美國包裝機械發(fā)展新趨勢

　　美國包裝工業(yè)起步于20世紀初期，自二戰以來(lái)得到快速發(fā)展，逐步建立并形成包括包裝材料、包裝工藝和包裝機械完整而獨立的工業(yè)體系。其包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的3%.據美國行業(yè)調查分析，其包裝機械最大的使用行業(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)作為美國包裝機械的最大使用行業(yè)，幾乎所有機型、機種均在食品產(chǎn)業(yè)中使用。其中，軟飲料對包裝機械的年需求量最大，2005年占50%;食品產(chǎn)業(yè)對包裝機械的需求1994年到2005年年均增長(cháng)率為7%.正是由于美國食品業(yè)每年推出成千上萬(wàn)種新產(chǎn)品，從而加快了包裝機械的更新?lián)Q代，因此美國食品業(yè)所需的包裝機械創(chuàng )新速度始終處于首位。

　　重視品牌

　　品牌是企業(yè)的靈魂，從包裝機械市場(chǎng)占有率來(lái)看，美國前十位的包裝機械企業(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(yíng)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)包裝機械品牌的知名度;二是重視本企業(yè)的銷(xiāo)售業(yè)績(jì);三是十分重視本企業(yè)產(chǎn)品的售后服務(wù)。

　　包裝機械的自動(dòng)化、高效率化、節能化

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

　　自動(dòng)化操作程序已應用于更多的先進(jìn)包裝系統之中，如PLG設備、數據收集系統的應用代表了先進(jìn)包裝系統的走向。為確保高水準的生產(chǎn)力，自動(dòng)檢驗系統和高效率的自動(dòng)化系統是必不可少的。

　　包裝工業(yè)使用較輕的材料來(lái)減少裝運成本，采用特殊設計的組件、系統來(lái)縮短生產(chǎn)時(shí)間，與供應商、制造商朝著(zhù)以最少的用料提供多種包裝作業(yè)的目標努力。

　　新技術(shù)的應用

　　包裝自動(dòng)化操作程序已獲得廣泛應用，為迎合消費者，美國包裝界趨向大量使用信息標貼系統。因政府要求包裝產(chǎn)品標有營(yíng)養成分、使用說(shuō)明、條形碼，故令標貼系統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成，其能量來(lái)自?huà)呙鑳x發(fā)出的無(wú)線(xiàn)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。進(jìn)行檢測時(shí)，檢測人員只需將掃描儀對準食品發(fā)射無(wú)線(xiàn)電波，掃描儀發(fā)出的無(wú)線(xiàn)電波訊號會(huì )使食品產(chǎn)生震動(dòng)，同時(shí)發(fā)出樂(lè )譜波，樂(lè )譜波先反射到食品盒的盒壁上，后再傳導給傳感器，通過(guò)用標準的數據庫標定震動(dòng)程度，震動(dòng)傳導的時(shí)間和樂(lè )譜的傳導速度，瞬間即可確定所檢測食品變質(zhì)的時(shí)間，其檢測結果相當準確。

　　包裝趨向多樣化、多用途發(fā)展

　　包裝界正迎合消費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，由于當今美國人對食品的消費需求已向多規格、多樣化、特色化方向變化，因此食品加工業(yè)已將費用投向開(kāi)發(fā)具有更加靈活和機動(dòng)功能的包裝線(xiàn)上。前幾年開(kāi)發(fā)一種新的包裝產(chǎn)品通常需要2-3年，現只需半年就能讓新產(chǎn)品上市。這充分說(shuō)明，美國包裝界在開(kāi)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(jiǎn)潔化、可移動(dòng)的包裝設備，所以包裝機械廠(chǎng)商越來(lái)越注重開(kāi)發(fā)高效率、多用途、更小型、更靈活機動(dòng)的包裝設備。

　　提供更方便、安全的包裝

　　根據美國人口調查局的預測，到2025年美國將進(jìn)入高齡化社會(huì )，美國包裝界充分考慮到老年消費者對于包裝產(chǎn)品潛在的需求，開(kāi)始研制適應未來(lái)老齡化社會(huì )特點(diǎn)的包裝，如帶有拉鏈式的封蓋、便于開(kāi)啟的金屬頂蓋雙指拉環(huán)等，包裝界致力于向消費者提供更方便的包裝。

　　包裝設計朝著(zhù)符合國際標準的趨勢發(fā)展

　　美國各企業(yè)都在致力于從包裝材料、設備、銷(xiāo)售等方面尋求對全球市場(chǎng)具有特色的有利包裝。為了全球市場(chǎng)的競爭，制造商們正致力于制定一項政策，使之有符合設計師們所強調的國際標準的發(fā)展趨勢。

　　正如美國包裝機械制造協(xié)會(huì )會(huì )長(cháng)查爾斯尤斯卡先生所說(shuō)：'我們正進(jìn)入一個(gè)機電一體化、激光掃描、無(wú)線(xiàn)電射頻發(fā)射、納米技術(shù)和系統簡(jiǎn)化的包裝新世界。'

　　德國包裝機械發(fā)展新趨向

　　德國包裝機械設計依據市場(chǎng)調研及市場(chǎng)分析，努力為客戶(hù)尤其是大企業(yè)服務(wù)。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及市場(chǎng)競爭的加劇，客戶(hù)對機械性能的要求也越來(lái)越高，主要有以下幾個(gè)方面的要求：1、提高生產(chǎn)率，以滿(mǎn)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，還要求包裝機械和生產(chǎn)機械相銜接。2、要適應產(chǎn)品更新的需要，包裝機械要具有更高的柔性和靈活性。3、設備故障少，出了故障能進(jìn)行遠程診斷服務(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、購置設備投資盡可能少，價(jià)格要盡可能低一些。

　　德國包裝機械制造廠(chǎng)商和設計部門(mén)，為適應客戶(hù)要求采取了如下措施：

　　提高自動(dòng)化程度

　　幾年前，自動(dòng)化技術(shù)只占包裝機械設計的30%,現在已占50%以上，大量使用微電腦設計和機電一體化控制以達到提高包裝機械自動(dòng)化程度，其目的：一是為了提高生產(chǎn)率;二是為了提高設備的柔性和靈活性;三是為了提高包裝機械完成復雜動(dòng)作的能力，即采用機械手完成包裝工序。

　　包裝機械自動(dòng)化設計有以下兩個(gè)主要特點(diǎn)：

　?、倜總€(gè)機械手均由單獨電腦控制

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

　?、诰哂袑Σ馁|(zhì)及厚度的高分辨能力

　　在包裝過(guò)程中，包裝材料的厚度及材質(zhì)變化不易為人眼所辨別，所以在設計包裝機械時(shí)常采用由電腦控制的攝像機和探測器來(lái)分辨包裝材料厚度及材料的變化。攝像機現已發(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，機器在加工時(shí)轉速是不能變的，今后應根據材料的變化經(jīng)分辨后能改變轉速，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)現自動(dòng)清理，自動(dòng)消毒和自動(dòng)清潔。

　　提高生產(chǎn)率，降低成本，最大限度滿(mǎn)足生產(chǎn)要求

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

　　提高生產(chǎn)率除提高轉速外，還可以從另外的渠道設法解決：

　?、俨捎眠B續工作或多頭工作方式。包裝機械工作方式有間歇式和連續式，設計時(shí)，應爭取設計成連續式工作，也就提高了生產(chǎn)率;一臺設備內也可有多條生產(chǎn)線(xiàn)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。

　?、诮档蛷U品率，提供故障分析系統。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;包裝機械出售時(shí)還應為維修服務(wù)提供故障分析系統，即進(jìn)行模態(tài)分析尋找故障，或通過(guò)Internal網(wǎng)進(jìn)行遠程診斷，最大限度滿(mǎn)足客戶(hù)需要。今后要使包裝機械進(jìn)一步智能化，即設備自己尋找故障，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。

　?、凼巩a(chǎn)品生產(chǎn)機械和包裝機械一體化。許多產(chǎn)品生產(chǎn)結束時(shí)接著(zhù)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)設備及包裝設備就是由一個(gè)系統控制完成的。兩者一體化關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)率上相互匹配，其中包裝機械往往成為生產(chǎn)的瓶頸，因此要提供不同生產(chǎn)率的設備。

　　適應產(chǎn)品變化，設計出具有良好柔性和靈活性的設備

　　為使包裝機械具有良好的柔性和靈活性，提高自動(dòng)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。為適應包裝產(chǎn)品品種和包裝類(lèi)型的變化，包裝機械設備的柔性和靈活性常表現在以下三個(gè)方面：

　?、倭康撵`活性.既能包裝單個(gè)產(chǎn)品，也能適應不同批量產(chǎn)品的包裝

　?、跇嬙斓撵`活性。整臺設備采用單元組成，換用一個(gè)或幾個(gè)單元，即可適應產(chǎn)品的變化。

　?、酃┴浀撵`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，在一個(gè)共同基礎上，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，這樣一臺機器就可同時(shí)包裝8~10種不同的糖果。由多個(gè)機械手操作，在一臺攝像機的監控下，指揮其動(dòng)作，按指令以不同的方式對不同種類(lèi)的糖果進(jìn)行包裝。若產(chǎn)品改變了，只要改變攝像機內的程序即可，從而使設備具有良好的柔性和靈活性。

　　提供成套設備

　　德國的包裝機械設計，以用戶(hù)需求為前提，為生產(chǎn)企業(yè)提供結構性及經(jīng)濟性完整的系統方案，并用計算機仿真技術(shù)演示操作給用戶(hù)看，征求用戶(hù)意見(jiàn)后進(jìn)行修改。在為用戶(hù)提供生產(chǎn)自動(dòng)線(xiàn)或生產(chǎn)流水線(xiàn)設備時(shí)，尤其注重成套設備的完整性，無(wú)論是高技術(shù)、高附加值設備，還是較簡(jiǎn)單的設備，都按配套性要求提供。

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

　　普遍使用計算機仿真設計技術(shù)

　　隨著(zhù)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度的不斷加快，德國包裝機械設計普遍采用了計算機仿真技術(shù)，即將各種機器元素以數據庫方式存入計算機，把圖紙數字化后輸入計算機，計算機即可自動(dòng)合成為三維模型。再把實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的數據和指標輸進(jìn)去，把各種可能發(fā)生的故障輸進(jìn)去，計算機三維模型即可仿照真實(shí)工作情況進(jìn)行操作，演示出能達到的生產(chǎn)率是多少，廢品有多少，生產(chǎn)線(xiàn)各環(huán)節是否能匹配生產(chǎn)，瓶頸在何處，客戶(hù)根據顯示屏上顯示的曲線(xiàn)一目了然，并可根據客戶(hù)的意見(jiàn)修改模型。計算機合成速度很快，因此修改工作迅速方便，直到使客戶(hù)或設計者滿(mǎn)意。采用計算機仿真設計技術(shù)，大大縮短了包裝機械的開(kāi)發(fā)設計周期。

　　包裝機械設計不僅要重視其功能和效率，也要注重其經(jīng)濟性。但是經(jīng)濟性不完全是機械設備本身的成本，更重要的是運轉成本，因為設備折舊費只占成本的6%~8%,其它的就是運轉成本。