包装物流系统的集成设计模型聚焦于通过并行通信和使用当前可行的各种外部支持系统来简化设计过程。
包装物流系统的设计过程涉及许多领域和各方面的知识，单一的公司难以完成这个任务，需要许多设计小组的参与，为了减轻设计人员的负担，在集成设计模型中可采用外部支持系统。
到目前为止，包装与产品的并行设计的研究刚刚开始，包装物流是一个新的概念，这个系统的平台正在逐步完善之中，并行包装物流系统的设计还只是一个初步的想法。从目前并行工程在其他领域的应用情况看，如果能很好地将并行工程理论应用于包装物流系统的设计中一定会取得可喜的成果。
包装物流系统的研究起源于实际供应链中存在的问题。虽然包装物流系统的理论框架还是一个雏形，但在实际的供应链中已有采用包装物流系统的思想针对某种特殊产品考虑包装优化的成功案例。
一、IKEA的包装物流活动
IKEA SvenskaAB建立于1943年，是世界上最大的家具零售商，专门研究时尚且便宜的北欧风格的家具，它在44个国家有200多家全部自有的商店。IKEA在中国也有它 的连锁店。每年全球超过10.8亿人访问它，在2012年的全球销售额达270亿欧元。公司是一个在全球经营的跨国零售公司，家具出售时未组装成型，由顾客将成套配件购买回家组装完成。IKEA的成功是基于这样的概念，即在制造者和消费者之间保持低成本。IKEA的成本控制首先从设计开始，通过采用平板式包装使其在运输中的存储空 间降低从而节约成本。
IKEA首先从生产成本上进行有效控制。由于IKEA没有自己的加工厂，为了以低成本提供给消费者高质量的家具，公司必须找到低成本高质量的供应商。总部仔细甄选能够供应高质量家具的供应商，并保持长期合作。
其次，通过并行设计流程，使包装设计与家具设计集成开发，降低配送成本。包装通常设计成平板样式，在物流中使用标准模数的托盘，运输不同供应商的家具。平板包装的使用极大地提高了托盘的空间利用率，减少了每件产品的物流成本。这种集成开发的设计方法要 求包装工程师、物流工程师以及产品设计师密切合作，否则容易开发出局部优化的方案。
二、包装和物流要求
IKEA开始在物流链中集中使用立方体的运输包装，要求包装和产品作为物流的一部分同时开发。包装技术员必须知道包装材料如何与产品相互作用，家具材料和家具表面在与不同的包装材料结合时起怎么样的反应，除此之外，还必须考虑整个物流链中操作者和最终消费者如何搬运。
在IKEA由一组包装技术人员负责对IKEA设计的产品进行包装设计。这些包装技术人员具有包装领域以及家具产品的知识和经验。通常在一个新产品和它的包装设计中，选择一个包装方面的专家和一个物流方面的专家参与其中的工作，包装技术人员参与从原型设计到撰写包装用法说明书的所有活动，这种方法使技术人员更容易从全局的观点来考虑包装和物流性能。
工作小组列出时间计划、要求、商品数和草图。以要求的规格和供应商处现有的产品资源为基础，在生产场所生产模型。在第一套模型家具被开发出来后，决定在什么地方生产、基于什么样的模型来满足列出的要求。由负责产品策略与物流方案的工程师和消费者一起选择能满足要求的最好的供应商。
包装开发机构要求包装技术人员有物流链的全局观念并参与到更多的方面中，例如在选择模型方案过程中要考虑产品的保护功能或包装价格。除了设计要求，包装专家也要考虑如何保护在托盘上的产品在搬运、运输和存储活动中的安全问题。
因此，IKEA的包装技术人员根据以下的包装设计规则进行设计：①保护产品；②在配送系统中有高的体积利用率；③产品容易安装（少的部件）；④选择环境友好的包装。
这些规则直接影响设计的目标，而这些目标必须被应用到整个物流链中。包装设计者主要考虑在供应商和配送中心之间的托盘利用，当配送中心与商店之间提出新的物流要求时，包装设计者很难考虑周全；而另一方面，物流工作人员则忽略物流的改变将如何影响包装系统。
IKEA像所有的其他公司一样积极工作以减少在配送中心和商店的缓冲和存储中的资金占用。这影响了 IKEA应用的物流方法。目前IKEA采用以ADQ (adjust delivery quantity) 单位为基础进行配送，这个单位是在一个特定的周期内在IKEA商店的平均需要量。这种方式降低了从配送中心到商店过程中的满托盘数量，但却增加了订购选择和混装的托盘数量。同时，与下一个周期希望出售的产品相关的订购数量是以天而不是以周计算，这个概念导致了高的托盘利用率和在混装托盘上商品数量增加的冲突。
IKEA的物流活动也包括商品在商店中的搬运活动。事实证实，减少托盘在商店中搬运的距离可以提高物流配送效率，降低成本。因此，通过把不同规格的产品放置在商店的一个专门部门的相应托盘上代替混合托盘可以增加托盘的体积利用率。IKEA已根据他们储备的产品类别划分了他们在Almhult的仓库的存储位置，减少了产品在仓库内的行程，同时也减少了在商店中的搬运。
三、混合单元装载以满足新的物流要求
近年来物流的发展也带来了一些新的问题。包装组试图优化单元载荷，但另一方面使用包装的物流环境在不断变化，例如，频繁的运送导致了混合托盘的增加，导致了更低的运输 资源和单元载荷的利用，增加了损失率。这种混合托盘将导致额外的人工搬运。
(1) IKEA研究的问题和背景IKEA采用ADQ进行配送时，使每一个IKEA商店保持较低的存储水平，单次发货量较少，这就使运输的混合托盘的数量增加。从而增加了人工 搬运操作的时间、增加了包装和产品的损失率。
对IKEA而言，包装的损坏对企业影响也很大。当消费者发现包装被损坏时，尽管产品本身完整无缺但大多数消费者仍然不会购买包装被损坏的产品。这意味着包装必须被设计用 以保护产品和抵挡大多数的搬运活动，而且外观基本无缺损。
(2) 问题分析由于IKEA使用的大多数包装不是模数化或标准化的，在托盘上混装时不能很好地结合，导致了托盘的体积利用率较低。包装的顶面载荷分布不均匀，当载荷太高时，由于不均匀的力作用在包装的表面上，包装的表面和包装的组成部分常常被损坏。而同时，由于混装托盘顶部表面不规则，其顶部不能再堆放物品，导致托盘装载的空间利用率低。
研究发现混装托盘由于悬垂和不稳定在装载铁路货车时花的时间更多。
存在的问题是，在物流优化中，在相同的时间内如何增加托盘的体积利用率，这可以通过使用包装和物流集成的方法来实现。
(3) 设计方案在研究中发现其他的行业中也有类似的情况，如在机械工业中。机械工业中使用标准托盘来运输不能堆码的产品时.使用木制的套环使托盘堆码标准化。
借鉴这个思路，发现了解决不同包装尺寸问题的方法，设计使用类似的套环。这些套环可以用重载的瓦愣纸板或木材制造。在进行成本和强度分析之后，最终决定用夹板制作套环进行试验。
套环的设计高度是标准托盘高度（500mm)的一半。这使得系统有较大的灵活性，允许调整在托盘上的产品数量。顶部用夹板盖住，可堆码两个托盘。盖板是对托 盘中产品的保护。套环原型用夹板制成，带有六个铰链。铰链可使套环折叠在一起，使返回运输的成本效益高。
(4) 损失分析显示，产品运输破损的15%与满载一种产品的托盘装卸有关，85%与混装托盘有关。在这些破损中大约50%是由于在商店中的搬运引起的，50% 是由运输活动引起的。因此总的损失的42.5%是与运输过程相关的。
(5) 试验结果通过与配送中心和包装及拆包的工作人员的共同工作和研究，对该案例 中的部分参数进行研究：①体积利用率；②损坏率；③装卸时间；④包含材料成本的装卸成本；⑤装载安全。
当套环被使用在IKEA的配送中心和它的商店之间的产品配送时，发现这种方案设计缩短了装载时间，因为带有套环的托盘在装载区域的适应性更好。
卡车的体积利用率测试表明：套环系统增加至少1%的利用率，与1%对应的是每一次发货大约增加lm3 (在每次装载时大约多出一个托盘）。
通过4周的试验.其结论如下：①采用带套环的托盘运输时货物没有损坏；②固定时损坏的可能性小；③卸载带套环的托盘和不带套环的托盘所花的时间相同；④对消费者来说，带套环的托盘看起来更好；⑤装卸的手孔被遗忘了，需要添加；⑥需要两个人搬运套环。
(6) 成本效益分析以在商店和不同的市场单位之间的托盘流动为基础，通过两种计算方法来决定使用套环的成本效益。下面的数据被使用于第1种计算中：
基于上面的假设可计算出每个国家的投资回报期（R()I = return of investment)。
对大多数市场R()I有一个可接受的水平，对这种类型的投资ROI值在0•75〜2年之间变化。
四、IKEA案例研究的结论
在IKEA采用家具设计与包装设计相结合获得了竞争优势。由于将包装设计与物流系统集成使得装卸和配送具有更好的成本效益。IKEA已经发现，如果公司想在未来的竞争中站稳脚跟，包装和物流的集成是重要的。
在IKEA的案例研究中突出了当包装和物流被集成时存在的困难。研究表明，物流比包装有更高的优先权，因为大部分信息是关于如何设计包装来适应物流系统。非常少的信息是关于如何改变物流系统以更好地满足包装的要求，即使是使用这种方法可使总的成本更低。
当围绕着包装的活动被研究时，配送效率是一个非常重要的特性，它必须贯穿在物流链中考虑。信息是另一个重要的领域，在这里包装扮演着非常重要的角色。包装方案在很多时候不可能在长时间有效。只有采用标准化搬运单元，才能提高载荷的利用率。物流领域在不断发展，新的物流概念如小批量或新的定制选择规律影响着包装的原始方案，促使包装与物流的集成设计。
