Pakkausteollisuus, erityisesti pahvipuoli, on suuntautunut massatuotantoon. Tuotantolinjalta tulee tunnissa jopa 20000 pakkausta. Elektroniikka- ja konepajateollisuudessa volyymit harvoin yltävät elintarviketeollisuuden tasolle. On aivan tavallista, että jotain tuotetta tehdään 500 kpl vuodessa.

Pakkauksen hintaan vaikuttaa tuotantomenetelmä ja erityisesti asetusaika. Asetusaika lienee tyypillisesti noin 15 minuuttia. Jos tehdään koko vuoden tarve kerralla, eli 500 pakkausta, on asetusaika ja tuotantoaika yhteensä 17 minuuttia, eli ajoaika jää vain kahteen minuuttiin. On varsin ymmärrettävää, että kasvattamalla tilauserää saadaan yksikkökohtaista hintaa pudotettua reilusti.

Pakkaussuunnittelun näkökulmasta tämä tarkoittaa sitä, että pienivolyymisilla tuotteilla pyritään käyttämään mahdollisimman vähän räätälöityjä osia.

Pakkausvalmistajan tuotantovälineet vaikuttavat myös järkevään tilauserään. Isolla aaltopahvitehtaalla saattaa mennä painolaattaa kohdistettaessa pienen tilauserän verran materiaalia hylkyyn. Muutaman kymmenen pahviosan erään pienempi arkkijalostaja onkin sopivampi valmistaja. Tieto potentiaalisesta valmistajasta on myös suunnittelun kannalta tärkeää, jotta voidaan ohjata tuotos sellaiseksi, että kyseisen valmistajan koneilla voidaan osa valmistaa.

Vuosimäärän ollessa yli sadantuhannen ei tuotannon asetusajalla ole juurikaan merkitystä. Tällöin pakkaussuunnittelussa voidaan keskittyä optimoimaan osan valmistettavuutta halutulle tuotantomenetelmälle sekä myös miettimään onko pakattavuuden kannalta järkevämpi käyttää yhtä vai useampaa osaa. Osien määrän lisääntyessä ei suurilla määrillä hinta automaattisesti kasva reilusti, sillä tuotantoerän kasvaessa materiaalikustannuksen määrä on suuremmassa roolissa.

Tällaisella laitteella voidaan tehdä vähän pienempiäkin eriä. Lähde:www.sweetpak.com

Keveiden tuotteiden tapauksessa luotettavan sidonnan saa monella tavalla: Vanteilla, ruuveilla tai tuennoilla. Lisäksi tuotteen lipsahtaminen pakkauksen ulkopuolelle ei yleensä aiheuta muuta kuin  vaurioita itse tuotteeseen. Kun painoyksikkö muuttuu tonniksi, tulee asiaa pohtia vakavammin.

Ajatellaan tilannetta, jossa on 10000 kg painava tuote, joka laitetaan puuhäkkiin. Container handbook ilmoittaa, että rekkarahdissa normaali maksimihidastuvuus on 1 g, eli 9,81 m/s^2. Jos pakkaussuunnittelija päättää, että laite sidotaan alustaan vanteilla ja kitkan tuomaa pitovoimaa ei varovaisuussyistä huomioida, tulee laitteen sidonnan pakkaukseen kestää 98100 N voima.

19×1 mm PET vanne kestää 8000 N voiman. Tästä voi Container handbookin mukaan hyödyntää 70% laskelmissa. Näin ollen esimerkkilaite pitäisi kiinnittää 18 vanteella alustaan, jotta rekan jarrutuksessa ei vanteet katkeaisi. Jos vanteet vetää lavan ali, saattaa hyvinkin olla, että kannen laudat irtoavat ennen vanteiden katkeamista. Ei taida naulojen kotkauskaan riittää?

Jos laitteen kiinnityksen ratkaisee pulttaamalla laitteen lavan runkoon, saattaa sidonta autoon aiheuttaa ongelmia. Jos pakkauksen saa tuettua lavasta lujasti kuljetustilan reunoille, ei ongelmia välttämättä tule. Jos lasti päätetään sitoa vaakatasossa liinoilla, kohdistuu esimerkin noin 100000 N voima pakkauksen seinärakenteisiin. Tämä edellyttää, että pakkaus on tukeva, muutoin puunsäleet lentelevät. Pakkauksen yli tapahtuvaa sidontaa ei kannata edes ajatella, sillä sen teho ei riitä. Pakkaus pääsee liukumaan lavalla.

Esimerkistä käy hyvin selväksi se, että raskaat laitteet tulee sitoa kuljetusvälineisiin laitteen sidontapisteistä, ei pakkauksesta. Tällainen sidonta edellyttää, että mekaniikkasuunnittelija on suunnitellut laitteeseen sidontapisteet ja pakkaussuunnittelija hyödyntää ne pakkauksessa tekemällä aukot sidontapisteiden kohdalle. Lisäksi lastin sidonnasta vastaavalle henkilölle pitää saada ohje, miten sidontapisteitä käytetään.

Heikennys johtuu siitä, että uloimmaisten laatikoiden ulkoseinät eivät ole lavan päällä, vaan voimat siirretään pohjan kautta. Aaltopahvin taivutusjäykkyys on heikompi kuin reunapuristuslujuus. Tästä johtuen pinon lujuus heikkenee. Ongelmaksi asia muodostuu, mikäli lavakuorman kestävyys on mitoitettu (tai se on sattunut tulemaan) marginaaliseksi käyttäen laskennassa yksittäisen laatikon puristuslujuutta.

Kuljetuspakkauksia suunniteltaessa tulee jättää vähintään 5 mm tilaa lavan reunoille. Tämä varmistaa sen, että pinot eivät pääse lipsahtamaan lavan ulkopuolelle. Tyypillinen virhe on, että tuotepakkauksen mitoituksessa huomioidaan lavan mitat, mutta unohdetaan, että tuotepakkaukset pakataan vielä ryhmäpakkauksiin. Tällä toimintatavalla saadaan joko surkea täyttöaste lavalle tai lavaylitys ryhmäpakkauksille.

Ylemmässä kuvassa on esitetty laatikoiden mitoitus siten, että ne eivät sovi lavalle. Alempi ehdotelma on pinonnassa mekaanisesti paljon kestävämpi.

Tällainen tapahtumasarja herättää kahdenlaisia tuntemuksia. Ensiksi tulee riemu siitä, että ongelma on ratkaistu. Sitten tulee pohdinta, että miksi ei aiemmin huomannut hyvää ratkaisua. Työmäärästä olisi säästetty suurin osa, jos neronleimaus olisi tullut heti kättelyssä.

Taitaa kuitenkin olla niin, että tuotekehityksen henkeen kuuluu useat kehittelykierrokset. Useat iteraatiokierrokset ovat myös hyödyllisiä kehityksen kannalta. Jokaisella kierroksella arvioidaan hyvät ja huonot ominaisuudet, jolloin vaatimukset myös tarkentuvat ja ymmärrys niistä paranee.

Suunnittelua ei pidä lopettaa ensimmäsen lähes kelvollisen ratkaisun löydyttyä, ei ainakaan silloin, kun lopputuloksen hinnalla on suurempi merkitys kuin suunnittelun hinnalla. Lisäkierroksilla voidaan lopputulosta parantaa ja yksinkertaistaa. Ei pidä tyytyä ensimmäseen riman ylittävään ratkaisuun.

Lisäkierroksilla saatetaan päästä myös huonompaan lopputulokseen. Jos alussa ei olla osattu määrittää kaikkia vaadittavia ominaisuuksia, voi konsepti olla väärä. Väärästä peruskonseptista ei muokkaamallakaan tule hyvää lopputulosta. Iteroidessa joutuu toisinaan tekemään kitkerän valinnan ja hylkäämään kaiken aiemmin tehdyn työn.  Päätös kannattaa tehdä ennen kuin työkalut on tilattu ja osat valmistettu. On taatusti halvempaa muuttaa pakkausta tai tuotetta ennen tuotannon aloittamista.

Ensimmäinen seikka, mikä pitää valita on kuljetusasento. Lentorahtiin nämä pitää kaataa, ellei halua pitäytyä rahtikoneissa. Pystyssä ei parimetrinen pakkaus mene koneen alarahtitilaan. Selällään kuljettamista kannattaa myös harkita, mikäli tuote on kovin herkkä. Tosin tällöin kannattaa kertoa mekaniikkasuunnittelijalle aikeistaan. Siellä ei välttämättä olla huomioitu ollenkaan käyttöasennosta poikkeavaa kuljetusasentoa. Vaakamallisessa pakkauksessa on yleensä haittana korkea pakkauksen hinta.

Pystyssä kuljettaminen on järkevää, jos käytettään vain rekka- tai konttirahtia. Konttikin sillä varauksella, että tavarat mahtuvat ovesta sisään. Pystypakkauksessa tuote on oikeassa asennossa saapuessaan asennuspaikalle, joskin se pitää jotenkin kammeta lavalta alas asentaessa. Suurempi etu useimmiten lienee se, että pystypakkaukseen kuluu erittäin vähän pakkausmateriaalia. RD Velhon pakkaussuunnitteluosasto on tehnyt tällaisia pakkauksia useita. Yksinkertaisimmillaan on vain lava alla ja katolla hieman suojaa. Kaappi kiinnitetän lavaan vanteilla ja koko komeus kääritään kiristekalvoon. Tukevammissa malleissa on käytetty erilaisia häkkejä. Hinta jää reilusti alle puoleen vaakamallisen pakkauksen hinnasta.

Yksinkertainen pakkaustapa edellyttää, että tuote itsessään on niin tukeva, että se ei tarvitse pehmustusta alle. Lisäksi oletetaan, että kuljetuksen aikana tuotetta ei kaadeta. Pakkauksen tekeminen sellaiseksi, että laite kestää kaatamisen, vaatii niin paljon suojausta, että saman tien kannattaa laittaa tuote valmiiksi selälleen.

Kaikkein vaativin on tilanne, jossa tuote tulee kuljettaa pystyssä, mutta se vaatii vaimentimet alleen. Tällöin pakkauksesta tulee herkästi epävakaa, sillä pehmeä alusta yhdistettynä korkealla olevaan painopisteeseen aiheuttaa voimakasta pyrkimystä kaatumiseen.

Vaimennettuja lavoja näkee yleisimmin servereissä. Näissä ilmeisesti elektroniikka on herkkää ja ainoa mahdollinen kuljetusasento on pystyssä. Vaimennettu lava ja tukeva pakkaus laitteen ympärillä edellyttää tuotteelta korkeaa hintaa. Kaikki vaimennetut lavat, joita olen nähnyt, ovat erittäin kalliita. Markkinoilla on olemassa huokeita lavajalkaan tarkoitettuja vaimentimia, mutta näiden toimivuus on kokemukseni mukaan heikkoa. En laske näitä lainkaan vaimetimiksi.

Keskeinen tekijä pakkaustavan valinnassa on mekaniikan vaatimusmäärittely. Mikäli raudasta halutaan tehdä sellainen, että kuljetus ilman vaimentimia on mahdollinen, niin siitä voidaan sellainen tehdä. vahingossa näin ei kuitenkaan käy, joten tavoite pitää saada mekaniikan lähtövaatimuksiin.

Olen joutunut todistamaan useita tapauksia, joissa lavajalka on pudonnut lavasta, mutta tällainen pakkaus on silti laitettu pinoon siten, että päälle on laitettu vielä lisää pakkauksia. Pino on toki notkuva, mutta jos se nojaa toiseen pinoon, ei kaatumista pääse tapahtumaan. Kontti tai rekka saadaan näin lastaamalla täyteen.

On sanomattakin selvää, että yhden jalan puuttuessa painojakauma allaolevan kontin kanteen ei ole suunnitellun mukainen ja pinottavuus kärisii. Tuloksena on pakkauksen painuminen kasaan ja mahdollisesti allaolevan tuotteen vaurioituminen. Käytännössä vaurioituneiden lavojen pinoamista ei voida estää, joten lavan rakenteen tukevoittaminen on ainoa järkevä korjaustapa.

Lavan vaikutus pahvikonttien pinottavuuteen on merkittävä. Ainoa ongelmia aiheuttava tekijä ei ole lavojen jalkojen vaurioituminen. Lavan jalkojen pinta-ala ja sijoittelu on myös tärkeässä roolissa. Esimerkiksi lastulevyn tyyppisestä materiaalista valmistetuissa lavoissa on niin pienet jalat, että vähänkään suuremmalla kuormalla ne painuvat allaolevan pakkauksen kannesta sisään.

Kuorma onkin saatava jakautumaan vähintään nurkkiin ja mielellään koko pitkälle sivulle. Jos kuorma jakautuu kannelle siten, että tukea ei tule nurkkiin, pinottavuus romahtaa. Huonoin mahdollinen lopputulos lienee se, että käytetään huippulaatuista pahvia, mutta tuhotaan sen hyvät ominaisuudet tekemällä lava, joka ei hyödynnä pahvin vahvoja kohtia.

Merkintöjä näkee toisinaan myös teollisuuspakkauksissa, joskaan itse en ole näitä koskaan pusseihin speksannut. Teollisuuspuolella toivottavasti ei ole ongelmana, että asentajat tunkevat päänsä säkkiin ja tukehtuvat.

Eurooppalaisista standardeista merkintävaatimus löytyy tietääkseni brittiläsestä BS 1133-21 standardista. Leluja koskeva EN71-1 lähtee siitä, että pienet lapset eivät välttämättä ymmärrä edes symboleja ja pussien tulisikin olla sellaisia, että pussi päässä voi hengittää.

USA:n puolella tietyissä osissa maata on lainsäädännöllä velvoitettu laittamaan varoitustekstit tai muu varoitusmerkki tietyn kokoisiin tai paksuisiin pusseihin. Ohuiden pussien tapauksessa on sellainen riski, että lapsi inhaloi pussin hengitysaukkoihinsa, eikä kykene sitä poistamaan. Lainsäädäntö koskee vain kuluttajamarkkinoita.

Kuvassa on Logitechin kuulokkeiden mukana tullut pussi. Siinä on pari varoitusmerkintää aiheeseen liittyen. Toinen on Munchin Huudosta mukailtu. Se ilmeisesti opastaa, että pussia ei saa laittaa päähän. Viestiä vahventamaan on laitettu toinen merkintä, että sitä ei saa laittaa edes lapsen päähän.

Pussissa on myös runsaasti reikiä. En keksinyt niille muuta käyttöä kuin sen, että jos pussin kuitenkin laittaa päähän, ei tukehdu kovin nopeasti. Tässä luultavasti pyritään EN 71-1 vaatimuksiin.

Itse aion linjata jatkossakin merkinnät niin, että B2B-puolella näitä ei käytetä. Leluissa ja USA:n kuluttajamarkkinoilla taas merkintä tekstimuodossa on ehdottomasti oltava.

Logitech on lisännyt kierrätysmerkkien lisäksi varoitusmerkinnät pusseihin.

Näytöissä on perinteisesti ollut EPS-vaimentimet. Lenovolla on päätetty toisin ja tehty pahviset sisäosat ja vielä C-aallosta. On ilmeistä, että pakkaustapaa on tietoisesti haluttu viedä uuteen suuntaan.

Sisäosasuunnitteluun on käytetty paljon panoksia. Sisäosat ovat sen verran monimutkaisia, että riittävää suojausta ja edes kohtuullista pakattavuutta ei varmasti ole saavutettu ensimmäisellä yrittämällä. Näyttäisi siltä, että pakattavuutta ei ole arvostettu kovin korkealle materiaalia valittaessa, mutta ehkäpä Kiinassa työvoima on edelleen halpaa. Yritin netistä etsiä pudotusvaatimuksia näytölle, mutta en niitä onnistunut löytämään. Oletettavasti tässä tapauksessa on käytetty 60 cm vaatimusta. Joka tapauksessa sisäosista näkee, että sitä on ollut tekemässä kokenut pakkaussuunnittelija. Aloittelija ei saa tuollaista rakennetta toimimaan.

Kierrätysmielessä pahvi on hyvä. Ahkera siivoojamme varmasti arvostaa sitä, että kierrätettävien pakkausten kasa on pienempi. Pakkaussuunnittelija on myös kunnostautunut merkkaamalla kaikkien tuntemieni sääntöjen mukaan kierrätysmerkinnät pakkauksiin.

Pakkaus oli kokonaisuudessaan positiivinen yllätys. Kaikesta havaitsi, että uuteen pakkaustapaan on panostettu. Hyvän tuloksen saamiseksi suunnitteluprojektille on annettu kovat tavoitteet, mutta ilmeisesti myös riittävästi aikaa ja resursseja, jotta tavoitteet voidaan saavuttaa.

Alavaimennin on taiteltu kehä. Tämä oli useampiosainen.

Ylävaimennin, C-aaltoa. Kohtuullisen monimutkainen rakenne.

Ylävaimentimen sivukuvasta näkee, että suunnittelija ei ole ensimmäistä pahvisisäosaa tekemässä.

Havaitsimme heti, että pieni riski on siihen, että kaikki mallipakkauksemme lähtevät roskiin.  Tunnistimme riskin, joten siivoojalle ilmoitettiin, että pakkaussuunnitteluosastolta ei missään tapauksessa saa heittää yhtään pakkausta roskiin. Nyt pitää toivoa, että kyseinen, ilmeisesti virolainen, siivooja ei huomaamatta vaihdu. Jos näin käy ja sijainen käyttää samoja siivousperiaatteita kuin naapuritoimistoissa, saattaa olla vähän apeat tunnelmat aamulla. Looshi on kuin Martelan kuvastosta.

Emme ihan täysin noudata 5S-periaatteita, joten tavaraa tuppaa kertymään, eikä siitä kasasta sivullinen tiedä mikä on tarpeellista ja mikä ei. Emme tiedä sitä edes itse, joten varastoimmekin kaikenlaisia pakkauksia tulevia tarpeita varten. Tilanne ei ole päässyt muuton ansiosta aivan niin pahaksi, mitä se oli ollessani Nokian hommissa Mäkkylässä. Siellä meillä oli kaikki mahdolliset tasopinnat täytetty pakkausmateriaaleilla. Minun looshissa oli muun muassa lamppujen päälle kasattu EPE-vaimentimia. Joskus oli pari kolme kuormalavaakin odottamassa jotakin.  Silloinkin meidät pelasti muutto. Mäkkylän konttorissa siivooja ei tehnyt luultavasti muuta kuin tyhjensi roskikset.

Suunnittelu on luonteeltaan sellaista, että ainakaan minun mielestäni 5S-periaatteet eivät edesauta hyvään lopputulokseen pääsemistä. Pakkaussuunnittelussa on hyvä, että käsillä on erilaisia materiaaleja ja kokonaisia pakkauksia. Niistä pystyy veistelemään pikaisia protoja ja testailemaan, mikä voisi toimia.

Tässä kohdassa työn pitäisi olla vasta alkumetreillä: Tunnetaan toimiva ratkaisu, mutta se ei ole vielä helppo ja varma käyttää. Oivallinen pakkaus on pakattavuudeltaan sellainen, että sitä ei voi pakata väärin ja se on helppo pakata. Monimutkaiset ratkaisut eivät täytä näitä vaatimuksia. Parhaaseen lopputulokseen pääsemiseksi toimiva, mutta monimutkainen pakkaus tulee ottaa vielä suunnittelupöydälle ja uskaltaa luopua ideoista, jotka on punnerrettu aiemmissa vaiheissa.

Lisäideointi tuottaa suunnittelukustannuksia, mutta säästää tuotantokustannuksia. Näin ollen pieni lisäpanostus saadaan takaisin pakkauskustannuksissa ja parantuneessa laadussa. Laatu yleensä paranee, kun romppeet eivät pääse heilumaan valtoimenaan laatikon sisällä.

Suuri ongelma useille kehityskierroksille on aika. Pakkaussuunnittelun aikataulu on lähes poikkeuksetta kireä: Työ pitää sovittaa lyhyeen hetkeen, jolloin tiedetään tuotteen muoto, mutta sitä ei vielä valmisteta. Useat kierrokset vaativat suunnittelijalta paljon. Omat hienot ajatukset pitää uskaltaa kyseenalaistaa ja niiden sijaan yrittää löytää erilaisia ratkaisuja. Tässä vaiheessa kollegoiden avusta on suuri hyöty.

Kelpaisiko muovikassi pakkaukseksi?