技術革新五大方面提高食品包裝機械的競爭力
發(fā)布時間：2014/11/04 點擊量：
我國食品包裝機械技術水平落后，產品結構不盡合理，品種及配套數(shù)量少，機械加工水平低，裝備落后，基礎件和配套件壽命短，新產品開發(fā)能力嚴重不足。我國較為落后的食品和包裝機械工業(yè)對食品工業(yè)的發(fā)展沒有起到很好的支撐作用。
隨著科學技術的發(fā)展及市場競爭的加劇，客戶對機械性能的要求也越來越高，而以下改進的方面也值得我國包裝機械企業(yè)學習：
一、提高工藝流程自動化程度
幾年前，自動化技術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。提高包裝機械自動化程度的目的，一是為了提高生產率；二是為了提高設備的柔性和靈活性；三是為了提高包裝機械完成復雜動作的能力，即采用機械手完成包裝工序。如巧克力糖的包裝就已經實現(xiàn)了用機械手替代原來的手工。
包裝機械自動化設計有以下兩個主要特點：
1、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。完成包裝動作時，在由電腦控制的攝像機錄取信息和監(jiān)控下，機械手按電腦程序的指令完成規(guī)定的動作，確保包裝的質量。
2、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，所以在設計包裝機械時常采用由電腦控制的攝像機和探測器來分辨包裝材料厚度及材料的變化。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)材料的變化經分辨別后能改變轉速，從而控制在最優(yōu)化狀態(tài)下工作，以最短時間完成包裝工序，并且實現(xiàn)自動清理，自動消毒和自動清潔。
二、提高生產率，降低工藝流程成本，最大限度滿足生產要求
國外包裝機械，尤其是德國機械，在飲料、啤酒灌裝機械和食品包裝機械方面，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1200瓶/小時，香煙包裝12000支/分。提高機器轉速是一個復雜問題，速度越快，單件生產成本越低，但廠房使用面積隨之增高。
另外，電動機速度也是有限度的，所以不能想多快就多快。一般而言，轉速提高15-20%，就將帶來一系列復雜問題。提高生產率除提高轉速外，還可從另外的渠道設法解決：
1、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，設計時，應爭取設計成連續(xù)式工作，也就提高了生產率；一臺設備內也可有多條生產線生產，生產同一產品或幾種不同產品，但必須提高可靠性。
2、降低廢品率，提供故障分析系統(tǒng)
廢品給生產造成的損失是巨大的，不僅產品損失，也有材料損失。因此要盡量大力量降低廢品率；包裝機械出售時還應為維修服務提供故障分析系統(tǒng)，即進行模態(tài)分析尋找故障，或通過Inter網進行遠程診斷，最大限度滿足客戶需要。今后要使包裝機械進一步智能化，即設備自己尋找故障，自己去解決故障，以降低廢品率及故障率，使正常的生產率得以提高。
3、使產品生產機械和包裝機械一體化
許多產品生產完結時接著就進行包裝，這樣也有利提高產品的生產率，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率上相互匹配，其中包裝機械往往成為生產的瓶頸，因此要提供不同種生產率的設備。
三、適應產品變化，設計出具有良好柔性和靈活性的設備
為使包裝機械具有良好的柔性和靈活性，提高自動化程度，須大量采用微電腦技術、模塊技術和單元組合形式。為適應包裝產品品種和包裝類型的變化，包裝機械設備的柔性和靈活性常表現(xiàn)在以下三個方面：
1、量的靈活性
既能包裝單個產品，也能適應不同批量產品的包裝。
2、構造的靈活性
整臺設備采用單元組成，換用一個或幾個單元，即可適應產品的變化。
3、供貨的靈活性
采用單元組合，將各單元組合在一起供貨，如糖果包裝機，在一個共同基礎上，組合不同的單元，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8-10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，按指令以不同的方式對不同種類的糖果進行包裝。若產品改變了，只要改變攝像機內的程序即可，從而使設備具有良好的柔性和靈活性。
四、提供成套設備
以德國為例，德國的包裝機械設計，以用戶需求為前提，為生產企業(yè)提供結構性及經濟性完整的系統(tǒng)方案，并用計算機仿真技術演示操作給用戶看，征求用戶意見后進行修改。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設備的完整性，無論是高技術高附加值設備，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。
五、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，國外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)庫方式存入計算機，把圖紙數(shù)字化后輸入計算機，計算機即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率是多少，廢品有多少，生產線各五一節(jié)是否能匹配生產，瓶頸在何處，使客戶根據(jù)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。但是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%，其它的就是運轉成本。
隨著科學技術的發(fā)展及市場競爭的加劇，客戶對機械性能的要求也越來越高，而以下改進的方面也值得我國包裝機械企業(yè)學習：
一、提高工藝流程自動化程度
幾年前，自動化技術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。提高包裝機械自動化程度的目的，一是為了提高生產率；二是為了提高設備的柔性和靈活性；三是為了提高包裝機械完成復雜動作的能力，即采用機械手完成包裝工序。如巧克力糖的包裝就已經實現(xiàn)了用機械手替代原來的手工。
包裝機械自動化設計有以下兩個主要特點：
1、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。完成包裝動作時，在由電腦控制的攝像機錄取信息和監(jiān)控下，機械手按電腦程序的指令完成規(guī)定的動作，確保包裝的質量。
2、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，所以在設計包裝機械時常采用由電腦控制的攝像機和探測器來分辨包裝材料厚度及材料的變化。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)材料的變化經分辨別后能改變轉速，從而控制在最優(yōu)化狀態(tài)下工作，以最短時間完成包裝工序，并且實現(xiàn)自動清理，自動消毒和自動清潔。
二、提高生產率，降低工藝流程成本，最大限度滿足生產要求
國外包裝機械，尤其是德國機械，在飲料、啤酒灌裝機械和食品包裝機械方面，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1200瓶/小時，香煙包裝12000支/分。提高機器轉速是一個復雜問題，速度越快，單件生產成本越低，但廠房使用面積隨之增高。
另外，電動機速度也是有限度的，所以不能想多快就多快。一般而言，轉速提高15-20%，就將帶來一系列復雜問題。提高生產率除提高轉速外，還可從另外的渠道設法解決：
1、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，設計時，應爭取設計成連續(xù)式工作，也就提高了生產率；一臺設備內也可有多條生產線生產，生產同一產品或幾種不同產品，但必須提高可靠性。
2、降低廢品率，提供故障分析系統(tǒng)
廢品給生產造成的損失是巨大的，不僅產品損失，也有材料損失。因此要盡量大力量降低廢品率；包裝機械出售時還應為維修服務提供故障分析系統(tǒng)，即進行模態(tài)分析尋找故障，或通過Inter網進行遠程診斷，最大限度滿足客戶需要。今后要使包裝機械進一步智能化，即設備自己尋找故障，自己去解決故障，以降低廢品率及故障率，使正常的生產率得以提高。
3、使產品生產機械和包裝機械一體化
許多產品生產完結時接著就進行包裝，這樣也有利提高產品的生產率，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率上相互匹配，其中包裝機械往往成為生產的瓶頸，因此要提供不同種生產率的設備。
三、適應產品變化，設計出具有良好柔性和靈活性的設備
為使包裝機械具有良好的柔性和靈活性，提高自動化程度，須大量采用微電腦技術、模塊技術和單元組合形式。為適應包裝產品品種和包裝類型的變化，包裝機械設備的柔性和靈活性常表現(xiàn)在以下三個方面：
1、量的靈活性
既能包裝單個產品，也能適應不同批量產品的包裝。
2、構造的靈活性
整臺設備采用單元組成，換用一個或幾個單元，即可適應產品的變化。
3、供貨的靈活性
采用單元組合，將各單元組合在一起供貨，如糖果包裝機，在一個共同基礎上，組合不同的單元，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8-10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，按指令以不同的方式對不同種類的糖果進行包裝。若產品改變了，只要改變攝像機內的程序即可，從而使設備具有良好的柔性和靈活性。
四、提供成套設備
以德國為例，德國的包裝機械設計，以用戶需求為前提，為生產企業(yè)提供結構性及經濟性完整的系統(tǒng)方案，并用計算機仿真技術演示操作給用戶看，征求用戶意見后進行修改。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設備的完整性，無論是高技術高附加值設備，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。
五、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，國外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)庫方式存入計算機，把圖紙數(shù)字化后輸入計算機，計算機即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率是多少，廢品有多少，生產線各五一節(jié)是否能匹配生產，瓶頸在何處，使客戶根據(jù)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。但是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%，其它的就是運轉成本。
