1中确定组合货物打包后的内箱尺寸的具体步骤包括：
获取历史订单数据，根据历史订单中的多个货物利用第四预设条件确定货物的组合尺寸，将所述组合尺寸作为历史订单打包后的内箱尺寸。
4.根据权利要求3所述的一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，其特征在于，根据历史订单中的多个货物利用第四预设条件确定货物的组合尺寸具体包括：
S111：计算多个货物的三个不同面的尺寸：正面（长*高），侧面（宽*高），底面（长*宽）；
S112：按每个货物正面面积从小到大排列货物；
S113：将正面面积小的两个货物正面重合摆放，得到第一组合；
S114：计算第一组合最接近矩形体的长宽高；
S115：将排列中下一个货物与第一组合的正面重合摆放，得到第二组合；
S116：重复步骤S114和步骤S115直至所有货物均摆放组合；
S117：计算多个货物的组合尺寸。
5.根据权利要求4所述的一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，其特征在于，所述外箱尺寸数值为数字5的倍数。
6.根据权利要求5所述的一种基于历史发货数据的包装箱型的确定方法，其特征在于，所述大类的数量为5个。
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