企業動態

中美德包裝機械發展新趨勢
    目前,中、美 、德包裝業將配合產業自動化趨勢,朝著培養研發技術人才及發展更高速包裝機等方向進行,在技術發展上正朝著以下方向發展。
一、美國包裝機械發展新趨勢
    美國包裝工業起步于20世紀初期,自二戰以來得到快速發展,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體系。其包裝工業總產值占國民經濟總產值的3%。據美國行業調查分析,其包裝機械最大的使用行業是食品產業,其次是飲料產業、家庭清潔用品與化妝品產業、醫藥用品及煙草業。
    具體來說,食品產業作為美國包裝機械的最大使用行業,幾乎所有機型、機種均在食品產業中使用。其中,蔬菜和水果每年所需求的包裝機械所占的比重最大,從1985~2005年呈逐年增大趨勢,1985年需求為1.2億美元,占該年食品產業所需包裝機械總值73億美元的16.4%,到1994年占18.4%,到2005年將占20.3%;肉品所需包裝機械為第二;乳品為第三位,面包第四位,糖果第五位,除肉品持平外,乳品、糖果包裝機械的年需求量所占食品產業總需求的比重都呈下降趨勢。食品產業對包裝機械的需求1994年到2000年年均增長率為7%。正是由于美國食品業每年推出成千上萬種新產品,從而加快了包裝機械的更新換代,因此美國食品業所需的包裝機械創新速度始終處于首位。
    飲料業是除食品以外的第二大使用包裝機械的行業。軟飲料對包裝機械的年需求量最大,在1985~2005年間,軟飲料的需求量占飲料業對包裝機械年需求量的比例最大,從1985年的36.1%到1994年的43.5%,2000年的47.6%,到2005年將占50%;而啤酒及含酒精的飲料對包裝機械年需求值雖略有增加,但在飲料業對包裝機械年需求總值中占的比重呈現逐年下降趨勢,從1985年的36.4%到1994年的31.3%,2000年的27%,2005年將占24.2%,其原因是消費者對身體健康日益重視。1994~2000年飲料業對包裝機械年需求值的年均增長率為4%。
    其他產業主要由家庭清潔用品與化妝品、煙草產品、醫藥產品、日雜產品4個行業組成,其他行業對包裝機械年需求量占年總需求量的1/3左右。
    從包裝機械市場占有率來看,美國前十位的包裝機械企業依次為:Barrywehmiller公司Beinis公司、SA-SIBsPA公司、AveryDennison公司、Bosch公司、CrOwn Cork & ha公司、DougalsMachine公司,RAJoues乙Cohpany公司、Kliklk公司和Krones公司。它們在經營方面取得成功,一般取決于三個方面:一是努力提高本企業包裝機械品牌的知名度;二是重視本企業的銷售業績;三是十分重視本企業產品的售后服務。
    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、工業機器人、智能型、圖像傳感技術和新材料等在包裝機械中將會得到越來越廣泛的應用,使包裝機械日趨自動化、高效率化、節能化方向發展。
二、德國包裝機械發展新趨向。
    德國包裝機械設計依據市場調研及市場分析,努力為客戶尤其是大企業服務。隨著科學技術的發展及市場競爭的加劇,客戶對機械性能的要求也越來越高,主要有以下幾個方面的要求:1、提高生產率,以滿足交貨期的要求和降低工藝流程成本的需要;對一些產品,還要求包裝機械和生產機械相銜接。2、要適應產品更新的需要,包裝機械要具有更高的柔性和靈活性。3、設備故障少,出了故障能進行遠程診斷服務。4、對環境污染小,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,價格要盡可能低一些。
德國包裝機械制造廠商和設計部門,為適應上述客戶要求采取了如下措施:
1.提高工藝流程自動化程度
    幾年前,自動化技術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化程度的目的:一是為了提高生產率;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作的能力,即采用機械手完成包裝工序。如巧克力糖的包裝就已經實現了用機械手代替原來的手工。
包裝機械自動化設計有以下兩個主要特點:
①每個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作,需由多個機械手完成。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作,確保包裝的質量。
②具有對材質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變化不易為人眼所辨別,所以在設計包裝機械時常采用由電腦控制的攝像機和探測器來分辨包裝材料厚度及材料的變化。攝像機現已發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,機器在加工時轉速是不能變的,今后應根據材料的變化經分辨后能改變轉速,從而控制在最優化狀態下工作,以最短時間完成包裝工序,并且實現自動清理,自動消毒和自動清潔。
2.提高生產率,降低工藝流程成本,最大限度滿足生產要求
    德國包裝機械,尤其是飲料啤酒灌裝機械和食品包裝機械,具有高速成套、自動化程度高和可靠性好等特點。其飲料灌裝速度高達1200瓶/小時,香煙包裝12000支/min。提高機器轉速是一個復雜問題,速度越快,單件生產成本越低,但廠房使用面積隨之增加。
    另外,電動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%,就將帶來一系列復雜問題。
提高生產率除提高轉速外,還可以從另外的渠道設法解決:
1).采用連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,應爭取設計成連續式工作,也就提高了生產率;一臺設備內也可有多條生產線生產,生產同一產品或幾種不同產品,但必須提高可靠性。
2).降低廢品率,提供故障分析系統
    廢品給生產造成的損失是巨大的,不僅產品損失,也有材料損失。因此要盡量大力降低廢品率;包裝機械出售時還應為維修服務提供故障分析系統,即進行模態分析尋找故障,或通過Internal網進行遠程診斷,最大限度滿足客戶需要。今后要使包裝機械進一步智能化,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,使正常的生產率得以提高。
3).使產品生產機械和包裝機械一體化
    許多產品生產結束時接著就進行包裝,這樣也有利于提高產品的生產率,如德國生產的巧克力生產設備及包裝設備就是由一個系統控制完成的。兩者一體化關鍵是要解決好在生產率上相互匹配,其中包裝機械往往成為生產的瓶頸,因此要提供不同生產率的設備。
3.適應產品變化,設計出具有良好柔性和靈活性的設備
    許多被包裝產品為適應市場激烈競爭,更新換代的周期越來越短。如化妝品生產,三年一變,甚至一個季度一變,生產量又都很大,因而要求包裝機械具有良好的柔性和靈活性,使包裝機械的壽命遠大于產品的壽命周期,這樣才能符合生產要求。
    為使包裝機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、模塊技術和單元組合形式。為適應包裝產品品種和包裝類型的變化,包裝機械設備的柔性和靈活性常表現在以下三個方面:
①量的靈活性
既能包裝單個產品,也能適應不同批量產品的包裝。
②構造的靈活性
整臺設備采用單元組成,換用一個或幾個單元,即可適應產品的變化。
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,在一個共同基礎上,組合不同的單元,三個進料口,四種不同的折疊包裝形式,這樣一臺機器就可同時包裝8~10種不同的糖果。由多個機械手操作,在一臺攝像機的監控下,指揮其動作,按指令以不同的方式對不同種類的糖果進行包裝。若產品改變了,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。
4.提供成套設備
    德國的包裝機械設計,以用戶需求為前提,為生產企業提供結構性及經濟性完整的系統方案,并用計算機仿真技術演示操作給用戶看,征求用戶意見后進行修改。在為用戶提供生產自動線或生產流水線設備時,尤其注重成套設備的完整性,無論是高技術、高附加值設備,還是較簡單的設備,都按配套性要求提供。
    德國包裝機械廠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,有200多個微電腦件,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/h的生產率還須兩條線共同工作,因此整個飲料灌裝線的生產需占半個足球場的面積,并要求所有設備均能在一個廠家內裝置。聯想到我國當前包裝機械生產一大弱勢就是生產單機多,而成套流水線少;主機多,輔機少,配套性差。德國的這種做法很值得我們借鑒。
5.普遍使用計算機仿真設計技術
    隨著新產品開發速度的不斷加快,德國包裝機械設計普遍采用了計算機仿真技術,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,計算機即可自動合成為三維模型。再把實際生產時的數據和指標輸進去,把各種可能發生的故障輸進去,計算機三維模型即可仿照真實工作情況進行操作,演示出能達到的生產率是多少,廢品有多少,生產線各環節是否能匹配生產,瓶頸在何處,客戶根據顯示屏上顯示的曲線一目了然,并可根據客戶的意見修改模型。計算機合成速度很快,因此修改工作迅速方便,直到使客戶或設計者滿意。采用計算機仿真設計技術,大大縮短了包裝機械的開發設計周期。
    包裝機械設計不僅要重視其功能和效率,也要注重其經濟性。但是經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。
三、中國包裝機械發展新趨勢
    快速發展的中國包裝工業和食品加工業,需要進口大量高質量包裝機械和食品加工機械,這給外國機械制造行業帶來了很大的商機。有關方面預計,到2005年,我國食品加工業和包裝工業產值將達到440億元,年均增長率可達10%。當前,我國包裝機械市場發展呈現以下幾種特點:
1. 裝機械技術含量日趨增加。
    我國現有的一些包裝機械產品技術含量不高,而國外已將很多先進技術應用在包裝機械上,如遠距離遙控技術(包括監控)、步進電機技術、自動柔性補償技術、激光切割技術、信息處理技術等。
2. 包裝機械市場日趨壟斷化。
    目前我國除了瓦楞紙箱包裝機械和一些小型包裝機有一定規模和優勢外,其它包裝機械幾乎不成體系和規模,特別是市場上需求量大的一些成套包裝生產線,如液體灌裝生產線、飲料包裝容器成套設備、無菌包裝生產線、香煙包裝生產線等,在世界包裝市場中均被幾家大包裝機械企業(集團)所壟斷。據預測,隨著國外企業進入我國市場,國內一些無競爭力的包裝機械企業將被國外企業收購、兼并或破產,一些包裝產品將被幾家大企業所壟斷,并且壟斷的范疇逐漸從香煙、飲料包裝機械產品擴大到其它包裝機械產品。
3. 包裝機械零部件生產專業化。
    國際包裝界十分重視提高包裝機械和整個包裝系統的通用能力。所以包裝機械零部件生產專業化是發展的必然趨勢。很多零部件不再由包裝機械廠生產,而是由一些通用的標準件廠生產,某些特殊的零部件由高度專業化的生產廠家生產。真正有名的包裝機械廠將可能是組裝廠,這是因為包裝機械很多控制部件或結構部件與通用設備相同,可以借用。我國目前包裝行業“小而全”、“大而全”的格局與專業化的發展趨勢十分不相適應,應盡快調整這種不合理的企業整體結構。
4. 走向多功能與單一高速兩極化。
    包裝機械的最終目的在于提高生產率和產品多樣化。這就使得包裝機械產品規格朝著兩極化方向發展,即多功能與單一高速。一些大型企業,諸如可口可樂和百事可樂的產品要源源不斷地銷往世界各地,在包裝產品時要求效率非常高,強調的是速度和質量。隨著我國加入WTO,這類產品和企業在我國將會越來越多,而多功能則是為適應不斷變化的市場需求而開發的,如糖果就有枕式、三角式(異形)和連體式等,這些產品的包裝要求能在一套包裝設備上完成,而只需在局部控制或操作上稍加變換便可完成不同結構形式的包裝。
    除了上述幾種發展趨勢外,各種新的包裝材料和技術將不斷應用于包裝機械領域。
1.瓦楞紙板、紙箱(盒)、印刷成套設備
    瓦楞紙板、紙箱指的是包裝盒、大型紙箱、快餐飯盒、一次性紙杯、紙模包裝等,此類產品可算是包裝行業里的龍頭老大,全國近萬家紙箱(盒)包裝廠,十幾年來國內流通領域對瓦楞紙板紙箱(盒)、印刷成套設備的需求量長盛不衰,供不應求。除大量的生活日用品采用紙箱包裝外,目前,摩托車、自行車也大量采用紙箱包裝。特別是日常生活中不可缺少的水果也由柳筐改用紙箱進行包裝。據行業內預測,不久,蔬菜也將會大量使用紙箱做包裝。隨著經濟的進一步發展,紙箱包裝企業更新改造速度加快,將迫切需要2000mm以上的寬幅五層、七層、九層及高強度等各種瓦楞紙板、紙箱(盒)成套設備。
2.醫藥加工及其包裝機械
    各種中西藥加工成套設備,特別是重要的現代化機械設備加工屬于當今行業重要的課題,解決中藥切片、制片、針劑、膏散丸的包裝問題,迫切需要各種藥品加工及包裝設備,解決產品的適應性、配套性及可靠性,特別是高速、自動化、多功能的包裝機械及相應配套的復合包裝材料。
3.方便食品生產成套設備
    主要有以方便面方便粥,以及餃子、包子等生產機械為代表的方便食品加工成套設備,其產品需求量越來越大。根據國內市場調查,人們對方便食品需求的方向是:有營養價值、產品高檔且味道好。傳統食品的加工及老年和嬰兒食品加工設備的市場前景同樣看好,相關企業應重點開發。
4.啤酒、飲料灌裝成套設備
    目前全國主要啤酒廠大約800余家,主要飲料廠2000多家。啤酒灌裝機械重點發展年產5萬噸中型灌裝成套設備,適度發展10萬噸/年以上的大型啤酒灌裝成套設備。業內人士特別強調,要發展高速、低損耗、計量精確、自動檢測等多功能全自動設備。飲料機械要適應“集中生產主劑,分散灌裝飲料”的發展方向。開發現場調配啤酒、飲料技術和設備。
5.水果蔬菜加工保鮮包裝設備
    對于水果蔬菜加工來說,保鮮是其發展的重要趨勢,迫切需要水果蔬菜分級技術和設備、高效率榨汁技術和設備,節能的濃縮技術和設備,經洗凈及挑選的水果、速凍蔬菜及脫水蔬菜的技術與裝備。發展大幅度降低水果蔬菜、糧食、肉類(水產品)蛋類等食品原料損失的加工機械,特別是包裝設備,目前大都采有氣調、Co60輻射技術和裝備。
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