TOPSPro操作使用说明
T O P S P r o操作使用说明 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
T O P S P r o操作使用说明
TOPS Pro由美国TOPS'〕工程公司研制。目前，在世界范围的安装用户已超过5,500家。经过15年的改进与发展，TOPSPro已成为一种世界公认的包装与运输专业技术人员的功能强大的创造性设计软件。
TOPS Pro包装设计及运输优化软件使用户根据产品特性，从设计理念、纸盒包装、中包装、纸箱包装、托盘堆码方式、纸箱强度分析到运输器具装载的一系列设计步骤中，使包装结构大小和形状达到最优化，运输空间最大利用，总费用最小。
目前，除TOPS Pro外，还有下列3个相关模块载软件:
Mix Pro是TOPS Pro的一个新模块并与之无缝接口。用该模块，用户可用手动方式将大小不一的包装产品混装于所选择的托盘上。这个新特性对仓库使用的托盘陈列设计十分有用。
MaxLoad Pro是一个运输器具(卡车、火车车辆、船只、飞机货舱戴自定义器具)的包装产品装载的策划及优化软件。它提供了三维“拖一拉’编辑器及色键图，使用户极其方便的用虚拟平台建立装载图形，实现大小不一的产品混载于运输工具上的方式及图形显示。
TOPSepAC是TOPS Pro的一个附加特性。提供了一种基于网络的包装与运输装载设计。它使用户将包装技术规格转换成网页，然后公布到因特网上或公司内部的局域网上。用户随时随地用任何阅览器都可使用TOPS Pro软件进行专业设计。
1．TOPS Pro主要功能
a.被包装产品。分为三大类:颗粒料、散料和粉料。
b.内包装设计。用户可选择普通盒、圆形罐、捅、瓶、牛奶盒、薄膜袋等内包装容器库中的现有形式，也可以用CASY功能定义自己的内包装形式;同时，可将图形戴公司的标志加到容器的不同表面。
c.中包装设计。用户可选择展示盒、浅盘和普通盒等二次包装容器库中的现有形式，也可以用CASY功能自定义浅盘形状并设计提手，也可以设计隔板戴衬垫。
d.运输包装设计。用户可选择普通运输箱、浅盘、圆捅、异型桶、瓶和袋子等运输包装容器库中的现有形式，还可以自定义运输箱式样。也可以只给出箱中的内包装数量或只给定一个数量范围或只给出运输箱每一尺寸的限度，程序经过计算产生符合要求的箱结构。也可以输出箱纸板的数据。
e.托盘化集装设计。用户可选择托盘和衬板等集合包装容器库中的标准形式，也可以自定义新托盘(包括样式和大小)。根据需要可加角柱、层间纸板、顶盖、收缩裹包或加紧固带等。其中的堆码强度分析基于箱子的边压值(ECT)、环压值(RCT)和Kellicut方法结合环境因素，利用了McKee公式。用MixPro模块还可以创建大小不一的包装产品的托盘混装及图形显示。
f.装运设计。用户可选卡车、船只和火车车辆等运输工具库中的现有形式或自定义运输器具。通过堆码强度分析，将产品或托盘化集装产品有效装入运输工具。
g.其它。以图形用户界面形式输入各种参数;用户选择英制戴国际单位制;多种语言选择(5.0以上版本含中文);可通过打印/传真/电子邮件/因特网显示设计结果;有各种包含产品包装
与运输装载方法图形的打印报告形式等。
2 TOPS Pro主要界面
TOPS Pro控制面板(Control Panel)如图I所示，是系统的主要操作区域。在此可选择要进行的分析类型、分析时采用的步骤和定义每个步骤所需的尺寸大小。控制面板包含系统的主要性能:菜单条、Window，工具条、包装设计次序区域、按钮式菜单、新特性按钮和快捷按钮。
a.菜单条( Menu Bar):由8个菜单构成，每个菜单由若干下拉式菜单组成。这8个菜单分别是:文件(File)、编辑( Edit)、显示(View)、定义(Define )、工具(Tools输出(Export )、监视
( Supervisor)和帮助( Help)。
b. Windows工具条(Toolbar):含若干图标，可完成常用的标准操作:新分析、基于预定义模板新分析、打开、保存、打印、前步、后一步、取消、自设计内包装、自设计运输包装、MixPro修改内包装、修改中包装、修改运输箱、修改托盘集装、修改卡车装载、扁空纸箱运输、包装箱分析和显示自设计包装等。
图1控制面板
Window:工具条提供了与参数对话框的直接联系。以上图标使用户直接进入参数对话框进行内包装、中包装、运输包装、托盘集装和运输装载过程。用户在分析过程中可以直接修改参数而不会失去当前位置。
c.按钮式菜单(Button-Style Menus:建立包装设计的次序，以及在该次序下选择某一分析所采用的各个步骤。共有6个按钮式菜单:被包装产品、内包装、中包装、运输包装、托盘集装和运输车辆装载。每个菜单表示某个分析的一个步骤，并且各有一个图标相对应。
d.包装设计次序( Package Design Sequence):它构成某一分析的一系列步骤。例如，将运输纸箱更好的装在一个托盘上就是你建立的一个分析次序。又如，当根据按钮式菜单选择产品、薄膜袋、盒、箱、托盘和卡车6个步骤时，对应的图标将出现在包装设计次序区域，如图2所示。
图2包装设计次序举例
图2中的图标分别代表产品参数、薄膜袋参数、盒参数、箱参数、集装参数和卡车参数图标。这表明TOPS Pro经过这样一个包装设计次序，能找到该分析中各个步骤的最佳解:即使产品装入袋中，再依次装入盒、箱、托盘和卡车里。
e.模板工具条(Tanplate Toolbars)不通过按钮式菜单通过模板直接选定设计次序。
f.快捷按钮(Shortcut Buttons):包括显示分析记录和计算。
3 TOPS Pro 4. 0包装设计与分析实例
问题:假定要为某公司设计一种油瓶，并将它们托盘堆码，通过卡车运输。
目的:找到将瓶子放入盒、盒放入箱、箱堆码到托盘上、集装托盘放到卡车上的最佳方案。
已知条件:每6个瓶子一组置入浅盘中并隔开;每个运输纸箱装4个浅盘;标准托盘集装;标准卡车装运。
为进行该分析，用户需从控制面板开始，遵循下列7个步骤:定义包装设计次序、定义瓶子参数、定义中包装盘参数、定义运输纸箱参数、定义集装(托盘)参数、定义运输车辆(卡车)参数和求解并作决策。
瓶子参数:瓶身直径114. 3mm，瓶颈直径50. 8mm,瓶高203. 2mm，瓶颈高12. 7mm，瓶肩高63. Smm，净重0. 907kg,瓶身为圆形。
中包装浅盘参数:材料用瓦楞纸板(C楞)，半高型式，内包装件数目60
隔开装置参数:瓦楞纸板材料，二位式窝状(A)型式。
运输箱参数:瓦楞纸板(C楞)材料，0201(RSC)箱型，中包装件数目4,最大箱重11一34kga
托盘集装参数:托盘型式选GMA(带槽)，最大高度(包括托盘)1422. 4mm,最大承载重量(包括托盘)4535kg,最大超出托盘量(长度/宽度方向)25. 4mm，最大不超出托盘量(长度/宽度方向)152. 4mm运输车辆〔卡车)参数:车箱长度为12m 的卡车，最大净重量20412kgo
逐次点击包装设计次序中代表各步骤的图标，按照图形用户界面的形式输入上述各参数。
点击计算按钮,TOP Pro根据已定义的瓶子、浅盘、运输箱和卡车参数，求出该分析所有可能的解。用户可以在打印参数对话框中选择显示分析结果方式，如图3一图6的四分屏显示。
图3的四分屏图显示的是第1种浅盘包装方案(共3种)下第2种瓦楞纸箱
包装方案(共5种)和在前两级包装结构下第1种托盘集装方案(共2种)。右下格显示的是所有可能的3种浅盘包装方案(包括浅盘中包装容器的尺寸、重量和排列式样、每浅盘中瓶子数等)。
图4的四分屏图显示了在运输纸箱包装和托盘集装一定情况下卡车装载的第1种方案(共20种)。右下格显示的是所有可能的5种运输包装方案(包括包装纸箱的尺寸、重量和体积、每箱中的浅盘数等)。
图5的四分屏图中的右下格显示的是所有可能的2种托盘集装方案(包括
托盘的尺寸、重量、堆码式样、每托盘上的箱子数目等)。
在图6的四分屏图中，右上格显示的是卡车装载第1种方案情况统计(包括瓶子、浅盘、纸箱、托盘和卡车的尺寸、净重、毛重、体积和包装方向，各层次包装的面积及体积利用率等)。而右下格显示的是所有可能的20种卡车装载方案(包括卡车的尺寸、重量、装载式样、每卡车托盘集装数等)。
图3分析结果四分屏图:浅盘包装、运输包装、托盘集装及浅盘包装方案表图4分析结果四分屏图:运输包装、托盘集装、卡车装载及运输包装方案列表
也可以点击图3、图4 9},图5中强度(Strength )按钮输入有关环境因子(湿度、存储期限、集装样式、计算方法等)进行包装件堆码强度分析(包括所有可能的箱纸板结构、纸箱性能、安全因子、堆码极限高度和价格等数据)。
图5分析结果四分屏图:托盘集装、卡车装载及托盘集装方案列表
图6分析结果四分屏图:卡车装载(图)、卡车装载(统计)和卡车装载方案列表
4．TOPS Pro 5. 0包装设计与分析实例
求出将已知运输纸箱进行托盘堆码的最佳方案。
已知条件:
1）运输箱参数:瓦楞纸板(C愣)材料，0201(RSC)箱型，尺寸为
304.8×254× 203.2mm, 最大箱重11. 34kg
2,托盘集装参数:CMA(带槽)标准托盘型式，最大高度(包括托盘)1524mm最大承载重量(包括托盘)4535.45kg最大超出托盘量(长度/宽度方向)25. 4rnm最大不超出托盘量(长度/宽度方向)38lmm。
为进行该分析，用户需从控制面板开始，遵循下列步骤:①定义包装设计次序;②定义运输纸箱参数;③定义集装(托盘)参数;④求解并作决策。
分别点击运输箱和托盘按钮，运输箱和托盘图标在包装设计次序区域中出现(见图3)。点击包装设计次序中代表各步骤的图标，按照图形用户界面的形式输入上述运输纸箱参数(见图4)和集装托盘参数(见图5)。
图3包装设计次序运输包装一堆码
图4运输箱参数对话框
图5托盘参数对话框
点击计算按钮，TOP Pro根据已定义的运输箱和集装参数，求出该分析所有可能的解(见图6)。其中，方案一为最佳方案:互锁式码垛、箱数102,托盘面积利用率106％体积利用率93％等。
图6托盘堆码方案：方案之一集装图显示和数据统计、所有可能方案列表点击图6中强度(Strength)按钮输入有关环境因子湿度50％存储期限1个月、集装样式、和计算方法等（见图7）可得到包装件堆码强度分析结果(见图8)(包括所有可能的粉纸板结构、纸粉性能、安全因子、堆码极限高度和价格等数据)。
图7堆码强度分析参数对话框
图8堆码强度分析结果
5．利用TOPS Pro的CASY功能进行内包装与中包装结构设计
除了数据库中已有的包装结构形式外，TOPS Pro还提供了CASY(Create A Shape Yourself即自己创建包装形式)功能让用户自定义内包装(即一次包装)结构和浅盘/箱中包装(即二次包装)结构。
（1）用CASY设计内包装
若设计一种带喷嘴的特定形状的瓶型容器(见图7),从图1主界面开始并遵循:
1)点击工具条中CASY内包装图标, CASY内包装屏幕弹出(见图2);
2)利用鼠标点击工作单元(左侧)的左边缘(见图3);
3)逐个点击工作单元左侧每个标记并向单元中心拖动(见图4);
4)使容器每部分形状精细化(圆形喷嘴!矩形颈!圆形体和圆形底)(见图5);
5)设计喷嘴(见图6);
6)喷嘴与颈部分光滑连接(见图7);
7)命名(如OILCAN)且保存于内包装类型库中。
（2）用CASY设计中包装
为了设计定制形式的浅盘容器,
1)点击工具条中CASY运输箱/浅盘图标, CASY运输箱/浅盘屏幕弹出(见图8);
2)为设计浅盘的展示窗,在上边长上通过点击确定6个标记(见图9);
3)向下拖标记3和4,形成前后展示窗(见图10);
4)左右侧设计2个孔作为浅盘的提手(见图11);
5)贴图于前侧(见图12);
6)命名(如TRAY001)且保存于中包装类型库中。
(3) 展示CASY设计
为了显示CASY设计,
1)启动显示CASY模式;
2)点击工具条中修改内包装参数图标,瓶子参数对话框弹出;
3)从CASY类型下拉式菜单中选OILCAN.TPR., CASY内包装展示(见图13);
4)点击工具条中修改中包装参数图标,中包装参数对话框弹出;
5)从CASY类型下拉式菜单中选TRAY001.TSC, CASY中包装展示(见图14)。（4）设置打印输出
TOPPRO软件在设置打印设计结果方面有多个选项。从打印参数对话框(见图15)选择页面格式(共8种)!每个区域显示内容(图形/统计数据)!输出报告标题和注释文本。另外,在打印之前可添加文本或图形。如选择了四分屏输出格式及其显示内容，输入了标题字符串及图形下部注释文本以及给各区域显示图上加说明,给右下方区域添加库中图像后,打印显示版面(见图16)。该图还包含了放大按钮!打印按钮和电子邮件按钮。
6．包装结构设计软件TOPSPro中的堆码强度分析
用户在完成瓦楞纸箱和集装托盘的相关参数的输入后,选择“StackingStrength”(堆码强度)界面,计算堆码强度的参数对话框立刻弹出(图1)。用户在各小框里输入(或选择):计算方法(环压值法、边压值法、凯里卡特公式法)、箱子规格(结构尺寸、重量、封舌间隙、产品支撑力楞向)、环境条件(仓储时间、相对湿度、堆高托盘数)、集装状况(码垛式样、托盘堆高时箱子支撑数量)和印刷状况(印刷量、油墨类型)等。
参数定义结束后,堆码强度分析结果(见图2)就显示出来了。图2由两部分构成:
1) 所有码垛方案堆码强度分析结果列表。包括:纸板等级与结构、楞型!抗压强度理论值与实际值、安全因子及裕量堆高托盘数、边压值、单位面积价格等。
2) 所选码垛方案的堆码强度分析结果统计。包括:已输入的运输箱和托盘参数、集装码垛形式和最底部纸箱所承受压力大小。
堆码强度是指在一定的流通环境条件下容器不出现破损所能承受的最大压力载荷。瓦楞纸箱容器承受上方载荷的能力受到容器本身结构及其流通环境、支撑载荷的内包装结构、内隔板、角支撑等的影响。瓦楞纸箱抗压强度与堆码强度有关。
TOPSPro软件利用McKee公式计算0201型瓦楞纸箱的堆码强度。
（1）McKee公式简介
0201型瓦楞纸箱(即常规开槽容器RSCs)是最简单!最常用的运输包装容器。该型纸箱的瓦楞方向通常与从上到下的堆码力平行。若已知箱子的周长!纸板的边压测试值、纸板的弯曲阻力、纸箱长宽比和其它因数,RSCs纸箱的抗压强度可以通过McKee公式估算:
式中:BCT为0201箱型容器的抗压强度理论值(N);ECT为纸板的边压值(cm);Dx为纸板制造方向弯曲刚度(N/cm)Dy纸板横向弯曲刚度(N/cm);BP为箱子的周长(cm)。
以纸板厚度代替弯曲刚度,得到了准确度接近于原始公式(1)但在测试和计算方面易于使用的McKee简化公式:
式中:BC为纸板厚度(cm)。
如果把对箱子需求的抗压强度值代回式(2),就可以算出纸板的边压值(ECT),从而可确定出合适的纸板结构组成。
（2）由环压值计算边压值
当输入一个新的纸板结构和使用环压值法作为计算方法时,TOPSPro软件通过下面的公式从环压值(RCF)求得边压值(ECT).
1)对于三层瓦楞纸板:
2)对于五层瓦楞纸板:
如果每92.9m2(1000ft2)面纸的综合质量[38.6kg(8lbs),那么:
（3）基于McKee公式的TOPSPro纸箱抗压强度分析
纸箱容器在流通中的特性受它在所经历的环境条件的影响很大。其中某些条件,如堆码时间!相对湿度等难于改变;而其它一些状况,如托盘集装式样、超出托盘量大小、托盘组成板间隙和野蛮装卸等可通过集装来确定。
为了获得纸箱性能,TOPSPro在利用McKee公式计算抗压强度值时考虑了一系列结构因子和环境因子。
计入纸箱结构因子,纸箱抗压强度矫正值计算如下:
式中:TBCT为TOPSPro纸箱抗压强度矫正值(N);SF为形状因子。与相对于高度的箱子的比例尺寸有关;LWRF为长宽比因子;HFF为水平瓦楞因子。如未选择非垂直瓦楞该值为1。否则,为0.9;PF为印刷因子"与印刷类型及印刷量有关。
计入环境因子,纸箱实际的抗压强度值计算如下:
式中:BP为TOPSPro纸箱抗压强度实际值(N);FGF为封舌间隙因子;HF为湿度因子;STF为堆放时间因子;PSF为托盘间隔因子;IF为互锁式码垛因子;OF为超出托盘因子,
PS为产品支撑力(N)。这些环境因
子及其乘子如表1所示。
（4）确定抗压强度需求值举例
如果已知抗压强度和流通环境,任何RSC箱子有效的堆码强度就能很好的估算出。同样,如果已知流通环境、容器尺寸和楞型,抗压强度需求值也能计算出。后者很有用,因为一旦确定出抗压强度需求值,ECT的需求值也就跟着确定了(由此既可选出纸板构成)。
所谓纸箱抗压强度需求值是指在预期的循环周期(一定时间和环境/流通条件)内容器最小的具有安全堆码特性所要求的动态压力特性。已知:
1) 箱子在集装箱里从底部一直码到顶,180d的堆放时间,80%相对湿度,互锁式码垛;
2) 箱子尺寸(外尺寸):0.5m@0.25m@0.30m;
3) 集装箱高:3.05m,码垛高3m;
4) 箱子毛重:12kg"
求解:1) 确定底层箱上方箱子的数目:
2) 确定底层箱上的载荷:箱子数目
3) 确定环境因子:
4) 确定环境乘子:1/0.17=5.88
5) 确定抗压强度需求值:
McKee公式只适应于0201箱型(RSC)且周长与高度的比不超过7B1"然
而,TOPSPro软件亦可处理新的!非RSC箱子的堆码强度计算问题。
通过用TOPSPro进行堆码强度分析的实践发现,提高瓦楞纸箱抗压性能可从利用高质量的面纸和楞纸、码垛中各包装均衡承受载荷、增加容器的角数目、改变瓦楞方向、使用微楞纸箱、用多层瓦楞纸板箱、包装内使用隔板、用复合纸板箱、箱子表面处理等方面入手。
7．MaxLoadPro:包装产品混合集装优化软件
MaxLoadPro是美国包装结构设计软件TOPSPro的姊妹篇,在全世界的货物流通业应用很普遍。MaxLoadPro提供了三维“拖-拉”编辑器及色键图,使用户极其方便的用虚拟平台建立装载图形,实现将大小不一的产品混合集装于运输工具上的最优方案及其图形显示。所以,它实际上是一个用运输器具(卡车、船只等)装载包装产品的策划及优化软件。
(1) 主要功能
图1为MaxLoadPro控制界面,从左到右,用户可进入以下MaxLoadPro4个功能之一:
1) 混装器具:确定最有效的方法,将大小和形状不同的包装件集装于运输器具(TransitVehicle)上。包装件可以是盒式!筒状或托盘码垛式。运输器具能够是任何形式的三维矩形容器,如卡车车厢!海运或空运集装箱。
2) 混装托盘:确定最有效的方法,将大小和形状不同的包装件集装于托盘(Pallet)或集装用垫板上(Slipsheet)。该种功能在建立仓库走廊上的托盘展示时很有用。
3) 混装箱:确定最有效的方法,将不同的产品或包装件放入一个运输箱(Tote),再将运输箱集装于车辆上。
4) 装单一件:确定最有效的方法,将单一规格的包装件(有托盘或无托盘)完全装入一个运输器具。
（2）混装器具应用实例
已知:运输器具53Ft.DryVan;
包装件及其数量:Case#4(138),Computer(40),Large Drum(40)和
Pallet#1(16)。
求解:寻求最佳的装载方案;
步骤:
1)点击控制界面相应图标的新文件(New),选择清单屏出现(见图2);
2)从列表(Available Vehicles和SKU List)中选运输器具和待装载的包装产品(也可以自定义列表中未出现项);在显示单(Manifest List)中输入包装件数量(见图3);
3)点击计算(Calculate)按钮,得到所有的装运方案(见图4)。
图4的图形区(Manifest Solution)显示了一种集装方案;用户可用工具条(Toolbar)中的按钮以
“拖-拉“方式对该集装方案实施逐次装卸(即对已装车辆上的包装件进行删除和添加)视觉按钮(View Buttons)使用户从许多角度(3D、仰视、!侧视主视)观看结果;集装方案统计(Load Statistics)区给出了本集装方案的数量、重量、!体积等数据;附加集装统计区(屏幕底部有许多列表:方案列表(Sol List)!摆放方式列表(Placemen List)!集装列表(Load List)和产品未装列表(Cut List)。也可以添加文本于集装方案上,以报告形式打印输出。
（3）混装托盘应用实例
已知:托盘种类48×40GMA(notched);最大高度(含托盘)165cm;最大重量(含托盘)4530kg;最大伸出量(长度/宽度方向)2.54cm。包装件及其数
量:Case#1(10),Case#2(10),Case#3(10)。
求解:寻求最佳的装载方案;
步骤:1)点击控制界面相应图标的新文件(New),选择清单屏出现(见图5);
2)从下拉式菜单和包装产品列表(SKU List)中选托盘形式和待装载的包装产品(也可以自定义未出现项);在显示单(Manifest List)中输入包装件数量(见图6)。
3)点击计算(Calculate)按钮,得到所有的托盘堆码方案(见图7)。
图7托盘集装方案显示图中的内容与运输器具装载方案(见图4)中的完全一样。
8．结语
TOPS Pro和CAPE作为2个权威性的计算机辅助包装设计软件在美国所有包装院校(专业)的教学和科研中发挥着非常重要的作用。在美国的包装工业中，应用也十分普遍。 TOPS Pro已发展到5. 0版本。由于不断强大的功能、操作上的简便性和多种语言使用环境(5. 0版本有中文界面)也正在吸引着世界各地包装和运输专业技术人员。
TOPS Pro从产品、内包装、中包装、运输包装、集装到运输装载的整个包装设计分析过程中，具有全面的数据库和科学的算法;从材料和容器的选择、参数的输入等有十分方便的用户界面(包含参数输入时伴随的在线图形显示);用户能建立自己的包装结构;灵活的分析结果打印输出设置并有各层次包装的三维图形显示和所有解的数据列表等。所以，TOPS Pro商业化软件具有极强的可视性、创造性和对用户的友好性等。
TOPS Pro5。0新版本还增加丁以下主要功能:分析结果网上发布;分析结果发送于word文件中，非0201箱型的堆码强度分析;游动工具条等。由于TOPS Prop不断发展的功能、操作的简便性和多种语言使用环境，所以正在吸引着全世界包装和运输专业技术人员的关注。