แนวโน้มและการพัฒนาที่สำคัญในอุตสาหกรรมเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์: การเติบโตของจีนและนวัตกรรมระดับโลก

การผลิตเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมพื้นฐานที่สำคัญของประเทศและเป็นรากฐานของการผลิตคือ เป็นเครื่องจักรแม่ของอุตสาหกรรมการผลิตทางกลหลายแห่งและระดับการพัฒนาเกี่ยวข้องโดยตรงกับกำลังการผลิตและความแม่นยำในการผลิตของอุตสาหกรรมการผลิตซึ่งเกี่ยวข้องกับระดับการพัฒนาของอุตสาหกรรมเครื่องจักรแห่งชาติและแม้แต่อุตสาหกรรมการผลิตทั้งหมด เป็นหน่วยพื้นฐานของเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงและคุณภาพความเร็วในการอัปเดตความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับตลาดประสิทธิภาพการผลิต ฯลฯ ของผลิตภัณฑ์ทางกลส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพ ดังนั้นอุตสาหกรรมการผลิตจึงมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศ จีนเป็นประเทศที่มีผลผลิตสูงสุดในโลก ตามสถิติของสมาคมอุตสาหกรรมเยอรมัน (VDW) ในปี 2543 จีนอยู่ในอันดับที่ 5 ของโลกในบรรดาประเทศผู้ผลิตหลัก อย่างไรก็ตามยังคงอยู่ในระดับการแข่งขันที่ค่อนข้างต่ำในตลาดระหว่างประเทศ: แม้แต่ในตลาดในประเทศก็เผชิญกับสถานการณ์ที่รุนแรง: ในแง่หนึ่งมีความต้องการผลิตภัณฑ์ต่างๆ จำนวนมากในตลาดในประเทศในขณะที่อีกด้านหนึ่งมีแรงกดดันด้านความซบเซาในประเทศมากมายและผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศล้นตลาด

การจำแนกประเภทและหน้าที่ของบรรจุภัณฑ์

บรรจุภัณฑ์มีหลายประเภท ตามการหมุนเวียนของผลิตภัณฑ์บรรจุภัณฑ์ มีบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ ตามรูปแบบโครงสร้างของบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์ มีบรรจุภัณฑ์ด้านในและบรรจุภัณฑ์ด้านนอก นอกจากนี้ยังสามารถจำแนกตามความหลากหลายของวัสดุบรรจุภัณฑ์หรือภาชนะ ตลอดจนตามชื่อของวัตถุบรรจุภัณฑ์หรือรายการบรรจุภัณฑ์ เป็นต้น การแบ่งประเภทตามรูปแบบโครงสร้างของบรรจุภัณฑ์นั้นมีความหมาย บรรจุภัณฑ์ด้านในเป็นรูปแบบพื้นฐานของโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ ซึ่งรวมถึงบรรจุภัณฑ์โดยตรงและบรรจุภัณฑ์ระดับกลาง บรรจุภัณฑ์โดยตรงเป็นรูปแบบของบรรจุภัณฑ์ที่ห่อหรือโหลดผลิตภัณฑ์โดยตรงโดยใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์หรือภาชนะ วัสดุบรรจุภัณฑ์หรือภาชนะจะสัมผัสโดยตรงกับรายการที่บรรจุและเป็นหน่วยบรรจุภัณฑ์ที่เล็กที่สุด เมื่อบรรจุโดยตรง จำเป็นต้องเลือกวัสดุบรรจุภัณฑ์หรือภาชนะ พัฒนากระบวนการบรรจุภัณฑ์ และเลือกหรือออกแบบเครื่องจักรและอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ตามคุณสมบัติทางกายภาพของรายการที่บรรจุและข้อกำหนดด้านบรรจุภัณฑ์ บรรจุภัณฑ์ระดับกลางเป็นรูปแบบบรรจุภัณฑ์ที่ผลิตภัณฑ์บรรจุโดยตรงจำนวนหนึ่งรวมกันแล้วบรรจุอีกครั้ง เช่น การบรรจุรายการในกล่องหลังจากบรรจุขวดหรือบรรจุถุง บรรจุภัณฑ์แบบแถบหลังบรรจุภัณฑ์ซองบุหรี่ บรรจุภัณฑ์ของยาสีฟันหลังการปิดผนึกหลอดและการปิดผนึก

ด้วยความหลากหลายของความต้องการของผู้บริโภค โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนาซูเปอร์มาร์เก็ต ความสำคัญของบรรจุภัณฑ์ภายในจึงมีความโดดเด่นเพิ่มมากขึ้น ความต้องการเครื่องจักรและอุปกรณ์ที่จำเป็นในการบรรจุภัณฑ์ภายในนั้นสูงที่สุดในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ บรรจุภัณฑ์ภายนอกเป็นโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ที่ผลิตภัณฑ์จำนวนหนึ่งถูกตัดเป็นกล่องบรรจุภัณฑ์หลังจากบรรจุภายใน ปัจจุบันกล่องกระดาษแข็งลูกฟูกมักใช้สำหรับบรรจุภัณฑ์ วัตถุประสงค์หลักของบรรจุภัณฑ์ภายในคือเพื่อส่งเสริมการขายและอำนวยความสะดวกให้ผู้บริโภคในการใช้งาน ในการออกแบบบรรจุภัณฑ์ นอกเหนือจากการรับประกันความต้องการวัสดุและปริมาณของเนื้อหาบรรจุภัณฑ์แล้ว ควรเน้นบทบาทสำคัญของการตกแต่งบรรจุภัณฑ์ด้วย วัตถุประสงค์หลักของบรรจุภัณฑ์ภายนอกคือเพื่อให้มั่นใจถึงการหมุนเวียน การจัดเก็บ และการขนส่ง ซึ่งต้องใช้บรรจุภัณฑ์ที่แข็งแรงและทนทาน

บรรจุภัณฑ์เป็นมาตรการป้องกันที่ใช้กับวัสดุบรรจุภัณฑ์ โดยมีจุดประสงค์หลักเพื่อปกป้องมูลค่าของผลิตภัณฑ์เมื่อใช้งาน ดังนั้นในการบรรจุภัณฑ์ ควรพิจารณาถึงความสะดวกในการขนส่ง การโหลดและการขนถ่าย การจัดเก็บ และการขายสินค้าที่หมุนเวียน นอกจากนี้ การตกแต่งบรรจุภัณฑ์ยังมีบทบาทในการเพิ่มความสวยงาม การส่งเสริมการขาย และการขาย การแปรรูปบรรจุภัณฑ์เป็นขั้นตอนสุดท้ายของการผลิตผลิตภัณฑ์และเป็นส่วนสำคัญที่ไม่สามารถละเลยได้ในการเพิ่มมูลค่าสินค้าของผลิตภัณฑ์

ทิศทางการพัฒนาเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์

ปัจจุบัน ประเทศที่มีเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์และเครื่องจักรคุณภาพสูงในต่างประเทศ ได้แก่ สหรัฐอเมริกา เยอรมนี ญี่ปุ่น อิตาลี และสหราชอาณาจักร เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ของเยอรมนีอยู่ในตำแหน่งผู้นำในด้านการออกแบบ การผลิต และประสิทธิภาพทางเทคนิค ในปี 2545 มูลค่าผลผลิตเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ของเยอรมนีสูงถึง 3.4 พันล้านยูโร โดย 77% ของผลผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ส่งออก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การพัฒนาเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์และเครื่องจักรในประเทศเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มใหม่

แนวโน้มใหม่ในการออกแบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ในประเทศเยอรมนี

เยอรมนี สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และอิตาลี ถือเป็นประเทศหลักในโลกของเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ เราเป็นผู้นำในด้านการออกแบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ การผลิต ประสิทธิภาพทางเทคนิค และด้านอื่นๆ การออกแบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ของเยอรมนีขึ้นอยู่กับผลการวิจัยตลาดและการวิเคราะห์ โดยมีเป้าหมายเพื่อมุ่งมั่นที่จะให้บริการลูกค้า โดยเฉพาะองค์กรขนาดใหญ่ เพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้า ผู้ผลิตเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ของเยอรมนีและแผนกออกแบบได้ใช้มาตรการต่างๆ ดังนี้:

(1) ระดับของการทำงานอัตโนมัติกำลังเพิ่มขึ้นเพื่อปรับปรุงผลผลิตและความยืดหยุ่นของอุปกรณ์ การใช้แขนหุ่นยนต์เพื่อทำการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน ในระหว่างการทำงาน ภายใต้การควบคุมของกล้องที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อรวบรวมข้อมูลและตรวจสอบ แขนหุ่นยนต์จะดำเนินการตามคำสั่งของคอมพิวเตอร์เพื่อให้แน่ใจถึงคุณภาพของบรรจุภัณฑ์

(2) ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต ลดต้นทุนการผลิต และเพิ่มการตอบสนองความต้องการด้านการผลิต เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ของเยอรมันมีชื่อเสียงในด้านความเชี่ยวชาญด้านเครื่องจักรบรรจุเครื่องดื่มและเบียร์ ซึ่งมีลักษณะเด่นคือความเร็วสูง ชุดอุปกรณ์ครบชุด ระดับอัตโนมัติสูง และความน่าเชื่อถือที่ดี ความเร็วในการบรรจุเครื่องดื่มสูงถึง 120,000 ขวด/ชั่วโมง และความเร็วในการบรรจุของเครื่องบรรจุถุงเล็กสูงถึง 900 ถุง/นาที

(3) บูรณาการเครื่องจักรผลิตและเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์จำนวนมากต้องบรรจุหีบห่อโดยตรงหลังการผลิตเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต อุปกรณ์ผลิตและบรรจุภัณฑ์ช็อกโกแลตที่ผลิตในเยอรมนีควบคุมโดยระบบ กุญแจสำคัญในการบูรณาการทั้งสองอย่างคือการแก้ปัญหาการจับคู่กำลังการผลิต

(4) ปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของผลิตภัณฑ์การผลิตด้วยความยืดหยุ่นและการปรับตัวที่ดี เนื่องจากการแข่งขันทางการตลาดที่รุนแรง วงจรการปรับปรุงและเปลี่ยนผลิตภัณฑ์จึงสั้นลงเรื่อย ๆ หากการผลิตเครื่องสำอางเปลี่ยนแปลงทุก ๆ สามปีหรือแม้แต่ทุกไตรมาส และปริมาณการผลิตมีมาก จำเป็นต้องใช้เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ที่มีความยืดหยุ่นและการปรับตัวที่ดี เพื่อให้เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์มาก เพื่อตอบสนองความต้องการของเศรษฐกิจ

(5) การใช้เทคนิคการออกแบบจำลองคอมพิวเตอร์อย่างแพร่หลาย ด้วยการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีการออกแบบจำลองคอมพิวเตอร์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ของเยอรมัน ทำให้วงจรการพัฒนาและการออกแบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์สั้นลงอย่างมาก

การออกแบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ไม่ควรเน้นเฉพาะความสามารถและประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังต้องคำนึงถึงความประหยัดอีกด้วย สิ่งที่เรียกว่าความประหยัดไม่ได้หมายถึงต้นทุนของอุปกรณ์เครื่องจักรเพียงอย่างเดียว แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือต้นทุนการดำเนินงาน เนื่องจากค่าเสื่อมราคาของเครื่องจักรคิดเป็นเพียง 6% ถึง 8% ของต้นทุนทั้งหมด ส่วนที่เหลือคือต้นทุนการดำเนินงาน

สถานะและแนวโน้มการพัฒนาเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ในประเทศ

อุตสาหกรรมเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ในประเทศจีนเริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษปี 1970 และพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงปลายทศวรรษปี 1980 และกลางทศวรรษปี 1990 และได้กลายเป็นหนึ่งใน 10 อุตสาหกรรมชั้นนำในอุตสาหกรรมเครื่องจักร โดยให้ผลลัพธ์ที่โดดเด่นทั้งในด้านผลผลิตและความหลากหลาย ความสำเร็จดังกล่าวช่วยสนับสนุนการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ของจีนได้เป็นอย่างดี

ปัจจุบันประเทศจีนได้กลายเป็นประเทศผู้ผลิตและผู้บริโภคด้านเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์รายใหญ่ของโลก ในแง่ของผลิตภัณฑ์ ความหมายของเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ไม่ได้หมายความถึงความหมายทางวัตถุของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงความหมายสามชั้นด้วย ได้แก่ ผลิตภัณฑ์อย่างเป็นทางการ ผลิตภัณฑ์ที่มองไม่เห็น และผลิตภัณฑ์ขยายออกไป ผลิตภัณฑ์อย่างเป็นทางการหมายถึงรูปแบบเฉพาะและฟังก์ชันพื้นฐานของเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์เอง ผลิตภัณฑ์ที่มองไม่เห็นหมายถึงประโยชน์จริงที่เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์มอบให้ผู้ใช้ ผลิตภัณฑ์ที่ขยายออกไปหมายถึงการรับรองคุณภาพ คำแนะนำการใช้งาน และบริการหลังการขายของเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ ดังนั้นการออกแบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์จึงควรประกอบด้วย การวิจัยตลาด การออกแบบแผนผัง การออกแบบโครงสร้าง และแบบก่อสร้าง การออกแบบ การเขียนคู่มือผู้ใช้ และแผนบริการหลังการขาย เป็นต้น

ประเภทหลักของการออกแบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ ได้แก่ การออกแบบการสำรวจและการทำแผนที่ การออกแบบการพัฒนา การออกแบบการปรับปรุง และการออกแบบเป็นชุด กำลังการผลิตของสายการผลิตบรรจุเบียร์อยู่ระหว่าง 16,000 ถึง 40,000 ขวดต่อชั่วโมง และจำนวนตำแหน่งวาล์วบรรจุในเครื่องบรรจุมีตั้งแต่ 48, 60, 90 ถึง 120 ซึ่งจัดอยู่ในการออกแบบเป็นชุด การออกแบบการเปลี่ยนผ่านจากสายการผลิตบรรจุเบียร์ปกติเป็นสายการผลิตบรรจุเบียร์สดจัดอยู่ในประเภทของการออกแบบการปรับปรุงและพัฒนา สำหรับเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ที่ทำงานด้วยความเร็วปานกลางถึงต่ำ ขณะนี้เราสามารถดำเนินการออกแบบอิสระได้

เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ความเร็วสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งรุ่นขั้นสูงบางรุ่น ส่วนใหญ่มักจะถูกสำรวจและคัดลอกมาจากรุ่นต่างประเทศที่คล้ายกันสำหรับการออกแบบในประเทศและแบบซีรีส์ เหตุผลหลักคือ (1) นักออกแบบส่วนใหญ่ยังไม่เชี่ยวชาญวิธีการออกแบบขั้นสูงอย่างแท้จริง เช่น ทฤษฎีการออกแบบแบบไดนามิกและวิธีการของเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ความเร็วสูง และไม่สามารถจำลองและแก้ปัญหาต่างๆ เช่น การวิเคราะห์ความแม่นยำแบบไดนามิกของกลไกภายใต้เงื่อนไขการทำงานความเร็วสูงได้ (2) การบูรณาการระหว่างอุตสาหกรรม สถาบันการศึกษา และการวิจัยยังไม่ใกล้เคียงเพียงพอ และความสำเร็จด้านการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เชิงทฤษฎีไม่สามารถนำไปใช้ในการออกแบบในทางปฏิบัติได้อย่างทันท่วงที นักออกแบบขาดการฝึกอบรมทางเทคนิคในเวลาที่เหมาะสม (3) อุตสาหกรรมทั้งหมดขาดการควบคุมมหภาค และไม่สามารถจัดสรรและปรับเปลี่ยนทรัพยากรที่มีประโยชน์ได้อย่างสมเหตุสมผล

ในด้านการออกแบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ นักออกแบบส่วนใหญ่ยังคงใช้วิธีการออกแบบแบบเดิม: (1) ค้นหาแบบจำลองที่คล้ายคลึงกันเป็นต้นแบบตามหนังสืองานออกแบบ; (2) อ้างอิงต้นแบบเพื่อพัฒนาตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพทางเทคนิคต่างๆ และขอบเขตการใช้งาน; (3) ออกแบบไดอะแกรมหลักการทำงานและไดอะแกรมระบบส่งกำลัง; (4) ออกแบบส่วนประกอบและชิ้นส่วนสำคัญ; (5) ออกแบบแผนผังการประกอบและไดอะแกรมวงจรการทำงาน: (6) ออกแบบแผนผังส่วนประกอบ แผนผังการประกอบ และแผนผังชิ้นส่วน; (7) ตรวจสอบความแข็งแรงและความแข็งของส่วนประกอบสำคัญในชุดประกอบหลัก; (8) ออกแบบแผนผังการควบคุม แผนผังการก่อสร้าง ฯลฯ ปัจจุบัน ซอฟต์แวร์ออกแบบบางส่วนจากมหาวิทยาลัยในประเทศสามารถวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัดและออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพกลไกที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ได้ ซอฟต์แวร์ CAD/CAM ที่พัฒนาขึ้นสำหรับกลไกการเชื่อมโยงแคมสามารถตอบสนองความสามารถขององค์กรในการออกแบบกลไกการเชื่อมโยงแคมได้อย่างอิสระ แต่การประยุกต์ใช้ในการออกแบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์จริงยังไม่แพร่หลาย เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ใหม่มักเป็นอุปกรณ์ที่รวมเครื่องจักร ไฟฟ้า และแก๊สเข้าด้วยกัน การใช้ประโยชน์จากความสำเร็จล่าสุดในผลิตภัณฑ์ข้อมูลและการนำเทคโนโลยีการส่งกำลังแยกมาใช้ เช่น ตัวกระตุ้นลมและไดรฟ์เซอร์โวมอเตอร์ ทำให้โซ่ส่งกำลังของเครื่องจักรทั้งหมดสั้นลงอย่างมาก โครงสร้างเรียบง่ายขึ้นมาก และความแม่นยำและความเร็วในการทำงานดีขึ้นอย่างมาก หนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญคือการใช้เทคโนโลยีการควบคุมแบบซิงโครนัสที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์หลายตัว จริงๆ แล้วการเชี่ยวชาญเทคโนโลยีนี้ไม่ใช่เรื่องยาก เพียงแต่ว่านักออกแบบบางคนไม่เข้าใจการพัฒนาเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ หากในอดีต การออกแบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ในจีนอยู่ในขั้นตอนของการเลียนแบบและการเรียนรู้ ตอนนี้เราควรมีความตระหนักรู้ในการออกแบบที่สร้างสรรค์

ความสำเร็จของเทคโนโลยีและเครื่องจักรในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ของจีนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานั้นน่าทึ่งมาก โดยเริ่มต้นในช่วงปลายทศวรรษปี 1970 ด้วยมูลค่าผลผลิตประจำปีเพียง 70-80 ล้านหยวนและมีผลิตภัณฑ์เพียง 100 สายพันธุ์เท่านั้น ระดับเทคนิคยังค่อนข้างต่ำ จนกระทั่งกลางทศวรรษปี 1980 ถึงกลางศตวรรษที่ 20 จึงได้มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยมีอัตราการเติบโตประจำปีที่ 20% ถึง 30% ภายในสิ้นปี 1999 มีเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์หลัก 40 ประเภทและ 1,700 สายพันธุ์ ในปี 2000 มูลค่าผลผลิตเพิ่มขึ้นเป็น 30,000 ล้านหยวน และระดับเทคโนโลยีก็ไปถึงระดับที่สูงขึ้น แนวโน้มของขนาดและการทำงานอัตโนมัติเริ่มเกิดขึ้น และอุปกรณ์ที่มีการส่งผ่านที่ซับซ้อนและเนื้อหาทางเทคโนโลยีสูงก็เริ่มเกิดขึ้นเช่นกัน เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์จำนวนมาก เช่น เครื่องบรรจุของเหลว เริ่มส่งออกเป็นชุด