1.5 包裝機械的發展現狀與趨勢

1.5.1 包裝機械的發展現狀

國外包裝機械的發展有近百年的歷史，大致經歷了以下幾個階段。第一階段：20世紀40年代中期，食品與卷煙等行業最先使用包裝機械進行產品包裝，成為現代包裝的先驅。第二階段：50年代，在包裝機上廣泛采用光電管、電氣開關為主的自動控制系統，實現了包裝機械的初級自動化。第三階段：60年代，在包裝機上廣泛采用各種新型電子元件組成控制系統，并采用機械、電氣、液壓、氣動等綜合技術，出現了專用的自動包裝生產線。第四階段：70年代，將微電子技術引入自動包裝機和自動包裝線，采用電子計算機對包裝機控制包裝生產過程。進一步提高了單機和生產線的自動化水平。第五階段：80年代，包裝機械行業大量地應用高新技術，使包裝機械及包裝生產線自動化程度、生產效率及包裝質量大大提高。第六階段：21世紀，隨著世界科技進步，大量先進技術融入到包裝機械領域，目前已將核能技術、微電子技術、激光技術、生物技術和系統工程融入了傳統的機械制造技術中。新的合金材料、高分子材料、復合材料、無機非金屬材料等新材料也得到了推廣應用，包裝機械正向集成化、智能化、網絡化、柔性化方向邁進。

世界上，德國、意大利、美國和日本的包裝機械水平處于領先地位。其中，在美國成型、充填、封口3種機械設備的技術更新很快。如美國液體灌裝設備公司（EJF）生產的液體灌裝機，一臺設備可以實現重力灌裝、壓力灌裝以及正壓移動泵式灌裝。就是說，任何黏度的液體，只要通過微機控制來改變灌裝方式就可以實現。近幾年來，這種技術在國內出現了，比如江蘇群杰包裝機械廠、廣州澳特包裝機公司等。德國的包裝機械在計量、制造、技術性能方面均屬世界一流。該國生產的啤酒、飲料灌裝成套設備生產速度快、自動化程度高、可靠性好。主要體現在：工藝流程的自動化、生產效率高，滿足了交貨期短和降低工藝流程成本的要求；設備具有更高的柔性和靈活性，主要體現在生產的靈活性、構造的靈活性和供貨的靈活性等方面，以適應產品更新換代的需要；利用計算機和仿真技術提供成套設備，故障率低，可以進行遠程診斷服務；對環境污染少，主要包括減少噪聲、粉塵和廢棄物的污染。意大利生產的包裝機械中，40%是食品包裝機械，如糖果包裝機、茶葉包裝機、飲料灌裝機等。產品的特點是外觀考究、性能優良、價格便宜。意大利包裝機械行業的最大優勢就在于可以按照用戶的要求進行設計和生產，并能保證很好地完成設計、生產、試驗，實現監督、檢驗、組裝、調整和用戶需求分析等。日本的食品包裝機械，雖然以中小單機為主，但設備體積小、精度高、易于安裝、操作方便，自動化程度也較高。

目前，盡管在一些發達國家，如美國、英國、德國、意大利和日本，對包裝設備的需求會相對緩慢，但也會有一定的增長。另一方面，包裝設備制造業也將以更快的速度在發展中國家崛起，不過設備制造能力還是由工業化國家領銜。到2012年，西歐、日本和美國繼續占據2/3的包裝機械制造市場。

我國包裝機械起步較晚，經過40多年的發展，現已成為機械工業中十大行業之一，為我國包裝工業快速發展提供了有效的保障，有些包裝機械填補了國內空白，已能基本滿足國內市場的需求，部分產品還有出口。但在目前，我國包裝機械出口額還不足總產值的5%，進口額卻與總產值大抵相當，與發達國家相去甚遠。

我國包裝機械制造業存在的問題是：①缺乏宏觀統籌規劃。②缺乏資金投入，企業用于研究和開發的投資占銷售額平均水平不到1%。③缺乏專業技術人員。

與發達國家相比，我國包裝機械行業的產品技術差距主要表現在以下幾個方面：①從產品結構看，我國包裝機械品種有3700多種，但配套數量少，缺少高精度和大型化產品，不能滿足市場需求。②產品質量差距表現在產品性能低，穩定性和可靠性差，外觀造型不美觀，表面處理粗糙，許多元器件質量差、壽命短、可靠性低，影響了整體產品的質量。③從企業狀況看，國內包裝機械行業缺少龍頭企業，生產規模大、產品檔次高的企業不多。④從產品開發看，我國還基本停留在測試仿制階段，自行開發能力弱，缺少科研生產中試基地，科研經費僅占銷售額的1%，而國外高達8%～10%。

但是，在2008年以后，國內包裝機械行業出現了一些新的特點：①企業產品結構調整取得較大進展。從全行業看，低檔產品生產少了，中高檔、專用產品生產多了。②自主創新成果顯著。開發了一批具有多功能，能自動去皮、打印、累積的SZDG系列半自動液體定量灌裝機（電子稱重式）。③固定資產投資高速增長。2009年1～11月固定資產投資完成額同比增長35.8%，一批重大技改項目相繼完工并發揮了作用，特別是大型包裝機械生產能力有了較大提高。④企業經營方式開始轉變。如大力提高生產效率，降低制造成本，企業供應鏈進一步優化，為用戶技術服務工作進一步加強等。

1.5.2 包裝機械的發展趨勢

目前，世界上包裝機械水平高的國家主要有美國、德國、日本、意大利和英國。其中，德國的包裝機械在設計、制造及技術性能等方面均居于領先地位。近幾年，這些國家包裝機械設備發展將配合產業自動化趨勢，朝著培養研發技術人才及更高速度包裝機等方向發展。

（1）自動化、高效率化、節能化。

目前自動技術在包裝生產線中已占70%以上，大量使用了計算機和機電一體化控制，增加機械手以完成復雜的包裝動作（模擬手工包裝）。每個機械手均由計算機控制，攝像機監控包裝動作并將信息反饋到計算機以調整動作姿態，保證包裝的高質量。同時對包裝材質及厚度有自動識別功能，再由電腦計算后控制機械動作，完全是“自適應”系統，保證系統在最優狀態下工作。高速設備一旦出現故障，損失也同樣驚人，所以高速設備一定要有故障分析系統（自診斷系統），并能自行排除故障，使生產率得以提高。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，包裝機械日趨向自動化、高效率化、節能化方向發展。

（2）適應產品變化，設計具有好的柔性和靈活性。

包裝業正迎合消費者需求的變化而迅速改變，生產趨向多樣化。以食品工業為例，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，因此食品加工業已將費用投向開發具有更加靈活和機動功能的包裝線上。為了適應競爭需要，產品更新換代的周期越來越短，有的產品甚至一季一變。包裝機械的使用壽命遠大于產品的壽命周期，所以某些包裝機械要適應產品的變化，只能以柔性和靈活性來適應，包括量的靈活、構造的靈活和供貨的靈活。由于包裝界所追求的是組合化、簡潔化、可移動的包裝設備，所以包裝機械廠商越來越注重開發高效率、多用途、更小型、更靈活機動的包裝設備。

（3）成套供應能力強。

如一條灌裝線，有200多個微電腦件，100多種控制軟件，灌裝封蓋部分又是兩套組合，其他部分共用。僅一個供貨商就可以完成從工程設計、安裝、調試到最后交用戶驗收的工序。

（4）采用仿真設計技術。

包裝機械在開發過程中，首先是把各種機器單元以數據形式存入計算機，然后把圖紙數字化后輸入計算機，由計算機自動合成三維模型，再把實際生產的指標和數據、可能發生的故障等輸入計算機。計算機三維模型即可依照實際工作情況進行操作，還可根據用戶意見進行修改模型直到用戶滿意。采用計算機仿真技術后，大大縮短了包裝機械的設計周期及新產品開發周期。

（5）符合國際標準。

為了全球市場的競爭，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展趨勢。正如美國包裝機械制造協會會長查爾斯·尤斯卡先生所說：“我們正進入一個機電一體化、激光掃描、無線射頻發射、納米技術和系統簡化的包裝新世界。”