包装机械行业范文

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引言

商品包装是物品进入流通领域的必要条件，而包装机械是为商品进入市场提供保护、促进销售及提高附加值而完成生产过程的技术设备，是实现产品包装的主要手段。随着国民经济水平的快速发展，各行业生产自动化要求的提高，包装机械行业得到了快速发展，包装设备在食品、饮料、医药、化工、家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等行业领域得到广泛应用。特别是近几年，受下游行业市场竞争愈发激烈、规模化和集约化生产趋势、人力资源成本上升等因素的影响，包装设备在生产和物流环节发挥着越来越大的作用，高度自动化、高效化、智能化、节能化的包装设备逐渐受到下游行业青睐，传统的包装设备逐步与现场总线技术、传动控制技术、运动控制技术、自动识别技术和安全检测技术相结合，现代化的包装设备应运而生，未来包装机械行业前景十分广阔

1 包装机械行业概况

1.1包装设备产品分类

包装设备分类方法较多，目前国际上普遍采用的是按包装工序进行分类。按照工序分类，包装设备主要可分为成型装填封口系列设备、捆扎码垛缠绕系列设备、贴标打码系列设备、智能包装生产线及其他设备五类。

（1）成型装填封口系列设备是完成包装容器的固化定型、将产品按预定量充填到包装容器内、对包装容器进行封口并装箱等过程的设备，主要包括各种纸箱成型机、灌装机、装盒机、套袋机、热缩机、封箱机、封口机等。

（2）捆扎码垛缠绕系列设备是完成产品或包装件的外包装工艺并将其按设定的规则进行堆积的包装设备，主要包括各种捆扎机、码箱垛机、码瓶垛机、卸箱机、缠绕机等。

（3）贴标打码系列设备是完成将实物标签粘贴或将电子标签、文字图案喷涂标识在产品包装上的包装设备，主要包括不干胶贴标机、热熔胶贴标机、激光打码机、打码贴标机等。

（4）智能包装生产线是指能连续完成多项包装工序的机器组合，是连续实现多个包装功能的有机集合，满足了现代化大生产中无人化、柔性化、智能化、集成化的生产需求，并可实现自动检测、监控、追溯等功能，便于生产管理。目前，智能包装生产线已经成为了我国包装机械行业重要的发展方向之一。

1.2作用及优势

（1）大大提高劳动生产率，缩短了生产时间。例如对于封箱、捆扎、码垛工序，目前公司生产的全自动双通道封箱机的封箱速度已达到80箱/分，全自动捆扎机的捆扎速度可达到1.2秒/道，码箱垛机的码垛速度为60，000瓶/小时。此外，自动化的包装设备能够实现连续化生产，在提高生产效率方面发挥重要作用。

（2）有效保证产品的包装质量。包装设备可根据被包装物形态、大小、质量的不同，采用不同的包装材料和包装方式，使得包装后物品规格相对一致，保证包装质量，符合集合包装的要求。

（3）实现手工包装无法实现的包装操作，如真空包装、气调包装、泡罩装盒等包装设备实现了食品、药品等商品的自动化无菌、气调保鲜包装的要求。

（4）降低劳动强度，改善劳动条件。例如生产过程中的装箱、装盒等包装工序，仓储物流中的捆扎码垛工序，动作单调、频率高，耗体力，使用装箱机和装盒机等包装设备能有效解决这一问题。

（5）有利于对工人的劳动保护。对于某些严重影响身体健康的产品，如粉尘严重、刺激性、放射性、易燃易爆、生产储存环境严苛的产品，例如农药、民爆产品等的包装，采用传统包装方式容易影响健康，危害生命安全，无人化包装成为这类行业的必然发展趋势。

（6）可降低包装成本，节省贮运费用。对松散产品，如瓶装水、食品、邮件等，采用自动化包装设备完成装填、封口、捆扎、码垛、缠绕等一系列包装工艺，可大大缩小包装物体积，节省包装材料，同时起到提高货位利用率和运载率，减少物流费用的作用。

1.3应用领域

随着国民经济水平的快速发展，各行业生产自动化要求的提高，包装机械行业得到了快速发展，包装设备在食品、饮料、医药、化工、家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等行业领域得到广泛应用。

2 包装行业发展现状、行业竞争格局和市场化程度

2.1市场容量

从包装设备需求额分析，全球包装设备的需求已从2004年的241亿美元增长到2009年的286亿美元，年均复合增长率达到7.31%。预计未来仍将以5%左右的速度保持增长，到2019年将达到445亿美元的需求规模。

图1 全球包装机械行业市场需求情况

数据来源：中国食品与包装机械工业协会统计数据

从全球市场需求来看，食品、饮料、医药和化工行业是包装设备最主要的下游市场。2009年食品、饮料、医药和化工行业对包装设备的需求分别约占包装设备总需求额的43.4%、17.7%、12.5%和7.6%。尽管2009年受全球金融危机影响，全球包装机械行业需求仍然实现增长。

未来几年，发展中国家和地区包装设备销量的增长将成为全球包装设备发展的推动力，中国作为最大的发展中国家，对包装设备的需求将构成世界最大的市场之一；亚洲其他欠发达国家和地区，例如印度、印度尼西亚、马来西亚和泰国，对包装设备的市场需求也会获得较大的增长；而在美国、西欧、日本等发达国家和地区，尽管包装设备的市场需求增长速度低于发展中国家，预计未来仍将获得反弹。

中国包装机械行业市场供求状况及变动原因包装机械在我国属于新兴行业，起步较晚，经过30多年的发展，现已成为机械工业中的十大行业之一。2006年至2013年，我国包装机械行业市场需求从182亿元提高到569亿元，年均复合增长率达到17.68%。

图2 我国包装设备市场需求以及国内生产总值增长速度

数据来源：中国食品与包装机械工业协会统计数据

我国居民可支配收入的提高带动了国内消费增长，2006年至2014年，我国社会消费品零售总额从7.64万亿元增加至26.24万亿元，年复合增长率达到16.68%，为食品、饮料、医药、化工、家用电器等包装设备下游行业的发展带来了积极影响。同时，随着居民消费能力、健康意识的提高，新包装材料、包装工艺和包装样式逐渐成为消费者关注的因素，为国内包装设备带来新的发展机遇。

此外，随着我国人力资源成本增幅较大，部分地区出现用工荒现象，2006年至2013年期间，城镇单位就业人员工资总额从24，262亿元增加到93，064亿元，年复合增长率达到21.17%。劳动成本上升的外在压力迫使企业调整生产要素的投入比例，积极引入先进技术和机械设备代替人工，通过自动化生产提高劳动效率，从而消化劳动成本上升的不利影响。通过技术和设备的引进，企业提高了生产效率，降低了工人劳动强度，实现规模化生产，巩固并提高市场份额。

2.2行业利润水平变动趋势及原因

国内包装机械行业经过30多年的发展，市场竞争比较充分，行业利润率总体水平稳定，在不同的应用领域和市场，利润水平各不相同。少数具有较强研发能力和技术积累，具备品牌优势、规模优势的企业才能不断地为市场开发出新产品、提供功能多样的包装单机设备及智能包装生产线，服务于中高端市场，平均利润率相对较高。相反，大多数企业在产品较低端、同质化较高的竞争领域，由于供应商众多，企业规模较小，竞争激烈，并且多数从事某一领域的单一产品，综合化、集成化程度不高，使得大多数包装设备生产企业的利润率相对较低。

2.3行业竞争格局

包装机械行业是涉及多学科、跨领域的综合行业，由于其下游行业使用环境、生产工艺、包装材料、被包装物形态各异，供应商须根据客户个性化的需求量身定制相应的包装单机设备或生产线。德国、美国、意大利等制造业发达国家生产现代化水平位居全球领先地位，其包装设备以产品序列全、更新速度快、领先的研发设计能力、先进的加工制造能力获得了国际范围的品牌影响力。以德国克朗斯、德国博世、德国KHS等为代表的国际知名包装设备企业，通过提供大型、成套、高精度的单机设备和智能包装生产线，占据了世界包装机械市场的主导地位，也占据了我国高端包装设备市场的主要份额。

由于受到资金、技术、人才、经验等因素的综合影响，国内从事包装设备生产的企业大多数规模较小。截至2010年末，我国共有包装设备制造企业3，600多家。根据中国食品和包装机械工业协会统计，截至2014年2月，规模以上企业共计259家，其中中型规模以上企业24家，国内包装机械行业中生产规模大、产品档次高的企业为数不多。数量众多的本土企业由于研发能力不强或者缺乏自主创新能力，产品技术含量低、质量稳定性差，主要生产低水平、功能单一的包装设备，市场竞争力普遍不强。随着包装设备下游行业现代化加工

和规模化生产的要求不断提高，该类企业将难以满足包装设备高自动化、机电一体化、智能化的发展要求，在低端市场的竞争压力将日益加剧。

3 行业发展前景分析

3.1有利因素

3.1.1下游行业发展迅速，带动包装机械需求

包装机械下游应用广泛，主要服务于食品、饮料、医药、化工、家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等众多领域的生产加工和仓储物流环节。近年来，受益于中国经济持续快速发展所带来的消费升级，居民消费水平大幅提升以及消费意愿的增强，我国社会消费品零售总额保持高速增长，2006年至2014年年均复合增长率达到16.68%，并将随着居民人均可支配收入的提高继续保持快速增长。2006年至2013年期间，我国的食品、饮料、医药和化工行业销售收入的年均复合增长率分别达到21.67%、21.32%、23.43%和20.81%，包装设备作为下游行业固定资产投资的重要组成部分，在下游行业中的应用深度和广度均得到大幅提高，市场发展空间广阔。

3.1.2产业政策大力支持

包装机械行业直接服务于企业的生产过程，以及产品向消费领域转移的仓储物流环节，对国民经济的健康发展意义重大，包装设备尤其是高端包装设备的自主研发及产业化一直是国家产业政策鼓励的发展对象，重点向着高效化、柔性化、大型化、个性化、智能化方向发展。

3.1.3技术水平不断成熟

我国包装机械行业起步较晚，发展初期在研发、设计、生产等方面和发达国家存在较大差距。近年来，在国家产业政策的扶持下，在下游行业良好发展形势的刺激和带动下，包装机械行业经历了从引进吸收国外先进技术到自主创新的过渡，如今已形成了较为完整的技术和产品体系，取得了多项技术成果，在工艺流程的自动化程度、产品的适应能力以及成套的供应能力等关键领域实现了较大的技术突破，部分技术已达到或接近国际领先水平。长期以来，以智能包装生产线为代表的高端包装设备主要依赖从国外进口，而国内包装设备技术水平的提升已逐步改变这种局面，进口替代效应初步体现，部分产品开始出口到德国、美国、意大利等制造业强国。

3.2行业前景广阔、市场容量巨大

除食品、饮料、医药、化工行业外，包装设备还被广泛应用于家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等众多领域，成为提高生产效率、增强安全性的重要力量。以家用电器领域为例，受益于国家家电下乡、以旧换新、节能补贴等政策鼓励、资金投入、财税优惠等多个方面的扶持，同时随着技术、生产体系进一步完善，家用电器产业规模不断扩大并保持快速发展态势。2006年至2013年期间，家用电器批发销售收入从1，888亿元增长至8，441亿元，年均复合增长率23.85%。家用电器单位价值较大，并且在运输过程易受到损害，自动化包装设备可以有效减少其生产和物流过程中的破损率。以电视为例，如今电视已经进入平板甚至3D平板时代，屏幕较为脆弱，性能稳定的自动化包装设备将有效保障其包装及仓储物流的安全。包装设备在造币印钞领域也有深入应用。我国的造币印钞由中国印钞造币总公司负责实施，是国家法定货币生产企业，生产自动化、精细化程度高，在检重、定位、光边、裁条、装袋、封签、残次品剔除、图像检测处理等方面采用先进的包装设备来替代人工，设备主要向国内外的高端供应商采购。

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公司为液态食品包装机械行业领先企业，同时能够为下游食品制造企业提供从技术咨询、整厂设计到系统集成及安装的一体化全面解决方案，使得公司在项目招标中更具优势。公司产品远销欧洲、美洲、亚洲，市场占有率行业领先。此外，公司技术和研发实力雄厚，为江苏省认定的高新技术企业，承担多项国家火炬计划项目。随着本次募投项目的达产，公司的产能将进一步释放，增长空间将进一步打开。

2013年-2015年，公司营业收入分别为42046万元、44334万元、44828万元；净利润分别为4040万元、4421万元、4950万元。均实现了稳步增长。

进口替代行业前景广阔

多年来中国的中高端液态食品包装机械的主要市场长期被国外厂商占领，直到近年来才有少数国内企业通过自主研发、技术创新，打破了国外厂商的垄断态势，替代进口潜力巨大。

国产液态食品包装机械对进口产品的替代，建立在液态食品行业的不断发展壮大的基础上。

2014年，作为中国主要液态食品的软饮料实现全年产量约为1.67亿吨，同比增加11.72%；包装饮用水类实现产量约为7816.14万吨，同比增加17.52%。

受下游市场迅速膨胀的影响，2013年，中国液态食品包装机械销售额约为350亿元，2014年达到400亿元左右，较上年同期增长14.29%。可以看到，未来几年，随着中国消费的升级换代，饮料、食用油及调味品、酒类等液态食品行业也将持续较快发展，液态食品包装自动化生产水平的持续提高，对国内液态食品包装机械的需求增长也是不言而喻的。

新美星此次将近一半的募集资金投入到的PET瓶高速吹灌旋包装设备生产项目中，这是极具市场潜力和增长空间的细分市场。根据中国食品和包装机械工业协会统计和预测，2011年中国PET瓶高速吹灌旋包装设备的市场需求量为41台套，至2017年中国市场需求量为136台套。

市场领先获得机构青睐

目前，公司产品销售与服务遍及国内主要的液态食品生产企业，且远销欧洲、东南亚、中东、美洲、非洲的多个国家和地区。

公司主要客户包括福建达利食品、娃哈哈集团、农夫山泉、达能集团、景田食品、康师傅、华润怡宝、可口可乐公司、雀巢公司、海天味业、九三粮油工业集团等知名液态食品企业，这些企业基本上都信誉良好，这也意味着公司发生坏账损失的可能性较小。

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1.包装机械行业发展的现状以及要求分析

1.1包装机械行业发展的现状分析

我国的包装机械行业的发展方面，起步相对比较晚，在这些年的发展中有了迅速的进步。在包装机械行业多是民营以及少部分合资企业，这一发展现状就使得企业自身发展的资金容量相对比较小，在整体的生产规模上也不大，整体的生产水平得不到有效提升。在包装机械行业内的发展过程中，还存在着重复性生产发展的问题，这就对企业的市场竞争力的提升有着很大的阻碍影响[1]。在我国的国有包装机械行业的发展数量相对比较少，自主科技方面相对薄弱。在自动化技术的应用发展下，对包装机械行业的整体生产水平就有着提升作用，在当前的包装机械行业的自动化水平也在技术的支持下不断加强提升。

1.2自动化包装机械行业发展的要求分析

包装机械自动化发展有着相应的要求，只有按照这些要求才能有助于自动化程度的提升。从自动化包装机械的具体要求层面来看，主要体现在生产效率的高要求，只有达到了高效率的生产，才能将产品成本得到有效降低。自动化要能对产品更新变化的要求得以满足，由于包装机械的灵活性以及柔性比较高，对包装产品的尺寸大小也要能够灵活性的变化，满足实际产品生产的需求。

自动化包装机械的发展要求还体现在对传感器技术的需求层面，这一技术应用能够对内部自主控制得到有效加强。对自动化水平的提升，就必须要要能在传感器技术的要求方面得以满足[2]。还要能注重物流自动化技术的要求满足，这是对包装生产线传动的一个基础技术，在这一技术要求下才能够将生产线连成整体，将包装机械的自动化水平得以有效提升。

另外，对包装机械的自动化水平的提升，还要能在设备故障的排除效率上进行提升，在这一要求上得到了满足，才能有助于包装机械的应用水平提升。

2.包装机械发展过程中存在的问题和应用及前景探究

2.1包装机械发展过程中存在的问题分析

从当前我国的包装机械发展的实际情况来看，还有诸多方面存在着问题有待解决，这些问题主要体现在创新意识不强。在包装机械设计人员的整体素质上还有待加强，对于包装机械发展的顶端技术还没有得到有效掌握，在进行设计中的规范和理论的参考都相对的陈旧，创新力不强。在进行理论研究方面，没有注重研究结果的可行性，这样就造成了理论和实践没有得到有效的结合问题出现。

再者，包装机械的实际发展中，由于在发展资源配置层面没有得以合理化呈现，也对这一行业的发展有着阻碍，我国在对这一行业的宏观控制没有和实际的发展相结合，对集中力量做事的优势就没有得到充分有效的发挥。还有是包装机械设计在方法上没有得到充足化体现，在进行对包装机械设计中主要是结合任务证书的，由于在整体创新方面相对比较低，这就造成了性能指标方面没有自主，参数也没有得到契合等[3]。这些层面的问题对包装机械的进一步发展都有着很大的影响。

2.2自动化技术在包装机械中的应用

自动化技术在包装机械中的应用体现在多个层面，其中在包装机械的传统系统中的应用方面，有着积极作用发挥。传动系统能将没有包装的物品进行运送到包装机械当中，将物品能运送到指定位置。在自动化技术应用下，就能对电机的有效控制来对生产速度进行控制。在变频控制器的应用下，就能够结合设备检测的信号对生产的速度以及精度得以良好控制，从很大程度上对响应的速度以及运行效率得以有效提升。

再者，将自动化技术在检测系统当中的应用，就能够对整个产品检验的过程得以优化。能够将生产产品检验的可靠性能得以有效提升，这就在生产成本上能得以有效降低。而将自动化技术在控制系统中的应用，也能对自动化程度得到有效提升，满足实际的应用需求。将自动化技术在模块化设计中的应用也比较重要，模块化的设计在自动化技术的应用下，在功能上能多样化的呈现，将设计的指标以及原则能综合，使得设计的系统化目标能得以有效实现。

2.3包装机械发展过程中自动化发展前景

自动化技术的应用下，对包装机械的进一步发展就有着积极促进作用，在整体的发展趋势上也会向着良好的方向迈进。在自动化技术下包装机械的生产效率会得到进一步的提升，生产成本就会因此而降低，这些方面也是企业追求的目标[4]。自动化包装机械的发展要能对产品变化得以适应，由于商品包装的变化性相对比较大，在对包装机械的柔性要求就比较高，在未来的发展中包装机械对新产品适应的能力也要能得以提升。

自动化包装机械之所以能得以广泛的应用，就是因为其生产的连续性比较强，在生产故障上比较少，对故障的排除也比较简单。自动化下是通过计算机技术的应用，从而对包装机械进行的控制，这样在故障的诊断效率上也能得到有效提升，能对系统故障进行自动的监测，在故障解决的效率层面就能大幅提升，保障了包装机械应用的持续性[5]。

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引言

到目前为止，包装机械行业智能化和自动化的趋势已经非常明显，尽管我国是一个包装机械生产大国，但在某些方面实力仍然比较薄弱，从而极大阻碍了我国包装机械行业的发展。为了改变这一现状，我们必须要探索开发新的生产技术，培养大量的专业技术人才，提高产品的技术含量，走专业化发展的道路，靠技术进步来推动包装机械行业的发展，加快我国包装机械行业发展的步伐，使得我国包装机械生产技术渐渐向世界一流水平发展。

1 包装机械存在的问题

1.1 生产企业不注重产品质量问题

现阶段，我国部分包装机械生产企业因为缺乏创新意识和专业技术人才，实行薄利多销的原则。众所周知，薄利多销的生产原则往往会伴随着加工零件的质量不过关等一系列问题，例如，有的零件精确度不够，有的零件材质不够好，有的零件是该热处理的没有热处理、该锻压的没有锻压，从而使得生产设备出现了很大的问题，这也就是近几年来我国所生产的包装机械产品淘汰率较高的原因之一。

1.2 科技力量薄弱，缺乏专业人才

近几年来，我国在科技方面取得了显著的成就，尤其是在包装机械方面。但是由于我国的包装机械起步较晚，使得我国在某些包装机械生产方面的实力仍然比较薄弱。同时，大部分生产企业的生产方式都是效仿国外先进的生产方式，缺乏创新意识，科技力量相对薄弱，缺乏专业人才，这就大大增加了我国包装机械企业与国外相关企业的差距。另外，部分企业的管理人员缺乏创新意识，不注重产品的研发，这也是我国包装机械一直不能迅猛发展的原因之一。

1.3 产品的防护未得到重视

在我国，大部分企业对于产品的防护不够重视，在包装机械的安全方面采取的措施不足，例如，许多企业没有安装基本的防护门，有些企业即使安装了也不能起到防护作用，从而使得许多产品出现了质量不过关等问题，进而严重影响了我国包装机械的发展进程。另外对于一些重袋包装来说，工人的劳动强度非常大，我们更应该保证其安全性。

2 包装机械的未来发展目标

2.1 实现包装机械机电一体化

传统的包装机械大部分采用的是机械式控制，渐渐地又出现了光电控制以及气动控制。但是，随着科技的迅猛发展，产品的生产工艺也日益提高，对包装参数的要求也越来越高，原有的控制方式已经无法满足时展的需求。为了避免我国包装机械生产方式被社会所淘汰，我们必须要实现包装机械机电一体化。机电一体化就是集中机、电、气、光、生、磁于一体的机械电子设备，在设计时，我们应该尽量提高包装机械的自动化程度，运用机电一体化技术开发智能化包装技术。例如，采用微机控制，将各种包装材料的封口温度和速度的最佳参数匹配输入微机存储器，再配上必要的传感器，组成自动跟踪系统。

2.2 建立自动化、多样化、多功能集成化的包装机械新体系

包装机械的技术发展趋势主要体现在高生产效率、自动化、单机多功能、多功能组成生产线以及应用新技术上等。随着工控行业的迅猛发展，生产成本的不断提高，包装机械企业越来越注重开发快速、自动化的包装设备。例如，在包装方法上，大量采用充气包装取代真空包装，在控制技术上，更多应用计算机技术和微电子技术，在封口方面，应用热管和冷封口技术等。这些技术的使用大大加快了我国包装机械的发展进程。

2.3 对产品的灵活性要求越来越高

包装机械必须具有很高的灵活性和柔性，生产线允许在一定尺寸范围内包装物大小可以发生变化，但是这个范围是极其小的。众所周知，产品的生命周期远远短于生产设备的生命周期，如果我们可以及时更换产品以及产品包装，就不至于更换昂贵的生产设备。这样不仅可以提高生产产品的灵活性，同时还可以节省大量不必要的支出。

2.4 开发设计绿色包装机械

随着全球经济的迅猛发展，国际包装机械行业之间的竞争越来越激烈，这就使得国外绿色贸易壁垒对各个包装机械行业提出了更高的要求。

为了加快我国包装机械迈向国际前沿的步伐，我们必须要改变传统的生产方式，尽快设计并开发出绿色包装机械生产模式。在设计过程中，我们应该充分考虑包装机械在设计、加工制造以及装配等各个过程中对环境没有影响或者影响最小化、消耗的资源最少、同时易于回收利用，这样不仅可以提升我国包装机械在国际上的核心竞争力，同时还可以改善我国整体的环境状况。另外，在设计和生产过程中，我们必须从各个方面进行绿色设计，真正地做到绿色包装。

2.5 企业向专业化、规模化发展

由于我国包装机械行业起步较晚，使得我国在包装机械的某些生产方面仍然远远落后于其他发达国家。另外，近几年来，随着全球经济的快速发展，国际上包装机械行业之间的竞争越来越激烈，而我们所采用的靠简单重复、扩大生产数量的方法是远远行不通的，为了避免我国的包装机械被国际所淘汰，我们必须要走专业化、规模化的发展道路，努力提高产品的技术含量，使得产品越来越趋向于简单化和精确化。另外，对于大部分包装机械零部件不应该由包装机械企业直接生产，而应该由通用的标准件厂生产。对于一些特殊的零部件，必须由高度专业化的生产厂家生产，只有这样才能促进包装机械企业向专业化和规模化发展。

2.6 对机械生产要求越来越高

日常生产工作的高效要求生产机械具有自动识别能力。例如，生产机械一方面可以自动识别包装机械的厚度、硬度以及反弹力等，然后通过电脑快速地反馈到机械手调整动作幅度，从而保证不反弹；另一方面，包装机械企业所生产的产品并不都是相同的，即使是同一种产品，它们的性状也不尽相同，但是将它们装到同一包装盒中，它们的排列却是有一定的规律的。生产线传递的产品并没有一定的序列，首先将产品传递到某个特定的位置，可用探头扫描确定不同性状物体的具置，然后再反馈到不同的机械手，它就会准确无误的将产品放入准确位置。

2.7 对生产效率的要求越来越高

随着商品化市场的发展以及现代社会发展的需要，人们对于产品的生产速率以及质量有了更高的要求，作为包装机械的一员，我们必须要注重产品的生产效率。包装机械的生产效率已经成为衡量企业的一个重要标准，这样不仅可以降低产品的成本，还可以满货期。高速包装机要求与前道工序有相关的衔接，不需要有搬运这一环节，包括控制衔接。这样不仅可以大大的减少工作人员的工作量，还可以提高产品的生产效率。

结语

包装机械行业的发展呈现出巨大的发展潜力，我国包装机械行业虽然占据了国内市场的主动性，但是在高端装备的满足能力方面仍然显得不足。因此，我们必须要竭尽全力促进包装机械向高端生产转变，进一步加强技术创新，提高产品的技术含量，大力培养专业技术人才，增强市场竞争力，加快我国包装机械行业发展的步伐。包装机械行业的快速发展，在促进国民经济建设和提高人们生活水平方面具有极其重要的作用，它作为一个独立的行业体系，受到了国内外许多人们的广泛关注。因此，我们也必须致力于包装机械行业的发展，增强我国包装机械行业与发达国家的竞争力，提高我国包装机械的整体水平。

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中图分类号：F27

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.1672-3198.2017.08.034

0 引言

随着科学技术的不断进步，传统的中药饮片也发生着变化，中药配方颗粒就是其中之一。中药配方颗粒的剂量准确，而且清洁卫生，同时避免了人工抓药造成的差错。目前中药配方颗粒除了在我国广泛的使用外，也进入了国际市场，促进了中医学在世界范围内的推广，中药配方颗粒的科学、规范的应用促进了中医学和中药学向现代化的发展，繁荣了我国的中医事业。

中药配方颗粒是以中药汤剂为原料，经过提取、纯化分离、制粒、干燥、包装五个步骤制成，而实现中药配方颗粒包装的主要手段就是包装机械，包装环节使用的材料、工艺和设备等都可能造成药品污染，从而影响药品的安全，包装设备对保证药品安全具有非常重要的作用。在计量、填充、包裹、封口等生产工序中，包装设备对提高生产效率、实现规模化生产和提高卫生水平等方面都具有非常重要的意义。

1 中药配方颗粒包装设备的发展

1.1 我国中药配方颗粒包装设备的发展现状

我国包装机械行业起步比较晚，技术水平比较低，主要依赖进口设备，在20世纪80年代我国开始制造用于烟草加工、制糖、制盐等行业的包装机械。20世纪90年代中药配方颗粒行业兴起，中药生产企业引入一些半自动的食品包装机械进行生产，部分老旧设备甚至沿用至今。

20世纪90年代后期包装机械行业进入快速发展时期，通过引进和吸收国外的先进技术，使我国包装机械取得了一定的进步，但是从包装机械的质量和性能上来看，我国的包装机械与发达国家的相比还存在一定差距。如目前我国很多企业还以生产小型立式包装机为主，三边封立式颗粒包装机的生产能力为40-90包/min，同类机型在国外已经淘汰。我国的旋转式高速颗粒包装机的生产能力为200-500包/min，而日本的同类机型的生产能力为200-1000包/min，且性能稳定。我国的多列条状袋颗粒包装机最多可以做到12列，生产能力为300-600包/min，日本的同类机型最多可以做到20列，生产能力为300-1200包/min，而意大利的同类机型最多可以做到24列，生产能力是多少包300-1500/min。

随着国家对中药配方颗粒的开放政策不断松动，中药配方颗粒市场将会越来越繁荣，随之而来就是大规模的产业升级、厂房建设、生产线建设和设备升级改造，中药配方颗粒将成为新的投资热点。因此，中药配方颗粒包装设备也即将面临良好的发展机遇。

1.2 我国中药配方颗粒包装设备发展中存在的问题

虽然近几年来我国包装机械行业每年都会有新机型投放市场，但是在包装机械的自动化、智能化、成套性以及前沿技术应用等方面，还无法与国际先进水平相比。据统计，我国目前约有7000多家包装机械制造企业，而专门从事中药配方颗粒包装设备研发的企业非常少，而且中小型企业占据大多数，由于企业自身规模、技术基础和资金等条件的限制，很难开展深层次的包装技术研发与变革，大多数企业的技术实力和自动化水平层次还比较低。

我国包装机械行业利润低，企业盈利能力差，很难吸引优秀的专业技术人才，导致行业内的人才队伍参差不齐，自主技术创新能力薄弱，多年来技术创新主要依靠有实力的企业进行，或者依靠国家临时组建的产学研技术创新项目来完成，原始创新动力不足，创新团队缺乏长效机制，而且包装机械的发展离不开机械工业基础技术的进步，目前我国包装机械的研发依然停留在仿制阶段，还没有掌握发达国家先进设备的核心技术，设备的研制也不能紧跟市场需求。

我国包装机械行业缺乏知识产权保护意识，对于知识产权的保护也缺乏有力的法律制约，往往技术人员历经心血开发出来的新型设备刚刚投放市场就被仿制，而且同一种产品在短时间内会有多家企业同时生产，由于没有申请知识产权保护，原始设计企业无法追究其他仿制厂家的责任，给企业带来了巨大的经济损失，在一定程度上降低了企业对新技术研发的积极性，阻碍了行业的发展。

2 我国中药配方颗粒包装设备的问题对策

2.1 夯实技术基础，加强专业技术人才培养

中药配方颗粒包装设备是机械、计算机、电气、材料和中医制药等多学科集成的科技成果，我国必须对机械加工技术、自动化控制技术、计算机技术、传感器技术、加热技术、包装材料技术、制药工程技术和现代设计方法等基础技术进行深入的研究，从而提高包装机械的自动化程度、运行稳定性和生产效率，改善包b袋的封口质量，达到相关的行业标准和生产技术标准，通过质量保证体系和环境管理体系的认证，增强我国包装机械行业的市场竞争力。

企业的技术竞争就是人才的竞争，我国必须加强专业技术人才的培养，积极引导企业和高校进行深度合作，对专业技术人才进行联合培养，立足于高校和企业两大平台，基于工程项目的共同开发对企业技术人才和高校学生进行双向培养，将理论知识和工程实践结合，提高企业技术人员的理论知识水平，增强高校学生的工程实践能力，联合培养卓越工程师和创新型技术人才。

2.2 企业要坚持质量第一，实施品牌战略

随着GMP标准的逐步提高，国家对制药行业的监管更加严格，导致中药生产企业对制药设备的要求会不断提高，企业必须不断提升产品性能和质量才能满足制药行业的需求。

我国的包装机械行业应该走品牌战略，只有坚持“质量第一”的企业才具备创造知名品牌的基础，转变企业的经营理念，注重产品质量全程控制的生产意识，学习国外的成功经验，逐步走向“少品种、专业化、大批量”的生产方式，积极参与国际竞争，在竞争中不断学习和进步，不断探索高新技术的应用和前沿工艺的研究，以务实的心态发展企业，用高质量和高性能的产品淘汰竞争者，增强企业的市场竞争力，逐步成长为著名企业、成为著名品牌。

2.3 调动企业积极性，国家政策扶植

国家和地方政府应及时了解企业的困难，帮助企业解决实际问题，加大对重点企业的财政投入，形成以政府资金为引导、企业资本投入为主体，并吸纳社会投资的多元化投入机制，支持企业的技术革新、试验研究和新型装备的研制，推动企业进行技术改造和产业升级，对重点项目实施财政补贴政策。

在技术层面上，强化行业专家委员会为企业排忧解难的作用，适时诊断行业发展的技术难题，帮助企业解决技术问题。加强企业对发明专利、软件著作权等自主知识产权的保护意识，建立技术创新的长效机制，充分调动企业的自主创新意识，进一步做强龙头企业，盘活创新型小企业，鼓励我国包装机械工业由“中国制造”向“中国智造”发展。

3 中药配方颗粒包装设备的未来发展趋势

3.1 高新技术的广泛应用

新型包装机械往往是机电一体化的装置，其实质就是基于系统控制的观点，运用过程控制原理，将机械、电气、电子、信息和检测等相关技术进行有机组合，实现整体最优化的成果。而我国的一些技术人员对新技术不敢用，甚至不会用，在一定程度上限制了包装机械水平的提升。

目前，国外的新型包装机大都采用伺服电机控制，提升了设备的工作精度和速度；多级机械传动结构采用分离传动技术，缩短整机的传动链，减小多级传动造成的系统误差，使机械结构大为简化；复杂的机械运动采用多电机拖动同步化技术，提升了机械系统的运行稳定性；工业CCD和机器人技术的应用，提升了物料识别、分拣和搬运的速度，极大地提升了设备的工作效率；气动执行机构的广泛应用，极大地降低了设备的故障率，由于制药企业对工作环境的洁净卫生要求非常严格，新型气动执行机构基本都免维护和保养，使包装设备能够更好的满足制药企业的洁净要求。

3.2 市场竞争由价格战转向技术战

我国包装机械行业有很多小型企业，一些企业品牌塑造意识不强，新产品研发的技术实力弱，经常仿制市场上已有的设备，然后通过低价销售来吸引客户，这种经营行为破坏了市场规则，往往毁掉的是企业自身的发展，甚至危害整个包装机械行业。行业龙头企业应该通过引进高端的专业技术人才，进行长期的技术沉淀，不断提升技术研发实力，积极的引进国外的新技术，深度消化后转变成自己的设计经验，顺应市场发展的要求，研发更贴近用户的新产品，不断提升产品品质，将生产管理和售后服务全面升级，塑造新的品牌形象，并且加快产品出口步伐，参与国际市场的竞争。

我国包装机械行业的很多中小企业发展不太稳定，经济效益不好，市场竞争力差，难以很好的生存下去。国家和地方政府应该加强对中小企业进行集约整合，淘汰不良企业，集中优质的中小企业组成“企业集群”，并加大投资力度，进行深度技术改革，实施“联合发展”，不断发展和壮大我国包装机械行业，增强国际竞争力。

3.3 设计开发引入新的设计方法

目前，国外的包装机械设计已经普遍采用三维数字建模、虚拟样机技术和计算机仿真技术，即设计人员根据客户提出的要求，在计算机上采用三维CAD软件构建三维模型，并组成数字虚拟样机，利用计算机仿真软件对数字虚拟样机进行运动仿真、热和磁场模拟、电磁兼容模拟、力学校核等工作，三维模型可以向客户充分的展示设计意图，同时可以根据客户的意见和建议进行修订，达到客户满意的效果。

基于中药配方颗粒包装设备的结构特点，按其功能可分为送膜、料斗、袋成形、充填、计量、加热、封口和切断等，在设计过程中引入模块化设计方法，根据功能划分模块，不同的模块决定不同的功能和性能，制造过程中可以根据需求选择相应的功能模块组装成整机，而且这种选择的方案是不受限制的，为客户实现产品的个性化定制，能够灵活的满足客户需求。

计算机仿真技术和新设计方法的应用，将极大地提高设计人员的工作效率，大大的缩短产品开发周期。

3.4 更加智能化，设计更加人性化

当前以信息化与制造业深度融合为主要特征的新一轮科技革命已经开始，互联网技术将与制造技术有机结合，新一代智能产品将不断出现，现有的生产方式将彻底改变，制造过程将更加智能化，企业研发、生产、管理、销售和服务将全面升级，基于互联网的个性化定制、众包设计、云制造等新型制造模式将会迅速发展起来，包装机械工业作为中国制造业的重要成员，正朝着高速、多功能化、控制自动化和系统集成化的方向发展，智能机器人、电磁加热技术、视觉技术和网络技术等将会得到广泛的应用，包装机械的智能化、网络化将会成为必然。

在可预见的未来，智能中药颗粒包装设备的设计将会更加人性化，将会进入医院“工作”，根据医生在网络系统上开出的中药处方自动进行计量、配置和包装，并送至病房交到患者手中或者基于物联网技术将药品直接送至患者家中，免除患者排队取药的不便。

4 结论

随着中药配方颗粒的发展前景看好，中药配方颗粒包装设备也进入了快速发展时期，市场竞争也将从价格竞争向技术竞争转变，依靠仿制别人产品的企业一定会被市场淘汰，企业必须专注于对机械工业基础技术的研究，并掌握行业的核心技术，坚持自主创新的理念，打造高品质的产品，不断提升企业的市场竞争力，积极的开拓国际市场，才能实现包装机械行业的健康发展。

参考文献

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[8]侯评梅.自动化技术将大力拓展我国食品包装机械的未来空间[J].自动化博览，2009，29（11）：32-33.

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一、我国包装机械行业的现状

中国包装机械起步较晚，起于上个世纪70年代，北京市商业机械研究所在研究了日本的包装机械后，制造了中国第一台包装机。包装机械经过20多年的发展，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。

我国食品包装机械大部分以单机控制为主，应用PLC和工控机、DCS及现场总线技术不到设备总数的10%。食品和包装生产线的传动以机械传动为主，控制技术和驱动技术的综合应用水平低，系统不能达到最优化设计。由于生产企业技术水平不高，传感和检测技术、定位控制、在线监测等得不到充分应用，与国外先进控制技术有较大的差距。食品和包装机械高中低档产品自动化水平差距大。中高档食品和包装机械中自动化产品平均约占销售额的8%～12%，普遍应用PLC、变频器、合资低压电器产品，部分应用人机界面。低档食品和包装机械中，自动化产品平均约占销售额的3%～5%，大部分还是应用继电器控制，没采用变频器，应用国产低压电器产品，基本不应用人机界面。

总之，最近的十年时间中国包装机械的技术水平上有较大的提高，但是和发达国家相比，还存在一定的差距。所以要想加快包装机械发展速度，赶超世界先进水平，我国必须采取强有力的措施，可以从以下几个方面来做：

（1）要坚持自主创新，走产学研相结合的道

路。由于我国研发经费非常少，所以可以在大学知识研发应用的基础上，加强科研机构技术开发、成果转化与工程成套，并与企业规模化生产制造相结合的产学研一体化的技术创新。

（2）重大关键技术进行引进、消化吸收、再创新。我国目前的技术绝大部分是仿制国外的，真正自主研发的只有5%～10%，还太少。我们要在空白领域和重大关键技术方面通过引进，消化与吸收，然后再创新，开发具有自主知识产权的技术。

（3）提高企业内部的信息化管理，顾及到上下游的需求和安全。制造本身是一个系统工程，要建立以市场信息为先导、原料信息、加工信息、销售与物流信息等一体的完整的产业信息体系，实现各产业链之间信息的有效反馈和衔接。

二、传动系统

传动产品在包装机械上的使用主要是为了调整主工艺速度和控制电机在生产过程速度的期性变化。在现代包装机械自动化中，变频器充当了极为重要的角色，它是计算机技术、现代控制技术和网络技术的有机结合，具有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、功率因数高、操作方便、节能效果显著等一系列的优点。由于变频器具有上述优点，因而在大型包装机和包装生产线上得到了广泛地应用。应用在包装机械行业的变频器品牌主要有台达和施耐德、富士、安川、SEW、西门子等。

三、人机界面

包装机械的HMI以文本显示器为主，通常与PLC或者单片机配合使用，用以设定生产工艺参数，监控设备运行状态，记录设备生产历史。少数高端机械使用了触摸屏。人机界面厂家主要有DIGITAL、HITECH、三菱、OMRON、西门子和EASYVIEW。

四、运动控制

运动控制产品在包装机上的应用主要是实现精确的位置控制和严格的速度同步，主要通过伺服电机来实现，伺服电机具有自动调整、响应速度快、低振动等优点，故广泛应用于装卸，输送，打标，码垛，卸垛等工序。如台达ASDA-A2高性能伺服控制器的送标、切标系统，使套标速度达到600～800瓶/min，可以满足果汁饮料、啤酒等快速消费品生产需求。伺服控制器应用主要有松下、台达、富士、三菱等进口及合资企业产品。

五、控制系统

PLC控制系统具有可靠性高、程序设计方便灵活、抗干扰能力强、运行稳定等诸多优点，包装机械的大部分控制系统选择使用了PLC控制系统。调查显示PLC系统在5年以内将是包装机械的主流控制系统。PLC、变频器和人机界面的应用主要集中在啤酒和饮料包装设备、方便食品生产线、全自动包装机、瓦楞纸板（箱）生产设备、乳品包装设备上，应用在食品包装机械市场的PLC主要有三菱、OMRON、西门子、施耐德和台达等品牌。

综上所述，包装行业虽属于配套行业，但涉及国民经济的许多领域，特别是食品与饮料行业，更是依赖于包装行业的技术进步和配套服务，因此，我们努力积极推动包装业走上快速健康发展的自动化道路。我国包装机械发展对自动化的要求自动化改变着包装机械行业的制造方法及其产品的传输方式，实现自动控制的包装系统能够极大地提高生产效率和产品质量，有效减轻职工的劳动强度并降低能源和资源的消耗。

食品原料在加工时不仅收获主要产品，还收获附加产品，如玉米加工，产品除了玉米淀粉外，还有玉米油、色拉油、人造黄油、葡萄糖、玉米蛋白及饲料等。另外还进行污水处理。生产全过程均为自动化，没有废弃物、没有污染，其他产品的价值已大大超过玉米淀粉的价值。为了适应食品包装机械对自动化趋势发展的要求和日益提高的加工工艺，设计时将包装机械的研发与计算机结合，实现机电一体化控制。从系统观点出发，运用过程控制原理，将机械、电子与信息、检测等有关技术进行有机组合，实现整体最佳化。具体来说，主要涉及到以下几种自动化技术：

（1）现场总线技术现场总线技术的应用首先“解放”了大部分的硬件，其次简化了安装环节；可以将现场总线技术与ERP系统集成，这样管理层就可以通过ERP系统十分便利地调取、分析运行数据，了解生产的实时情况，监测车间的运行情况。现场总线技术在国内的大型食品加工企业应用较为普遍，这为整个生产线的无人化操作以及传动、检测等工序的无缝衔接提供了可能。

（2）传感器技术在包装机械与食品加工行业中，传感器的应用场合繁多，对食品饮料存储罐的监控，对食品饮料的灌装封装、混合及加工、冷却及加温、清洁、包装等工序都要用到传感器。

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随着经济全球化的发展，我国工业发展越来越迅速。包装机械作为产业机械中重要的组成部分，对工业发展有巨大的推动作用。包装机械在日用家居，厨卫建材，医药食品，美妆护理等方面都有重要的作用，对这些行业的发展起到保证作用。但值得注意的是，包装机械虽然给厂家生产带来极大的便利，节省时间，降低了生产成本，可一旦包装机械设备出现故障，就会停产，会造成巨大的经济损失。因此。如何保证包装机械设备的稳定性和可靠性是厂家面临的巨大考验。就我国目前情况而言，中国的包装行业在不断进步发展，而随着科学技术的提高，包装机械的自动化，智能化也在不断加深。

一.我国包装行业的现状

我国的包装机械行业起步较晚，国内的第一台包装机是北京机械研究所在研究了日本的包装机械后，总结经验，自主研发出来的。经过这些年的发展，包装机械在我国取得长足进步，为我国的包装工业发展提供了强大技术支持和保障。

虽然包装机械对工业发展有很大影响，但也存在一些不足。在我国，包装企业大多为民营企业，技术力量相对薄弱，资金状况不足，且在生产过程中极容易出现重复生产的现象，这是对资源的浪费，而且损失了人力物力财力。据不完全统计，我国的包装机械品种少，厂家自主研发能力差，所用技术都是靠引进，不能满足我国社会的发展需求。

全球的包装机械需求每年都在增长，尤其是发展中国家的包装机械设备增长量急剧扩大，我国的包装机械厂家立足现实，在设计，制造等方面都取得了一定进步，未来数年对各种包装机械的需求将会快速增长。但值得一提的是，我国的包装机械技术虽取得了较大的进步，但与西方发达国家相比仍有较大的差距，要赶上发达国家甚至超越发达国家的技术水平就要做到以下几个方面：

（一）坚持走自主创新道路，坚持科学发展观

创新是社会发展的必由之路，要想使我国的包装机械制造水平领先世界，就要研发出属于自己的技术，虽然研究经费少，但可以通过与大学合作，加强科研机构技术研发，形成一体化的产学研一技术创新之路。

（二）重大技术引进，消化吸收后进行创新

我国目前的包装机械技术大多引进自国外，自主研发能力差。落后就要挨打，只有自己强大了，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。我国厂家要通过引进技术，然后通过技术分析，自主设计属于自己的技术，吸收再创新，研发属于我国的，拥有自主知识产权的技术。

（三）提高企业内部的信息化管理，使企业连成一个整体

在互联网的大背景下，企业内部实行信息化管理尤其重要，要建立完整的产业信息，使企业能及时了解供需信息，原料信息，加工信息，实现各产业链之间信息的有效反馈和衔接，使企业更具竞争力，更好迈向新明天。

（四）要不断创新

创新才能进步，每个产品都有衰退期，所以要创新才能使产品不断延续下去。技术在进步，机械也在进步，"不进则退"。这是市场的规律。

（五）加强自动化产品在包装机械行业中的应用。

二.自动化在包装机械行业中的应用

现代化的生产方式不断向着商品化，社会化，国家化方向发展，在包装机械作业方面也有了更高的要求。包装机械发展具有更新速度快的特点，使用自动化的包装机械化产品主要有以下几类：

（一）传动系统

在包装机械上使用传动产品主要是为了调整工艺速度，控制周期性变化。变频器作为计算机技术，现代控制技术和网络技术的有机结合体，在包装机械中起到重要作用。变频器具有调速范围宽，精确度高，动态响应快，操作方便，节能效果明显等特点。所以，在大型机械设备和重要生产线上都能见到变频器的身影。西门子，富士康等企业均使用到了变频器。

（二）人机界面

典型的人机界面厂家主要有西门子，OMRON，三菱。人机界面主要是包装机械的HMI以文本显示器为主，通常要与单片机配套使用，它主要用于记录各方面的数据信息，极少数的高端机械使用了触摸屏。

（三）运动控制

运动控制主要体现在包装时的精确定位，和严格的速度同步。具有速度快，振动低的优点，因此被广泛应用于装卸，码垛等方面。应用这种运动控制系统的有松下，三菱等企业。

（四）控制系统

所谓控制系统，又可叫做PLC控制系统顾名思义，就是对产品生产进行控制，优秀的控制系统具有灵活方便，抗干扰能力强，运行稳定的特点。在包装机械生产快速发展的今天，控制系统有极大的意义，为机械设备的稳定可靠发展提供了基础保证。运用这种技术的厂家主要包括，施耐德，台达等。

通过上述四方面的叙述我们发现，包装行业涉及我国国民经济的多个行业，尤其是食品，饮料，化妆品等行业，对包装机械有很大的依赖。所以我国各个厂家应加快推动自动化在包装机械中的应用，加快自主研发的速度，使包装机械的生产能满足人民日益强大的生产生活需求，加快我国工业的发展，缩短与发达国家的差距，为我国的振兴贡献力量。

三.我国包装机械发展对自动化的要求

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前言

在市场经济条件下，商品进入流通领域的一个必要前提就是进行规范地包装，经济越发达，各类商品越多，就越需要对商品实现更为快速、高效的包装。当前商品越来越依靠包装机械进行处理，在生产效率提高、差异化趋势增强的背景下，包装机械成为一项重要的设备，不但成为了一项重要的产业，同时也对整个商品生产和流通产生巨大影响。我国包装机械存在着起步低、设计手段落后等实际问题，导致包装机械设计有质量、周期和费用的主要缺陷，严重影响了包装机械的制造，并对包装机械市场的开发带来阻碍作用。新时期应该站在发展包装机械制造产业的高度上看待当前存在的种种问题，通过应用虚拟技术实现对包装机械的不断开发，从技术、思想上推进和实现包装机械新时期的创新式发展。

1.包装机械产业发展的描述

我国包装机械产业经过从无到有20多年的发展，至今已经成为一个重要的门类，在支撑商品生产的同时，也形成了对整个经济发展的全面支撑作用。作为包装机械产业的从业人员应该看到包装机械产业现存的问题，只有将问题做到全面地分析，才能促进包装机械产业的加速发展。当前包装机械产业存在的主要问题有：

1.1.基础技术和工艺落后

在包装机械行业中有一个基本的共识，就是我国包装机械生产要落后于发达国家将近20年的差距，集中的表现是高精度包装机械和自动化大型包装机械的开发尚属于空白，在传统包装机械的生产中存在外观粗糙、稳定性差、安全性不高、适应性低下，并且存在质量和寿命方面的通病，对包装机械的长久发展不利。

1.2.盲目仿制国外包装机械

当前，包装机械生产中存在生产规模小、科研能力低、创新能力差等实际问题，这导致大多数包装机械生产企业都在或多或少地模仿国外包装机械，生产出的包装机械存在着性能、可靠性和服务质量方面的问题，同时，过度依赖仿制会形成对国外包装机械制造技术的依赖，形不成具有自主知识产权的包装机械生产技术，严重制约了包装机械产业的持续发展。

1.3.生产和需要脱离

在市场经济建设步伐越来越快的背景下，包装机械的种类和数量都有了较大幅度地增长，而国产的包装机械却在设计理念、制造技术和产品质量上都存在与市场需要的较大差距，人为导致了包装机械市场中生产产品和需要上的矛盾，导致包装机械长期需要进口的问题发生。

1.4.设计思想和手段落后

在包装机械设计过程中很多企业仍然应用传统的设计技术和设计思路，导致包装机械没有适应性和创新性，影响了包装机械对市场的占有力，不但浪费了包装机械研发的资金和资源，而且造成对包装机械生产的制约，难于实现对包装机械行业的加速作用。

2.包装机械产品开发中对虚拟设计的应用

2.1.虚拟设计在包装机械产品设计过程中的应用

虚拟设计是在产品设计中采取人与计算机的交互方式，模拟新产品开发中产品的某些性能，便于设计人员对产品的修改。在进行虚拟产品设计时，设计人员或准客户可以感知产品，直接在虚拟环境中进行设计与修改，实时地对整个虚拟产品设计过程进行检查、评估，实地解决设计中的决策问题，使设计思想得到综合。

2.2.虚拟设计在包装机械装配过程中的应用

产品开发人员借助虚拟装配设计环境系统，可以在虚拟环境中使用各种装配工具对设计的机构进行装配检验，帮助设计人员及时发现设计中的装配缺陷，全面掌握在虚拟制造中的装配过程，尽可能早地发现在新产品开发过程中的设计、生产和装配工艺等问题，及时优化设计方案。

2.3.虚拟设计在包装机械人机工程中的应用

虚拟设计可以精确地定位包装机械人机工程学的参数，并且，在必要时可以修改虚拟部件的位置，重新设计整个产品的构造，为新产品开发在产品的人机工程学研究方面提供了新的方法，可以不断地利用该系统来验证假设，既减少开发费用，又缩短了制造模型的时间。

3.虚拟设计在包装机械产品开发的应用前景

在未来，包装机械新产品开发中，虚拟设计技术能为设计人员提供有创造性思维的空间，提高设计人员的设计创新思维能力与产品设计水平，使设计人员能够从理论认识到感性认识，对产品进行设计、分析和评价，使设计人员在精神世界的存在中获得心灵自由，让设计更趋合理化、人性化。虚拟设计可以在包装机械的设计阶段，借助于建模与仿真技术及时地、并行地模拟出产品的未来的制造过程，乃至产品全生命周期的各种活动对产品设计的影响，并预测、检验、评价产品性能和产品的可制造性。从而更加有效地、经济地、柔性地、即时地组织生产。有力地降低由于设计前期给后期制造带来的回溯更改生产。

4.结语：

综上所述，包装机械产业是整个商品生产的配套产业，同时也是市场经济体系中不可或缺的基础性行业，新时期需要各种新型技术和工艺对此加以发展。本文在最后要从人员能力上和设计思维的层面上做以重点强调，要高度重视包装机械设计人员的培训，要真正形成以虚拟技术为出发点的高层次包装机械设计人员，做到从周期、质量、水平上扩大包装机械设计的水平，创造出各种新式包装机械，在满足市场和商品需要的同时，促进包装机械产业的提升。

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近些年来食品和包装机械行业取得成绩是突出的，但是在整体发展阶段由于影响因素比较多，会出现很多问题，直接对食品行业的发展造成影响。以下将对当前包装和食品机械发展现状进行分析。

产品外形和质量差。我国食品和包装机械产品的质量差距主要体现在稳定性和可靠性差的方面，造型落后，外观也存在粗糙的现象，考虑到基础条件的影响，无故障运行的时间比较短。外形和质量差会增加维修周期，缺少有效的执行标准，必然会影响包装和食品的整体应用。

开发能力差。近些年来科研技术不断发展，但是应用到具体开发阶段存在很多不足，当前科研单位规定，按照规定技术投入至少应占销售收入的3%，但是几乎没有企业能达到这个数字。当前我国食品和机械发展仍然是存在仿制和测试阶段，开发手段比较落后，存在开发周期长的现象，和传统行业的发展存在本质性的差异。在企业管理方面，通常都是重加工生产，轻研究开发，进而强化管理。因此在后续管理阶段需要从实际情况入手，提升创新意识，满足包装和食品机械发展的整体要求。

技术水平低。包装和食品机械的发展对技术水平有一定的要求，如果技术更新慢、新技术、新工艺和新材料应用比较少，则必然会无法满足实践要求，增加管理难度。技术含量比较低的产品在整个应用阶段会增加应用难度，因此必须及时对技术设备进行分析，满足特殊设备的整体要求，实现技术的有效应用和评估。

包装和食品机械的发展对策的分析

考虑到包装和食品机械发展形式的具体要求和变化，在应用过程中要从实际情况入手，对各项技术指标进行分析和利用，按照发展要求实行，适应发展趋势。以下将对包装和食品机械的发展对策进行分析。

提升技术含量。针对机电一体化发展形式的要求，在后续应用阶段，要满足智能化操作系统的具体要求，使其向着信息化的方向发展，满足技术体系的具体要求。企业对外经营环境逐渐改善，因此食品和包装机械的出口也随之增加，如果设备技术水平低，稳定性差，则无法促进其有序发展。因此要引进部分技术密集的高档产品和大型成套设备，实现技术的有效利用。当前应用广泛的包括：机、电、气、光、磁于一体的机械电子设备，在设计时，应着力于提高包装机

械的自动化程度，将包装机械的研发与计算机结合，实现机电一体化控制。

开拓产品出口。我国食品和包装机械技术适中，在后续发展阶段，需要对不同国家和地区的出口发展形式引起重视，部分设备可以向发达国家出口。在保证我国产品价格优势的同时，也需要适当提升产品的质量，增加产品品种，实现食品包装机械行业出口市场的开拓。

落实产品创新。产品创新是当前发展的关键所在，在现有基础上需要依靠科技进步，不断推进结构的优化和升级。产品创新流程如下：

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.016

为了对消费者进行吸引，提高产品的卫生水平，生产厂家都会对产品进行包装处理，包装机械也在这种背景下开始崛起。机械化的包装模式，不仅能够提高产品的生产效率，同时还能有效减轻劳动力强度，为企业的大规模生产提供了有利支持。而且随着自动化技术在包装机械中的应用，更是有效带动了包装机械的发展。

1 自动化在包装机械中的应用

（1）传动系统方面。在包装机械流水线中，传动系统起着“运输工”的功能，会将没有进行包装产品运输到制定位置，以便机械对其进行操作，是整体流水线运作的基础所在[1]。以往的传动系统都是依靠对电机的控制，来对整体流水线的运输速度进行控制。而在自动化技术应用到其中后，通过对变频器以及PLC的使用，使整体系统自动化运行成为了现实。现代使用的变频器包含技术极广，不仅运用了信息技术，同时机电一体化技术与控制技术也涵盖在其中，可以按照设备收集到信号，对传动系统的运输精度与运输速度进行调节。相比于传统的传动方式，运用自动化传动系统的运行效率与响应速度性能更加优化。

（2）显示器方面。显示器是自动化技术在包装机械中的主要体现之一，自动化显示器可以将模拟信号自动转化，并显示到制定电脑终端之中。在这种技术下，包装机械的运作情况能够及时进行显示，为相关人员的决策提供可靠的数据支持，同时也方便相关人员对包装机械的运行情况进行调整。此外如果包装机械在生产过程中出现任何问题，就会第一时间呈现在显示器上，相关人员能够以此为依据，及时对设备开展相应的处理，确保包装机械能够始终处于最佳的运行状态。

（3）控制系统方面。“PLC”是“可编程逻辑控制器”设备的英文简称，属于可编程的存储器，可以运用模拟式或者数字式输入、输出，来实现对机械运行过程的控制，属于自动化技术中的一种[2]。而将其应用到包装机械之中时，相关人员可以按照企业的实际包装要求，对PLC的程序语言进行编写，从而对整体包装系统进行灵活地控制。在自动化生产流程中，PLC以及变频器是整体系统运行的关键，但一般在进行方便食品以及饮料产品包装时，多会使用PLC系统进行控制。根据现代的发展趋势来看，在短时间内PLC还会保持着对控制系统的主要地位。目前市场中的PLC系统，多是由施耐德、三菱以及西门子等企业说生产的，而且在市场中的销售份额还有着持续上升的趋势，这也间接证明了自动化控制系统被大众的认可程度正在持续升高之中。

（4）检测系统方面。检测系统主要是针对包装不合格产品所研制的，以往都会使用人工挑拣的方式，对包装不合格产品进行挑选，这种方式虽然能够挑选出劣质包装产品，但却存在着工作效率较低、容易因为人为原因出现遗漏的情况。而自动化技术的运用，可以通过自动检测系统，对符合标准的产品运送到制定位置，并将没有达标的产品，准确挑选出来，以便再次对其进行包装，直到合格为止。自动化检测系统可以有效改善以往人工挑选存在的问题，降低工作失误率出现的可能性，为包装机械的发展提供保障。

2 对自动化包装机械的展望

（1）更加高效化。自动化包装机械的生产效率，是由机械设备技术与自动化技术水平而决定的。而随着科技的不断发展，这两项技术势必会得到更好地发展，技术水平也会得到切实的强化，所以自动化包装机械生产效率的提高，属于必然趋势。在今后，不仅整体包装机械生产系统工序安排会更加合理化，而且各个环节的工作效率也会得到显著的提升，生产成本也会随着自动化技术的推广而大大降低，包装机械的市场前景势必十分广阔。

（2）更加优质化。包装机械设备的优质化，主要体现在两个方面：一方面，自动化包装机械设备的运作，会更加柔韧、灵活，能够确保产品包装细节能够达到相关的要求标准；另一方面，能够对包装整体过程进行简化，减少不必要的包装环节，在保证产品包装质量的同时，还会对整体的包装成本进行控制，为企业获得更大的济效益[3]。

（3）更加平稳化。所谓更加平稳化主要是指设备故障判断及排除的能力。即便是再先进的设备，也会因为长期运作或者其他方面的原因，出现设备故障的情况，如果没有准确对其进行诊断，并及时对故障进行排除，就会对整体流水线的生产产生直接的影响。而随着在实践过程中的不断改进，自动化包装机械的自我修复技术会得到更好地优化。我们有理由相信，该系统的自动排除能力以及诊断能力会得到显著的提升，可以为整体生产线的平稳运行提供可靠的保障。

（4）更加环保化。在整体环保的大环境下，自动化包装机械设备也应向着绿色、环保的方向发展。机械技术人员应加大对这方面的研究，不仅要对包装机械的运行噪音进行修复，同时还应对机械设备产生的废弃物以及粉尘等物质进行改善，从而使包装机械朝向绿色化进行发展，为包装机械行业的可持续性发展提供保障。

3 结束语

通过本文对自动化包装机械相关内容的介绍，是我们对自动化技术在包装机械中的应用与发展有了更加全面的了解。为了确保包装机械技术的稳定发展，相关技术人员必须要对包装机械传动系统、显示器、控制系统与检测系统中自动化技术的应用方式进行掌握，并要在实践过程中，不断对该项技术的运用方式进行强化。目前自动化包装机械技术的运用已经得到了可喜的成果，且还有更多技术有待我们不断对其进行挖掘，相信自动化包装机械行业将会获得更大的发展空间。

参考文献：

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1.引言

自动包装机一般分为半自动包装机和全自动包机两种。由人工供给包装材料(容器)和内装物，但能自动完成其他包装工序的机器称为半自动包装机；自动完成主要包装工序和其他辅助包装工序的机器，称为全自动包装机。随着自动化程度的提高，包装机的操作、维护和日常保养更加方便简单，降低了对操作人员的专业技能要求，但产品包装质量的好坏与温度系统、主机转速精度、追踪系统的稳定性能等息息相关，同时对自动包装机所用传动系统的动态性能较快的动态跟随性能和高稳速精度。气动控制的动力介质来自于自然界取之不尽的空气，环境污染小，工程实现容易，所以气动控制是一种易于推广普及的工业自动化应用技术[1]。在此背景下，开展气动控制技术在自动包装机中的应用研究，对提高包装业的生产效率和产品质量具有重要意义。

2.自动包装机的主要组成与控制要求

包装机械行业中自动化操作正在改变着包装过程的动作方式和包装容器及材料的加工方法。一整自动包装机由很多部件组成，其中，臂端操作工具、材料运送装置和识别而及验证系统是主要组成部分。各部分工作原理如下：

臂端操作工具，即端部操作器，是用来抓取产品、定向移动和感受性能参数的一个部件。它们的结构方案可以从单一型的真空套到系列型真空套或夹紧爪的排列式结构等，在包装应用中，端部操作器通常设计成能直接使用的真空套、夹紧爪或两者结合的型式。其中包括动力传送带、单轨吊车、自动导向车和机械手等。在包装过程中，材料的运送处理需要考虑的以下因素：产品形状、重量及材料性质；在运输、包裹及装载期间产品的运速、距离和方向；与其他装置进行联接时所需控制水平以及如果需要时允许重新形成构件的机动灵活性。一种典型的可视条码检测能力可以确认每个条码对应于每种产品，因此条码扫描仪和视频识别系统记录并验证产品标贴以确保识别的完整性。

从自动包装机的主要组成和各部分的工作原理可以看出，自动包装生产线是将自动包装机、辅助设备以及输送装置根据产品包装工艺，按一定的顺序组合起来，再配以相应的检测、控制、自动调整补偿装置等而组成。包装物品由一端不断送入，包装材料在相应的工位加入，物品按工艺流程顺序经过各工序，产品从另一端输出，使物品在无需人工直接参与操作的情况下自动完成输送、包装的全过程。根据工艺流程要求，控制系统必须具备一下功能：1）从包装物品输入到包装产品输出的所有工序动作的顺序控制；2）对称量重量的模拟量控制；3）为了监视设备的运行情况、方便的输入工作参数、简化操作面板，应具有友好的人机界面；4、具有完善的故障检测和报警功能。

3.气动控制系统

气动系统主要由气源处理器、电磁阀、单向节流阀、气缸及各种气动接头和管路组成，气缸速度由单向节流阀调整，出轮气缸设有磁性开关，其他大缸径气缸因没有安装磁性开关，所以，各机构起始位置均设有接近开关，可发出信号通过程序指令下一动作，自动完成整机动作的全过程，气动系统主要控制元件、执行元件功能与对应关系如表1所示。

表1 气动控制系统中主要控制元件和执行元件的功能及对应关系

在气动控制系统中，气动发生装置一般为空气压缩机，它将原动机供给的机械能转换为气体的压力能；气动执行元件则将压力能转化为机械能，完成规定动作；在这两部分之间，根据机械或设备工作循环运动的需求、按一定顺序将各种控制元件（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和逻辑元件）、传感元件和气动辅件连接起来[2]。图1为自动包装机的气动系统原理图，主要由7个二位五通电磁换向阀、7个单作用气缸、1个减压阀配合压力表、空气过滤器和空气压缩机组成。生产线为了实现高精度动态称量，盛料仓设计了三料口下料装置，称重机的盛料仓底部安装有大中小3个闸门，分别由3个电磁阀控制3个气缸完成大、中、小3个闸门的开闭。其他气缸分别控制称量料斗仓门的开闭以及打印机的打印、横封器封口的切断、电热板的撤离等。

图1 自动包装机的气动系统原理图

4.自动包装机中气动控制系统设计注意事项

自动包装机中气源处理要供给气动装置的压缩空气，除了保证其压力和流量外还必须除去其中的含油污水和灰尘等，以减少气动元件的磨损避免其零件的锈蚀，否则将引起系统工作效率降低，并常产生误动作而发生事故。必要时应装有压力继电器和主机电器部分互锁。其次对自动包装机的控制箱也有一定的要求，为满足一定操作要求，常将各种控制元件集中在控制箱内，对控制箱设计时的注意点有：保证线路正常工作，阻力损失小，布置合理；面板及结构安排要考虑操作方便等。此外，在对自动包装机的气动控制系统进行设计使还需考虑特殊情况处理，应考虑系统在停电、发生事故需要紧急停车以及重新开车而必须连锁保护元件。

5. 气动控制技术在自动包装机中的应用优势分析

如今越来越多的包装机械采用气动元件及气动系统，其原因在于气动技术在包装机技术中具有其他动力驱动技术不可比拟的优势。包装机械行业中气动控制正在改变着包装过程的动作方式，实现气动控制的包装系统能够极大地提高生产效率和产品质量，显著降低包装工序中系统误动作造成的误差，有效减轻职工的劳动强度并降低能源和资源的消耗，具有革命意义的气动控制技术改变着包装机械行业的制造方法及其产品的传输方式[3]。设计、安装的自动控制包装系统，无论从提高包装机械行业的产品质量和生产效率方面，还是从消除加工误差和减轻劳动强度方面，都表现出十分明显的作用，并具有如下优势：。

1、气动执行元件主要用于完成选择、汇集、装入、夹紧和卸放等动作，设计制造复杂包装系统，采用气动技术，可使整个机构大大简化。2、工作介质是空气，气动装置是一种清洁动力源，对污染等限制严格的场合，优先选用气动系统。3、在包装工艺中常需要多个动作协调，气动元件容易调节。4、由于气动系统具有防火、防爆、耐潮的特点，因此在一些易燃易爆产品的包装过程中大量使用气动技术。5、可短时间释放能量以获得间歇运动的高速响应；对冲击负载和过负载有较强的适应能力。6、气动技术低成本，易于被采用。

6结束语

气动控制技术为自动包装机械生产装备的控制方式提供了一种新颖、先进的思路，在包装业生产设备中进行典型应用，极大的提高了设备的本质安全性和自动化程度，自动包装机的产效率和产品的质量也因此得到大大的提高，有很好的推广价值。

参考文献

[1] 陆鑫胜,周洪.气动自动化系统的优化设计[M].上海:上海科学技术文献出版社,2000.

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多年来，我国印刷包装机械行业产品都由企业自产自售。自产自售的致命缺点是，庞大的销售队伍使企业的成本加重。一般大型企业在国内的销售网络投入的人员均超过百人，至少每个省有一个常驻的销售点，加上销售场地的租金，是一笔不可忽视的费用。如果采用企业集团联盟，这样的问题就非常简单，销售费用可得到大幅度降低。

印刷包装机械按照工序可分为印前、印刷和印后设备。全国印刷包装机械有大大小小的印刷设备生产企业有百余家，但是有规模的企业总数约68家；年销售收入超过500万元的企业仅有38家。2011年，产品销售收入同比增长的占72%，同比减少的占28%；销售收入同比增长的占51.5%，同比减少的占29.4%，亏损占19.1%；盈利过亿的企业仅有1家，盈利过千万的有14家。德国尽管也有数十家大大小小的印刷包装机械制造企业，而具有声誉的名牌企业有3家，2011年的第一季度出口到中国的印刷包装机械总价值高达1.171亿欧元，其海外市场占整个企业销售的80%，且主要出口国为美国。德国的实例告诉我们，制造名牌产品是占有市场的关键。这些基本数据说明，印刷包装机械的自产自销时代已经不复存在，走企业集团化是我国印刷包装机械行业的必由之路。

组建集团化联盟

由有实力、有影响、产品质量过硬的国内龙头企业牵头，组建印刷包装装备制造销售联盟集团，在集团内设置工程研究中心和销售总公司，实现大生产条件下的分工协作，生产企业进一步细化到零部件生产和整机组装企业。工程研究中心吸纳国内外高科技印刷设备研究人员，负责新产品的设计和试制；销售总公司在全国建立销售营销实体网络和电子商务，实现产品销售和售后服务一体化，为印刷企业解决技术难题和技术改造。

建立产学研有机结合的研究机构

充分利用相关学会、协会的桥梁纽带作用和海归留学人员资源优势，加强与国际知名印刷设备制造公司的技术合作与交流，共同研发产品和委托技术服务，保证工程研究中心研发方向符合世界印刷设备发展趋势，通过合作取得双赢和多赢，提高社会经济效益。

建立符合企业未来发展目标和产业化发展要求的运行管理体制，使工程研究中心的核心竞争力得到显著提升，并在此基础上收入和现有利润每年保持20%的增长幅度。工程研究中心的设计产品图纸可以采用光盘输出、数字打样、网络远程服务等多种方式给我国大小印刷包装机械制造厂家提供高质量的柔性版印刷机、凹版印刷机、丝网印刷机及其印刷辅机产品，带动全国印刷技术的进步。生产企业采用招投标方式按照销售公司的订单进行生产。

工程研究中心要确保拥有一流的印刷新设备研发队伍；确保在新的国际竞争环境下能够保持竞争力，包括：逐步按国际标准组织公司运作（产品、服务、运营、人才），加强国际合作，利用国际资源发展业务，并不断对国际市场高科技印刷材料进行研究开发。工程研究中心聘用优秀人才，以薪酬留人、事业留人、感情留人，采用股份制，建立保证工程研究中心长久发展的人才吸引、项目激励和良好发展的机制和体制。

工程研究中心可作为印刷包装等院校的教学实验基地，一方面，院校的相关科研成果可带进该中心孵化中试，加速产业化工作；另一方面，院校的教授及相关专业研究生可来工程研究中心合作研发项目，实现优势互补和产学研的最佳结合。同时，该中心可为全国设立印刷包装专业的院校学生提供生产实习和实践课程，使产学研有机地结合起来，为中国的印刷包装机械和印刷事业培养合格人才作出贡献。

建立全国销售网集中销售和配送