الاتجاهات والتطورات الرئيسية في صناعة آلات التعبئة والتغليف: نمو الصين والابتكار العالمي

يُعد التصنيع أحد الصناعات الأساسية المهمة في البلاد، وأساس التصنيع هو. إنه الآلة الأم للعديد من الصناعات التحويلية الميكانيكية، ويرتبط مستوى تطوره ارتباطًا مباشرًا بالقدرة الإنتاجية ودقة التصنيع في صناعة التصنيع، والتي ترتبط أيضًا بمستوى تطور صناعة الآلات الوطنية وحتى صناعة التصنيع بأكملها. إنه الناقل الأساسي لوحدة تكنولوجيا التصنيع المتقدمة، وتعتمد جودة المنتجات الميكانيكية وسرعة تحديثها وقدرتها على التكيف مع السوق وكفاءة الإنتاج وما إلى ذلك إلى حد كبير على كفاءتها. لذلك، تلعب صناعة التصنيع دورًا حاسمًا في التنمية الاقتصادية للبلاد. الصين هي الدولة ذات أعلى إنتاج في العالم وفقًا لإحصاءات رابطة الصناعة الألمانية (VDW) في عام 2000، تحتل الصين المرتبة الخامسة في العالم بين الدول المنتجة الرئيسية. ومع ذلك، لا تزال في مستوى منخفض نسبيًا من المنافسة في السوق الدولية: حتى في السوق المحلية، تواجه وضعًا صعبًا: من ناحية، يوجد طلب كبير على مختلف المنتجات في السوق المحلية، بينما من ناحية أخرى، هناك العديد من ضغوط الركود المحلية، والمنتجات الأجنبية تغمر السوق.

تصنيف ووظيفة التغليف

هناك العديد من طرق تصنيف التغليف. وفقًا لمجال تداول منتجات التغليف، يوجد تغليف للمنتجات الصناعية وتغليف للمنتجات التجارية. وفقًا للشكل الهيكلي لتغليف المنتج، يوجد تغليف داخلي وتغليف خارجي؛ ويمكن أيضًا تصنيفه حسب تنوع مواد التغليف أو الحاويات، وكذلك حسب اسم عنصر التغليف، وما إلى ذلك. من المهم التصنيف وفقًا للشكل الهيكلي للتغليف. التغليف الداخلي هو شكل أساسي من أشكال هيكل التغليف، والذي يشمل التغليف المباشر والتغليف الوسيط. التغليف المباشر هو شكل من أشكال التغليف الذي يلف أو يحمل المنتجات مباشرةً باستخدام مواد التغليف أو الحاويات: تحافظ مادة التغليف أو الحاوية على اتصال مباشر مع المنتج المعبأ وهي أصغر وحدة تغليف. عند التغليف المباشر، من الضروري اختيار مواد التغليف أو الحاويات، وتطوير عمليات التغليف، واختيار أو تصميم آلات ومعدات التغليف وفقًا للخصائص الفيزيائية للمنتجات المعبأة ومتطلبات التغليف. التغليف الوسيط هو شكل تغليف يتم فيه دمج عدد معين من المنتجات المعبأة مباشرةً ثم تعبئتها مرة أخرى. مثل تغليف المنتجات في الصناديق بعد التعبئة في الزجاجات أو الأكياس. شريط التغليف بعد تغليف علبة السجائر؛ تغليف عناصر معجون الأسنان بعد إغلاق الأنبوب وإغلاقه.

مع تنوع احتياجات المستهلكين، وخاصةً مع تطور محلات السوبر ماركت، ازدادت أهمية التغليف الداخلي. ويُعد الطلب على الآلات والمعدات اللازمة لإتمام التغليف الداخلي الأعلى في صناعة التغليف. أما التغليف الخارجي فهو هيكل تغليف تُقطع فيه كمية معينة من المنتجات، بعد تعبئتها داخليًا، في صناديق تغليف. وتُستخدم حاليًا صناديق الكرتون المموج بشكل شائع للتغليف. والغرض الرئيسي من التغليف الداخلي هو تعزيز المبيعات وتوفير سهولة الاستخدام للمستهلكين. وفي تصميم التغليف، بالإضافة إلى ضمان متطلبات المواد والكميات لمحتويات التغليف، يجب أيضًا التأكيد على أهمية تزيين التغليف. والغرض الرئيسي من التغليف الخارجي هو ضمان التداول والتخزين والنقل، مما يتطلب تغليفًا قويًا ومتينًا.

التغليف إجراء وقائي يُتخذ للمواد المُغلّفة، والغرض الرئيسي منه هو حماية قيمة المنتج عند الاستخدام. لذلك، ينبغي عند التغليف مراعاة سهولة النقل والتحميل والتفريغ والتخزين وبيع المنتجات المتداولة. إضافةً إلى ذلك، يلعب تزيين التغليف دورًا في التجميل والترويج والمبيعات. تُعدّ معالجة التغليف المرحلة النهائية من إنتاج المنتج، وحلقةً وصلٍ مهمة لا يُمكن إغفالها في تحسين قيمته السلعية.

اتجاه تطوير آلات التعبئة والتغليف

حاليًا، تُعدّ الولايات المتحدة الأمريكية، وألمانيا، واليابان، وإيطاليا، والمملكة المتحدة من الدول الرائدة في مجال آلات التعبئة والتغليف في الخارج. وتتمتع آلات التعبئة والتغليف الألمانية بمكانة رائدة في التصميم والتصنيع والأداء الفني. في عام 2002، بلغت قيمة إنتاج آلات التعبئة والتغليف الألمانية 3.4 مليار يورو، منها 77% تُصدّر. في السنوات الأخيرة، شهد تطوير معدات التعبئة والتغليف والآلات في هذه الدول اتجاهات جديدة.

الاتجاهات الجديدة في تصميم آلات التعبئة والتغليف في ألمانيا

تُعد ألمانيا، إلى جانب الولايات المتحدة الأمريكية واليابان وإيطاليا، من الدول الرائدة في عالم آلات التعبئة والتغليف. ونحتل مكانة رائدة في تصميم آلات التعبئة والتغليف وتصنيعها وأدائها الفني وغيرها من الجوانب. ويعتمد تصميم آلات التعبئة والتغليف الألمانية على نتائج أبحاث السوق والتحليلات، بهدف خدمة العملاء، وخاصةً الشركات الكبيرة. ولتلبية متطلبات العملاء، اتخذ مصنعو آلات التعبئة والتغليف الألمانية وأقسام التصميم إجراءات متنوعة:

(1) تتزايد درجة أتمتة العمليات لتحسين الإنتاجية ومرونة المعدات. باستخدام ذراع آلية لإنجاز حركات معقدة. أثناء التشغيل، وتحت تحكم كاميرا حاسوبية لالتقاط المعلومات ومراقبتها، تُنجز الذراع الآلية الإجراءات المحددة وفقًا لتعليمات الحاسوب لضمان جودة التعبئة والتغليف.

(2) تحسين كفاءة الإنتاج، وخفض تكاليفه، وتلبية متطلباته على أكمل وجه. تشتهر آلات التعبئة والتغليف الألمانية بخبرتها في آلات تعبئة وتغليف المشروبات والبيرة، وتتميز بسرعتها العالية، ومجموعاتها المتكاملة، وأتمتة عالية، وموثوقيتها العالية. تصل سرعة تعبئة المشروبات إلى 120,000 زجاجة/ساعة، بينما تصل سرعة تعبئة آلة تعبئة الأكياس الصغيرة إلى 900 كيس/دقيقة.

(٣) دمج آلات الإنتاج وآلات التعبئة والتغليف. تتطلب العديد من المنتجات تغليفًا مباشرًا بعد الإنتاج لتحسين كفاءتها. تخضع معدات إنتاج وتعبئة الشوكولاتة في ألمانيا لنظام مُحكم. يكمن سرّ دمج الاثنين في حل مشكلة توافق الطاقة الإنتاجية.

(4) التكيف مع تغيرات منتجات الإنتاج، بمرونة عالية وقابلية للتكيف. بسبب المنافسة الشرسة في السوق، أصبحت دورة تحديث المنتجات واستبدالها أقصر فأقصر. إذا تغير إنتاج مستحضرات التجميل كل ثلاث سنوات، أو حتى كل ثلاثة أشهر، وكان حجم الإنتاج كبيرًا، فمن الضروري أن تتمتع آلات التعبئة والتغليف بمرونة عالية وقابلية للتكيف، بحيث يكون عمر خدمة آلات التعبئة والتغليف أطول بكثير من عمر خدمة المنتج، وذلك لتلبية متطلبات الاقتصاد.

(5) الاستخدام الواسع النطاق لتقنيات تصميم المحاكاة الحاسوبية. مع التسارع المستمر لتطوير المنتجات الجديدة، تُستخدم تقنية تصميم المحاكاة الحاسوبية على نطاق واسع في تصميم آلات التعبئة والتغليف الألمانية، مما يُختصر بشكل كبير دورة تطوير وتصميم آلات التعبئة والتغليف.

يجب ألا يركز تصميم آلات التعبئة والتغليف على قدرتها وكفاءتها فحسب، بل يجب أن يركز أيضًا على اقتصاديتها. ولا يقتصر الاقتصاد المزعوم على تكلفة المعدات الميكانيكية نفسها، بل الأهم من ذلك، تكلفة التشغيل، لأن استهلاك المعدات لا يمثل سوى ما بين 61 و81 طنًا من التكلفة، بينما يمثل الباقي تكلفة التشغيل.

حالة واتجاهات تطوير آلات التعبئة والتغليف المحلية

بدأت صناعة آلات التعبئة والتغليف في الصين في سبعينيات القرن الماضي، وشهدت تطورًا سريعًا في أواخر الثمانينيات ومنتصف التسعينيات، وأصبحت من بين أفضل عشر صناعات في صناعة الآلات، محققةً نتائج باهرة في الإنتاج والتنوع. وقد وفّرت هذه الإنجازات دعمًا قويًا للتطور السريع لصناعة التعبئة والتغليف في الصين.

في الوقت الحاضر، أصبحت الصين من أهم دول العالم في إنتاج واستهلاك آلات التعبئة والتغليف. كمنتج، لا يقتصر معنى آلات التعبئة والتغليف على المعنى المادي للمنتج نفسه فحسب، بل يشمل أيضًا ثلاث طبقات من المعنى: المنتجات الرسمية، والمنتجات غير المرئية، والمنتجات الممتدة. تشير المنتجات الرسمية إلى الشكل المحدد والوظائف الأساسية لآلة التعبئة والتغليف نفسها؛ وتشير المنتجات غير المرئية إلى الفائدة الفعلية التي توفرها آلات التعبئة والتغليف للمستخدمين؛ وتشير المنتجات الممتدة إلى ضمان الجودة، وإرشادات الاستخدام، وخدمة ما بعد البيع لآلات التعبئة والتغليف. لذلك، يجب أن يشمل تصميم آلات التعبئة والتغليف: دراسة السوق، والتصميم التخطيطي، والتصميم الهيكلي، ورسومات البناء، وتصميم دليل المستخدم، وخطة خدمة ما بعد البيع، وما إلى ذلك.

تشمل الفئات الرئيسية لتصميم آلات التعبئة والتغليف: تصميم محاكاة المسح والرسم، وتصميم التطوير، وتصميم التحسين، وتصميم السلسلة. تتراوح الطاقة الإنتاجية لخط إنتاج تعبئة البيرة بين 16,000 و40,000 زجاجة في الساعة، ويتراوح عدد مواضع صمامات التعبئة في آلة التعبئة بين 48 و60 و90 و120، وهي تنتمي إلى التصميم التسلسلي. ينتمي تصميم الانتقال من خط إنتاج تعبئة البيرة العادي إلى خط إنتاج تعبئة بيرة الصنبور إلى فئة تصميم التحسين والتطوير. بالنسبة لآلات التعبئة والتغليف التي تعمل بسرعات متوسطة إلى منخفضة، يمكننا حاليًا إجراء تصميم مستقل.

غالبًا ما تُجرى دراسات على آلات التعبئة والتغليف عالية السرعة، وخاصةً بعض النماذج المتقدمة، وتُنسخ من نماذج أجنبية مماثلة لأغراض التصميم المحلي والتوزيعي. والسبب الرئيسي هو: (1) عدم إتقان معظم المصممين لأساليب التصميم المتقدمة، مثل نظرية التصميم الديناميكي وأساليب آلات التعبئة والتغليف عالية السرعة، وعدم قدرتهم على محاكاة وحل مشكلات مثل تحليل الدقة الديناميكية للآليات في ظروف العمل عالية السرعة؛ (2) عدم تكامل الصناعة والأوساط الأكاديمية والبحث العلمي بشكل كافٍ، وعدم القدرة على تطبيق إنجازات البحث العلمي النظري في التصميم العملي في الوقت المناسب. ويفتقر المصممون إلى التدريب التقني المناسب. (3) افتقار الصناعة بأكملها إلى التنظيم الاقتصادي الكلي، وعدم القدرة على تخصيص الموارد المربحة وتعديلها بشكل معقول.

في مجال تصميم آلات التعبئة والتغليف، لا تزال الغالبية العظمى من المصممين يستخدمون أساليب التصميم السابقة: (1) البحث عن نماذج مماثلة للنماذج الأولية بناءً على كتاب مهام التصميم؛ (2) الرجوع إلى النماذج الأولية لتطوير مؤشرات الأداء الفنية المختلفة ونطاق الاستخدام؛ (3) تصميم مخطط مبدأ العمل ومخطط نظام النقل؛ (4) تصميم المكونات والأجزاء الرئيسية؛ (5) تصميم مخطط رسم التجميع ومخطط دورة العمل: (6) تصميم رسومات المكونات ورسومات التجميع ورسومات الأجزاء؛ (7) إجراء فحوصات القوة والصلابة على المكونات الرئيسية في التجميع الرئيسي؛ (8) تصميم مخططات التحكم ورسومات البناء وما إلى ذلك. في الوقت الحاضر، يمكن لبعض برامج التصميم من الجامعات المحلية إجراء تحليل العناصر المحدودة وتصميم التحسين على الآليات المستخدمة بشكل شائع في آلات التعبئة والتغليف. يمكن لبرنامج CAD / CAM المتطور لآليات ربط الكامة أن يلبي بالفعل قدرة المؤسسات على تصميم آليات ربط الكامة بشكل مستقل، ولكن تطبيقه في تصميم آلات التعبئة والتغليف الفعلية لم ينتشر على نطاق واسع بعد. غالبًا ما تكون آلات التعبئة والتغليف الجديدة جهازًا متكاملًا من الآلات والكهرباء والغاز. من خلال الاستفادة الكاملة من أحدث التطورات في منتجات المعلومات، واعتماد تقنيات نقل الفصل، مثل المحركات الهوائية ومحركات السيرفو، يُمكن اختصار سلسلة نقل الحركة في الآلة بأكملها بشكل كبير، وتبسيط هيكلها بشكل كبير، وتحسين دقة وسرعة العمل بشكل كبير. ومن أهم هذه التقنيات استخدام تقنية التحكم المتزامن التي تعمل بمحركات متعددة. في الواقع، إتقان هذه التقنية ليس بالأمر الصعب، ولكن بعض المصممين لا يدركون تطور آلات التعبئة والتغليف. فإذا كان تصميم آلات التعبئة والتغليف في الصين في الماضي مجرد تقليد وتعلم، فعلينا الآن أن ندرك أهمية التصميم المبتكر.

إن إنجازات التكنولوجيا والآلات في صناعة التعبئة والتغليف في الصين في السنوات الأخيرة ملحوظة. فقد بدأت في أواخر السبعينيات، بقيمة إنتاج سنوية تبلغ 70-80 مليون يوان فقط وأكثر من 100 نوع من المنتجات فقط. كما أن المستوى الفني منخفض نسبيًا. ولم يتحقق التطور السريع إلا في منتصف الثمانينيات إلى منتصف القرن العشرين، بمعدل نمو سنوي يتراوح بين 20% و30%. وبحلول نهاية عام 1999، كان هناك 40 فئة رئيسية من آلات التعبئة والتغليف و1700 نوع. وفي عام 2000، زادت قيمة الإنتاج إلى 30 مليار يوان، ووصل المستوى التكنولوجي أيضًا إلى مستوى أعلى. وبدأ اتجاه الحجم والأتمتة في الظهور، وبدأت أيضًا المعدات ذات النقل المعقد والمحتوى التكنولوجي العالي في الظهور. وبدأ تصدير العديد من آلات التعبئة والتغليف مثل آلات تعبئة السوائل في مجموعات.