包装機械産業の主な動向と発展：中国の成長と世界的なイノベーション

製造業は国の重要な基幹産業の一つであり、製造業の基礎です。多くの機械製造業の母機であり、その発展レベルは製造業の生産能力と製造精度に直接関係しており、国の機械産業、さらには製造業全体の発展レベルに関係しています。先進的な製造技術の基本単位の担い手であり、機械製品の品質、更新速度、市場への適応性、生産効率などは、その効率に大きく依存しています。そのため、製造業は国の経済発展において重要な役割を果たしています。中国は世界で最も生産量が多い国です。2000年のドイツ工業協会（VDW）の統計によると、中国は主要生産国の中で世界第5位です。しかし、国際市場での競争レベルはまだ比較的低く、国内市場でも厳しい状況に直面しています。一方では、国内市場でさまざまな製品に対する需要が大きく、他方では、国内の停滞圧力が多く、外国製品が市場に溢れています。

包装の分類と機能

包装には多くの分類方法があります。包装製品の流通分野に応じて、工業製品包装と商業製品包装があります。製品包装の構造形式に応じて、内装包装と外装包装があります。また、包装材料や容器の種類、包装対象物や包装品の名称などによって分類することもできます。包装の構造形式に応じて分類することは有意義です。内装包装は包装構造の基本的な形式であり、直接包装と中間包装が含まれます。直接包装は、包装材料または容器を使用して製品を直接包んだり積んだりする包装形式です。包装材料または容器は、包装対象物と直接接触しており、最小の包装単位です。直接包装する場合は、包装対象物の物理的特性と包装要件に応じて、包装材料または容器を選択し、包装プロセスを開発し、包装機械や設備を選択または設計する必要があります。中間包装は、直接包装された製品を一定数組み合わせて再度包装する包装形式です。たとえば、瓶詰めまたは袋詰め後に箱に商品を包装することなどです。タバコの箱の包装後のストリップ包装。チューブのシールと封印後の歯磨き粉製品の包装。

消費者ニーズの多様化、特にスーパーマーケットの発展に伴い、内装包装の重要性がますます顕著になっています。内装包装を完成させるために必要な機械設備の需要は、包装業界で最も高くなっています。外装包装は、一定量の製品を内装した後、包装箱に切り分ける包装構造です。現在、包装には段ボール箱が一般的に使用されています。内装包装の主な目的は、販売を促進し、消費者の使用に便利さを提供することです。包装設計では、包装内容物の材質と数量の要件を確保することに加えて、包装装飾の重要な役割も強調する必要があります。外装包装の主な目的は、流通、保管、輸送の保証を提供することであり、強くて丈夫な包装が必要です。

包装は、包装された材料に対して行われる保護措置であり、製品の使用価値を保護することが主な目的です。したがって、包装では、流通品の輸送、積み下ろし、保管、販売の利便性も考慮する必要があります。さらに、包装の装飾は、美化、宣伝、販売にも役割を果たします。包装処理は、製品生産の最終段階であり、製品の商品価値を向上させる上で無視できない重要なリンクです。

包装機械の開発方向

現在、海外の包装機械のレベルが高い国は、主に米国、ドイツ、日本、イタリア、イギリスです。ドイツの包装機械は、設計、製造、技術性能の面で主導的な地位にあります。2002年、ドイツの包装機械の生産額は34億ユーロに達し、生産量の77%が輸出製品でした。近年、これらの国の包装機械設備の発展は新たな傾向を示しています。

ドイツにおける包装機械設計の新動向

ドイツは、米国、日本、イタリアとともに、包装機械の世界における主要国です。包装機械の設計、製造、技術性能などの面で主導的な地位にあります。ドイツの包装機械の設計は、市場調査と分析結果に基づいており、顧客、特に大企業にサービスを提供することを目標としています。顧客の要件を満たすために、ドイツの包装機械メーカーと設計部門はさまざまな対策を講じています。

（1）生産性と設備の柔軟性を向上させるために、プロセスの自動化の程度が高まっています。ロボットアームを使用して複雑な動作を完了します。操作中、情報を取得して監視するためのコンピューター制御カメラの制御下で、ロボットアームはコンピューターの指示に従って規定の動作を完了し、パッケージの品質を確保します。

（2）生産効率を向上させ、生産コストを削減し、生産要件を最大限に満たします。ドイツの包装機械は、飲料およびビール充填包装機械の専門知識で知られており、高速、完全なセット、高度な自動化、優れた信頼性が特徴です。飲料充填速度は120000本/時と高く、小袋包装機の包装速度は900袋/分と高くなります。

（3）製品機械と包装機械を統合する。多くの製品は、生産効率を向上させるために、生産後に直接包装する必要があります。ドイツで生産されるチョコレートの生産と包装設備はシステムによって制御されています。両者を統合する鍵は、生産能力の一致の問題を解決することです。

（4）生産製品の変化に適応し、優れた柔軟性と適応性を備えています。激しい市場競争により、製品の更新と交換のサイクルはますます短くなっています。化粧品の生産が3年ごと、または四半期ごとに変更され、生産量が多い場合、経済の要件を満たすために、包装機械は優れた柔軟性と適応性を備え、包装機械の耐用年数が製品の耐用年数よりもはるかに長くなることが求められます。

（５）コンピュータシミュレーション設計技術の普及。新製品開発の継続的な加速に伴い、ドイツの包装機械設計ではコンピュータシミュレーション設計技術が広く利用され、包装機械の開発設計サイクルが大幅に短縮されました。

包装機械の設計では、その能力と効率だけでなく、経済性にも重点を置く必要があります。いわゆる経済性は、機械設備自体のコストだけではありません。より重要なのは運用コストです。設備の減価償却費はコストの6%から8%を占めるだけであり、残りは運用コストです。

国内包装機械の開発状況と動向

中国の包装機械産業は1970年代に始まり、1980年代後半から1990年代半ばにかけて急速に発展し、機械産業のトップ10産業の1つとなり、生産量と品種の両方で目覚ましい成果を上げました。その成果は、中国の包装産業の急速な発展に力強い支えとなっています。

現在、中国は世界の包装機械の主要な工業生産国および消費国の一つとなっています。製品としての包装機械の意味は、製品自体の物質的な意味だけではなく、形式製品、無形製品、拡張製品という3層の意味も含んでいます。形式製品とは、包装機械自体の具体的な形態と基本機能を指します。無形製品とは、包装機械がユーザーに提供する実際の効用を指します。拡張製品とは、包装機械の品質保証、使用指導、アフターサービスを指します。そのため、包装機械の設計には、市場調査、概略設計、構造設計、施工図の設計、ユーザーマニュアルの作成、アフターサービス計画などが含まれます。

包装機械設計の主な分類は、測量模擬設計、開発設計、改良設計、シリーズ設計です。ビール充填生産ラインの生産能力は1時間あたり16000～40000本で、充填機の充填バルブ位置数は48、60、90～120で、シリーズ設計に属します。通常のビール充填生産ラインから生ビール充填生産ラインへの移行設計は、改良開発設計の範疇に属します。中低速で動作する包装機械については、現在、独立設計が可能です。

高速包装機、特に一部の先進モデルは、国内およびシリーズの設計において、ほとんどが類似の海外モデルを調査してコピーしています。主な理由は、（1）ほとんどの設計者が高速包装機の動的設計理論や設計方法などの先進的な設計方法を本当に習得しておらず、高速作業条件下での機構の動的精度分析などの問題をシミュレーションして解決できないこと、（2）産学研の融合が十分に緊密ではなく、理論的な科学研究の成果をタイムリーに実際の設計に適用できないこと、設計者がタイムリーな技術トレーニングを受けていないこと、（3）業界全体にマクロ経済の規制が欠けており、有利なリソースを合理的に割り当て、調整できないことです。

包装機械の設計分野では、大多数の設計者が依然として従来の設計方法を使用しています。(1)設計タスクブックに基づいて類似モデルを試作品として検索します。(2)試作品を参照して、さまざまな技術性能指標と使用範囲を開発します。(3)動作原理図と伝動システム図を設計します。(4)主要なコンポーネントと部品を設計します。(5)組立図スキームと動作サイクル図を設計します。(6)コンポーネント図、組立図、部品図を設計します。(7)メインアセンブリの主要コンポーネントの強度と剛性のチェックを実行します。(8)制御図、構造図などを設計します。現在、国内の大学の一部の設計ソフトウェアは、包装機械でよく使用されるメカニズムに対して有限要素解析と最適化設計を実行できます。彼らが開発したカムリンク機構用のCAD / CAMソフトウェアは、企業がカムリンク機構を独自に設計する能力をすでに満たしていますが、実際の包装機械の設計への応用はまだ広まっていません。新しい包装機械は、機械、電気、ガスの統合デバイスであることがよくあります。情報製品の最新の成果を十分に活用し、空気圧アクチュエータやサーボモータードライブなどの分離伝動技術を採用することで、機械全体の伝動チェーンを大幅に短縮し、構造を大幅に簡素化し、作業精度と速度を大幅に向上させることができます。重要な技術の1つは、複数のモーターで駆動する同期制御技術の使用です。実際には、この技術を習得することは難しくありません。一部の設計者が包装機械の発展を理解していないだけです。過去、中国の包装機械設計は模倣と学習の段階にあったが、今は革新的な設計の意識を持つべきだ。

近年の中国包装産業の技術と機械の成果は目覚ましいものがあります。1970年代後半に始まり、年間生産額はわずか7000万～8000万元、製品の種類は100種類余りで、技術レベルも比較的低いものでした。1980年代半ばから20世紀半ばにかけて、急速な発展が達成され、年間成長率は20%から30%でした。1999年末までに、包装機械の主な種類は40種類、種類は1700種類に達しました。2000年には、生産額は300億元に増加し、技術レベルもより高いレベルに達しました。大規模化と自動化の傾向が現れ始め、複雑な伝動装置と高い技術内容を備えた機器も現れ始めました。液体充填機など、多くの包装機械がセットで輸出され始めました。