时间：2022-03-05 03:14:39
【关键词】包装机械；自动化；智能装备
引言
商品包装是物品进入流通领域的必要条件，而包装机械是为商品进入市场提供保护、促进销售及提高附加值而完成生产过程的技术设备，是实现产品包装的主要手段。随着国民经济水平的快速发展，各行业生产自动化要求的提高，包装机械行业得到了快速发展，包装设备在食品、饮料、医药、化工、家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等行业领域得到广泛应用。特别是近几年，受下游行业市场竞争愈发激烈、规模化和集约化生产趋势、人力资源成本上升等因素的影响，包装设备在生产和物流环节发挥着越来越大的作用，高度自动化、高效化、智能化、节能化的包装设备逐渐受到下游行业青睐，传统的包装设备逐步与现场总线技术、传动控制技术、运动控制技术、自动识别技术和安全检测技术相结合，现代化的包装设备应运而生，未来包装机械行业前景十分广阔
1 包装机械行业概况
1.1包装设备产品分类
包装设备分类方法较多，目前国际上普遍采用的是按包装工序进行分类。按照工序分类，包装设备主要可分为成型装填封口系列设备、捆扎码垛缠绕系列设备、贴标打码系列设备、智能包装生产线及其他设备五类。
（1）成型装填封口系列设备是完成包装容器的固化定型、将产品按预定量充填到包装容器内、对包装容器进行封口并装箱等过程的设备，主要包括各种纸箱成型机、灌装机、装盒机、套袋机、热缩机、封箱机、封口机等。
（2）捆扎码垛缠绕系列设备是完成产品或包装件的外包装工艺并将其按设定的规则进行堆积的包装设备，主要包括各种捆扎机、码箱垛机、码瓶垛机、卸箱机、缠绕机等。
（3）贴标打码系列设备是完成将实物标签粘贴或将电子标签、文字图案喷涂标识在产品包装上的包装设备，主要包括不干胶贴标机、热熔胶贴标机、激光打码机、打码贴标机等。
（4）智能包装生产线是指能连续完成多项包装工序的机器组合，是连续实现多个包装功能的有机集合，满足了现代化大生产中无人化、柔性化、智能化、集成化的生产需求，并可实现自动检测、监控、追溯等功能，便于生产管理。目前，智能包装生产线已经成为了我国包装机械行业重要的发展方向之一。
1.2作用及优势
（1）大大提高劳动生产率，缩短了生产时间。例如对于封箱、捆扎、码垛工序，目前公司生产的全自动双通道封箱机的封箱速度已达到80箱/分，全自动捆扎机的捆扎速度可达到1.2秒/道，码箱垛机的码垛速度为60，000瓶/小时。此外，自动化的包装设备能够实现连续化生产，在提高生产效率方面发挥重要作用。
（2）有效保证产品的包装质量。包装设备可根据被包装物形态、大小、质量的不同，采用不同的包装材料和包装方式，使得包装后物品规格相对一致，保证包装质量，符合集合包装的要求。
（3）实现手工包装无法实现的包装操作，如真空包装、气调包装、泡罩装盒等包装设备实现了食品、药品等商品的自动化无菌、气调保鲜包装的要求。
（4）降低劳动强度，改善劳动条件。例如生产过程中的装箱、装盒等包装工序，仓储物流中的捆扎码垛工序，动作单调、频率高，耗体力，使用装箱机和装盒机等包装设备能有效解决这一问题。
（5）有利于对工人的劳动保护。对于某些严重影响身体健康的产品，如粉尘严重、刺激性、放射性、易燃易爆、生产储存环境严苛的产品，例如农药、民爆产品等的包装，采用传统包装方式容易影响健康，危害生命安全，无人化包装成为这类行业的必然发展趋势。
（6）可降低包装成本，节省贮运费用。对松散产品，如瓶装水、食品、邮件等，采用自动化包装设备完成装填、封口、捆扎、码垛、缠绕等一系列包装工艺，可大大缩小包装物体积，节省包装材料，同时起到提高货位利用率和运载率，减少物流费用的作用。
1.3应用领域
随着国民经济水平的快速发展，各行业生产自动化要求的提高，包装机械行业得到了快速发展，包装设备在食品、饮料、医药、化工、家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等行业领域得到广泛应用。
2 包装行业发展现状、行业竞争格局和市场化程度
2.1市场容量
从包装设备需求额分析，全球包装设备的需求已从2004年的241亿美元增长到2009年的286亿美元，年均复合增长率达到7.31%。预计未来仍将以5%左右的速度保持增长，到2019年将达到445亿美元的需求规模。
图1 全球包装机械行业市场需求情况
数据来源：中国食品与包装机械工业协会统计数据
从全球市场需求来看，食品、饮料、医药和化工行业是包装设备最主要的下游市场。2009年食品、饮料、医药和化工行业对包装设备的需求分别约占包装设备总需求额的43.4%、17.7%、12.5%和7.6%。尽管2009年受全球金融危机影响，全球包装机械行业需求仍然实现增长。
未来几年，发展中国家和地区包装设备销量的增长将成为全球包装设备发展的推动力，中国作为最大的发展中国家，对包装设备的需求将构成世界最大的市场之一；亚洲其他欠发达国家和地区，例如印度、印度尼西亚、马来西亚和泰国，对包装设备的市场需求也会获得较大的增长；而在美国、西欧、日本等发达国家和地区，尽管包装设备的市场需求增长速度低于发展中国家，预计未来仍将获得反弹。
中国包装机械行业市场供求状况及变动原因包装机械在我国属于新兴行业，起步较晚，经过30多年的发展，现已成为机械工业中的十大行业之一。2006年至2013年，我国包装机械行业市场需求从182亿元提高到569亿元，年均复合增长率达到17.68%。
图2 我国包装设备市场需求以及国内生产总值增长速度
数据来源：中国食品与包装机械工业协会统计数据
我国居民可支配收入的提高带动了国内消费增长，2006年至2014年，我国社会消费品零售总额从7.64万亿元增加至26.24万亿元，年复合增长率达到16.68%，为食品、饮料、医药、化工、家用电器等包装设备下游行业的发展带来了积极影响。同时，随着居民消费能力、健康意识的提高，新包装材料、包装工艺和包装样式逐渐成为消费者关注的因素，为国内包装设备带来新的发展机遇。
此外，随着我国人力资源成本增幅较大，部分地区出现用工荒现象，2006年至2013年期间，城镇单位就业人员工资总额从24，262亿元增加到93，064亿元，年复合增长率达到21.17%。劳动成本上升的外在压力迫使企业调整生产要素的投入比例，积极引入先进技术和机械设备代替人工，通过自动化生产提高劳动效率，从而消化劳动成本上升的不利影响。通过技术和设备的引进，企业提高了生产效率，降低了工人劳动强度，实现规模化生产，巩固并提高市场份额。
2.2行业利润水平变动趋势及原因
国内包装机械行业经过30多年的发展，市场竞争比较充分，行业利润率总体水平稳定，在不同的应用领域和市场，利润水平各不相同。少数具有较强研发能力和技术积累，具备品牌优势、规模优势的企业才能不断地为市场开发出新产品、提供功能多样的包装单机设备及智能包装生产线，服务于中高端市场，平均利润率相对较高。相反，大多数企业在产品较低端、同质化较高的竞争领域，由于供应商众多，企业规模较小，竞争激烈，并且多数从事某一领域的单一产品，综合化、集成化程度不高，使得大多数包装设备生产企业的利润率相对较低。
2.3行业竞争格局
包装机械行业是涉及多学科、跨领域的综合行业，由于其下游行业使用环境、生产工艺、包装材料、被包装物形态各异，供应商须根据客户个性化的需求量身定制相应的包装单机设备或生产线。德国、美国、意大利等制造业发达国家生产现代化水平位居全球领先地位，其包装设备以产品序列全、更新速度快、领先的研发设计能力、先进的加工制造能力获得了国际范围的品牌影响力。以德国克朗斯、德国博世、德国KHS等为代表的国际知名包装设备企业，通过提供大型、成套、高精度的单机设备和智能包装生产线，占据了世界包装机械市场的主导地位，也占据了我国高端包装设备市场的主要份额。
由于受到资金、技术、人才、经验等因素的综合影响，国内从事包装设备生产的企业大多数规模较小。截至2010年末，我国共有包装设备制造企业3，600多家。根据中国食品和包装机械工业协会统计，截至2014年2月，规模以上企业共计259家，其中中型规模以上企业24家，国内包装机械行业中生产规模大、产品档次高的企业为数不多。数量众多的本土企业由于研发能力不强或者缺乏自主创新能力，产品技术含量低、质量稳定性差，主要生产低水平、功能单一的包装设备，市场竞争力普遍不强。随着包装设备下游行业现代化加工
和规模化生产的要求不断提高，该类企业将难以满足包装设备高自动化、机电一体化、智能化的发展要求，在低端市场的竞争压力将日益加剧。
3 行业发展前景分析
3.1有利因素
3.1.1下游行业发展迅速，带动包装机械需求
包装机械下游应用广泛，主要服务于食品、饮料、医药、化工、家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等众多领域的生产加工和仓储物流环节。近年来，受益于中国经济持续快速发展所带来的消费升级，居民消费水平大幅提升以及消费意愿的增强，我国社会消费品零售总额保持高速增长，2006年至2014年年均复合增长率达到16.68%，并将随着居民人均可支配收入的提高继续保持快速增长。2006年至2013年期间，我国的食品、饮料、医药和化工行业销售收入的年均复合增长率分别达到21.67%、21.32%、23.43%和20.81%，包装设备作为下游行业固定资产投资的重要组成部分，在下游行业中的应用深度和广度均得到大幅提高，市场发展空间广阔。
3.1.2产业政策大力支持
包装机械行业直接服务于企业的生产过程，以及产品向消费领域转移的仓储物流环节，对国民经济的健康发展意义重大，包装设备尤其是高端包装设备的自主研发及产业化一直是国家产业政策鼓励的发展对象，重点向着高效化、柔性化、大型化、个性化、智能化方向发展。
3.1.3技术水平不断成熟
我国包装机械行业起步较晚，发展初期在研发、设计、生产等方面和发达国家存在较大差距。近年来，在国家产业政策的扶持下，在下游行业良好发展形势的刺激和带动下，包装机械行业经历了从引进吸收国外先进技术到自主创新的过渡，如今已形成了较为完整的技术和产品体系，取得了多项技术成果，在工艺流程的自动化程度、产品的适应能力以及成套的供应能力等关键领域实现了较大的技术突破，部分技术已达到或接近国际领先水平。长期以来，以智能包装生产线为代表的高端包装设备主要依赖从国外进口，而国内包装设备技术水平的提升已逐步改变这种局面，进口替代效应初步体现，部分产品开始出口到德国、美国、意大利等制造业强国。
3.2行业前景广阔、市场容量巨大
除食品、饮料、医药、化工行业外，包装设备还被广泛应用于家用电器、造币印钞、机械制造、仓储物流、建筑材料、金属制造、造纸印刷、图书出版等众多领域，成为提高生产效率、增强安全性的重要力量。以家用电器领域为例，受益于国家家电下乡、以旧换新、节能补贴等政策鼓励、资金投入、财税优惠等多个方面的扶持，同时随着技术、生产体系进一步完善，家用电器产业规模不断扩大并保持快速发展态势。2006年至2013年期间，家用电器批发销售收入从1，888亿元增长至8，441亿元，年均复合增长率23.85%。家用电器单位价值较大，并且在运输过程易受到损害，自动化包装设备可以有效减少其生产和物流过程中的破损率。以电视为例，如今电视已经进入平板甚至3D平板时代，屏幕较为脆弱，性能稳定的自动化包装设备将有效保障其包装及仓储物流的安全。包装设备在造币印钞领域也有深入应用。我国的造币印钞由中国印钞造币总公司负责实施，是国家法定货币生产企业，生产自动化、精细化程度高，在检重、定位、光边、裁条、装袋、封签、残次品剔除、图像检测处理等方面采用先进的包装设备来替代人工，设备主要向国内外的高端供应商采购。
国内消费支出的增长、人力资源成本的提高、规模化的生产要求和对新产品的需求等有利因素都在刺激国内包装机械市场的发展。同时，包装设备所具有的提高劳动生产率、降低劳动强度、降低包装成本等一系列特点，促进其在下游行业领域生产和仓储物流过程中的应用，使其拥有广阔的市场空间。
关键词：自动化技术；包装机械；应用
中图分类号：F426文献标识码：A文章编号：1672-3791(2015)11(a)-0087-03
1我国包装机械行业的现状与存在的问题
1.1我国包装机械行业的现状
我国包装机械的起步是在20世纪的70年代,当时我国的机械研究所在参考日本包装机械的基础上创造了我国的第一台包装机械。到如今,已经经过了将近40年的发展,取得了傲人的成就。包装机械企业在我国民营和股份制的居多,占到了总数的80%以上,国有的包装企业却寥寥无几。所以,虽然包装机械已经成为我国机械工业中的支柱产业,却仍然没有太多的自主科技。改革开放以来,我国包装机械的品种已经有超过1350种,但是大部分都不能直接投入到生产中,还处在测试和改善的阶段,完全无法满足市场的需求。和发达的国家相比,我国的包装机械行业还有一定的差距,需要继续完善和改革。
1.2我国包装机械行业存在的问题
我国包装机械行业存在很多问题,一些尖端的包装机械还是从德国和日本等国进口。具体而言,我国包装机械行业存在的问题主要有以下几种。
(1)创新不足。我国包装机械设计人员的素质不高。我国包装机械的起步较晚,虽然发展得较快,但是并没有掌握真正顶端的科技。设计人员应用的设计理论和参考的设计规范比较陈旧,满足不了包装机械设计创新的需求。而且,科学研究和产业结合不够紧密。我国关于包装机械设计的研究并不少,但很少能够应用在实际的生产中。因此,我国包装机械设计的相关研究无法及时地在生产中实践,验证其可行性。最后,我国包装机械行业的资源配置不合理。我国对包装机械的宏观调控无法和包装机械行业发展的速度相匹配,而且国有的包装机械企业几乎没有,无法发挥社会主义集中力量办大事的优势。上述的几种原因,导致了我国包装机械行业的创新不足,阻碍包装机械行业的发展。
(2)包装机械设计的方法不足。我国包装机械的模型模仿性质高,设计时,往往是根据任务设计书的特征,寻找同类型的样机,在此基础上设计自己的包装机械。整个设计中创新的程度较低,参数模仿的痕迹很明显。再者,我国包装机械的性能指标不够自主。我国包装机械在确定设计任务后,机械设备的技能指标和技术性能的数据在很大程度上是仿造样机的参数。因此,设计的包装机械性能和样机相比无太多进步之处。综合上述的原因,我国包装机械行业要想发展,必须提高自主创新的能力,提高包装机械制造企业的内部管理,引入先进的技术,以此来给包装机械行业注入新的活力,促进我国包装机械的行业的发展。根据时代的需求和科学技术水平,将自动化技术引入到包装机械行业是一个很好的方法,可以使包装机械最大化地满足市场的需求,在下文中将具体分析自动化技术在包装机械中的应用。
2包装机械中自动化技术的应用
计算机技术的发展影响了多个行业,表现在机械行业,最明显的就是促进了其自动化的发展。通过计算机技术,可以实现机械系统本身信息的反馈和负反馈,从而满足机械设备的自动化生产,降低了人力在生产中的作用。包装机械并不是独立的个体,从自动包装到检测是一整条的生产线。所以,自动化技术在包装机械中的应用,也需要从不同的设备和元件分析。就以目前的情况而言,自动化技术在包装机械中的应用主要体现在以下几个方面。
2.1包装机械的传动系统
传动系统可以将未包装的物品运送到包装机械中,然后将包装好的物品传送到指定的位置。所以,传动系统是整个包装机械实现连续工作的基础。传统的包装机械,是通过控制电机来控制包装机械的生产速度。但是在PLC和变频器出现后,包装机械的传动系统将PLC和变频器应用在其中,实现了传动系统的自动化。当前较为先进的变频器集合了计算机技术、控制技术和机电一体化技术等,它可以根据设备检测到的信号主动调节速度和精度,极大提升了动作响应的速度和运行的效率。基于上述的几种优点,包装机械的传动系统在应用了变频器后取得了一定的发展,所以其使用的范围愈发广泛。目前,包装机械行业应用的变频器主要的品牌有西门子和施耐德等,我国还没有较为成功的自主变频器品牌。
2.2包装机械的显示器
包装机械在应用自动化技术后,会有很多的模拟信号,这些模拟信号在被接手后会显示在显示器上,人们可以根据信号的特点来判断包装机械设备的运行状态,然后直接在界面上进行相应的操作,这种信号再反馈给包装机械,改变其生产的各种状态。目前的包装机械还是以文本显示器为主,少数较为先进的包装机械采用了触摸屏的形式。显示器是人为控制生产的重要环节,当包装机械设备出现问题后,信号会最先反映在显示器上,然后就可以实现人为调节的操作。也就是说,显示器也同时相当于控制器,是人与包装机械之间的信号转换器。目前,这种人机操作界面的显示器生产商主要是西门子和三菱等企业,我国也有一些品牌的人机操作界面显示器,但是和德国与日本等发达国家还存在一定的差距。
2.3包装机械的控制系统
包装机械的自动化控制系统主要是通过PLC系统实现,PLC可以将人们编写的程序语言逻辑化地反映在包装机械的生产中。而且,PLC控制系统还有可靠性强、设计较灵活和操作简单等优点。根据包装机械行业的发展,PLC的应用极大提高了包装机械的自动化程度,满足了生产对包装机械的需求。所以,PLC在包装机械中的应用愈加广泛,两者相互促进。生产饮料包装和方便食品包装的包装机械大多采用PLC的控制系统,变频器和PLC共同支撑起了整个包装机械的自动化生产。以目前的情况而言,在未来的几年中,PLC还将是主流的包装机械控制系统。包装机械的PLC系统主要由三菱、西门子和施耐德等企业生产,基于PLC的优点分析,它在包装机械中的应用会越来越广泛,促进包装机械行业的自动化发展。
2.4包装机械中的模块化设计
模块化设计是包装机械为了应对包装机械生产较为单一的情况,同时,模块化设计是一种用功能决定包装机械设计的手段,它可以最大化满足客户的需求,应对市场的变化。这种设计也减缓了包装机械更新换代的速度,用类似半智能化的设计手段来促进包装机械的发展。通过包装机械的模块化设计,包装机械在生产中有了更多的选择,包装机械的控制系统可以根据实际的生产需求切换到不同的模块,实现包装机械生产的自动化。将模块化设计这种自动化的手段应用在包装机械中的优点有很多,首先,可以建设包装机械的设计环节。包装机械的设计是一个复杂的过程,需要从多个需求入手,然后分别设计相应的功能,最后综合机械设计的原则和指标,完成包装机械的整个设计。但是模块化的设计却可以极大程度地简化包装机械的设计过程,原本的模块是固定的,只要根据功能需求选择相应的模块,然后综合在一起,就可以基本完成整个设计。其次,产品柔性程度高。模块设计和机械设计不同,它可以独立存在,随时将最新的技术应用在自身。因此,模块化设计的更新换代是极快的。在此基础上,生产商可以通过模块设计。再者,成本较低。模块化的包装机械在设计和制造的过程中都可以通过选用相应的模块来完成,再加上设计的柔性较高,可以实现小批量的生产,降低了包装机械的设计制造成本。由上述分析可以得出,模块化设计这种自动化技术在包装机械行业的应用,直接面向市场,在提高包装机械自动化程度的基础上,还很有利于包装机械行业的发展。
2.5包装机械中的检测系统
包装机械生产并不能够包装生产的有效性达到100%,所以还是会有废品的出现。企业通过包装机械生产的产品也有不合格的,要通过检测系统检测包装出的产品是否合格,然后将不合格的产品挑出来。目前,包装机械的检测系统都是自动化进行的,首先传动系统将包装的成品运送到检测的指定位置,然后通过探伤等检测手段,检验产品的合格性。若产品合格,传动系统将成品运送到下一个环节,若不合格,将用机械手臂把不合格的产品挑选出来。整个过程都是自动化地进行,无需投入太多的人力。传统的包装机械生产成品检验是通过人力完成,效率很低,而且有极大的错误率,企业不仅需要投入大量的资金,还无法保证产品的质量。自动化检测应用在包装机械行业后,改善了整个包装机械成品检验的过程,提高了检验的可靠性,也提高了生产的效率,降低了企业的投入。自动检测技术其实是传感器和计算机系统的结合,检测到的信号通过传感器率先反馈给计算机系统,然后计算机系统根据收到的信号做出逻辑判断,发出不同的指令,指挥机械的运作。上述的几种都是自动化技术在包装机械中的应用,包装机械作为配套的设备,若想满足市场的需求,必须继续再度提高自身的自动化水平,尽量将自动化技术应用在每一个可能的设备和环节中。
3我国包装机械行业发展对自动化的要求
3.1包装机械自动化发展趋势
包装机械行业还在快速的发展中,各种新的思想和技术都在不断地应用在包装机械中。具体而言,包装机械自动化发展的趋势主要体现在以下几点上。
(1)生产效率的不断提高。包装机械生产产品的效率越高,生产成本就越低,这是企业一直追求的目标。所以,自动化在包装机械中应用的趋势是不断提高其生产的效率。
(2)适应产品的变化。商品的包装变化性很强,所以要求包装机械有很强的柔性,能够适应包装物品的变化。换言之,当商品的要求发生变化时,不用相应地更换包装机械的生产线,只需做出相应的调整即可。
(3)故障少,易排除。自动化技术的应用可以提升计算机系统在包装机械中的作用,方便故障的诊断和排除。包装机械自动化发展的趋势要求输入指令后计算机系统能自主地检测其中的故障,也可以通过远程诊断排除设备的故障。
(4)有一定的自动识别能力。包装机械的生产效率要提高,必须具备一定的自动识别功能,该功能通过传感器和逻辑程序实现,如上文分析的PLC系统主要就是为了满足包装机械的自动识别要求。增加自动识别能力后,包装机械的整个生产就可以在一定的范围内成为独立的个体,满足生产的各种需求。
(5)污染少。当前发展的经济是可持续发展的经济,要求生产中产生尽可能少的污染和垃圾,同时还要求在同等消耗的前提下生产尽可能多的产品。因此,包装机械自动化发展的趋势也包括着减少环境污染的要求。
3.2包装机械发展对自动化的要求
包装机械行业发展的趋势是向着生产的高效率、柔性强、故障易排除、有自动识别能力和污染少的方向。所以,相应的包装机械发展对自动化技术也有了一定的要求,具体如下。
(1)传感器技术。传感器技术是收集和接受信号的基础,也是实现及其内部自主控制的基础。因此,要提高包装机械行业的自动化程度,必须加强传感器在其中的应用。
(2)物流自动化技术。物流自动化技术是整个包装生产线传动的基础,因此物流自动化可以将包装生产连成一个整体,大幅度节省人力和物力的输出。基于此,必须加强物流自动化技术在包装机械中的应用,提高其自动化的程度。
(3)安全检测技术。检测技术是传递信号的基础,检测设备通过各种手段将检测到的数据转换为信号传递给传感器,再通过计算机的处理形成新的指令,指挥包装机械的生产动作。因此,安全检测技术在包装机械的自动化中也是必不可少的一部分。
4结语
随着时代的发展,机械行业的要求也来越高。在包装机械行业,其更新换代的速度较快,对机械设备的柔性要求很高。因此,要满足市场的需求,必须加快包装机械自动化程度的发展。我国包装机械行业的起步较晚,要赶上发达国家的步伐,必须将智能化的概念引入到包装机械中,应用机电一体和自动化等技术,实现生产效率的提高和智能化的生产。文中研究的包装机械自动化只是包装机械自动化发展的一部分,还有更多的技术值得我们研究。相信随着科技的发展,包装机械必将满足所有的市场需求。
参考文献
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[4]王海涛.自动化技术在包装机械行业中的应用研究[J].中国包装工业,2015(Z2)：105.
更高、更快是方向
《酒世界》:目前,酒类包装机械行业的现状如何?
潘昊:全国大大小小的酒类包装机械厂可能有上百家,不过非常知名的也就三五家。一方面,因为酒类包装机械行业的门槛高,要求企业有雄厚的人力、物力、财力基础,同时还要掌握酒水和机械这两个行业,所以一直以来,酒类包装机械行业竞争表面看起来没有酒水行业竞争那么激烈,酒类包装机械企业也没有酒企业那么高调。不过,从另一方面来看,酒类包装机械企业的目标客户是酒企业,而酒企业的目标客户是消费者,目标群体的巨大差别,也使得酒类包装机械行业的竞争不可避免地会日趋激烈,最终会出现大鱼吃小鱼的过程。
《酒世界》:酒类包装机械行业发展的趋势是什么?
潘昊:高速线是未来酒类包装机械行业的发展方向。比如,原来一台机器一个小时只能灌装5000瓶,现在能灌装10000瓶,同样的能耗,可是产量增加了,成本无疑就降下来了。我们希望跟酒企业联手合作,向高速线发展。在发展高速线的同时,也会增强兼容性,标准瓶能做,异形瓶也能做。从整体来看,酒类包装竞争还处于无序状态,没有统一的行业标准。酒类包装机械行业市场规范、有序发展会是未来的发展趋势。
低碳发展是趋势
《酒世界》:低碳,不仅是酿酒行业,也是酒类包装机械行业的发展趋势。博雅机械在低碳发展这一方面,都做了哪些努力?
潘昊:博雅机械一直在力行低碳发展。早在2007年,就面向市场推出了智能量杯定量灌装机,并获得巨大的成功。在此次酒业技术博览会上,我们也展示了这款产品。智能量杯定量灌装机引进德国进口技术,博雅机械又加以自主创新,不接触瓶口,防滴漏,防止二次污染,灌装阀精度是千分之三以内,没有托瓶汽缸,能耗很少,因为是智能量杯定量灌装,不产生余酒、废酒,可以说非常环保、低碳。
《酒世界》:博雅机械的定位?产品具有哪些竞争优势?
潘昊:博雅机械自创立以来,始终将主要精力投入到酒类包装机械以及上下游相关设备的研制和改进领域。公司的定位为世界最先进的包装机械,意欲挺起酒类包装机械行业的民族脊梁。
根据市场需求,博雅机械推出了规则瓶的中、高速包装生产线和中、低速异形瓶生产线。中小酒企业可用中低档配置,不仅节省成本还使用方便,在线可调,换瓶都十分便捷。同时,还可根据白酒企业的不同需求,针对不同瓶形,做出不同方案给以客户指导,甚至客户可根据自己的实际需要进行定制。我们能为客户提供设备工艺配置、人员操作培训等一整套交钥匙工程服务。
关键词：包装机械；包装工程；教学方法；教学效果
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）45-0213-03
包装机械是包装工程专业的一门专业基础课，是包装课程体系中的重要组成部分，要求学生具有一定的工科基础。作为工科背景的大学本科生来说，包装机械课程的教学质量、教学效果直接反映在学生对所学包装机械的理解程度及其在毕业设计中所设计相关机械的整体方案的选择、确定和具体执行机构、传动机构的设计上。笔者在这几年的包装机械课程教学和指导设计题目与包装机械相关的本科毕业生过程中发现，包装机械的教学效果与课程的教学方法和学生学习主动性有很大关系，由于包装机械课程内容繁杂、涉及机械相关课程较多等特点和学生个体学习情况的差异，目前包装机械的教学效果和教学质量还有待提高。本文针对包装机械课程特点和教学过程中存在的问题，根据笔者从事包装机械等相关领域的教学经验和研究经验，对提高包装机械课程教学效果的方法进行了探讨。
一、包装机械课程特点
包装机械课程主要讲授用于完成全部或部分包装工序的包装机械执行机构和传动机构的原理和主要结构。综合来讲包装机械课程具有如下特点。
1.包装机械种类繁多，各种不同包装机械的结构差别很大。根据2010年国标对包装机械的分类，常见包装机械有12种，在目前高校使用的包装机械教材中大多数是每一章讲述一种包装机械，各章节大多相互独立，使课程内容繁多。但是由于课时有限（32学时，去掉6学时实验，讲课学时只有26学时），很难把每一种包装机械的功能、结构和原理等都讲述的非常详细。且有些机械如灌装机械、封口机械等，完成同一功能的机械由于包装物料的不同使其结构和原理相差很大，这些章节内容相对更多，难度更大，而使讲授这些章节所用学时更多。
2.包装机械课程偏重于机械类，内容涉及机械设计、机械原理、自动控制、包装材料、包装工艺等多方面内容，要求学生具有一定的机械基础知识和包装基础知识。对于具体包装机械来说，由于涉及机械结构动作、配合等相对抽象问题，使学生学习过程中存在一定难度。
二、在包装机械课程教学过程中存在的问题
由于包装机械课程教学内容繁多、涉及知识面广，而上课学时有限，且学生基础相差较大，使包装机械课程教学存在一些问题。
1.内容太多，学生对机械工作过程和结构理解困难。由于学时限制，几乎每一次课都要讲一章的内容。包装机械具体结构相对来说并不是很复杂，但是一台包装机械基本上都包括不同执行机构、传动机构和支撑结构，一个包装工序的完成往往需要几个机构的协同工作，强调机械结构间的相互配合，同时要求尽量用最简单可行的机构完成预期功能。
学生虽然已经学习了机械原理、机械设计等知识，可能考试的时候成绩很高，但实际应用能力较差，因此，在上课的时候，为了使学生理解具体机构的原理和结构，参照教材和找到的机械示意图或结构图，需要教师花费很多时间讲机械的具体结构，包括机械执行结构、传动机构和支撑机构。这部分内容的讲解使教师课上增加了教学量，同时影响了课程主要内容的讲解，使实际的教学效果一般。曾经有同学跟笔者反映，“老师你这么用力讲课，机械结构讲的那么深，可是我们有一些还是一知半解，很多机械结构你讲的我们就明白，不讲的我们还是不懂。另外，感觉一堂课的内容太多。”因此，如何在有限的时间内，教师将包装机械的主要内容生动、易懂地讲述出来，并且使学生理解进而掌握，是包装机械课程教学的一个难点。
2.教师上课“满堂灌”，学生参与性差，积极性不高。由于包装机械教学量的限制，一般讲课时为了将内容讲授全面，经常造成课上讲的内容太多，几乎是“满堂灌”的状态，很容易使学生疲惫，且理解、接受能力下降，在这种情况下，即使讲课过程中教师给学生提出问题，让学生思考，学生的积极性也不会很高，不会主动参与，注意力不容易集中。包装机械课程主要讲的是机械结构和原理，需要用到很多机械示意图和结构图。由于机械图一般很复杂，用多媒体显示的时候，如果学生事先没有预习，单纯依靠教师课上讲解，学生很难短时间内把机械图的机构和原理弄清楚。因此如何提高学生的参与性和积极性是包装机械教学中需要解决的另一个问题。
3.课程考核方式。包装机械课程考核一般从期末考试、作业和课堂表现三个方面进行评定。考试时基本上由任课教师依据课程主要内容，结合个人的教学经验及学生的实际情况进行命题，带有较大的主观随意性，而且学生会根据任课教师考前所划的考试重点进行复习，不对课本内容进行全面认真地学习和复习，很容易造成考试成绩与实际水平出入较大，不能准确考察学生的学习情况。另外任课教师本身的局限性也会致使考试试题的题型比较单调，题量较少。此外，为了考察学生对课程中很多基础知识的考核，个别题目在几年的考试中可能会重复出现，使试卷的难易程度、题量大小等各方面难以控制。考试中这些问题的存在使考试不能很好地反映出学生的学习效果，不能使教师对讲课过程中主要内容和重点内容的选择、教学方法的应用等存在的问题有比较清晰的认识。
三、包装机械讲课过程中的改进设想
通过几年的包装机械课程教学，笔者认为可以从以下几点对本门课程的教学进行改进，进而提高课程的教学效果。
1.教师的教学态度。态度决定一切，教师应该以严肃的态度认真对待所讲述课程。杨印生老师曾说过“做不好科研的教师肯定讲不好课”，这里的科研应该是跟课程内容相关的科研，也就是教师对所讲述的内容从科研角度进行的详细研究。教师的讲课不能单纯的照本宣科，只是把书上的东西讲出来，教师讲课应该是在对课本知识理解的基础上，结合自己的教学经验和相关机械设计经历、研究经历，把课本上的内容以学生容易理解和掌握的角度讲述出来，指出相关重点和难点，对所讲述机械结构、原理进行过详细研究，不只是单纯讲述课本内容，才能使讲课内容丰富、充实，学生才会对课程产生兴趣并主动学习。
2.课程内容的选择。由于课程教学时间的限制，如何在有限的时间内，将所讲述机械中学生应该掌握的东西讲清楚并让学生很好的理解和接受，这是决定教学质量的关键。笔者认为，包装机械讲课时一定要突出重点，可以每一章即每一种机械，找出一个典型机械，对这个典型机械的原理、结构和设计进行详细讲授，此类机械的其他机械由学生自学，通过作业或讨论课的形式检查学生的学习效果。如灌装机械，先讲不同物料的灌装原理，然后针对一种物料的灌装机械进行其结构和原理的重点讲述，其他类型灌装机械由学生自学，并通过课后作业、课上讨论的方式检查学生自学效果。这种方法重点突出，内容完整、清晰，便于学生理解和学习，同时课后自学部分需要学生主动学习，积极思考，可以提高学生的自学能力和理解能力。
3.调动学生积极性。通常机械课程都是逻辑性很强的、很固定的内容，使课程生动起来的有效方法之一就是多媒体电子课件的运用，利用多媒体模式把包装机械结构和原理涉及的图片、动画和视频直接展现在学生面前，将抽象的概念具体化，使学生直观体验机械运动过程，充分理解机械结构和原理，这是语言描述很难达到的，有助于提高学生的分析和解决问题能力，激发学生的学习兴趣。除了使用电子课件，讲课语言的丰富、幽默、通俗易懂，以及学生容易理解的实际生活中的相关例子的使用，都可以使课程内容生动起来。
对于机械的学习来说，让学生真正的参与到课程里，对学生理解和掌握教学内容非常重要，也就是使学生从上课的被动听讲，到主动投入，积极思考，变被动学习为主动学习。例如一台机械的讲课过程中，可以先由生活需要引入机械，找出机械要完成的功能，即机械执行机构都有哪些，然后提问学生，这些功能可以用学过的哪些机构来实现，如何实现，最后和学生一起完成机械的整体布局和工作过程，力求使学生参与到课程当中。
4.要给学生思考的时间。讲课时不能教师一直讲，要给学生思考的时间，即给学生内省的时间，教师讲课时适当安静一到两分钟，让学生思考、回忆。曾经有一位教育家说过，“讲课不一定要有声音，有些时候，安静是一种很好的方法。”这段安静时间在引导走神学生回到课堂的同时，有助于学生对教学内容的理解。
5.考核方式的调整。首先应增加作业、课堂表现等在成绩中的比重，硬性提高学生的上课主动性。作业题目尽量脱离课本，布置一些需要对课本知识进行归纳和分析后，须通过独立思考完成的设计性题目，提高学生的思考和知识灵活应用能力。其次是考试前不划重点，让学生对课程内容全面认真地学习和复习。在期末考试内容中，增加主观性题目的比重，编制试题前，应根据大纲要求，认真分析课程各章节考核的重点、难点，使考试题目重点和难点突出，题目类型合理、丰富，主观题和客观题比例适当，题量适中，既要考察基础知识和基础理论，又考察学生的基本技能和实际问题的解决能力。试题间应该彼此独立，不相互牵连，一个题目中考察的内容，其他题目中不会重复考查。
四、结论
包装机械课程教学内容多、涉及知识面广，对教师和学生来说，如何取得较好的教学效果十分重要。从教师讲课态度、课程内容选择、调动学生积极性的方法、给学生思考的时间、考核方式的调整等几个方面进行有目的、有计划的改进，是提高包装机械课程教学效果的有效途径。提高包装机械课程教学效果需要教师课前做大量备课，需要教师课上用生动、易懂的语言将抽象、复杂的问题解释清楚，更需要学生的主动参与和思考。总之，教师用心备课，多种讲课方法交叉运用，尽量调动学生的积极性，是提高包装机械课程教学效果的很好途径。
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关键词：流水线；自动化技术；包装机械；产品
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.016
为了对消费者进行吸引，提高产品的卫生水平，生产厂家都会对产品进行包装处理，包装机械也在这种背景下开始崛起。机械化的包装模式，不仅能够提高产品的生产效率，同时还能有效减轻劳动力强度，为企业的大规模生产提供了有利支持。而且随着自动化技术在包装机械中的应用，更是有效带动了包装机械的发展。
1 自动化在包装机械中的应用
（1）传动系统方面。在包装机械流水线中，传动系统起着“运输工”的功能，会将没有进行包装产品运输到制定位置，以便机械对其进行操作，是整体流水线运作的基础所在[1]。以往的传动系统都是依靠对电机的控制，来对整体流水线的运输速度进行控制。而在自动化技术应用到其中后，通过对变频器以及PLC的使用，使整体系统自动化运行成为了现实。现代使用的变频器包含技术极广，不仅运用了信息技术，同时机电一体化技术与控制技术也涵盖在其中，可以按照设备收集到信号，对传动系统的运输精度与运输速度进行调节。相比于传统的传动方式，运用自动化传动系统的运行效率与响应速度性能更加优化。
（2）显示器方面。显示器是自动化技术在包装机械中的主要体现之一，自动化显示器可以将模拟信号自动转化，并显示到制定电脑终端之中。在这种技术下，包装机械的运作情况能够及时进行显示，为相关人员的决策提供可靠的数据支持，同时也方便相关人员对包装机械的运行情况进行调整。此外如果包装机械在生产过程中出现任何问题，就会第一时间呈现在显示器上，相关人员能够以此为依据，及时对设备开展相应的处理，确保包装机械能够始终处于最佳的运行状态。
（3）控制系统方面。“PLC”是“可编程逻辑控制器”设备的英文简称，属于可编程的存储器，可以运用模拟式或者数字式输入、输出，来实现对机械运行过程的控制，属于自动化技术中的一种[2]。而将其应用到包装机械之中时，相关人员可以按照企业的实际包装要求，对PLC的程序语言进行编写，从而对整体包装系统进行灵活地控制。在自动化生产流程中，PLC以及变频器是整体系统运行的关键，但一般在进行方便食品以及饮料产品包装时，多会使用PLC系统进行控制。根据现代的发展趋势来看，在短时间内PLC还会保持着对控制系统的主要地位。目前市场中的PLC系统，多是由施耐德、三菱以及西门子等企业说生产的，而且在市场中的销售份额还有着持续上升的趋势，这也间接证明了自动化控制系统被大众的认可程度正在持续升高之中。
（4）检测系统方面。检测系统主要是针对包装不合格产品所研制的，以往都会使用人工挑拣的方式，对包装不合格产品进行挑选，这种方式虽然能够挑选出劣质包装产品，但却存在着工作效率较低、容易因为人为原因出现遗漏的情况。而自动化技术的运用，可以通过自动检测系统，对符合标准的产品运送到制定位置，并将没有达标的产品，准确挑选出来，以便再次对其进行包装，直到合格为止。自动化检测系统可以有效改善以往人工挑选存在的问题，降低工作失误率出现的可能性，为包装机械的发展提供保障。
2 对自动化包装机械的展望
（1）更加高效化。自动化包装机械的生产效率，是由机械设备技术与自动化技术水平而决定的。而随着科技的不断发展，这两项技术势必会得到更好地发展，技术水平也会得到切实的强化，所以自动化包装机械生产效率的提高，属于必然趋势。在今后，不仅整体包装机械生产系统工序安排会更加合理化，而且各个环节的工作效率也会得到显著的提升，生产成本也会随着自动化技术的推广而大大降低，包装机械的市场前景势必十分广阔。
（2）更加优质化。包装机械设备的优质化，主要体现在两个方面：一方面，自动化包装机械设备的运作，会更加柔韧、灵活，能够确保产品包装细节能够达到相关的要求标准；另一方面，能够对包装整体过程进行简化，减少不必要的包装环节，在保证产品包装质量的同时，还会对整体的包装成本进行控制，为企业获得更大的济效益[3]。
（3）更加平稳化。所谓更加平稳化主要是指设备故障判断及排除的能力。即便是再先进的设备，也会因为长期运作或者其他方面的原因，出现设备故障的情况，如果没有准确对其进行诊断，并及时对故障进行排除，就会对整体流水线的生产产生直接的影响。而随着在实践过程中的不断改进，自动化包装机械的自我修复技术会得到更好地优化。我们有理由相信，该系统的自动排除能力以及诊断能力会得到显著的提升，可以为整体生产线的平稳运行提供可靠的保障。
（4）更加环保化。在整体环保的大环境下，自动化包装机械设备也应向着绿色、环保的方向发展。机械技术人员应加大对这方面的研究，不仅要对包装机械的运行噪音进行修复，同时还应对机械设备产生的废弃物以及粉尘等物质进行改善，从而使包装机械朝向绿色化进行发展，为包装机械行业的可持续性发展提供保障。
3 结束语
通过本文对自动化包装机械相关内容的介绍，是我们对自动化技术在包装机械中的应用与发展有了更加全面的了解。为了确保包装机械技术的稳定发展，相关技术人员必须要对包装机械传动系统、显示器、控制系统与检测系统中自动化技术的应用方式进行掌握，并要在实践过程中，不断对该项技术的运用方式进行强化。目前自动化包装机械技术的运用已经得到了可喜的成果，且还有更多技术有待我们不断对其进行挖掘，相信自动化包装机械行业将会获得更大的发展空间。
参考文献：
[1]杨坛.关于自动化在包装机械中的应用探讨[J].科技展望，2016（14）：77.
随着我国经济的快速发展，国内居民的购买力水平和消费意愿也逐步增强，消费观念将趋向进一步提高生活质量，饮料、酒类、食用油及调味品等液态食品的市场需求也将随着经济的发展和人们生活水平的提高稳步增长。而下游行业的快速发展以及人们对生活品质的追求，必然要求企业投入相应的包装设备以满足生产的需要，同时也将对包装机械的高精度、智能化、高速化水平提出更高的要求，因此我国液态食品包装机械将呈现出较为广阔的市场前景。
分布式伺服技术是重要趋势 相关数据显示，食品和饮料行业在国家经济中占有重要地位，在世界范围内投资比重也很大，同时是包装机械的最大买家，占有大概60%份额。
近日，德国贸易协会VDMA表示，世界包装机械多年来一直在不断增加。2008年全球包装机械市场已达146亿欧元（约206亿美元），2009年由于经济衰退抑制了需求和出口下降，但从2010年开始全球市场出现了好转。全球工业分析家GIA报告显示，2010的全球包装机械市场达到325亿美元，在新兴市场的需求带动下，预计2015年销售额超过400亿美元。MPI集团报告说，虽然世界各地的制造工厂继续下调产能，但也有近一半企业计划增加生产设备方面的支出。MPT特别提到，降低能源消耗的分布式伺服技术系统将是包装机械的一个趋势。
灌装生产线越来越被需要
众所周知，灌装机的应用可以实现食品、医药、日化企业的高量生产，进而帮助生产企业实现高速生产的目的。过去灌装生产线的系统有不少缺点，包括采购成本高、设备大而重、安装困难、维修费用高等问题。
现在，灌装生产线的缺陷已经被先进的科技和新的灌装生产线系统取代，越来越多的企业开始关注和使用灌装机生产线，他们开始认识到灌装生产线能够为其带来的好处。灌装生产线在食品、医药、日化生产企业中扮演着重要的角色，优化灌装生产线直接关系着产品的质量和生产的效率，因此成为各大生产企业不得不关注的话题。
节能可回收、高新技术智能化
通过模拟、引进改性塑料技术手段跟资金以及全球化采购等门径，我国包装机械制作程度跟工业设计水平得以快捷进行。但是，国外公司独占的表象依然存在。同时，很多公司都不是以出产单一商品为主，对包装机械的需要也不仅仅局限于一个品种。不难预测，未来包装机械行业的主流发展方向，应该是节能可回收、高新技术智能化。目前中国制造的立式包装机、二次包装机、给袋包装机、重袋包装机、真空包装机、包装生产线、自动称量机等包装技术水平处于国际前列，当然要实现世界顶级包装技术，还是需要不断提高研发水平以及优化包装技术。
包装行业进入微利时代
饮料包装作为饮料市场不可或缺的组成部分，在饮料走势持续见涨的形势下貌似前景看好，但受到饮料市场价格战的影响，包括国际知名品牌在内的饮料企业对包装成本控制的近乎苛刻，使国内的饮料包装生产商几乎无利润可言。同时受到上游产业（原材料）、同行业竞争以及下游企业（客户）三个层面的利润挤压，包装行业正在经受微利时代的严峻考验，经济实力薄弱的企业将面临更大的生存压力，包装企业之间也将通过兼并重组的方式扩大产业规模，提高整体竞争力。
而我国国内液态食品包装机械市场竞争状况则表现为高、中、低端三个层次：低端市场主要是数量众多的中小企业，生产大量低水平、低档次、价格较低的产品，这些企业大量分布在浙江、江苏、广东和山东等地区；中端市场是有一定的经济实力及新产品开发能力的企业，但它们的产品仿制多、创新少、整体技术水平不高，且产品的自动化水平较低，无法进入高端市场；而高端市场中已经出现能够生产中、高端产品的企业，他们生产的部分产品已经达到了国际先进水平，能够与大型跨国公司的同类产品在国内市场及部分海外市场进行正面竞争，如江苏新美星、广州达意隆等。
[关键词] 机械设计制造及其自动化专业；人才培养模式；改革；建设
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2011)06-0067-04
为提高机械设计制造及其自动化专业的人才培养质量，办出具有显著特色的包装机械专业，需从专业改革背景分析入手，确定专业人才的培养目标与规格，创新专业人才培养模式，构建专业教学体系，加强师资队伍、课程与教材、实践教学平台与基地等基本建设。
1 改革背景分析，确定专业人才培养目标 与规格
1.1 专业教学改革背景分析
1）社会对机械设计制造及其自动化专业人才的需求背景分析。机械行业是支撑整个工业和国民经济发展的基石。随着国家宏观经济政策的调控，机械行业呈现快速发展的趋势。据统计，2008年机械行业保持30%以上的高增长，在2009年金融危机中机械行业仍达到10％以上增速[1]。包装机械已成为我国机械工业中十大行业之一，全国包装工业近几年平均每年的增速为7％。可见社会需要大量的机械设计制造以及包装机械技术的应用型高级技术人才，这就要求进行该专业教学改革。
根据调查情况分析，对企业中急需的人才按照研究型、工程设计型、生产一线的技术应用型（含车间、班组）、生产管理型和行政等五类进行统计，比例分别为9.2%、31.7%、50.4%、8.1%和0.6%，其中机械设计型、生产一线的技术应用型专业人才的需求比例达到了82.1％，特别是包装机械领域，社会和企业需要大量的应用型高级技术人才。
2）专业教学教育观念的更新背景分析。专业教学改革的先导是更新教育教学观念，有以下方面：（1）转变以往“以教师为中心”的观念，树立以人为本的高等教育理念，坚持“以学生为中心”，提高教学服务意识，把提高教学质量作为专业建设的根本宗旨[2]；（2）变革以往重科技轻人文的传统，树立科学教育与人文教育相融合的教育思想，加强学生的文化素质教育；（3）变革以往单一规格的重视“统一”的教育思想，树立注重健康个性发展、因材施教的教育思想，树立培养学生勇于开拓和创新的教育思想；（4）改变过去强调应知部分的高等教育模式，加强包装机械技能、实践能力的培养，以达到包装机械应用型高级技术人才的培养目标；（5）全面贯彻学校提出的“明德、精业、求实、创新”校风理念，促进学生全面发展。
1.2 专业人才培养目标与规格的确定
在专业教学改革背景分析的基础上，确定的机械设计制造及其自动化专业人才培养的目标是：培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，具有扎实的自然科学基础、较好的人文、艺术和社会科学基础，具备包装机械设计制造基础知识与应用能力，能在包装机械设计、机械制造及其自动化和包装设备控制等方向的生产第一线从事设计制造、机电产品开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的应用型高级专门技术人才。
该专业的业务培养规格为：系统地学习机械设计与制造的基础理论，学习微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识，受到现代机械工程师的基本训练，具有进行机械产品设计、制造及设备控制（包装）、生产组织管理的基本能力。
本专业毕业生应获得以下几方面的知识、能力和素质：（1）具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础，良好的文字表达能力和社会交际能力，懂得一定的环境保护知识、法律知识和国防知识；（2）较系统地掌握包装机械领域宽广的技术理论和基础知识，具有本专业所必需的制图、计算、测试及文献检索的基本技能。掌握本专业领域内某个专业方向所必需的专业知识，了解其学科前沿及发展趋势；（3）具有较强的自学能力和包装机械创新意识；掌握独立获取、消化和应用新知识的方法和技能；具有较强的分析解决包装机械实际问题的能力；具有初步的科学研究、包装机械技术开发能力；（4）具有初步的本专业外文书籍和文献资料的阅读能力；能撰写专业文章的外文摘要；能使用外语进行一般流；（5）能应用计算机进行本专业需要的各类计算与绘图；具备利用计算机进行文字处理、编辑等工作的能力；能够利用互联网收集和利用各种信息；（6）了解体育运动的基本知识，达到大学生体育合格标准；具有良好的体魄与健康的心理素质。
2 专业人才培养模式的创新
为实现专业人才培养的目标与规格，在人才培养模式方面的改革思路是：转变和更新教育观念，深化本专业教学改革；提高包装机械领域知识起点，强化素质教育和能力培养；拓宽基础，灵活设置专业方向；加强包装机械实践教学，注重学生个性发展和创新精神培养；改革教学方法，完善因材施教措施。
在多年实践的基础上，构建了“一主线、分阶段模块化、多层次个性化”的专业人才培养模式。“一主线”是指该专业教学以包装机械实践能力、创新精神和综合素质培养为主线；“分阶段模块化”是指专业培养方案需根据学生的不同学习阶段，分为通识教育课程、大类专业课程、专业课程和实践教学等四大教学模块；“多层次个性化”是指根据学生的不同需求和爱好，通过课内和课外教学，设置好选修课程和实践教学环节。
湖南工业大学是中国包装总公司唯一的一所省部共建高校，为配套该专业人才培养模式的改革，学校于1999年在广东省中山市，与60余家包装企业一起，创建了湖南工业大学中山包装学院，于2008年又成立了湖南工业大学东莞包装学院。利用这些实践教学基地，对学生实施“专业教育+创新实践”的“3+1”教学运作模式，即本科生前3年在学校本部进行专业基础教育，最后1年的专业教学、毕业实习、毕业设计（论文）等工程实践活动都在该实践教学基地完成。依托硬件设施和技术条件居亚太地区领先地位的实践教学基地，学生通过深入生产第一线开展专业课程学习和毕业实习，将企业生产和发展过程中面临的实际问题和企业产品开发或技术革新项目作为毕业设计、毕业论文课题，毕业设计的成果直接用于企业生产。多年的实践证明，“3+1”教学运作模式既能开拓学生视野，有效地推动理论与实践的结合，全面提高学生的创新精神与工程实践能力，又能为他们将来的自主创业打下良好基础。
3 专业教学体系的构建
在对包装和机械行业广泛调研的基础上，分析工程和技术应用领域对人才能力的要求，了解专业岗位群的具体要求及发展趋势，研讨专业培养目标，按照人才培养模式的要求，构建了由理论教学和实践教学两大教学体系组成的专业教学体系，理论教学体系与实践教学体系在教学进程上相互平行、在教学内容上交叉融合，如图1所示。
理论教学体系主要使学生掌握包装和机械领域宽广的技术理论和基础知识、必要的人文、艺术和社会科学基础知识，培养良好的心理素质。该体系由通识教育课程、大类专业课程和专业课程等三大课程模块组成。通识教育课程模块强调人文素质的熏陶、基本理论和基础知识的掌握；大类专业基础课程模块强调对包装与机械基础和控制基础知识的学习，以及个性化发展的需要；专业课程模块强调包装机械专业知识、技能的掌握，具备包装机械技术运用的能力，以及专业兴趣的形成。
为实现本专业人才培养模式的“一主线”，改变实践教学依附于理论教学，构建了分段式模块化、多层次个性化的该专业实践教学体系，如图2所示，其由机械基础实践教学平台、专业实践教学平台和1个科技创新活动基地组成。
分阶段实践教学是指根据学生不同学习阶段的实际情况，低年级阶段（大学一、二年级）学生主要在机械基础实践教学平台上进行，高年级阶段学生主要在专业实践教学平台上进行，而所有年级学生根据个性发展需要，均可在科技创新活动基地进行，从而使学生从入学到毕业的整个阶段都能得到良好实践训练。为便于组织实践教学，每个实践教学平台的实验课程与实践环节又采用模块化方法，各个实践模块之间在教学上相互独立，便于实施教学；在内容上相互关联和补充，形成比较完整的实践教学内容。
多层次、个性化实践教学是指根据专业方向类型层次和学生的需求层次设置基础性、综合性、设计性和创新性实践。这样既可以满足不同层次学生的需求，又可以对各门课程的内容进行综合应用，最大限度地提高学生的创新实践能力，满足学生的个性需要。
机械基础实践教学平台对该专业大学一、二年级学生进行感知性、基础性的机械工程技术实践教学，包括工程图学、机械设计、机械制造技术基础等课程的实验、实习与训练。
专业实践教学平台面向该专业的大学二年级以上的本科生，以培养学生机械设计与制造能力、机械性能测试能力与机电控制技术应用能力等，突出包装机械特色。通过该实践教学平台的教学和训练，使本专业学生具备一定的机械设计制造的专业知识和基本能力，并具备较强的实际动手能力和一定的科研能力。该实践教学平台主要开设本专业课程和有关包装机械等方面的课程实验、实训、课程设计与实习等环节。
科技创新活动基地面向全校所有年级开放，通过学生课外科技创新活动，培养学生的实践能力、工程意识、综合能力和创新精神，还对培养学生的团队精神、交流沟通能力和责任感有很好的作用，同时注重培养包装机械设计制造的应用能力。通过加强对学生课外科技创新活动的支持和引导，使之成为教学体系不可或缺的部分。
通过理论教学体系和实践教学体系的有机联系和融合，构成完整的专业教学体系，促进学生的机械知识、能力和素质的协调发展。
4 专业三项基本建设
4.1 师资队伍建设
本专业以专业学术带头人和青年教师的培养为重点，通过引进来、送出去和内部培养等形式，加快专业教师队伍建设步伐，具体内容如下：（1）配合学校的校风建设，加强本专业师德师风建设，提高教师的政治思想素质，加强教风建设；（2）大胆培养和启用年轻教师。实行“以老带新”制度，为年轻教师配备指导教师，帮助他们提高思想政治素质和业务素质，在教学与科研的实践锻炼过程中让他们快速成长；（3）采用多种方式对教师进行培训，包括学历教育和非学历培训。在学历培训方面，鼓励和支持青年教师脱产或在职攻读博士学位。在非学历培训方面，轮流选派学术带头人和青年骨干教师到学校进修、企业培训，到国外进行技术交流和访问；在院内开办各种培训班，如数控技术、Pro/E等，对相关教师进行知识更新；（4）采取开放办学方式，聘请经验丰富的校外兼职教师充实教师队伍，提高双师型人才的比例，强化教师的实践教学能力。
本专业通过近几年的人才引进和培养，教师队伍的专业结构、年龄结构和层次结构也日趋合理。现共有专任教师20人，其中教授 13人（占65％），具有博士学位的教师为7人（占35％），湖南省学科带头人和享受政府特殊津贴专家1人。形成了一支由专业学术带头人和一批中青年骨干教师组成的素质优良、结构合理、教学和学术水平高、科研能力强的专业师资队伍。
4.2 课程与教材建设
1）课程建设。根据该专业的人才培养目标，在人才培养方案中设置了包装机械设计、机械制造及其自动化、包装设备控制等三个专业方向。根据专业方向，课程建设以特色课程、精品课程和双语教学示范课程建设为突破口。本专业的特色课程设置遵循专业核心能力需求、实用实效和先进性等原则，确定包装机械设计、包装工艺与设备，机械制造工艺学、数控技术、机械制造自动化技术，包装机械装备、机电一体化系统设计等7门特色课程。在一些大类专业基础课程和特色课程中，选择部分课程进行精品课程和双语教学示范课程建设。学院于2006年起建设了《工程图学》、《机械工程设计》、《包装工艺与设备》、《包装机械设计》、《机械制造工艺学》、《数控技术》等6门省级和校级精品课程；于2007年起建设了《机械控制理论基础》、《机器人技术基础》等2门校级双语教学示范课程。这些课程的建设，有效推动了教学改革的深入进行，对其他课程的教学起到示范作用。
2）教材建设。以合理选用国内优质教材为原则，进一步完善专业的课程教材体系，确保专业课程和实践教材的质量与水平。双语课程选用国外原版教材，对目前还没有合适教材的部分课程，需开发出既符合本专业培养规格，又适用于学校特点、体现专业特色的教材或辅教材；根据该专业实验、实训、实习的内容和实验设备具体情况，需由课程负责人组织编写实践教学教材或讲义。
经过近几年的努力，该专业教师编写了教材52本，其中《数控加工技术（第二版）》为普通高等教育“十一五”部级规划教材，《数控加工综合实践教程》为普通高等院校工程训练系列规划教材。教材及资料形式多样化，包括电子教材、网络教材、CAI教学课件、计算机辅助教学软件及模拟软件、电视录像片等，把图像、二维和三维动画、音频、视频等表现形式集为一体，注重三维CAD/CAM一体化软件的应用，由传统二维空间转变为三维空间的教学教材，形成了“立体化”的实践教学教材体系。
4.3 实践教学平台与基地建设
本专业实践教学平台与基地建设要兼顾校内和校外。在校内实践教学平台建设方面，从2002年起，学校利用中央和地方共建资金、日元贷款、国家财政部机械优势与特色学科实验室建设、中央财政支持地方高校发展专项资金建设等项目，近5年已先后向实验室共投资910多万元，现有实验用房使用面积达5100多平方米，拥有实践教学设备固定资产近1300多万元，各类仪器设备1125台（套）件，分别分布在机械基础实践教学平台、专业实践教学平台和科技创新活动基地等3个实践教学平台上，共有包装机械实验室等15个。现建有的湖南省优秀实习教学基地――金工实训中心、湖南省重点实验室――高压水射流与湍流应用技术及设备实验室、湖南省普通高等学校基础课示范实验室――机械基础教学实验中心，在省内外具有辐射和示范作用。
在校外实践教学基地建设方面，充分利用株洲市工业重镇的地方优势、湖南工业化进程和全国包装机械行业，本专业先后建立了校外实践教学基地15个，如东莞包装学院、中国南方航空动力机械公司、株洲时代集团公司、远大空调有限公司等知名企业，建立了长期稳定的产学研实习合作关系，逐步完善“专业教育+创新实践”的“3+1”教学运作模式。
5 结束语
1）根据专业教学改革背景分析和专业人才培养目标与规格，创建了“一主线、分阶段模块化、多层次个性化”的专业人才培养模式，并实施了“专业教育+创新实践”的“3+1”教学运作模式。
2）构建了相互平行、交叉融合的理论和实践教学体系。实践教学体系由机械基础实践教学平台、专业实践教学平台和1个科技创新活动基地组成，主要加强培养学生的专业基本技能、技术运用能力和素质。
3）为配套机械设计制造及其自动化专业人才培养模式的改革，进行了该专业的三项基本建设。师资队伍建设以专业学术带头人和青年教师的培养为重点；课程建设以特色课程、精品课程和双语教学示范课程建设为突破口，教材建设要形成“立体化”的实践教学教材体系；要兼顾校内和校外实践教学平台与基地建设，以突出该专业包装机械实践能力、创新精神和综合素质的培养主线。
通过机械设计制造及其自动化专业的人才培养模式改革与建设，培养厚基础、强能力和高素质的包装与机械领域应用型高级专门人才，把本专业建成具有包装机械显著特色和在全国具有一定影响力的部级特色专业。
参考文献
【关键词】食品 包装机械 气动技术 应用 趋势
中国的食品包装机械经过近20年的发展，已经形成了一定的规模，成为机械工业中的重要组成部分。现在国内食品加工的大部分包装工作，尤其是较复杂的包装过程基本还是人工操作，从而极可能对被包装产品造成污染，这种状况急需得到改变。目前国家加大力度实施食品质量安全市场准入制度，食品包装设备也正在逐步纳入食品质量安全准入体系中，对食品包装机械行业是个实现产业升级的良好契机。现代食品包装机械汇集了多种学科最先进的技术，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性的特点，并正向智能化、集成化方向发展，其中的基础组成部分之一是气动技术。
气动技术，全称气压传动与控制技术，是生产过程自动化和机械化的最有效手段之一，具有高速高效、清洁安全、低成本、易维护等优点，被广泛应用于轻工机械领域中。在食品包装及生产过程中也正在发挥越来越重要的作用，奶粉充填包装机、酸奶塑杯成型灌装封切机、饮料啤酒灌装机、果冻充填包装机、饼干和面包包装机、薯片充填包装机、灌酱机、肉类包装机等均有大量使用，可以缩短加工辅助时间，减轻工人劳动强度，充分发挥设备的高效性能。
但由于食品包装机械必须要符合食品机械安全的相关要求和规定，而且工作现场环境一般又较为复杂苛刻，如果使用了不适当的气动元件，往往会出现不正常现象；而现代的食品包装机械，通常是集机械、电气、液压、气动等于一体的设备，组成设备的各部分之间具有密切的联系，其中任何一部分发生故障均会影响其他部分的正常工作，大型食品包装设备内有成千上万只元器件，故障的检查、维修难一向是最棘手的问题之一，因此，在食品包装机械中的气动设计与应用显得尤为重要。
1 气动技术在食品包装机械中的应用
在食品生产中，不同的生产区对卫生有不同要求，欧洲的EN 1672-2 标准将食品加工机械的环境定义为三个工作区，分别为食品区、飞溅区和非食品区。根据不同的区域，所需要使用的气动技术及产品也不尽相同。
（1）在食品区和飞溅区，气动技术主要用于分配、装瓶、成形、灌装、配剂、密封等装置中。由于气动元件需要直接或间接与主要生产原料接触，为了防止产生对最终产品产生污染的可能性，其材质应为无毒、无吸收性、耐腐蚀的不锈钢 ；如果使用铝合金，则应具有一定抗腐蚀能力、无毒性、无吸收性 ；元件内部所使用的橡胶制品如密封件等应符合相应的卫生要求，在工作环境中应具有耐热、耐酸碱、耐油的稳定性，可接受正常清洗和消毒，不溶解，无毒性、无吸收性，不得有影响产品的气味；工作空气过滤装置应保证不得使5μm以上的尘埃通过；结构及表面应平滑、耐久、易于清洁并达到良好的洗净效果。尽管飞溅区的设计需要和食品区域相似，但材料要求可酌情降低，同时必须保证该设计对食物产品无负面影响。
在这两种环境中应用典型的气动产品有不锈钢气缸、洁净型气缸、易清洗阀岛、不锈钢气源处理元件等。而其中最具有代表意义的，是洁净型气缸，具有自排水功能，所以液体可以直接流掉，还可进行反复清洗，具有可替换性，甚至连安装件也都采用标准件，安装维修都极为方便。
（2）在非食品区域，气动技术主要用于封袋、包装、贴标、检测、加盖等装置中。尽管这个区域的气动元件不需要接触生产原料，但通常仍然需要具有标准化、易清洗、智能环保、结构紧凑等特点。由于现在的食品包装设备要求在有限的空间内实现更多的功能，因此对于气动元件的尺寸也要求越来越紧凑、集成、模块化；此外，先进的食品包装设备普遍采用由过滤器、减压阀和不供油的阀、气缸等组成的无给油气动系统。这种系统在元件需要处预先封入脂，无需油雾器，可长时间工作而不需补充脂，可降低油耗、改善环境、成本低、维修方便、性能稳定。
2 气动技术在食品包装机械中的应用发展趋势
随着食品加工工艺的日益提高，食品包装的自动化水平也在不断提高，目前，食品包装机械的研发正朝着高速、多功能化及控制智能化的方向发展，工业机器人、微电子、电脑、智能型和图像传感技术等将会得到越来越广泛应用，而应用于食品包装机械气动技术的智能化、网络化也就将成为必然。
这些智能化、网络化的高新气动技术已经在一些西方国家得到了开发和应用，实现了食品包装机械进一步智能化，通过对这些技术的了解和研究吸收，国内食品包装机械的水平也有望得到提升和发展，减少食品加工过程中的人为或机器差错，确保食品机械的可靠运行，实现安全生产和清洁生产，实现食品包装过程的连续化生产，早日与国际接轨。
参考文献
关键词：食品机械设备；安装流程；质量控制方法
1我国食品机械的发展现状
食品工业是我国国民经济的支柱产业，食品机械是为食品工业提供装备的行业。我国的食品机械工业始于20世纪50年代初新中国成立，主要是在20世纪80年代改革开放后，依靠自己的力量，从无到有，从小到大，从弱到强，从低到高，白手起家逐步发展壮大、完善起来的，至今已走过了60多年的光辉发展历程。尤其在“八五”期间经引进、消化、吸收而自行设计制造的具有国内外先进水平的新产品有几百项。“八五”期间，机械工业部提出行业发展六大趋势，重点发展6类成套设备，5年共累计完成技改专项投资10亿元。20世纪80年代中期成立的中国包装和食品机械工业协会和中国包装和食品机械总公司加强了行业管理，扩大了对外交流，每年举办中国国际食品加工和包装机械展览会，吸引了各国厂商参展，加强国内外技术交流与合作，推动了新产品开发。
现如今，我国的食品机械行业已形成了一整套比较完整的、门类齐全的工业生产体系，具有相当的规模和一定的实力（开发、创新、设计、生产等）基础，基本上能生产出满足人民生活之需求的各种各样、各种档次的产品，并正在不断地努力提高，缩小与国外先进水平、先进技术、先进设备的差距。在全行业广大企业和大专院校、科研单位科技人员的努力下，新产品、新技术、新成果不断涌现，并转化为生产力。我国人员众多，民以食为天，食品机械产品市场广阔、潜力巨大。出口量近几年来不断上升，发展前景十分良好。我国的食品机械行业以规模批量大、效益好而成为我国机械工业的十大支柱产业之一。食品机械工业在我国的迅速崛起、发展已引起全社会的广泛关注，即使在前几年国家遭受金融危机的情况下，我们的行业仍欣欣向荣、一片繁忙，堪称“朝阳工业”，尤其近几年来随着改革的深入、社会主义现代化建设的飞速发展和人民生活水平的不断提高，依靠信息和“敢为天下先”的创业精神，努力拼搏、奋斗，自筹资金不断创新、开发新产品，并取得了令世人十分惊叹、十分可喜的成绩。食品机械生产企业在我国像雨后春笋似的遍地开花，得到了长足的发展，创造了新局面、开拓出了食品机械工业的新气象，为进一步繁荣、壮大和发展我国的包装工业做出了应有的积极贡献。
2 食品机械设备的安装流程及主要零件
在大类上来说，食品机械设备的安装流程主要包括：机械装置的运输、机械装置的开箱、机械装置安装就位、机械设备的固定、机械设备的清理、装配零件、试运行和工程实际验收等。
安装食品机械设备的过程中一定要确保设备具有较高的安全性，同时没有任何与设计图纸和设备结构不符的细节，要熟悉机械设备的安装说明书和工程在实际验收过程中需要遵守的规范和需要满足的标准，最后才能以最快的速度开始使用机械设备进行产品生产。
由于食品机械设备的零件种类不同，安装特点也各不相同，所以需要针对它们各自的特征来进行安装。
2.1 螺栓连接装置
螺栓与螺母相互之间可以进行自锁，如果外部温度稳定，那么它们也会非常稳定。然而如果安装过程中螺栓受到了强大的外力或者振动的影响，有可能会失去自身特有的稳定性，所以安装过程中一般会使用放松（脱）装置。
2.2 键连接装置
“键”是一种可以让连接轴上的零件跟轴直接连接的点，根据各个键的用途和外观的区别，可以将它们分成松键、紧键以及花键，“键”具有结构简单、安装方便的特点，所以工程建设中用处很大。
2.3 滑动轴承装置
滑动轴承由于轴承本身具有滑动摩擦特性，而且摩擦点往往不会出现噪音，加上一定量的油就可以获得很强的油膜吸振的能力，对冲击的承受能力也会增强很多。
2.4 齿轮传动装置
齿轮传动装置是一种传动装置，传动过程中非常准确，装置体积也很小，同时还拥有很高的工作效率，所以在机械动力结构里应该可以发挥很大的作用。
2.5 蜗轮蜗杆装置
蜗轮蜗杆装置同样是作为传动装置运行的，它不仅拥有齿轮传动装置的所有特点，自身还拥有很强大的传动动力，传动过程中不但平稳而且非常安静等优点。然而由于它在工作中摩擦产生的热量很大，所以工程人员要对其进行以后才可使用。
3 食品机械设备安装过程的具体操作步骤
根据上述的安装总体流程，我们将其分为安装前、安装时和安装后，在这三个时段根据大部分食品机械设备的特点提出了以下几项食品机械设备的安装流程及注意事项：
3.1 安装前
安装之前一定要对设备进行清点，同时不能忘记安装放线和设备前期精确度测试的工作。清点设备的工作要求工作人员盘点机箱中的设备清单与合格证书，确保所有待安装零件都通过了质量检测，查看有没有破碎缺失的零件，对所有的设备都要做好登记。安装之前工程人员要按照设计图以及参照物的轴线、边线或者标高线，对设备安装时的基准线以及具体基础位置线和基础标高线进行标注。
机械设备的组成成分往往是很多的细小零件，所以安装时必须要仔细检查零件之间的位置距离，并对各种差距进行微调。因为一旦垂直度、平行度以及同轴度这些零部件的位置误差出现，那么设备安装之前工程人员必须要在已经设置好的中心标版上挂设基准线，这样才能保证设备在安装过程中的所有误差都可以获得微调，直至设备精确安装完毕。
3.2 安装时
设备安装过程中一定要严格遵守安装流程，在确保所有的设备都能在工程人员的手中得到精准的安装的同时，可以略微提高安装的速度。但是一定要注意，提高速度的前提必须是所有零件的准确安装，因为任何位置上的细微误差都有可能导致设备在安装过程中出现巨大的差错。与此同时，如果安装过程中遇到了机械设备的缺陷问题，应该在第一时间内与厂家取得联系，对其进行处理，比如说油（水）位计在安装过程中要保证精准的位置，还要便于观察，而保护罩的外观则要比较精美；机械设备的平台梯栏要完全符合设置图，安装技术一定要达到适当的安全指标。
3.3 安装后
设备安装完之后，要联系设备的实际情况来做适当的固定和密封，机械在以很高速度运转的时候往往会出现很强烈的振动，所以安装完之后的固定工作是必不可少的。因为一旦不固定或者固定不到位，都有可能会导致事故的发生。与此同时，要是设备本身就是解体的，那么就应该先将底座固定好之后再开始其他零件的安装。
利用平板检测设备的密封程度，尤其要注意法兰和阀门的密封面，确保其可以进行整圈的无间断连续接触。丝扣联接件上面要涂抹特定的涂料和垫料，还要在设备上所有的密封面上涂抹相应颜色，这样在将来维修的时候维修人员才能更方便地找到它们。
除了上面这些工作，工程人员还应该将设备和基座连接在一起，使得机械设备可以在设备基座上牢牢固定，这样设备才不会在运转过程中
出现位移、振动以及倾覆的情况，同时还能保证设备在安装时更加准确、运行时更加安全。安装过程中，工程人员需要用地脚螺栓把机械设备跟地基连接在一起，避免上面所说的各项安全问题的出现，安装时要保证地脚螺栓的长度没有违反相关规定。
4 食品机械设备安装验收阶段的质量控制措施
食品机械安装完成之后还有一项重要的工作就是对其进行验收，验收时一定要对有关标准进行严格地遵守，务必端正态度，认真负责，这样才能确保食品机械设备的安全运行。验收所需必要资料包括：设计文件；设备资料（说明书、合格证等）；食品加工设备安装工程施工和验收规范；重点材料的出场合格证和检验报告；隐蔽工程记录以及所有工序的检验记录等。验收时一定要注意，安装过程中是不可能避免误差存在的，同时设备运作过程中也往往出现部件的摩擦导致磨损的情况，特别是运行之初，磨损情况往往最为严重，之后就会比较缓慢。磨损的存在也会使得设备的精度降低。所以安装人员不仅要懂得安装，还必须懂得食品生产的工艺，这样才能保证设备精确度和安装允许的误差可以达到平衡，并有利于食品生产工作的开展，其最终目的是让设备在使用中能够正常平稳，不会出现问题。
5 结束语
总之，食品机械工业仍有较大的发展空间，并随着时代的进步和社会的发展会使食品机械工业拥有更大的、更为美好的广阔新天地。因为食品机械工业永远与人民的生活密切相关，食品机械工业永远以满足社会各层次对商品包装的需求为已任，食品机械工业永远与时代的发展同步。只要我们努力去开拓食品机械应用的新领域，我们就一定能共创辉煌，共创未来。
参考文献：
[1] 迟家成.论食品机械设计中的并行式绿色设计技术[J].科技风，2010，5.
关键词：机械设计 现代机械设计方法 包装机械
我国的包装机械行业起步于20世纪70年代,在80年代末和90年代中得到迅速发展。已成为机械工业中的10大行业之一,无论是产量,还是品种上,都取得了令人瞩目的成就,为我国包装工业的快速发展提供了有力的保障。目前,我国已成为世界包装机械工业生产和消费大国之一。但在包装机械设计领域,绝大多数设计人员仍沿用传统的设计方法。随着科学的不断发展以及市场竞争的加剧,客户的需求也越来越高。体现在以下几个方面:为了满货期和降低生产成本的需要以及包装机械和生产机械相衔接必须提高生产效率;为了更好地适应新变化的需要,包装机械要具有高的柔性和灵活性;当设备出现故障时,能进行远程诊断服务;利于环境保护、噪声、粉尘和废弃物少;设备购置投资尽可能少,价格要尽可能低。而传统的设计方法根本无法满足这些要求。
1、现代机械设计方法
为了寻求保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计失误的方法和措施,并适应科学技术发展的要求,使设计工作现代化,引发了现代设计方法的研究。现代设计方法的特点是动态的、科学的、计算机化的方法。它将那些在科学领域内得到应用的所有科学方法论应用到工程设计中。现代设计方法实质上是科学方法论在设计中的应用。冠以“现代”二字是为了引起重视,其实有些方法也并非是现代的。可归纳为下列具有普遍意义的方法:信息论方法、系统论方法、控制论方法、优化论方法、对应论方法、智能论方法、寿命论方法、离散论方法、模糊论方法、突变论方法、艺术论方法。把以上现代设计方法应用到机械设计中来,则称其为现代机械设计方法。
2、现代机械设计方法在包装机械设计中的应用
首先在设计理念上要借鉴先进国家的经验,以用户的需求为设计的目标,并结合柔性设计、模块化设计的理念,一机多基本一样,但设计阶段侧重点不同如:总体设计时,要全面考虑整个包装机系统的布局、运动协调性、造型设计、人-机环境以及装箱运输等。模块化设计是一种先进的设计方法,它的核心思想是将系统根据功能分为若干模块,将包装机中同一功能的单元设计成具有不同性能、可以互换的模块,通过模块的不同组合,使包装机多功能化、系列化。采用这种方法的优点是:(1)使包装机更新换代速度加快。因为新机型的替代,往往是局部改进。将先进技术引进相应的模块,比较容易实现局部改进;(2)缩短设计周期。当用户提出要求后,只需更换模块,或设计制造部分模块,即可得到新的机型,满足用户需求;(3)降低成本,便于维修;(4)性能稳定可靠。另外现代包装机设计应该满足“绿色设计”,即人性化设计的要求。它是面向质量设计、装配设计、制造设计、维修设计、可靠性设计的综合设计。我国人口众多,人均消费水平比发达国家低,而且城乡差异较大,包装系统的设计应以价廉物美为主,不能盲目追求高精尖。要考虑到可靠性、安全性、环保性、低噪音等各方面的因素。充分体现原理优化、结构优化、制造优化、造型优化。
3、包装机械可靠性的设计方法
机械可靠性设计可分为定性可靠性设计和定量可靠性设计。所谓定性可靠性设计就是在进行故障模式影响及危害性分析的基础上,有针对性地应用成功的设计经验使所设计的产品达到可靠的目的。所谓定量可靠性设计就是充分掌握所设计零件的强度分布和应力分布以及各种设计参数的随机性基础上,通过建立隐式极限状态函数或显式极限状态函数的关系设计出满足规定可靠性要求的产品。机械可靠性设计方法是常用的方法,是目前开展机械可靠性设计的一种最直接有效的方法,无论结构可靠性设计还是机构可靠性设计都是大量采用的常用方法。可靠性定量设计虽然可以按照可靠性指标设计出满足要求的恰如其分的零件,但由于材料的强度分布和载荷分布的具体数据目前还很缺乏,加之其中要考虑的因素很多,从而限制其推广应用,一般在关键或重要的零部件的设计时采用。机械可靠性设计由于产品的不同和构成的差异,可以采用的可靠性设计方法:预防故障设计、简化设计、余度设计、耐环境设计、权衡设计等,将这些方法应用到包装机械设计中去即为现代包装机械可靠性设计,当然,机械可靠性设计的方法绝不能离开传统法,如机械计算机辅助设计、有限元分析等。
目前,微电子技术、信息技术、网络技术、材料科学等学科迅猛发展,而且不断向机械工业渗透。现代设计技术也不断地与机械设计技术相结合,向集成化、敏捷化、网络化、智能化的方向进一步发展。在包装机械设计中引用现代机械设计方法,使得包装机械的设计周期大大地缩短,提高了产品的性能,而且还有助于经济效益的提高。随着设计新手段、新方法、新技术不断地涌现,广大技术人员应不断更新设计思维,采用现代设计技术,真正提高产品的开发能力和设计水平,以增强市场竞争力。
参考文献
[1]梁尚明,殷国富.现代机械优化设计方法.北京:化学工业出版社,2005.
关键词：热收缩包装；出口包装；煤矿机械
中图分类号：TB48
0 前言
目前，大型煤矿机械设备的出口通常是采用拆解成部件、缠绕气垫膜和PE拉伸膜进行保护及防锈、装入木箱或托架、再装集装箱运输的方式。但对于类似多功能车不适宜拆解或类似梭车这样采用整体式车架无法整机拆解的大型设备却不适用这种缠绕包装方式。这类整机通常尺寸及重量较大，缠绕包装的方式无法全面包裹严实，而且经过长时间的长途海运，到达港口时往往外包装大部分已松脱，无法满足海运防护要求。在工业上已广泛应用的热收缩包装技术可以很好的解决这些问题。
1 热收缩膜技术及其特点简介
热收缩膜是一种在生产过程中被定向拉伸，而在使用过程中受热收缩的热塑性塑料薄膜。热收缩膜是利用薄膜在高弹态下纵向或横向拉伸了的能量储存在薄膜中，利用热塑性塑料具有的对双向或单向拉伸前的形态具有的记忆效应，在再遇到热时能恢复拉伸前的形态的功能来达到包装目的。热收缩包装是一种广泛使用的一种包装方式，已经发展到几乎可以用来包装各种商品。其具有以下优点：
1）外形美观，紧贴商品，所以又叫贴体包装，适宜各种不同形状的商品包装；
2）保护性好，如果把收缩包装的内包装同悬挂在外包装上的运输包装结合起来，可以有更好的保护性；
3）保洁性好，尤其适合精密仪器、高精尖的电子元器件包装；
4）经济性好；
5）防窃性好，多种食品可以用一个大的收缩膜包装在一起，避免丢失；
6）稳定性好，商品在包装膜中不会东倒西歪；
2 大型煤矿机械设备的热收缩包装
对于大型托盘集装的产品或体积较大的单件异形产品，可以采用手提式热收缩喷枪进行现场热收缩，这种作业方法简单迅速，方便经济。因而大型的煤矿机械设备非常适合这种现场收缩包装的方法。总体上分包装前准备和现场热收缩包装两个过程：
1）包装前准备，分为被包装设备准备工作和包装用材料的准备工作，具体如下：
被包装设备准备工作
a）拆掉高出或宽出整机部分的部件，如照明灯具、反光镜等，将这些部件单独装箱发运。这样不但降低整机高度和宽度便于运输吊装，而且可以有效避免其在运输过程中受到撞击而损坏。
b）对设备的尖锐棱边和棱角进行妥善包裹防护，防止其扎伤气相防锈膜和热收缩膜造成热缩膜防护失效。
包装用材料准备：
a）大型煤矿机械设备的热收缩包装宜采用上、下两片组合包装的方法。根据设备外形尺寸提前将上、下两片热收缩膜和气相防锈膜裁好。热收缩膜与气相防锈膜相结合一种非常有效防锈包装方法。
b）准备好底托架。由于大型设备重量通常在十几吨甚至几十吨，底托架要求用槽钢焊接同时组合木方，以保证其有足够强度，避免出现因托架问题造成设备二次包装问题甚至设备损坏。
2）现场热收缩包装工作：
a）在底托架上依次铺放事先裁剪好的底片热收缩膜和气相防锈膜，将设备整体吊起落到底托架上。
b）在放置适量干燥剂后，覆盖上片气相防锈膜，并用拉伸保护膜对气相防锈膜进行缠绕固定。
c）用大量热气流喷射器（热收缩喷枪）把热收缩薄均匀加热，使底片热收缩膜收缩并紧贴在设备表面。
d）用打包带将设备与底托架可靠捆绑固定。如图1所示。
e）加盖上片热收缩膜并适当修剪，用热收缩喷枪将上片热收缩膜收拢完成整个包装，如图2所示。
如果批量出口，可以按设备尺寸预先制成薄膜袋，这样不仅缩短包装工时，而且能降低包装材料成本。
3 结束语
随着我国煤矿机械技术的不断发展成熟，出口的煤矿机械产品必然会越来越多，热收缩包装相对缠绕拉伸膜的包装尽管成本高很多，但对于通过缠绕拉伸膜无法可靠有效包装的大型设备，热收缩包装无疑是最具性价比的选择。因此热收缩包装技术对于我国出口煤矿机械产品意义重大，可以大幅提升我国煤矿机械产品在国际市场的形象。
参 考 文 献：
[1] 胡志鹏.热收缩包装的优势及生产应用情况[J].湖南包装，2008（01）：26-30
[2] 热收缩包装的市场应用[J].中国包装工业.2010（12）
关键词：制药机械 药品 制药行业 发展 新特点
从改革开放至今，我国的制药机械产品已有30多年的发展历史，以制药机械作为产品的企业已达800多家，分布在全国26个省、直辖市和自治区，产品不仅能满足我国5000余家中西药厂、1000多家动物药厂及保健品厂的需求，而且还能出口日、美等数十个国家和地区。随着科学技术的发展，制药机械迎来了新的机遇和挑战。
1制药机械的主要分类
制药机械的主要分类主要包括以下八类。
第一，原料药机械及设备，是利用动物、植物、矿物制取医药原料，实现生物、化学物质转化的工艺设备及机械。第二，制剂机械，能够将药物制成各种剂型的机械与设备。第三，药用粉碎机械，用于粉碎药物。第四，饮片机械，对天然药用动物、植物、矿物进行选、洗、润、切、烘、炒、锻等方法制取中药饮片的机械。第五，制药用水设备，采用各种方法制取制药用水的设备。第六，药品包装机械，完成药品整体的包装过程以及与包装过程相关的机械与设备。第七，药用检测设备，这种设备用于对各种药物制成品以及药物半制成品的检测。第八，用来执行非主要制药工序的有关机械与设备以及其他制药机械及设备。
2制药机械发展的新特点
2.1自动化加快
随着科技的发展，制药联动线大部分都是PLC控制人机界面操作，制药机械的自动化程度已是越来越高，主要表现在以下几个方面。
第一，物料输送自动化。在固体散装物料特别是粉体物料的输送方面，自动化程度大大提高，改变了以往输送存在的不足。其中，真空输送作为一种新的方式，在输送系统中得到了广泛的采用。在设计的概念上，应用了气流控制概念，使物料在输送过程中，始终在外力的驱动下强迫运动，大大降低了以往粉粒分层的现象。在机械结构属性上，采用的是金属结构，以防产生静电进而影响产品。在机械的安全性能上看，不仅是全密闭的无菌设计，能有效地防止物料被污染，还具有防爆功能。最后，在机械的控制上，利用现代信息技术，实现了对物料输送的全过程的自动化控制。
第二，制瓶系统自动化。药瓶的进料、理胚、送胚、加温、传输、拉伸、吹气、冷却、成品输送这一整个生产流程，实现了电脑监控，自动化程度高。焊环机可以对瓶子的质量进行初检，选出不合格的瓶子，不焊接、不上环。合格的瓶子焊接采用底膜外形定位、吹气定型，焊头的温度可以根据需要进行调节，不仅能准确定位，而且焊环稳定。
注胚机、吹瓶机、全自动焊环机以及洗灌封，这个制瓶系统生产线的设备上实现了自动化生产连线，在生产上，实现了一体化无间隙生产，使物料受微粒和纤维污染的几率大大降低，物料质量更加容易控制，方便了生产活动的管理。在时间上，由于注胚机的塑化和注射同时进行，取胚和冷却同时进行，使药品瓶胚的生产周期大大缩短，瓶胚冷却系统保证瓶胚在短时间内充分冷却。在支出上，不仅人力资源消减少，瓶胚也无需额外的储胚空间，节约了厂房面积，从而降低了企业的支出成本。
第三，包装线联动。在生产线上，用于固体制剂包装的装盒机、装箱机、铝塑包装机以及热收缩包装机、瓶装线、装盒机、热收缩包装机、装箱机等设备，都实现了自动化，能联动成线。另外，封箱机、开箱机、分检机、输送机、码垛机以及称重机等都可以根据需要联线。在固体制剂的全自动盒类包装流水线和适合于液体制剂的全自动瓶类包装流水线由于联动实现机电一体化，不仅操作简便、运行平稳、性能稳定，而且生产速度高、包装质量好。在传统的药厂外包间中，大部分是人工操作，根据需要配个别单机，这种模式不仅需要的劳动力较多、劳动强度较大，而且自动化程度低。随着包装联动线自动化程度越来越高，制药厂将向现代化工厂迈进一大步，传统落后的状况发生了质的变化。
2.2新机型不断涌现
据了解，国际市场于2002年出现了卡式瓶，它在使用上，一般与卡式注射笔配套进行使用，不仅能保证用药的安全、精确、可靠，而且使用非常方便，因此得到了市场的广泛青睐。卡式瓶的面世，使针剂包装和临床用药方式，都发生了划时代的变化。由于卡式瓶在应用中具有诸多优越性，以卡式瓶取代安瓿包装将成为制药机械市场的一大趋势。
目前，我国已有制药机械生产企业引进国外先进技术研制成功并已面世卡式瓶灌装生产联动线。该机组由洗瓶机、隧道烘箱和灌装机组成。整条线可单机控制和联锁控制，洗瓶机三水三气确保洗瓶效果，电子阀控制喷硅油量，喷头喷洒均匀，硅化后保障瓶内药液活塞推进顺畅，送药液量均匀，密闭性能好对瓶内液体有保护作用。隧道烘箱确保高温灭菌，伺服电机驱动计量泵确保装量准确，四头小刀轧盖确保瓶口密封效果。该机组填补了国内空白。
2.3节能降耗
节能降耗的理念已经得到了社会的广泛认同和采用，制药机械也不例外。
首先，改变了传统的管壳式换热器，采用板式换热器替代，来提取浓缩设备的冷凝器，不仅节约了能源消耗，而且提高了工作效率。
其次，在对塑料大输液瓶的清洗方式上，采用了气洗法，利用独特的离子气加真空跟踪洗瓶方式，大大节约了能耗，保证了洗瓶的洁净度。
最后，微波在提取、干燥、灭菌方面都有应用。在提取方面，微波不仅能减少溶媒的消耗，而且还可以减少浓缩所消耗的能量。同时，微波有助于植物纤维内的有效组分迅速转入溶剂，因此大大提高了转移率，在有限的药材资源下，通过微波应用，使之生产出更多产品，同时大大减少有机溶媒的污染。
2.4行业渗透
随着制药机械行业的蓬勃发展，不仅数量增多，规模也得到扩大，因而吸引了一些食品机械制造企业的目光，同时，许多有实力的药机厂也不再是过去的单一产品，产品越来越多元化。产业的多元化发展为用户提供了更大的选择面。
3如何加快我国制药机械的发展
根据有关研究，中商情报网指出，从2012年制药机械行业总体上看，制药机械呈现出缓中趋稳的态势。从2012年年初开始行业经济增速就持续回落，一直到九月份，行业经济才呈现触底趋稳的态势。但从行业协会对部分重点联系企业新增订单的统计数据看，运行走势下行压力仍然较大。
因此，就目前的药机行业而言，为了能以更好、更强的姿态走出去，就必须结合时代，运用现代技术，进行产业的转型和升级，不断提升和发展制药机械设备的品质。除了对自身进行技术创新，同时还需要跟国外的药机企业进行联系、配合，建立技术研发、共享平台，提升产品的品质和技术含量。此外，中国本土药机行业走出去仍不可忽视自己传统优势，即所谓“量”的优势。在中低端药机生产过程中，要经得起世界的考验。
随着新版药品GMP的实施，与国际标准接轨的质量管理体系已经建立，对企业走向国际市场、参与国际竞争不无裨益。CFDA有关负责人强调，我国新版GMP与欧洲、美国、澳大利亚GMP完全对接，得到国际重视。这将为我国医药产品出口到所有成员国、参与国际市场竞争打开一条通道。CFDA相关负责人通过GMP认证只是加强监管的开始。对于已通过GMP认证的企业，相关行政管理部门将进一步完善跟踪检查制度，加强日常检查和跟踪检查，防止少数企业放松管理和降低产品质量。
结束语
总之，药机厂的终级目标是为用户提供先进可靠的产品，产品应以其卓越的生产性能，高的稳定性，低的运行成本为制药企业创造更大的效益，成为制药企业新的经济增长点。我们从制药机械发展的这些新特点中可以看出，医药行业及药机行业正如朝阳般蓬勃发展，变化日新月异。
目前，中国药机的“量”，已经走在世界前列，但在品质和技术上还任重道远，跟德国和日本企业还是有一定差距的。国内药机企业应该积极对接国外新技术，研发创新，提升药机装备的“质”。“质”、“量”并重，在巩固本地的市场的同时，积极走出国门，走到世界的舞台上。
参考文献
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