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中国包装机械的发展战略研究

〔摘要〕文章在综述世界包装机械的发展趋势后，分析了我国存在的差距，并提出我国应大力发展技术含量高、市场需求量大的包装机械的五大战略。

关键词：包装机械；市场需求；技术含量；发展战略

包装机械为包装工业提供装备机械，影响着各类包装制品工业的技术水平和产品档次，制约着包装工业的发展和速度。我国包装机械行业在上世纪90年代后由于包装制品工业发展的需要而出现了高速度发展，年平均增长率为30％，但由于起步迟，起点低，规模小，我国包装机械总体水平要比发达国家落后20年；国内目前需求量的60％～70％；尤其是技术含量高的成套装备依赖进口。相对手包装制品工业，包装机械是我国包装工业的弱势。“入世”后，世界包装强国会凭借其集中的资本，优势的开发创新能力在我国降低关税后大举进入我国的包装机械市场，如无强有力的对策，我国包装工业的制高点可能为世界包装强国的国际资本所控制。

为此，我们必须分析国际包装机械的发展趋势，找出我国的差距，研究发展对策，高度重视发展我国的包装机械工业。

1 世界包装机械的发展趋势

1．1 自动化程度不断Circutor 开发团队的 Javier Nebril 表示：“为了寻觅能完善粘合聚碳酸酯的弹性体外壳材料提高

提高自动化程度是包装机械发展最重要的趋势。品种和产量均居世界之首的美国十分重视包装机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制，将自动化操作程序、数据收集系统、自动检验系统更多应用于包装机械之中。曰本则长于微电子技术，用以控制包装机械，有效的促进了无人操作和自动化程度的提高。在计量、制造和技术性能等方面居于世界领先地位的德国也高度重视提高自动化程度。几年前，德国包装机械系统设计时，自动化技术在整个系统操作及运行中还只占30％，现在已占到50％以上，其自动化设计有以下两个主要特点：

a．每个机械手均由单独电脑控制。一台包装机械为完成复杂的包装动作，需由多个机械手完成。完成包装动作时，在由电脑控制的摄像机录取信息和监控下，机械手按其发出的指令完成规定的动作，确保包装质量；

b．具有对材质及厚度的高分辨能力。在包装过程中，包装材料的厚度及材质变化不易为人眼所辨别，所以在包装机械上采用由电脑控制的摄像机和探测器来分辨包装材料厚度及对材质的变化，并在显示屏上显示，同时机器根据分辨后材料的变化改变有关参数及转数，控制在最优状态下工作。

1．2 高生产率，高可靠性

世界4大包装机械强国美、日、德、意均十分重视市场及用产需求，把提高机器转数、提高生产率作为设计追求的重要指标。德国目前饮料灌装速度可高达1200瓶／h，香烟包装12000支／min，集制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序于一体的世界上最高速的茶叶包装机速度达到350袋／min。

提高生产率的一个重要途径是提高转速，但提高机器转速是一个复杂问电动工具题；速度越高，单件生产成本越低，可厂房使用面积也随之提高，故障率也随之提高，反会使效率降低，因此应寻求两者最优结合点；机器转速提高对其它元件的材质、可靠性、性能及寿命也要产生相关影响，一般而言，提高转速15％～20％就会带来一系列复杂问题；何况电动机转速也是有限度的，不能想多快就多快。

除了提高转速外，提高生产率还可从另外的渠道设法解决。

a．采用连续式工作，或多工位多头工作方式。包装机械工作方式有间歇式和连续式两类，在设计时应想法使其能连续工作，以提高生产率；一台设备内也可设计多工位或多条生产线生产，生产同一产品或不同斓格的系列产品，但必须提高可靠性。意大利生产小剂量颗粒包装机采用机械转鼓式计量，连续式封合并裁切，一机多工位，包装速度可达120袋／min；

b．降低废品率，提供故障分析系统。废品给生产造成的损失是最大的，不仅是产品损失，也有材料损失，因此要尽最大力量减少废品损失；包装机械上还应设置为维修服务的故障分析系统，即进行模态分析寻找故障，或通过Inter进行远程诊断，最大满足客户需求。今后包装机械还将进一步智能化，即设备自己寻找故障，自己去解决故障。降低了废品率及故障率，就有效保障了生产率提高；

c．使产品机械与包装机械一体化。许多产品要求生产之尾接着就进行包装，这样也有利提高产品的生产率，如德国生产的巧克力生产设备及包装设备就由一个系统控制完成。两者一体化的关键是要解决好在生产宰上相互匹配，往往是包装机械成为生产的瓶颈，因此要提供生产率能匹配的两类设备。

包装机械强国还十分注重提高包装机械的可靠性和稳定性，首先是制定产晶可靠性标准和加工规范，在生产中严格执行；并切实抓好机且使用寿命长、电、气、液等配套基础件的加工质量。包装机械的可靠性是产品质量和产品寿命的一项重要指标，基础元件的可靠性和质量是整机可靠性和质量的重要保障。

1．3 好的柔性和灵活性

随着市场竞争日益加剧，产品更新换代的周期已越来越短，如化装品生产，三年一变，甚至一个季度一变，生产量又都很大，因此要求包装机械具有好的柔性和灵活性，使包装机械的寿命远大于产品的寿命周期，这样才能符合经济性要求。许多专家预测，多用途、高效率、简洁化、组合化、可移动、更小型、更加柔性和灵活性将是未来包装机械发展的重要趋势。为使包装机械具有好的柔性和灵活性，更要求提高自动化程度，大量采用微电脑技术，模块化技术和单元组合形式。为适应包装产品品种和包装类型的变化，包装机械设备的柔性和灵活性常表现在以下3个方面：

a．量的灵活性。即能包装单个产品，也能适应不同批量产品的包装；

b．构造的灵活性。整台设备采用单元组成，换用一个或几个单元，即可适应产品变化；

c．供货的灵活性。采用单元结合，将各单元组合在一起，如糖果包装机，在一个共同基础上，组合不同的单元，有三个进料口，四种不同的折叠包装形式，这样一台机器就可同时包装8～10种不同的糖果，由多个机械手操作，在一台摄像机的监控下，指挥其动作，要包装哪种糖果就可取哪种进行包装；产品改变了，只要改变摄像机内的程序即可，从而使设备具有好的柔性和灵活性；

d．轻型小型化。进入21世纪，电子、电脑、激光、实验完成后自动结束机械手、机器人等高新科技清洗系统广泛使用，可以将目前重型、刚性和专用的包装生产线转化为效用强大、快速、柔性强、小型化的包装生产设备，并能高度灵活的对多种类型和尺寸的包装进行充填、裹包和封口等工作。

1．4注重成套性和配套性

包装机械设备的成套性和配套性关系到包装机械的功能能否全部发挥，只重视主机生产，而不考虑配套设备完整，将使包装机械应有的功能不能发挥出价格1涨再涨来。因此开发配套设备，使主机的功能得到最大的扩张，是提高设备的市场竞争力和经济性至关重要的因素。

德国的包装机械设计，重视根据用户需求，为生产企业提供全面考虑结构性及经济性的完整系统方案，并用计算机仿真技术演示操作给用户看，征求意见后进行修改。在为用户提供生产自动线或生产流水线设备时注重成套完整性，无论是高技术附加值还是较简单的设备门类，都按配套性要求提供。

德国包装机械厂家也将提供成套设备作为自己的努力目标。如一条饮料灌装线，有200多个微电脑件，有许多管线、显示屏，有100多种控制各种包装动作的软件程序，为满足1200瓶／h的生产率还须有两条线工作，因此整个饮料灌装线的生产约需占半个足球场的面积，他们要求所有这些设备均能在一个厂家或公司系统内完成，以能将完整的全套设备提供给用产。

1．5 广泛采用先进的设计方法和技术

世界包装机械强国为适应市场不断变化的要求，努力提高设计质量，缩短设计周期，广泛采用了先进的设计方法和设计技术。

先进的设计方法有优化设计，可靠性设计，工业造型设计和并行设计(并行工程)等。先进的设计技术，已普遍办公设备采用的有计算机辅助设计(CAD)，即国内称为“甩图板工程”；正在推广应用的是计算机仿真设计技术。

为使新产品开发速度不断加快，德国包装机械设计已普遍采用了计算机仿真技术，即将各种机器元素以数据库存入计算机，把图纸数字化后输入计算机，计算机即可自动合成为三维模型。再把实际生产时的数据和指标输进去，把各种可能发生的故障输进去，计算机三维模型即可依照真实工作情况进行操作，演示出能达到的生产率是多少?废品有多少?生产线各环节是否能匹配生产，瓶颈在何处?使客户根据显示屏上显示的图象和曲线一目了然，并可根据客户的意见修改模型。计算机合成速度很快，因此车牌架修改工作迅速方便，直到使客户或设计者满意。采用计算机仿真设计技术，大大缩短了包装机械的开发设计周期。

包装机械设计不仅要重视其功能和效率，也要注重其经济性。但是经济性不完全是机械设备本身的成本，更重要的是运转成本，因为设备折旧费只占成本的6％～8％，其它的就是运转成本。我国包装机械存在的差距和世界包装机械强国比较，我国总体水平差距为20年，具体表现在以下几个主要方面。

2．1 数量和晶种方面

据世界包装机械协会总会(COPAMA)统计，1997年全球的包装机械销售额为180亿美元，1998年我国包装机械产值仅为11亿美元；目前国外能生产的包装机械达6000多个品种，我国约能生产3000种；我国食品包装率仅为5％，而美国、日本、欧洲普遍使用机械包装，食品包装率分别高达90％，80％和70％左右。因此无论从数量、品种还是包装率上看，我