美國包裝機(jī)械發(fā)展新趨勢

　　美國包裝工業(yè)起步于20世紀(jì)初期，自二戰(zhàn)以來得到快速發(fā)展，逐步建立并形成包括包裝材料、包裝工藝和包裝機(jī)械完整而獨(dú)立的工業(yè)體系。其包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的3%.據(jù)美國行業(yè)調(diào)查分析，其包裝機(jī)械最大的使用行業(yè)是食品產(chǎn)業(yè)，其次是家庭清潔用品與化妝品產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥用品及煙草業(yè)。

　　創(chuàng)新速度始終處于首位

　　食品產(chǎn)業(yè)作為美國包裝機(jī)械的最大使用行業(yè)，幾乎所有機(jī)型、機(jī)種均在食品產(chǎn)業(yè)中使用。其中，軟飲料對包裝機(jī)械的年需求量最大，2005年占50%;食品產(chǎn)業(yè)對包裝機(jī)械的需求1994年到2005年年均增長率為7%.正是由于美國食品業(yè)每年推出成千上萬種新產(chǎn)品，從而加快了包裝機(jī)械的更新?lián)Q代，因此美國食品業(yè)所需的包裝機(jī)械創(chuàng)新速度始終處于首位。

　　重視品牌

　　品牌是企業(yè)的靈魂，從包裝機(jī)械市場占有率來看，美國前十位的包裝機(jī)械企業(yè)依次為：Barry-wehmillre公司、Beinis公司、SA-SIBSPA公司、AveryDeeeison公司、Bosch公司、CrownCork&ha公司、DougalsMachine公司，RAJouesCohpany公司、Kliklk公司和Krones公司。它們在經(jīng)營方面取得成功，主要取決于三個(gè)方面：一是努力提高本企業(yè)包裝機(jī)械品牌的知名度;二是重視本企業(yè)的銷售業(yè)績;三是十分重視本企業(yè)產(chǎn)品的售后服務(wù)。

　　包裝機(jī)械的自動化、高效率化、節(jié)能化

　　美國當(dāng)前前景看好的包裝機(jī)械是：水平枕式微機(jī)控制并且配有伺服電機(jī)和薄膜張力好的電力控制裝置的包裝機(jī)械，今后微電子、電腦、工業(yè)機(jī)器人、智能型、圖像傳感技術(shù)和新材料等在包裝機(jī)械中將會得到越來越廣泛的應(yīng)用，包裝機(jī)械日趨向自動化、高效率化、節(jié)能化方向發(fā)展。

　　自動化操作程序已應(yīng)用于更多的先進(jìn)包裝系統(tǒng)之中，如PLG設(shè)備、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的應(yīng)用代表了先進(jìn)包裝系統(tǒng)的走向。為確保高水準(zhǔn)的生產(chǎn)力，自動檢驗(yàn)系統(tǒng)和高效率的自動化系統(tǒng)是必不可少的。

　　包裝工業(yè)使用較輕的材料來減少裝運(yùn)成本，采用特殊設(shè)計(jì)的組件、系統(tǒng)來縮短生產(chǎn)時(shí)間，與供應(yīng)商、制造商朝著以最少的用料提供多種包裝作業(yè)的目標(biāo)努力。

　　新技術(shù)的應(yīng)用

　　包裝自動化操作程序已獲得廣泛應(yīng)用，為迎合消費(fèi)者，美國包裝界趨向大量使用信息標(biāo)貼系統(tǒng)。因政府要求包裝產(chǎn)品標(biāo)有營養(yǎng)成分、使用說明、條形碼，故令標(biāo)貼系統(tǒng)朝向具有多功能信息發(fā)展。

　　美國科學(xué)家研制出一種全新的集成電路檢測器，它能測出某種食品或某種飲料的變質(zhì)時(shí)間。這種食品保質(zhì)檢測新裝置，由傳感器和掃描儀構(gòu)成，其能量來自掃描儀發(fā)出的無線電波，傳感器的主要材料是鉛。包裝食品時(shí)將它一同置于食品盒內(nèi)。進(jìn)行檢測時(shí)，檢測人員只需將掃描儀對準(zhǔn)食品發(fā)射無線電波，掃描儀發(fā)出的無線電波訊號會使食品產(chǎn)生震動，同時(shí)發(fā)出樂譜波，樂譜波先反射到食品盒的盒壁上，后再傳導(dǎo)給傳感器，通過用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫標(biāo)定震動程度，震動傳導(dǎo)的時(shí)間和樂譜的傳導(dǎo)速度，瞬間即可確定所檢測食品變質(zhì)的時(shí)間，其檢測結(jié)果相當(dāng)準(zhǔn)確。

　　包裝趨向多樣化、多用途發(fā)展

　　包裝界正迎合消費(fèi)者需求的變化而迅速改變，生產(chǎn)趨向多樣化。以食品工業(yè)為例，由于當(dāng)今美國人對食品的消費(fèi)需求已向多規(guī)格、多樣化、特色化方向變化，因此食品加工業(yè)已將費(fèi)用投向開發(fā)具有更加靈活和機(jī)動功能的包裝線上。前幾年開發(fā)一種新的包裝產(chǎn)品通常需要2-3年，現(xiàn)只需半年就能讓新產(chǎn)品上市。這充分說明，美國包裝界在開發(fā)新品種、新產(chǎn)品時(shí)，速度快、時(shí)間短。

　　由于包裝界所追求的是組合化、簡潔化、可移動的包裝設(shè)備，所以包裝機(jī)械廠商越來越注重開發(fā)高效率、多用途、更小型、更靈活機(jī)動的包裝設(shè)備。

　　提供更方便、安全的包裝

　　根據(jù)美國人口調(diào)查局的預(yù)測，到2025年美國將進(jìn)入高齡化社會，美國包裝界充分考慮到老年消費(fèi)者對于包裝產(chǎn)品潛在的需求，開始研制適應(yīng)未來老齡化社會特點(diǎn)的包裝，如帶有拉鏈?zhǔn)降姆馍w、便于開啟的金屬頂蓋雙指拉環(huán)等，包裝界致力于向消費(fèi)者提供更方便的包裝。

　　包裝設(shè)計(jì)朝著符合國際標(biāo)準(zhǔn)的趨勢發(fā)展

　　美國各企業(yè)都在致力于從包裝材料、設(shè)備、銷售等方面尋求對全球市場具有特色的有利包裝。為了全球市場的競爭，制造商們正致力于制定一項(xiàng)政策，使之有符合設(shè)計(jì)師們所強(qiáng)調(diào)的國際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢。

　　正如美國包裝機(jī)械制造協(xié)會會長查爾斯尤斯卡先生所說：'我們正進(jìn)入一個(gè)機(jī)電一體化、激光掃描、無線電射頻發(fā)射、納米技術(shù)和系統(tǒng)簡化的包裝新世界。'

　　德國包裝機(jī)械發(fā)展新趨向

　　德國包裝機(jī)械設(shè)計(jì)依據(jù)市場調(diào)研及市場分析，努力為客戶尤其是大企業(yè)服務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及市場競爭的加劇，客戶對機(jī)械性能的要求也越來越高，主要有以下幾個(gè)方面的要求：1、提高生產(chǎn)率，以滿足交貨期的要求和降低工藝流程成本的需要;對一些產(chǎn)品，還要求包裝機(jī)械和生產(chǎn)機(jī)械相銜接。2、要適應(yīng)產(chǎn)品更新的需要，包裝機(jī)械要具有更高的柔性和靈活性。3、設(shè)備故障少，出了故障能進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷服務(wù)。4、對環(huán)境污染小，包括噪聲、粉塵和廢棄物污染均要少。5、購置設(shè)備投資盡可能少，價(jià)格要盡可能低一些。

　　德國包裝機(jī)械制造廠商和設(shè)計(jì)部門，為適應(yīng)客戶要求采取了如下措施：

　　提高自動化程度

　　幾年前，自動化技術(shù)只占包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的30%,現(xiàn)在已占50%以上，大量使用微電腦設(shè)計(jì)和機(jī)電一體化控制以達(dá)到提高包裝機(jī)械自動化程度，其目的：一是為了提高生產(chǎn)率;二是為了提高設(shè)備的柔性和靈活性;三是為了提高包裝機(jī)械完成復(fù)雜動作的能力，即采用機(jī)械手完成包裝工序。

　　包裝機(jī)械自動化設(shè)計(jì)有以下兩個(gè)主要特點(diǎn)：

　　①每個(gè)機(jī)械手均由單獨(dú)電腦控制

　　一臺包裝機(jī)械為完成復(fù)雜的包裝動作，需由多個(gè)機(jī)械手完成。在由電腦控制的攝像機(jī)攝取信息和監(jiān)控下，機(jī)械手按電腦程序的指令完成規(guī)定的動作，確保包裝的質(zhì)量。

　　②具有對材質(zhì)及厚度的高分辨能力

　　在包裝過程中，包裝材料的厚度及材質(zhì)變化不易為人眼所辨別，所以在設(shè)計(jì)包裝機(jī)械時(shí)常采用由電腦控制的攝像機(jī)和探測器來分辨包裝材料厚度及材料的變化。攝像機(jī)現(xiàn)已發(fā)展到能自行檢查和辨別攝像的圖片，并在顯示屏上顯示。目前，機(jī)器在加工時(shí)轉(zhuǎn)速是不能變的，今后應(yīng)根據(jù)材料的變化經(jīng)分辨后能改變轉(zhuǎn)速，從而控制在最優(yōu)化狀態(tài)下工作，以最短時(shí)間完成包裝工序，并且實(shí)現(xiàn)自動清理，自動消毒和自動清潔。

　　提高生產(chǎn)率，降低成本，最大限度滿足生產(chǎn)要求

　　德國包裝機(jī)械，尤其是食品包裝機(jī)械，具有高速成套、自動化程度高和可靠性好等特點(diǎn)。提高機(jī)器轉(zhuǎn)速是一個(gè)復(fù)雜問題，速度越快，單件生產(chǎn)成本越低，但廠房使用面積隨之增加。另外，電動機(jī)速度也是有限度的，所以不能想多快就多快。一般而言，轉(zhuǎn)速提高15%~20%,就將帶來一系列復(fù)雜問題。

　　提高生產(chǎn)率除提高轉(zhuǎn)速外，還可以從另外的渠道設(shè)法解決：

　　①采用連續(xù)工作或多頭工作方式。包裝機(jī)械工作方式有間歇式和連續(xù)式，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)爭取設(shè)計(jì)成連續(xù)式工作，也就提高了生產(chǎn)率;一臺設(shè)備內(nèi)也可有多條生產(chǎn)線生產(chǎn)，生產(chǎn)同一產(chǎn)品或幾種不同產(chǎn)品，但必須提高可靠性。

　　②降低廢品率，提供故障分析系統(tǒng)。廢品給生產(chǎn)造成的損失是巨大的，不僅產(chǎn)品損失，也有材料損失。因此要盡量大力降低廢品率;包裝機(jī)械出售時(shí)還應(yīng)為維修服務(wù)提供故障分析系統(tǒng)，即進(jìn)行模態(tài)分析尋找故障，或通過Internal網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，最大限度滿足客戶需要。今后要使包裝機(jī)械進(jìn)一步智能化，即設(shè)備自己尋找故障，自己去解決故障，以降低廢品率及故障率，使正常的生產(chǎn)率得以提高。

　　③使產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)械和包裝機(jī)械一體化。許多產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)束時(shí)接著就進(jìn)行包裝，這樣也有利于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率，如德國生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)設(shè)備及包裝設(shè)備就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)率上相互匹配，其中包裝機(jī)械往往成為生產(chǎn)的瓶頸，因此要提供不同生產(chǎn)率的設(shè)備。

　　適應(yīng)產(chǎn)品變化，設(shè)計(jì)出具有良好柔性和靈活性的設(shè)備

　　為使包裝機(jī)械具有良好的柔性和靈活性，提高自動化程度，必須大量采用微電腦技術(shù)、模塊技術(shù)和單元組合形式。為適應(yīng)包裝產(chǎn)品品種和包裝類型的變化，包裝機(jī)械設(shè)備的柔性和靈活性常表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

　　①量的靈活性.既能包裝單個(gè)產(chǎn)品，也能適應(yīng)不同批量產(chǎn)品的包裝

　　②構(gòu)造的靈活性。整臺設(shè)備采用單元組成，換用一個(gè)或幾個(gè)單元，即可適應(yīng)產(chǎn)品的變化。

　　③供貨的靈活性。

　　采用單元組合，將各單元組合在一起供貨，如糖果包裝機(jī)，在一個(gè)共同基礎(chǔ)上，組合不同的單元，三個(gè)進(jìn)料口，四種不同的折疊包裝形式，這樣一臺機(jī)器就可同時(shí)包裝8~10種不同的糖果。由多個(gè)機(jī)械手操作，在一臺攝像機(jī)的監(jiān)控下，指揮其動作，按指令以不同的方式對不同種類的糖果進(jìn)行包裝。若產(chǎn)品改變了，只要改變攝像機(jī)內(nèi)的程序即可，從而使設(shè)備具有良好的柔性和靈活性。

　　提供成套設(shè)備

　　德國的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)，以用戶需求為前提，為生產(chǎn)企業(yè)提供結(jié)構(gòu)性及經(jīng)濟(jì)性完整的系統(tǒng)方案，并用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)演示操作給用戶看，征求用戶意見后進(jìn)行修改。在為用戶提供生產(chǎn)自動線或生產(chǎn)流水線設(shè)備時(shí)，尤其注重成套設(shè)備的完整性，無論是高技術(shù)、高附加值設(shè)備，還是較簡單的設(shè)備，都按配套性要求提供。

　　德國包裝機(jī)械廠家也將提供成套設(shè)備作為自己的努力目標(biāo)。如一條飲料灌裝線，有200多個(gè)微電腦件，有許多管線顯示屏，有100多種控制各種包裝動作的軟件程序。為滿足1200瓶/分的生產(chǎn)率還須兩條線共同工作，因此整個(gè)飲料灌裝線的生產(chǎn)需占半個(gè)足球場的面積，并要求所有設(shè)備均能在一個(gè)廠家內(nèi)裝置。聯(lián)想到我國當(dāng)前包裝機(jī)械生產(chǎn)一大弱勢就是生產(chǎn)單機(jī)多，而成套流水線少;主機(jī)多，輔機(jī)少，配套性差。德國的這種做法很值得我們借鑒。

　　普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)

　　隨著新產(chǎn)品開發(fā)速度的不斷加快，德國包裝機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，即將各種機(jī)器元素以數(shù)據(jù)庫方式存入計(jì)算機(jī)，把圖紙數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)即可自動合成為三維模型。再把實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)和指標(biāo)輸進(jìn)去，把各種可能發(fā)生的故障輸進(jìn)去，計(jì)算機(jī)三維模型即可仿照真實(shí)工作情況進(jìn)行操作，演示出能達(dá)到的生產(chǎn)率是多少，廢品有多少，生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)是否能匹配生產(chǎn)，瓶頸在何處，客戶根據(jù)顯示屏上顯示的曲線一目了然，并可根據(jù)客戶的意見修改模型。計(jì)算機(jī)合成速度很快，因此修改工作迅速方便，直到使客戶或設(shè)計(jì)者滿意。采用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了包裝機(jī)械的開發(fā)設(shè)計(jì)周期。

　　包裝機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要重視其功能和效率，也要注重其經(jīng)濟(jì)性。但是經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī)械設(shè)備本身的成本，更重要的是運(yùn)轉(zhuǎn)成本，因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本的6%~8%,其它的就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本。