快速發展的食品加工業,需要大量高品質的包裝機械,這給食品包裝機械制造行業帶來了商機。資料顯示,2006年中國的食品和包裝機械行業銷售火爆,銷售額達到828.38億元,是近幾年增長率最高的一年。由于國際上對食品安全的高度重視,具有高新技術的食品和包裝機械市場需求旺盛。近年食品行業迅猛發展,食品生產線的技術也是突飛猛進,冠猴智能作為服務食品加工、醬鹵行業以及肉類分割的標桿企業,在食品加工方面有著豐富的經驗,此次我們結合多年國內發展情況,一起分析下食品加工行業發展的狀況和趨勢。

一、中國食品和包裝機械發展現狀及存在問題
我國的食品和包裝機械行業形成僅20年,相對于食品工業還是一個新行業。據統計,2005年末,食品和包裝機械工業總產值約為620億元,而國內市場需求達到850億元。而到2010年,國內行業總產值可達到1300億元(現價),而市場需求可能達到2000億元。這個市場的空間將會有國外設備來填補。“十一五”的目標是要縮小這個空間,為食品工業趕上世界先進水平,為使包裝大國向包裝強國邁進,提供先進的技術裝備,讓進口設備在國內市場上只起到拾遺補缺的作用。這就要求國內食品和包裝機械的年發展速度超過18%,新產品產值率達到25%。雖然我國食品包裝機械制造行業近年來發展較快,但與國外先進水平相比,還存在一定的差距。行業存在的問題主要表現在:
01產品品種及成套數量少
國內大多以生產單機為主,而國外大多為配套生產,很少單機銷售。一方面國產設備的品種無法滿足國內食品和包裝企業的需要,另一方面機械廠單機生產銷售上利潤微薄,無法獲得成套設備銷售的高效益。

02技術水平低
主要表現在產品可靠性差,技術更新速度慢,新技術、新工藝、新材料應用少。我國的食品和包裝機械單機多、成套少,通用機型多、滿足特殊要求、特殊物料的設備少。技術含量低的產品多,高技術附加值、高生產率的產品少。智能化設備還處于研制階段。而國外已將很多先進技術應用在包裝機械上,如遠距離遙控技術(包括監控)、步進電機技術、自動柔性補償技術、激光切割技術、信息處理技術等。
03產品質量差
我國食品和包裝機械產品的質量差距主要表現在穩定性和可靠性差、造型落后,外觀粗糙、基礎件和配套件壽命短、無故障運行時間短、大修周期短,且絕大多數產品還沒有制定可靠性標準。國際包裝界十分重視提高包裝機械加工和整個包裝系統的通用能力,所以包裝機械零部件生產專業化是發展的必然趨勢,很多零部件不再由包裝機械廠生產,而是由一些通用的標準件廠生產,某些特殊的零部件由高度專業化的生產廠家生產,真正有名的包裝機械廠將可能是組裝廠。產品向多功能與單一、高速兩極化發展。包裝機械的最終作用在于提高生產效率和產品多樣化。

04開發能力不足
我國食品和包裝機械主要還是仿制、測繪,稍加國產化改進,談不上開發研究。產品開發缺少創新,難上水平。生產手段落后,大部分還是用陳舊的通用設備加工。
新產品開發不但數量少,而且開發周期長。在企業管理上,往往重生產加工、輕研究開發、創新不夠,不能緊跟市場需求及時提供產品。國際先進的作法是將各種機器元素以數據庫形式存入計算機,再把圖紙數字化后輸入計算機,由計算機自動合成三維模型,接著將過去曾經發生過的生產線故障輸入計算機,計算機即可演示實際工況,在用戶面前根據需要進行修改。計算機合成速度快,修改工作迅速方便,如果用戶的某些要求達不到,計算機也會告訴你,以免除以后的糾紛。這種由計算機完成的仿真技術,大大縮短了包裝機械(生產線)的設計周期,客戶的滿意度也大大提高。我國食品包裝機械制造行業目前的產品水平呈寶塔狀。底部是大量的低水平重復生產的產品。中等產品水平的企業數量正在增加,出口產品主要是這些企業生產的,如方便面機械、紙箱紙盒機械、捆扎打包機械、真空包裝機械、紙張及塑料彩印機械、塑料包裝機械、杯裝封口機械、果凍機械、片材制杯機械、飲料及塑料吹瓶機械等。這樣的企業年銷售額大都2000萬~5000萬元,具有一定的經濟實力及新產品開發能力,他們大都愿意參與國際市場的競爭。高端產品比較少,具有國際水準的企業也不多。但他們出口量都不大,一方面是對外宣傳不夠,另一方面這些大型設備還沒有取得國外用戶的信任。

二、自動化技術在食品和包裝機械中的應用
高新技術的運用成為實現食品機械安全的重要途徑。當前,在食品包裝機械中廣泛采用的高新技術主要有機電光液一體化技術、自動化控制技術、數字化智能化技術等,并且已貫穿于食品加工各個環節的食品機械中。各種自動化技術的不斷應用大大推進了各國食品工業的產業發展,由連續化生產代替了間歇式生產;由專業化生產代替了通用化生產;由大型化生產代替了中小型生產;由全程質量控制代替了最終產品的質量控制等。實現了食品加工過程的連續化生產、專業化作業、自動化調節、全程化控制和產業化經營。事實表明,這些自動化技術的應用不僅可保證加工產品的營養、安全、衛生、方便、快捷和降低生產成本,而且還可以提高生產效率和產品的市場競爭力。

01總體情況
包裝機械上使用的自動化產品主要有控制系統,傳動控制,運動控制,人機界面和傳感器這幾類,具體包括:
控制系統:嵌入式產品、PLC,IPC,現場總線;
傳動控制:變頻器,直流調速;
運動控制:伺服,步進,運動控制器;
人機界面:文本顯示器,觸摸屏,平板電腦;
電器元件及傳感器:光電開關,溫度傳感器,壓力傳感器,行程開關等。
02主要自動化產品介紹
(1) 控制器
食品和包裝機械使用控制器的情況差別較大,大型生產線用到了現場總線技術,控制點多達數千,單機上大多使用了PLC或者專用控制器,部分中低端設備采用了繼電器控制的方式,而更多的小型設備沒有使用任何電子控制器,總體上國內的包裝機械只有10%左右使用了先進的控制器。

從性能上IPC最好,具有很強的擴展性,豐富的軟件資源使它可以開發出更多的應用方案,目前主要用于大型設備的管理和通訊。PLC系統在5年以內仍然將是包裝機械的主流控制器;繼電器作為以前的主流控制器,將繼續在低端市場延續。
(2) 傳動
傳動產品在包裝機械上的使用主要是為了調整主工藝速度和控制電機在生產過程速度的周期性變化。對于大多數包裝機械而言,變頻器并非必選的電氣產品。盡管越來越多的包裝機械廠商設計了基于變頻器的傳動方案,但是使用者寥寥。因此,除非在必須使用變頻器的場合,包裝機械生產廠商較少考慮采用變頻器。變頻器在本行業的使用率較低,在大型標準規機和包裝生產線上有較大的發展空間。
(3) 運動控制
運動控制產品在包裝機上的應用主要是實現精確的位置控制和嚴格的速度同步,用于裝卸,輸送,打標,碼垛,卸垛等工序。本行業可能用到運動控制產品的包裝機械主要包括:紙箱生產線,自動包裝機、真空充氣包裝機、塑料覆膜機、復合軟包裝機、液體包裝機、包裝機器人、無人操作包裝生產設備、裝箱/裝瓶設備、清洗、烘干設備、成型、填充設備、封口、封蓋設備、稱量、打包設備、無菌包裝設備。由于中國包裝行業的快速發展,國內將需要更多的高端包裝機械,運動控制產品也將在本行業獲得更大的發展空間。
(4) 人機界面
包裝機械的HMI以文本顯示器為主,通常與PLC或者單片機配合使用,用以設定生產工藝參數,監控設備運行狀態,記錄設備生產歷史。少數高端機械使用了觸摸屏。
