包装机械技术产业现状及发展趋势

　　包装机械业是包装工业的配套工业，在轻工机械行业中占有重要的地位。多年来，包装机械为包装业提供了重要的技术保障，对包装业的发展起着重要的作用。越来越多的包装业人士认为：包装业的发展出路在于包装机械的发展。试想在10多年前，我国包装机械行业技术还非常落后，大量进口包装机械。与此同时，包装机械行业在吸收消化国外先进技术的基础上不断创新，如今已形成了完整的行业体系，包装机械的技术水平不断提高，不仅满足了国内需求，不少包装机械还实现了出口创汇。然而，相对于国外包装机械的发展，我国仍有不少的差距。今后一个时期，我国包装业正面临着大的发展机遇，包装机械也将会有较大的发展。

　　一、国际包装机械技术产业发展状况

　　（一）国际包装机械发展新趋势

　　目前，国外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。2002年德国包装机械产值已达34亿欧元，其产量77%为出口产品。近几年，这些国家包装机械设备发展呈现出新的趋势。

　　1．工艺流程自动化程度越来越高

　　目前自动技术在包装生产线中已占50%以上，大量使用了电脑设计和机电一体化控制，增加机械手以完成复杂的包装动作（模拟手工包装）。每个机械手均由单独的电脑控制，摄像机监控包装动作并将信息反馈到电脑以调整动作幅度，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。如德国的啤酒饮料灌装设备目前已达12万瓶/小时，香烟包装机达到12000支/分钟。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。

　　2．适应产品变化，设计具有好的柔性和灵活性

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。构造可以采用单元模块化，供货灵活是指一机可实现多种包装组合，实现多个进料口及不同形式包装。

　　3．成套供应能力强

　　如一条料灌装线，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．普遍采用仿真设计技术

　　包装机械的设计流程，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。

　　（二）世界包装机械市场需求分析

　　据统计，全球的包装机械需求预计将以每年5.3%的速度增长。拥有最大的包装设备生产商依次为：美国、日本、德国、意大利和中国。而国外包装机械市场需求情况各地域又有所不同。

　　法国包装机械市场自1998年以来便以4%-5%的比率稳定增长，目前是欧洲第三大包装机械市场。法国市场具有一个特征，即对灵活、通用和自动化的机械的需求量越来越大。法国的进口产品大部分来自欧盟，来自美国和日本的产品也占较大的比例。

　　欧洲包装机械市场，据美国Frost&Sullivan的市场调查报告中称，到2007年，欧洲包装机械的市场总值预计将增长到65亿美元，市场潜力巨大。那些传统上不使用包装系统的工业将成为包装机械市场的新客户，从而成为刺激销售增长的因素之一。

　　俄罗斯包装机械的市场容量为每年50-70亿美元，其中俄罗斯的制造商只占20%的容量，并且这些制造商主要生产自动化的设备，目前还没有能力去满足俄罗斯包装行业的整体需求。德国、意大利和瑞典是主要的设备进出口国。

　　德国包装机械在设计、制造、技术性等方面居于领先地位。中国是德国包装机械的重要出口国，尤其是食品加工及包装机械。德国主要的包装机械出口市场依次为美、英、法、中、俄。德国的包装机械凭借85%的配额稳居世界首位。德国包装机械出口贸易有两大特点：一是绝对数额大；二是相对比例高。德国的包装机械制造商致力于研究高科技、高素质生产及可靠的服务。优胜之处在于能够提供各类生产问题的解决方法和完善的生产线，并与专业公司保持合作的关系。

　　美国是世界上包装机械发展历史较大的国家，早已形成了独立完整的包装机械体系，其品种和产量均居世界之首。从上世纪90年代以来，美国包装机械业一直保持良好的发展势头。美国的包装机械制造厂大部分附属于大型包装材料厂，销售也完全依赖母公司。中国已是继加拿大、墨西哥、日本、英国、德国之后，成为美国包装机械的第六大出口市场。

　　日本的包装机械制造厂以中小企业为主，目前有200多家，还有100多家包装材料、包装机械相关设备生产厂商，包装机械的品种近500种，规格有700多个。148家包装机械厂商加入了日本包装机械工业协会，其产品占日本包装机械生产数量的70%。而食品包装机械的销量占到包装行业的51%。包装机械以中小型单机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点。日本包装机械的主要市场是本国，出口额只占总产值的10%。亚洲是日本包装机械的主要出口市场。从上世纪90年代以来，日本对中国的出口额连年大幅增长，自1995年起，中国已成为日本包装机械的最大出口国。 

　　意大利是世界第四大包装机械生产国，第二大包装机械出口国。意大利包装机械具有性能优良、外观考究、价格便宜的特点，出口比例占80%左右，美国是其最大的出口市场。上世纪90年代以来，意大利对中国的包装机械出口额迅速增长；1995年在意大利的出口排名榜上，中国已跃升为第二位。近年意大利包装工业发展很快，产值和出口额连年增长，均居世界前列。

　　纵观国际市场，包装机械竞争激烈，市场垄断日趋明显。

　　（三）国外包装机械相关技术现状和发展趋势

　　随着科技进步，一个新产品从开发到进入市场周期越来越短，包装结构和形式也日趋多样化。有时一个产品为适应不同地区，不同消费群体，需要多种形式包装，从创意、色彩、规格、材质到制作方法，都要有不同的要求。近年来，不少国外包装机械应用了现代化先进包装机械的高新技术，机械的特征趋于“三高”——高速、高效、高质量。这些发达国家一方面为满足现代商品包装多样化的需求，发展多品种、小批量的通用包装技术设备，同时更紧跟科技发展步伐，发展和开发应用高新技术和现代化专用包装机械，像航天工业技术（热管类）、微电子技术、磁性技术、信息处理技术、激光技术、生物技术及新的加工工艺等都在被应用之列。
　　纵观世界包装机械制造业发展，以信息技术为代表的现代科学技术发展，对包装机械制造业提出了更高、更新的要求，它已伴随着高新技术和新兴产业发展而共同进步，并充分体现出包装机械制造技术向智能化、柔性化、网络化、精密化、绿色化和全球化方向发展的总趋势和时代特征。先进的制造技术，使国外机械制造商瞄准市场，积极推出了功能多样的包装机械，以适应包装厂商的需求。像意大利制造的延伸吹塑机、美国制造的三面封制袋机、日本制造的电脑包装喷印机、法国制造的无菌灌装机、丹麦制造的低耗称重包装机等包装机械新品相继迭出。随着包装新材料的出现，包装技术也有了新的变化。如枯拉伸缠绕膜出现，使得裹包、收缩、捆扎等工序合为一体，操作得以简化而快捷。包装的新思维是超脱现有包装技术与产品，将其它相关技术组合应用到包装上，形成新的包装技术。如包装固化技术将固化与干燥能源更新，从热转向光；包装切割成型技术实现了新型切割与成型器械；包装与加工结合技术，能紧密地把包装与加工相结合于一体；包装功能借用技术将包装功能超出包装，增值作用大；包装功能保护技术在包装材料中加入保鲜、杀菌、防潮、防静电、防异味等功能性成分进去。总之，走向多功能和单一高速两极化，是世界包装机械制造技术的时代潮流。

　　二、包装机械市场演绎国际化竞争

　　目前，我国除瓦楞纸箱包装机械和一些小型包装机有一定规模优势外，其它包装机械几乎不成体系和规模，特别是市场上需求量大的一些成套包装生产线，如液体灌装生产线、饮料包装容器成套设备、无菌包装生产线、香烟包装生产线等，这些几乎被几家世界级包装机械企业（集团）所垄断。专家预测，随着国外企业进入我国，国内一些无竞争力的包装机械企业将被外企收购、兼并或破产，一些包装产品将被几家大企业所垄断，并且垄断的范畴逐渐从香烟、饮料包装机械产品扩大到其它包装机械产品。

　　中国包装联合会常务副会长闪淳昌认为，我国现有的一些包装机械产品技术含量不高，而国外已将很多先进技术应用在包装机械上，如远距离遥控技术（包括监控）、步进电机技术、自动柔性补偿技术、激光切割技术、信息处理技术等，这使产品的性能得到大幅度提高。中国包装企业应积极引进这些新技术，改进国产机械。但仅仅这样做还是不够的，因为包装机械是应用高新技术较快的产品，一旦某项技术有突破，首先是在包装机械中得以应用。因而，主动加快新技术的应用，提高技术含量，才是根本出路。国际包装界十分重视提高包装机械和整个包装系统的通用能力。所以包装机械零部件生产专业化是发展的必然趋势。很多零部件不再由包装机械厂生产，而由一些通用标准件厂生产，某些特殊零部件由高度专业化的生产厂家生产，很可能这些零部件厂不生产成套包装机械设备，而真正有名的包装机械厂将可能是组装厂，这是因为包装机械很多控制部件或结构部件均与通用设备相同，可以借用。我国目前包机行业“小而全”、“大而全”的格局与专业化的发展趋势很不适应，应尽快调整这种不合理的企业整体结构。包装机械的最终目的，在于提高生产率和产品多样化。这就使得包装机械产品规格朝着两极化发展，即多功能与单一高速。一些大型企业，诸如可口可乐和百事可乐的产品，要源源不断地销往世界各地，对包装产品的要求效率非常高，强调的是速度和质量，而更换包装结构却是次要的。

　　随着我国加入WTO，这类产品和企业在我国将会越来越多，而多功能则是适应不断变化的市场需求而开发的。如糖果就有枕式、三角式（异形）和连体式等，这些产品的包装，要求能在一套包装设备上完成。即只需在该机的局部控制或操作上稍加变换，便可完成不同结构形式的包装。此外，各种新的包装材料和技术将不断应用于包装机械领域。同时，由于过去有“关税壁垒”的保护，我国许多包装机械生产企业主要面临国内的竞争对手，竞争的主要方法是靠打价格战或在销售手段上做文章。加入WTO后，各个包装机械强国将在我国的包装市场粉墨登场。失去关税保护的国内企业将直接面对国外的竞争对手，市场竞争将趋于白热化。在选准市场的切入点后，加紧技术投入与技术创新，才是国内包装机械企业首先应解决的关键问题。

　　三、我国包装机械制造业所存在的问题

　　我国包装机械起步较晚，经过20多年的发展，我国包装机械已成为机械工业中的十大行业之一，为我国包装工业快速发展提供了有力的保障。除基本满足国内市场需求外，部分产品还有出口。但是我国包装机械出口额还不足总产值的5%。所以，主要存在的问题是：一是缺乏宏观统筹规划；二是缺乏资金投入；三是缺乏专业技术人员。归纳起来与发达国家相比，其产品和技术差距主要表现以下几个方面：

　　从产品结构看，我国包装机械品种只有1300多种，配套数量少，缺少高精度和大型化产品，不能满足市场需求；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；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；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%，而国外则高达8%-10%。 

　　我国包装机械的技术水平，从整体看，比先进国家的技术水平落后20年，在产品的开发、性能、质量、可靠性、服务等方面的竞争中处于劣势。有关专家建议……

　　1.在产品结构上，应以市场为导向，改变目前以低技术含量为主、低水平竞争的状况，淘汰一批低效高耗、低档次、低附加值、劳动密集型的产品，努力开发生产高效低耗、产销对路的大型成套设备和高新技术产品。

　　2．在包装功能上，工农业产品要趋向精致化与多元化，包装机械产品要朝着产品多功能与单一高速的两极化方向发展。

　　3．在技术性能上，要将其他领域的先进技术应用在包装机械上，如机电一体化技术、热管技术、远距离遥控技术、自动柔性补偿技术等，使产品技术性能大幅度提高。

　　4．在生产制造上，专业化生产已成为趋势。国际包装机械厂商都十分重视包装机械与整个包装系统的通用能力，一些通用标准件不再由包装机械厂生产，某些特殊的零部件则由高度专用化的生产厂家生产，而真正的包装机械厂在某种意义上说是组装厂。

　　四、我国包装机械工业新的机遇正在显现

　　根据行业十一五规划预测，到2010年，国内行业总销售额可达1300亿元，市场需求可达2000亿元。考虑到国际上新工艺、新技术不断涌现，按照目前行业新产品产值率仅为9.84%的实际情况，到2010年，我国将进口超过700亿元的食品和包装机械。面对严峻的国际竞争及巨大的国内需求，我们必须开发新工艺、新技术，引进和使用新设备，向市场提供高质量的产品和优质服务。十一五期间，挑战和机遇同存。要切实把握好机遇，力争我国包装机械在国际市场竞争中占领一席之地。
　　受国际上包装潮流的影响，国内啤酒、饮料生产企业开始在产品组合包装过程中使用塑膜包装物，逐步取代传统的纸箱包装和塑料周转箱。市场对塑料薄膜包装设备的需求量大增，所以塑料包装前景非常乐观。目前，通过引进国外先进技术，国内已有十余家企业研制开发了塑料包装机械，且销售势头强劲。塑料薄膜包装机械设备市场前景广阔，今后会有更多的企业加入这个领域中，竞争将日趋激烈。

　　来自中国食品和包装机械工业协会的信息表明，果蔬类食品包装机械发展潜力巨大，特别是一些能使果蔬食品成为规模化生产的大型成套机械设备亟待开发，以填补市场空白。目前，我国食品工业由于缺乏先进的食品加工包装机械，不能及时进行果蔬产品的包装加工，每年造成约25%的水果、30%的蔬菜和20%的水产品腐烂变质，再加上包装不善，每年造成很大的经济损失。有关专家认为，开发先进适用的果蔬类榨汁、加工及包装机械大有可为。此类机械不仅可以保存鲜水果的原有风味，而且迎合消费者。

　　瓦楞纸板、纸箱产品可算是包装行业里的龙头老大，全国有近万家纸箱（盒）包装厂。十几年来国内流通领域对瓦楞纸板、制箱（盒）、印刷成套设备的需求量热度不减，供不应求。除大量生活日用品采用纸箱包装外，现在摩托车、自行车也大量采用纸箱包装，日常生活中不可或缺的水果也由柳筐改用纸箱进行包装。据业内预测，未来蔬菜也会用纸箱包装。随着目前经济的复苏和进一步发展，纸箱包装企业更新改造速度加快，迫切需要200mm以上的宽幅五层、七层、九层及高强度等各种瓦楞纸板、纸箱（盒）成套设备。

　　由于我国经济宏观面和微观面形势趋好，社会需求将会出现稳定增长局面，可望刺激塑料制品消费增长。而塑料包装制品的消费旺盛，必将推动塑料包装机械业的技术进步与迅速发展，所以塑料包装机械的前景一片辉煌。中国塑料包装业似乎又在开始一个新的设备引进高潮，不少企业从国外引进了先进的塑料薄膜生产线。在大量引进国外设备的同时，不少中小企业引进了国产薄膜生产线。但国产设备在很多方面还不能让用户满意，在设计上也还有相当大的改进余地。

　　十一五期间，农副产品加工设备将是行业发展的重点。因为，国务院确定农业、农村、农民（即“三农”）为今后较大时间的工作重点，而解决农民致富的一条重要途径，就是农副产品资源的综合利用、加工和就地增值，这就为食品和包装机械提供了新的市场和发展机遇。市场需求旺盛的食品和包装设备是：

　　（1）淀粉加工机械、包括麦、米、豆、谷类干法及湿法加工的玉米、薯类淀粉及其综合利用设备。十一五期间，市场需求量将超过500亿元。

　　（2）水果、蔬菜加工及综合利用设备。如果将加量提高10%，即年加工达到5500万吨，约需增加年加工能力为20万吨的生产线250条，市场对设备的需求量将达到150亿元。

　　（3）肉类加工设备。如果肉类加工比例达到20%，即净增加工量600万吨，需增加生产线约400条，市场增加需求达80亿元。

　　（4）啤酒行业已趋稳定，每年增长5%左右，5年净增量为750吨左右，其啤酒生产及灌装、包装设备需求将超过400亿元。

　　（5）十五期间饮料消费的增长较高，增幅20%-30%。十一五期间可能会前强后弱，但平均增幅仍会超过10%，即十一五期间会净增1000万吨以上，其水处理、灌装及设备约需100亿元。

　　（6）水产品加工设备。十一五期间,水产品将向深加工及综合利用方向发展，如按增加10%的深加工量为470万吨，约需增加设备投资200亿元。

　　（7）乳品机械目前大部分为进口，尤其是乳品包装机械95%以上为进口，共进口了近1000条生产线，包装材料市场也几乎是清一色靠国外供应。

　　（8）豆类加工机械，重在提高综合利用能力，提取各种微量元素及各种蛋白质，每年设备的净增需求将超过30亿元。

　　（9）其它包装机械,如瓶、制袋、捆扎、打包、纸容器、塑料容器、玻璃容器、金属容器和水泥、化肥、农药、人畜用药等包装机械。随着生产的发展，包装机械每年增长率应为15%-17%，平均年增量应超过50亿元。

　　2006年，新的杀菌技术、保鲜技术、活性包装技术、抗菌包装材料等已随着设备被引进中国。这些技术在中国还未开发研制，届时一部分企业会借鉴这些技术发展自己的新产品。十一五期间，预计这些高端产品的国产设备占有率大约只有1/3。由于科研投入不足，开发资金太少，这种新技术、新产品的差异将会维持至少10年。出口部分有可能较快上升。因为，目前国内一些较新的技术，对东南亚市场、俄罗斯市场、中东及非洲市场，都是未来几年的适用技术及设备，出口前景看好，近几年出口增幅都在20%以上。预计到2010年，食品和包装机械的出口额将达12亿美元，一大批高水平的食品包装机械将亮相国际市场。 

　　五、促进包装机械大发展思考

　　（一）促进升级换代

　　仅靠增加资金投入、扩大生产规模的粗放式经营，已不能满足形势发展的需要。我国的包装生产已进入调整产品结构、提高开发能力的新时期，技术升级、产业换代、经营管理是行业发展的重要课题。

　　专家建议，我们应以市场为导向，改变目前以低技术含量为主、低水平竞争的状况，淘汰一批低效高耗、低档次附加值、劳动密集型的产品，努力开发生产高效低耗、产销对路的大型成套设备和高新技术产品。在包装功能上，工农业产品趋向精致化与多元化，包装机械产品要朝着产品多功能与单一高速的两极化方向发展。在技术性能上，要将其他领域的先进技术应用在包装机械上，使产品技术性能大幅度提高。

　　（二）促进技术进步

　　目前我国不少科研院所和大学拥有相当一批研发科技人员，但大都缺少项目可做。他们已经具备相当的现代设计知识，但缺乏某方面包装机械的实践经验。现代企业的领导者应善于将国内外的这些技术力量集成起来，使之服务于自己的攻关任务之中。我国新型包装机械的开发项目被列入国家科技攻关项目的可能性微乎期微，行业协会应该将有关企业和院所组织起来，形成产学研一体攻关机制。充分发挥各自的优势，共同向主管部门进行申请，力争获得政府有关部门更多的政策和资金支持。

　　根据我国包装行业的发展状况，合理引进先进设备，加快消化吸收进程。对于市场需求大、技术难度大的包装机械设备，要集中行业优势力量，走产学研结合的道路，有组织、有针对性地进行消化吸收，科研攻关，开发出拥有知识产权的包装机械，打破国外的技术垄断，加速提升我国包装的技术水平与自给能力。

　　（三）实施人才战略

　　包装机械设计人员必须十分关注包装系统的发展，深入对包装工艺的研究，熟悉新型包装材料的最新研究成果，根据市场的需求和国内的实际情况，及时开发出适合我国国情的先进包装生产线。设计高速精密的包装机械，需要设计人员具备系统的现代设计理论和知识。然而，我国目前的大学机械设计专业所学的课程内容仅仅是一些初步的基础知识，其深度和广度，都难以满足上述设计要求。最典型的例子就是我国虽然已经能设计制造高速啤酒灌装线中的许多设备，但至今仍然不会设计和制造啤酒瓶高速贴标机。我国的设计人员没有掌握高速包装机械的动力学设计理论和方法，不会解决高速工况下机构的动态精度等问题。

　　作为包装机械设计人员，必须掌握现代机械学理论，学会CAD/CALM、CAE、反求工程、动力学设计、机电一体化、人机工程等现代技术。要采取“走出去”和“请进来”的办法，提高现有技术人员的水平。

　　（四）重视品牌战略

　　粗制滥造的产品，永远不可能成为名牌产品。以牺牲质量和可靠性为代价的廉价产品，也许暂时能迎合某些用户的需要，但从长远来讲，同样也不可能形成为知名品牌。国外高知名度的包装机械生产企业，都是靠产品在质量、价格和服务等方面的长期信誉支撑起来的。我国的包装机械生产企业要造就具有自身鲜明特色的品牌产品，必须走一条具有中国特色的发展道路，以满足国内市场高中低不同档次的多种需求，创造在不同档次上的符合用户要求的名牌产品。要在经受国内市场严格考验的基础上，逐步扩大国外市场的销售份额，最终使我国包装机械生产有能力参与国内外市场竞争。

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