包裝機械技術產業現狀及發展趨勢

(一)國際包裝機械發展新趨勢

　　目前，國外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。2002年德國包裝機械產值已達34億歐元，其產量77%為出口產品。近幾年，這些國家包裝機械設備發展呈現出新的趨勢。

　　1.工藝流程自動化程度越來越高

　　目前自動技術在包裝生產線中已占50%以上，大量使用了電腦設計和機電一體化控制，增加機械手以完成復雜的包裝動作(模擬手工包裝)。每個機械手均由單獨的電腦控制，攝像機監控包裝動作并將信息反饋到電腦以調整動作幅度，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。如德國的啤酒飲料灌裝設備目前已達12萬瓶/小時，香煙包裝機達到12000支/分鐘。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。

　　2.適應產品變化，設計具有好的柔性和靈活性

　　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。構造可以采用單元模塊化，供貨靈活是指一機可實現多種包裝組合，實現多個進料口及不同形式包裝。

　　3.成套供應能力強

　　如一條料灌裝線，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.普遍采用仿真設計技術

　　包裝機械的設計流程，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。

　　(二)世界包裝機械市場需求分析

　　據統計，全球的包裝機械需求預計將以每年5.3%的速度增長。擁有最大的包裝設備生產商依次為：美國、日本、德國、意大利和中國。而國外包裝機械市場需求情況各地域又有所不同。

　　法國包裝機械市場自1998年以來便以4%-5%的比率穩定增長，目前是歐洲第三大包裝機械市場。法國市場具有一個特征，即對靈活、通用和自動化的機械的需求量越來越大。法國的進口產品大部分來自歐盟，來自美國和日本的產品也占較大的比例。

　　歐洲包裝機械市場，據美國Frost&Sullivan的市場調查報告中稱，到2007年，歐洲包裝機械的市場總值預計將增長到65億美元，市場潛力巨大。那些傳統上不使用包裝系統的工業將成為包裝機械市場的新客戶，從而成為刺激銷售增長的因素之一。

　　俄羅斯包裝機械的市場容量為每年50-70億美元，其中俄羅斯的制造商只占20%的容量，并且這些制造商主要生產自動化的設備，目前還沒有能力去滿足俄羅斯包裝行業的整體需求。德國、意大利和瑞典是主要的設備進出口國。

　　德國包裝機械在設計、制造、技術性等方面居于領先地位。中國是德國包裝機械的重要出口國，尤其是食品加工及包裝機械。德國主要的包裝機械出口市場依次為美、英、法、中、俄。德國的包裝機械憑借85%的配額穩居世界首位。德國包裝機械出口貿易有兩大特點：一是絕對數額大;二是相對比例高。德國的包裝機械制造商致力于研究高科技、高素質生產及可靠的服務。優勝之處在于能夠提供各類生產問題的解決方法和完善的生產線，并與專業公司保持合作的關系。

　　美國是世界上包裝機械發展歷史較大的國家，早已形成了獨立完整的包裝機械體系，其品種和產量均居世界之首。從上世紀90年代以來，美國包裝機械業一直保持良好的發展勢頭。美國的包裝機械制造廠大部分附屬于大型包裝材料廠，銷售也完全依賴母公司。中國已是繼加拿大、墨西哥、日本、英國、德國之后，成為美國包裝機械的第六大出口市場。

　　日本的包裝機械制造廠以中小企業為主，目前有200多家，還有100多家包裝材料、包裝機械相關設備生產廠商，包裝機械的品種近500種，規格有700多個。148家包裝機械廠商加入了日本包裝機械工業協會，其產品占日本包裝機械生產數量的70%。而食品包裝機械的銷量占到包裝行業的51%。包裝機械以中小型單機為主，具有體積小、精密度高、易安裝、操作方便、自動化程度高等優點。日本包裝機械的主要市場是本國，出口額只占總產值的10%。亞洲是日本包裝機械的主要出口市場。從上世紀90年代以來，日本對中國的出口額連年大幅增長，自1995年起，中國已成為日本包裝機械的最大出口國。

　　意大利是世界第四大包裝機械生產國，第二大包裝機械出口國。意大利包裝機械具有性能優良、外觀考究、價格便宜的特點，出口比例占80%左右，美國是其最大的出口市場。上世紀90年代以來，意大利對中國的包裝機械出口額迅速增長;1995年在意大利的出口排名榜上，中國已躍升為第二位。近年意大利包裝工業發展很快，產值和出口額連年增長，均居世界前列。

　　縱觀國際市場，包裝機械競爭激烈，市場壟斷日趨明顯。

　　(三)國外包裝機械相關技術現狀和發展趨勢

　　隨著科技進步，一個新產品從開發到進入市場周期越來越短，包裝結構和形式也日趨多樣化。有時一個產品為適應不同地區，不同消費群體，需要多種形式包裝，從創意、色彩、規格、材質到制作方法，都要有不同的要求。近年來，不少國外包裝機械應用了現代化先進包裝機械的高新技術，機械的特征趨于“三高”——高速、高效、高質量。這些發達國家一方面為滿足現代商品包裝多樣化的需求，發展多品種、小批量的通用包裝技術設備，同時更緊跟科技發展步伐，發展和開發應用高新技術和現代化專用包裝機械，像航天工業技術(熱管類)、微電子技術、磁性技術、信息處理技術、激光技術、生物技術及新的加工工藝等都在被應用之列。

　　縱觀世界包裝機械制造業發展，以信息技術為代表的現代科學技術發展，對包裝機械制造業提出了更高、更新的要求，它已伴隨著高新技術和新興產業發展而共同進步，并充分體現出包裝機械制造技術向智能化、柔性化、網絡化、精密化、綠色化和全球化方向發展的總趨勢和時代特征。先進的制造技術，使國外機械制造商瞄準市場，積極推出了功能多樣的包裝機械，以適應包裝廠商的需求。像意大利制造的延伸吹塑機、美國制造的三面封制袋機、日本制造的電腦包裝噴印機、法國制造的無菌灌裝機、丹麥制造的低耗稱重包裝機等包裝機械新品相繼迭出。隨著包裝新材料的出現，包裝技術也有了新的變化。如枯拉伸纏繞膜出現，使得裹包、收縮、捆扎等工序合為一體，操作得以簡化而快捷。包裝的新思維是超脫現有包裝技術與產品，將其它相關技術組合應用到包裝上，形成新的包裝技術。如包裝固化技術將固化與干燥能源更新，從熱轉向光;包裝切割成型技術實現了新型切割與成型器械;包裝與加工結合技術，能緊密地把包裝與加工相結合于一體;包裝功能借用技術將包裝功能超出包裝，增值作用大;包裝功能保護技術在包裝材料中加入保鮮、殺菌、防潮、防靜電、防異味等功能性成分進去。總之，走向多功能和單一高速兩極化，是世界包裝機械制造技術的時代潮流。

　　二、包裝機械市場演繹國際化競爭

　　目前，我國除瓦楞紙箱包裝機械和一些小型包裝機有一定規模優勢外，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，這些幾乎被幾家世界級包裝機械企業(集團)所壟斷。專家預測，隨著國外企業進入我國，國內一些無競爭力的包裝機械企業將被外企收購、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。

　　中國包裝聯合會常務副會長閃淳昌認為，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，這使產品的性能得到大幅度提高。中國包裝企業應積極引進這些新技術，改進國產機械。但僅僅這樣做還是不夠的，因為包裝機械是應用高新技術較快的產品，一旦某項技術有突破，首先是在包裝機械中得以應用。因而，主動加快新技術的應用，提高技術含量，才是根本出路。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，而由一些通用標準件廠生產，某些特殊零部件由高度專業化的生產廠家生產，很可能這些零部件廠不生產成套包裝機械設備，而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均與通用設備相同，可以借用。我國目前包機行業“小而全”、“大而全”的格局與專業化的發展趨勢很不適應，應盡快調整這種不合理的企業整體結構。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，對包裝產品的要求效率非常高，強調的是速度和質量，而更換包裝結構卻是次要的。

　　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。即只需在該機的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。此外，各種新的包裝材料和技術將不斷應用于包裝機械領域。同時，由于過去有“關稅壁壘”的保護，我國許多包裝機械生產企業主要面臨國內的競爭對手，競爭的主要方法是靠打價格戰或在銷售手段上做文章。加入WTO后，各個包裝機械強國將在我國的包裝市場粉墨登場。失去關稅保護的國內企業將直接面對國外的競爭對手，市場競爭將趨于白熱化。在選準市場的切入點后，加緊技術投入與技術創新，才是國內包裝機械企業首先應解決的關鍵問題。

　　三、我國包裝機械制造業所存在的問題

　　我國包裝機械起步較晚，經過20多年的發展，我國包裝機械已成為機械工業中的十大行業之一，為我國包裝工業快速發展提供了有力的保障。除基本滿足國內市場需求外，部分產品還有出口。但是我國包裝機械出口額還不足總產值的5%。所以，主要存在的問題是：一是缺乏宏觀統籌規劃;二是缺乏資金投入;三是缺乏專業技術人員。歸納起來與發達國家相比，其產品和技術差距主要表現以下幾個方面：

　　從產品結構看，我國包裝機械品種只有1300多種，配套數量少，缺少高精度和大型化產品，不能滿足市場需求;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;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;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%，而國外則高達8%-10%。

　　我國包裝機械的技術水平，從整體看，比先進國家的技術水平落后20年，在產品的開發、性能、質量、可靠性、服務等方面的競爭中處于劣勢。有關專家建議……

　　1.在產品結構上，應以市場為導向，改變目前以低技術含量為主、低水平競爭的狀況，淘汰一批低效高耗、低檔次、低附加值、勞動密集型的產品，努力開發生產高效低耗、產銷對路的大型成套設備和高新技術產品。

　　2.在包裝功能上，工農業產品要趨向精致化與多元化，包裝機械產品要朝著產品多功能與單一高速的兩極化方向發展。

　　3.在技術性能上，要將其他領域的先進技術應用在包裝機械上，如機電一體化技術、熱管技術、遠距離遙控技術、自動柔性補償技術等，使產品技術性能大幅度提高。

　　4.在生產制造上，專業化生產已成為趨勢。國際包裝機械廠商都十分重視包裝機械與整個包裝系統的通用能力，一些通用標準件不再由包裝機械廠生產，某些特殊的零部件則由高度專用化的生產廠家生產，而真正的包裝機械廠在某種意義上說是組裝廠。

　　四、我國包裝機械工業新的機遇正在顯現

　　根據行業十一五規劃預測，到2010年，國內行業總銷售額可達1300億元，市場需求可達2000億元。考慮到國際上新工藝、新技術不斷涌現，按照目前行業新產品產值率僅為9.84%的實際情況，到2010年，我國將進口超過700億元的食品和包裝機械。面對嚴峻的國際競爭及巨大的國內需求，我們必須開發新工藝、新技術，引進和使用新設備，向市場提供高質量的產品和優質服務。十一五期間，挑戰和機遇同存。要切實把握好機遇，力爭我國包裝機械在國際市場競爭中占領一席之地。

　　受國際上包裝潮流的影響，國內啤酒、飲料生產企業開始在產品組合包裝過程中使用塑膜包裝物，逐步取代傳統的紙箱包裝和塑料周轉箱。市場對塑料薄膜包裝設備的需求量大增，所以塑料包裝前景非常樂觀。目前，通過引進國外先進技術，國內已有十余家企業研制開發了塑料包裝機械，且銷售勢頭強勁。塑料薄膜包裝機械設備市場前景廣闊，今后會有更多的企業加入這個領域中，競爭將日趨激烈。

　　來自中國食品和包裝機械工業協會的信息表明，果蔬類食品包裝機械發展潛力巨大，特別是一些能使果蔬食品成為規模化生產的大型成套機械設備亟待開發，以填補市場空白。目前，我國食品工業由于缺乏先進的食品加工包裝機械，不能及時進行果蔬產品的包裝加工，每年造成約25%的水果、30%的蔬菜和20%的水產品腐爛變質，再加上包裝不善，每年造成很大的經濟損失。有關專家認為，開發先進適用的果蔬類榨汁、加工及包裝機械大有可為。此類機械不僅可以保存鮮水果的原有風味，而且迎合消費者。

　　瓦楞紙板、紙箱產品可算是包裝行業里的龍頭老大，全國有近萬家紙箱(盒)包裝廠。十幾年來國內流通領域對瓦楞紙板、制箱(盒)、印刷成套設備的需求量熱度不減，供不應求。除大量生活日用品采用紙箱包裝外，現在摩托車、自行車也大量采用紙箱包裝，日常生活中不可或缺的水果也由柳筐改用紙箱進行包裝。據業內預測，未來蔬菜也會用紙箱包裝。隨著目前經濟的復蘇和進一步發展，紙箱包裝企業更新改造速度加快，迫切需要200mm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。

　　由于我國經濟宏觀面和微觀面形勢趨好，社會需求將會出現穩定增長局面，可望刺激塑料制品消費增長。而塑料包裝制品的消費旺盛，必將推動塑料包裝機械業的技術進步與迅速發展，所以塑料包裝機械的前景一片輝煌。中國塑料包裝業似乎又在開始一個新的設備引進高潮，不少企業從國外引進了先進的塑料薄膜生產線。在大量引進國外設備的同時，不少中小企業引進了國產薄膜生產線。但國產設備在很多方面還不能讓用戶滿意，在設計上也還有相當大的改進余地。

　　十一五期間，農副產品加工設備將是行業發展的重點。因為，國務院確定農業、農村、農民(即“三農”)為今后較大時間的工作重點，而解決農民致富的一條重要途徑，就是農副產品資源的綜合利用、加工和就地增值，這就為食品和包裝機械提供了新的市場和發展機遇。市場需求旺盛的食品和包裝設備是：

　　(1)淀粉加工機械、包括麥、米、豆、谷類干法及濕法加工的玉米、薯類淀粉及其綜合利用設備。十一五期間，市場需求量將超過500億元。

　　(2)水果、蔬菜加工及綜合利用設備。如果將加量提高10%，即年加工達到5500萬噸，約需增加年加工能力為20萬噸的生產線250條，市場對設備的需求量將達到150億元。

　　(3)肉類加工設備。如果肉類加工比例達到20%，即凈增加工量600萬噸，需增加生產線約400條，市場增加需求達80億元。

　　(4)啤酒行業已趨穩定，每年增長5%左右，5年凈增量為750噸左右，其啤酒生產及灌裝、包裝設備需求將超過400億元。

　　(5)十五期間飲料消費的增長較高，增幅20%-30%。十一五期間可能會前強后弱，但平均增幅仍會超過10%，即十一五期間會凈增1000萬噸以上，其水處理、灌裝及設備約需100億元。

　　(6)水產品加工設備。十一五期間,水產品將向深加工及綜合利用方向發展，如按增加10%的深加工量為470萬噸，約需增加設備投資200億元。

　　(7)乳品機械目前大部分為進口，尤其是乳品包裝機械95%以上為進口，共進口了近1000條生產線，包裝材料市場也幾乎是清一色靠國外供應。

　　(8)豆類加工機械，重在提高綜合利用能力，提取各種微量元素及各種蛋白質，每年設備的凈增需求將超過30億元。

　　(9)其它包裝機械,如瓶、制袋、捆扎、打包、紙容器、塑料容器、玻璃容器、金屬容器和水泥、化肥、農藥、人畜用藥等包裝機械。隨著生產的發展，包裝機械每年增長率應為15%-17%，平均年增量應超過50億元。

　　2006年，新的殺菌技術、保鮮技術、活性包裝技術、抗菌包裝材料等已隨著設備被引進中國。這些技術在中國還未開發研制，屆時一部分企業會借鑒這些技術發展自己的新產品。十一五期間，預計這些高端產品的國產設備占有率大約只有1/3。由于科研投入不足，開發資金太少，這種新技術、新產品的差異將會維持至少10年。出口部分有可能較快上升。因為，目前國內一些較新的技術，對東南亞市場、俄羅斯市場、中東及非洲市場，都是未來幾年的適用技術及設備，出口前景看好，近幾年出口增幅都在20%以上。預計到2010年，食品和包裝機械的出口額將達12億美元，一大批高水平的食品包裝機械將亮相國際市場。

　　五、促進包裝機械大發展思考

　　(一)促進升級換代

　　僅靠增加資金投入、擴大生產規模的粗放式經營，已不能滿足形勢發展的需要。我國的包裝生產已進入調整產品結構、提高開發能力的新時期，技術升級、產業換代、經營管理是行業發展的重要課題。

　　專家建議，我們應以市場為導向，改變目前以低技術含量為主、低水平競爭的狀況，淘汰一批低效高耗、低檔次附加值、勞動密集型的產品，努力開發生產高效低耗、產銷對路的大型成套設備和高新技術產品。在包裝功能上，工農業產品趨向精致化與多元化，包裝機械產品要朝著產品多功能與單一高速的兩極化方向發展。在技術性能上，要將其他領域的先進技術應用在包裝機械上，使產品技術性能大幅度提高。

　　(二)促進技術進步

　　目前我國不少科研院所和大學擁有相當一批研發科技人員，但大都缺少項目可做。他們已經具備相當的現代設計知識，但缺乏某方面包裝機械的實踐經驗。現代企業的領導者應善于將國內外的這些技術力量集成起來，使之服務于自己的攻關任務之中。我國新型包裝機械的開發項目被列入國家科技攻關項目的可能性微乎期微，行業協會應該將有關企業和院所組織起來，形成產學研一體攻關機制。充分發揮各自的優勢，共同向主管部門進行申請，力爭獲得政府有關部門更多的政策和資金支持。

　　根據我國包裝行業的發展狀況，合理引進先進設備，加快消化吸收進程。對于市場需求大、技術難度大的包裝機械設備，要集中行業優勢力量，走產學研結合的道路，有組織、有針對性地進行消化吸收，科研攻關，開發出擁有知識產權的包裝機械，打破國外的技術壟斷，加速提升我國包裝的技術水平與自給能力。

　　(三)實施人才戰略

　　包裝機械設計人員必須十分關注包裝系統的發展，深入對包裝工藝的研究，熟悉新型包裝材料的最新研究成果，根據市場的需求和國內的實際情況，及時開發出適合我國國情的先進包裝生產線。設計高速精密的包裝機械，需要設計人員具備系統的現代設計理論和知識。然而，我國目前的大學機械設計專業所學的課程內容僅僅是一些初步的基礎知識，其深度和廣度，都難以滿足上述設計要求。最典型的例子就是我國雖然已經能設計制造高速啤酒灌裝線中的許多設備，但至今仍然不會設計和制造啤酒瓶高速貼標機。我國的設計人員沒有掌握高速包裝機械的動力學設計理論和方法，不會解決高速工況下機構的動態精度等問題。

　　作為包裝機械設計人員，必須掌握現代機械學理論，學會CAD/CALM、CAE、反求工程、動力學設計、機電一體化、人機工程等現代技術。要采取“走出去”和“請進來”的辦法，提高現有技術人員的水平。

　　(四)重視品牌戰略

　　粗制濫造的產品，永遠不可能成為名牌產品。以犧牲質量和可靠性為代價的廉價產品，也許暫時能迎合某些用戶的需要，但從長遠來講，同樣也不可能形成為知名品牌。國外高知名度的包裝機械生產企業，都是靠產品在質量、價格和服務等方面的長期信譽支撐起來的。我國的包裝機械生產企業要造就具有自身鮮明特色的品牌產品，必須走一條具有中國特色的發展道路，以滿足國內市場高中低不同檔次的多種需求，創造在不同檔次上的符合用戶要求的名牌產品。要在經受國內市場嚴格考驗的基礎上，逐步擴大國外市場的銷售份額，最終使我國包裝機械生產有能力參與國內外市場競爭。