1.5 包装机械的发展现状与趋势

1.5.1 包装机械的发展现状

国外包装机械的发展有近百年的历史，大致经历了以下几个阶段。第一阶段：20世纪40年代中期，食品与卷烟等行业最先使用包装机械进行产品包装，成为现代包装的先驱。第二阶段：50年代，在包装机上广泛采用光电管、电气开关为主的自动控制系统，实现了包装机械的初级自动化。第三阶段：60年代，在包装机上广泛采用各种新型电子元件组成控制系统，并采用机械、电气、液压、气动等综合技术，出现了专用的自动包装生产线。第四阶段：70年代，将微电子技术引入自动包装机和自动包装线，采用电子计算机对包装机控制包装生产过程。进一步提高了单机和生产线的自动化水平。第五阶段：80年代，包装机械行业大量地应用高新技术，使包装机械及包装生产线自动化程度、生产效率及包装质量大大提高。第六阶段：21世纪，随着世界科技进步，大量先进技术融入到包装机械领域，目前已将核能技术、微电子技术、激光技术、生物技术和系统工程融入了传统的机械制造技术中。新的合金材料、高分子材料、复合材料、无机非金属材料等新材料也得到了推广应用，包装机械正向集成化、智能化、网络化、柔性化方向迈进。

世界上，德国、意大利、美国和日本的包装机械水平处于领先地位。其中，在美国成型、充填、封口3种机械设备的技术更新很快。如美国液体灌装设备公司（EJF）生产的液体灌装机，一台设备可以实现重力灌装、压力灌装以及正压移动泵式灌装。就是说，任何黏度的液体，只要通过微机控制来改变灌装方式就可以实现。近几年来，这种技术在国内出现了，比如江苏群杰包装机械厂、广州澳特包装机公司等。德国的包装机械在计量、制造、技术性能方面均属世界一流。该国生产的啤酒、饮料灌装成套设备生产速度快、自动化程度高、可靠性好。主要体现在：工艺流程的自动化、生产效率高，满足了交货期短和降低工艺流程成本的要求；设备具有更高的柔性和灵活性，主要体现在生产的灵活性、构造的灵活性和供货的灵活性等方面，以适应产品更新换代的需要；利用计算机和仿真技术提供成套设备，故障率低，可以进行远程诊断服务；对环境污染少，主要包括减少噪声、粉尘和废弃物的污染。意大利生产的包装机械中，40%是食品包装机械，如糖果包装机、茶叶包装机、饮料灌装机等。产品的特点是外观考究、性能优良、价格便宜。意大利包装机械行业的最大优势就在于可以按照用户的要求进行设计和生产，并能保证很好地完成设计、生产、试验，实现监督、检验、组装、调整和用户需求分析等。日本的食品包装机械，虽然以中小单机为主，但设备体积小、精度高、易于安装、操作方便，自动化程度也较高。

目前，尽管在一些发达国家，如美国、英国、德国、意大利和日本，对包装设备的需求会相对缓慢，但也会有一定的增长。另一方面，包装设备制造业也将以更快的速度在发展中国家崛起，不过设备制造能力还是由工业化国家领衔。到2012年，西欧、日本和美国继续占据2/3的包装机械制造市场。

我国包装机械起步较晚，经过40多年的发展，现已成为机械工业中十大行业之一，为我国包装工业快速发展提供了有效的保障，有些包装机械填补了国内空白，已能基本满足国内市场的需求，部分产品还有出口。但在目前，我国包装机械出口额还不足总产值的5%，进口额却与总产值大抵相当，与发达国家相去甚远。

我国包装机械制造业存在的问题是：①缺乏宏观统筹规划。②缺乏资金投入，企业用于研究和开发的投资占销售额平均水平不到1%。③缺乏专业技术人员。

与发达国家相比，我国包装机械行业的产品技术差距主要表现在以下几个方面：①从产品结构看，我国包装机械品种有3700多种，但配套数量少，缺少高精度和大型化产品，不能满足市场需求。②产品质量差距表现在产品性能低，稳定性和可靠性差，外观造型不美观，表面处理粗糙，许多元器件质量差、寿命短、可靠性低，影响了整体产品的质量。③从企业状况看，国内包装机械行业缺少龙头企业，生产规模大、产品档次高的企业不多。④从产品开发看，我国还基本停留在测试仿制阶段，自行开发能力弱，缺少科研生产中试基地，科研经费仅占销售额的1%，而国外高达8%～10%。

但是，在2008年以后，国内包装机械行业出现了一些新的特点：①企业产品结构调整取得较大进展。从全行业看，低档产品生产少了，中高档、专用产品生产多了。②自主创新成果显著。开发了一批具有多功能，能自动去皮、打印、累积的SZDG系列半自动液体定量灌装机（电子称重式）。③固定资产投资高速增长。2009年1～11月固定资产投资完成额同比增长35.8%，一批重大技改项目相继完工并发挥了作用，特别是大型包装机械生产能力有了较大提高。④企业经营方式开始转变。如大力提高生产效率，降低制造成本，企业供应链进一步优化，为用户技术服务工作进一步加强等。

1.5.2 包装机械的发展趋势

目前，世界上包装机械水平高的国家主要有美国、德国、日本、意大利和英国。其中，德国的包装机械在设计、制造及技术性能等方面均居于领先地位。近几年，这些国家包装机械设备发展将配合产业自动化趋势，朝着培养研发技术人才及更高速度包装机等方向发展。

（1）自动化、高效率化、节能化。

目前自动技术在包装生产线中已占70%以上，大量使用了计算机和机电一体化控制，增加机械手以完成复杂的包装动作（模拟手工包装）。每个机械手均由计算机控制，摄像机监控包装动作并将信息反馈到计算机以调整动作姿态，保证包装的高质量。同时对包装材质及厚度有自动识别功能，再由电脑计算后控制机械动作，完全是“自适应”系统，保证系统在最优状态下工作。高速设备一旦出现故障，损失也同样惊人，所以高速设备一定要有故障分析系统（自诊断系统），并能自行排除故障，使生产率得以提高。微电子、电脑、工业机器人、智能型、图像传感技术和新材料等在包装机械中将会得到越来越广泛的应用，包装机械日趋向自动化、高效率化、节能化方向发展。

（2）适应产品变化，设计具有好的柔性和灵活性。

包装业正迎合消费者需求的变化而迅速改变，生产趋向多样化。以食品工业为例，由于当今美国人对食品的消费需求已向多规格、多样化、特色化方向变化，因此食品加工业已将费用投向开发具有更加灵活和机动功能的包装线上。为了适应竞争需要，产品更新换代的周期越来越短，有的产品甚至一季一变。包装机械的使用寿命远大于产品的寿命周期，所以某些包装机械要适应产品的变化，只能以柔性和灵活性来适应，包括量的灵活、构造的灵活和供货的灵活。由于包装界所追求的是组合化、简洁化、可移动的包装设备，所以包装机械厂商越来越注重开发高效率、多用途、更小型、更灵活机动的包装设备。

（3）成套供应能力强。

如一条灌装线，有200多个微电脑件，100多种控制软件，灌装封盖部分又是两套组合，其他部分共用。仅一个供货商就可以完成从工程设计、安装、调试到最后交用户验收的工序。

（4）采用仿真设计技术。

包装机械在开发过程中，首先是把各种机器单元以数据形式存入计算机，然后把图纸数字化后输入计算机，由计算机自动合成三维模型，再把实际生产的指标和数据、可能发生的故障等输入计算机。计算机三维模型即可依照实际工作情况进行操作，还可根据用户意见进行修改模型直到用户满意。采用计算机仿真技术后，大大缩短了包装机械的设计周期及新产品开发周期。

（5）符合国际标准。

为了全球市场的竞争，制造商们正致力于制定一项政策，使之有符合设计师们所强调的国际标准的发展趋势。正如美国包装机械制造协会会长查尔斯·尤斯卡先生所说：“我们正进入一个机电一体化、激光扫描、无线射频发射、纳米技术和系统简化的包装新世界。”