德國真空包裝機械市場及設計趨勢

　　德國的真空包裝機技術在世界上是絕對領先的，其次是日本、美國、意大利等，這些國家都是真空包裝機械大國。早在十年前，德國的包裝機械產值就已經達到數(shù)十億歐元，歐洲的大部分真空包裝機都是德國生產的，其出口比重較高，占到了七成左右，占世界包裝機械出口市場的三成左右，排名第一。我國的食品加工及進口真空包裝機械也主要來自德國。

 

　　德國包機出口貿易有兩大特點:一是絕對數(shù)額大;二是相對比例高。1994年德國包機出口額為44.3億馬克，相當于全球包機出口總額的1/3。世界五大包機出口國除德國外，還有意大利29.3億馬克?美國12.8億馬克?瑞士7.2億馬克和日本6.1億馬克。德國的出口額比居第二位的意大利竟多15億馬克，每年德國包機出口額占產值的比例都在70%以上，1990年至1995年平均值達74%。也就是說，德國包機進口額相對較小，最高為1991年的10.2億馬克，1994年為7.8億馬克，只相當于出口額的18%。德國包機的主要出口市場是歐洲，約一半出口額是在歐洲實現(xiàn)的。不過歐洲占德國出口額的比例已由1991年的57.6%下降到1995年的49.8%，而亞洲的比例在同期內則由14.2%上升到24.3%?？梢?，亞洲市場在德國包裝機出口中的地位有了明顯提高，而歐洲市場的重要性則有所降低。1994年德國對中國的包機出口額為3.1億馬克，僅比對美國的出口額少，中國是德國包機的第二大出口國。中國現(xiàn)已成為全球第二大包裝機械進口國，1994年進口額為9.5億馬克，來自德國的包機居第一位，占總進口量的3成多，其次為意大利(占25%)?日本(占12%)和臺灣(占8%)。德國進口的包機多是小型的和結構簡單的機構，如軟木塞加工機?封口機?沖洗機等，進口來源絕大部分(82%)在西歐，來自北美的占10%，來自亞洲的僅占3.8%。德國的包裝材料和容器工業(yè)也是很發(fā)達的。1995年德國包裝材料與容器的消費總金額近400億馬克(合230億美元)，其中紙與紙板165億馬克?塑料120億馬克?金屬53億馬克?玻璃32億馬克?木材11億馬克，市場規(guī)模僅比美國和日本小，居全球第三位。德國在減少包裝廢棄物和包裝循環(huán)再利用方面，采取的措施(包括立法)是很得力的，取得的成績也是很突出的。自1991年德國頒布包裝廢棄物減少法令后，包裝材料消費量明顯下降。1994年德國包裝材料使用量為1180萬噸，比1991年的1280萬噸減少了100萬噸，零售消費的包裝材料1994年為696萬噸，比1993年減少30萬噸。各種包裝材料都取得了相當有效的回收和再利用，如玻璃瓶的循環(huán)再利用量為247.4萬噸，占總消費量347.7萬噸的71%。紙和紙板的再利用量為117.7萬噸，占總消費量的167.7萬噸的71%。鋼鐵包裝消費量為62.8萬噸，其中的39.2萬噸得到回收，35.4萬噸得到再利用。同年(1994年)德國包裝消費塑料為89萬噸，54.7萬噸被回收，46.1萬噸再利用。發(fā)達的包裝工業(yè)?巨大的包裝消費市場和嚴格的環(huán)境保護法規(guī)，不斷為德國包裝機械提供發(fā)展機會，也不斷提出新的要求，尤其是為了適應環(huán)保規(guī)定，包裝機械正面臨著一場考驗。

 

真空包裝機

　　德國的真空包裝機械設計主要是為大型企業(yè)服務，所以設備多是成套的自動化設備，不像日本以單機為主，隨著科學技術的發(fā)展及市場競爭的加劇，客戶的需求也越來越高，這種需求體現(xiàn)在以下幾個方面：一是提高生產效率，以滿足交貨期和降低工藝流通成本的需要，對一些產品，還要求包裝機械和生產機械相銜接；二是為適應產品更新變化的需要，包裝機械要具有高的柔性和靈活性；三是當設備出現(xiàn)故障時，要求能進行遠程診斷服務；四是環(huán)境污染，包括噪聲、粉塵和廢棄物少；五是購置設備投資盡可能少，價格要盡可能低。

 

　　為滿足客戶要求，德國包裝機械制造廠商和設計部門采取了諸多措施。

 

　　工藝流程自動化程度越來越高

 

　　幾年前，自動化技術還只占包裝機械設計的30%，現(xiàn)在已占50%以上，大量使用了微電腦設計和機電一體化控制。包裝機械自動化程度不斷提高，一是為了提高生產率，二是為了提高設備的柔性和靈活性，三是因為包裝機械需要完成的動作復雜，多采用機械手來完成。如巧克力糖就用機械手替代了原來的手工動作，使包裝保持了原來的風格。

 

　　包裝機械自動化設計有以下兩個特點：

 

　　第一，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。操作時，在由電腦控制的攝像機錄取信息和監(jiān)控下，機械手按電腦指令完成規(guī)定動作，確保包裝的質量。

 

　　第二，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，所以在包裝機械上常采用由電腦控制的攝像機和探測器來分辨。攝像機現(xiàn)已發(fā)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(jù)材料的變化改變轉速，控制在最優(yōu)化狀態(tài)下工作，并且實現(xiàn)自動清理、自動消毒和自動清潔。

 

　　提高生產效率，降低工藝流程成本，最大限度地滿足生產要求

 

　　德國包裝機械以飲料、啤酒灌裝機械和食品包裝機械見長，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每小時1200瓶，香煙包裝每分鐘12000支。

 

　　提高機器轉速是-個復雜問題，速度越高，單件生產成本越低，但廠房使用面積隨之增高，故障率也隨之提高，反會使效率降低，因此應尋找兩曲線的結合點。

 

　　另外，電動機速度也是有限度的。一般而言，轉速提高15%-20%，就將帶來一系列復雜問題。

 

　　提高生產效率除提高轉速外，還可從另外的渠道設法解決。

 

　　如采用連續(xù)工作或多頭工作方式。包裝機械工作方式有間歇式和連續(xù)式，能連續(xù)工作，也就提高了生產效率；一臺設備內也可有多條生產線，生產同一產品或幾種不同產品，但必須提高可靠性。

 

　　也可以降低廢品率，提供故障分析系統(tǒng)。廢品造成的生產損失是驚人的，包括產品損失和材料損失，因此要盡量減少廢品損失；包裝機械出售時還應提供故障分析系統(tǒng)，進行模態(tài)分析尋找故障，或通過因特網進行遠程診斷。今后要生產效率得以提高。

 

　　還可以使產品機械和包裝機械氣體化。許多產品要求生產之后接著就進行包裝，以提高生產效率。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(tǒng)控制完成的。兩者一體化，關鍵是要解決好在生產能力上相互匹配的問題。

 

　　適應產品變化，設計要具有好的柔性和靈活性

 

　　由于市場的激烈競爭，產品更新?lián)Q代的周期已越來越短。如化妝品生產三年一變，甚至一個季一變，生產量又都很大，因此要求包裝機械具有好的柔性和靈活性，使包裝機械的壽命遠大于產品的壽命周期，這樣才能符合經濟性要求。

 

　　包裝機械設備的柔性和靈活性常表現(xiàn)在以下三個方面：

 

　　一是量的靈活性。既能包裝單個產品，也能包裝不同批量產品。

 

　　二是構造的靈活性，整臺設備采用單元組成，換用-個或幾個單元，即可適應產品的變化。

 

　　三是供貨的靈活性?？刹捎脝卧M合，將各單元組合在-起供貨。如糖果包裝機在一個共同基礎上，組合不同的單元，包括三個進料口、四種不同的折疊包裝形式，這樣一臺機器就可同時包裝9-10種不同的糖果，由多個機械手操作，在一臺攝像機的監(jiān)控下，指揮其動作，要包裝哪種糖果就可取哪種進行包裝。產品改變了，只要改變攝像機內的程序即可，從而使設備具有好的柔性和靈活性。

 

　　提供成套設備

 

　　德國的包裝機械設計尤其重視根據(jù)用戶需求，為生產企業(yè)提供全面考慮結構性及經濟性的完整系統(tǒng)方案，并用計算機仿真技術演示操作給用戶看，征求意見后進行修改。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完整性，無論是高技術附加值還是較簡單的設備，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，為滿足每小時1200瓶的生產能力還需兩條線工作，因此整個飲料灌裝線的生產需占半個足球場的面積，他們要求所有這些設備均能由一個廠家提供。而當前我國包裝機械生產一大弱勢就是生產單機多、成套流水線少，主機多、輔機少，配套性差。德國的這種作法很值得我們借鑒。

 

　　普遍使用計算機仿真設計技術

 

　　隨著新產品開發(fā)速度不斷加快，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(shù)據(jù)庫存人計算機，把圖紙數(shù)字化后輸入計算機，計算機可自動合成為三維模型。再把實際生產時的數(shù)據(jù)和指標輸進去，把各種可能發(fā)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能力是多少、廢品有多少、生產線各環(huán)節(jié)是否能匹配生產、瓶頸在何處等等，顯示屏上顯示的曲線一目了然，并可根據(jù)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(fā)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。所謂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%，其他的就是運轉成本。