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摘要：人们的衣食住行所需的物品，都离不开包装。随着包装在人们生活中越来越成为潮流，包装机械技术的发展也步入了一个新的时期。在新的科学技术以及管理规范的助力下，国内包装机械的发展既迎来了新一轮的发展机遇，也面临着新的挑战，如何顺应包装机械发展趋势，使国内的包装机械取得更大的成就，成为当前国内包装机械发展领域思考的重中之重。
关键词：包装机械 自动化 集成化
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-445-01
1.包装机械技术发展现状
包装机械是随着商品经济社会的形成、产品包装逐渐影响交易过程而发展起来的一种机械领域，是支撑包装工业发展的基石。因为商品种类多种多样，形式千变万化，因此包装内容也因商品的不同而不同，针对不同的商品包装，包装机械也各式各样。随着包装机械的发展成熟，最终形成了自动包装、半自动包装以及人工包装三种形式。
1.1国外包装机械技术发展现状
国外工业革命发生时间早，商业化市场已经成熟，售货形式多种多样，而且新技术、新产品不断涌现，这些都促进了国外包装机械的快速蓬勃发展。国外的大型企业大部分都在生产高度集中化的进程中，规模化的趋势越来越成为未来企业的发展方向。将不同工种的包装机械集中在一个共同区域，既降低了企业生产成本，又缩短了不同包装技术工艺流程之间的交流合作时间，因而大规模、高集中是国外包装机械的普遍特点。自动化程度高是国外包装机械发展的另一个主要特点，国外注重对包装机械进行详细研究并与新兴科学技术相互结合，以此提高包装机械的工作效率，实现无人操作和自动化控制。
1.2国内包装机械技术发展现状
国内包装机械的发展经历了从解放前的空白到如今的快速增长阶段。虽然国内包装机械在产品和品种等多方面都取得了令人瞩目的成就，但仍然存在着不少问题，如大部分的企业生产规模小、专业化水平低以及相关的生产管理理念落后；在产品品种上局限于轻工业，技术创新、生产机械研发跟不上市场变化；相对于国外先进技术，国内仍旧停留在产品模仿阶段、自主创新能力较弱。国外包装机械基本实现了机械化、自动化、甚至智能化，而国内在这方面仍处于探索阶段。
经过几十年的发展，在借鉴国外先进包装机械的基础上，国内包装机械逐渐建立了独立自主、具有自主知识产权的包装机械生产系统，在产值增长、产品品种创新、产品生产流程提升等方面取得了长足的进步，并逐渐缩小了与国外的差距。
2. 我国包装机械发展中面临的问题及解决措施
2.1我国包装机械发展中面临的问题
经过几十年的发展，我国的包装机械在研发和生产发面已经取得了很大的成绩，但在技术方面还存在着许多需要解决的问题，具体体现在以下两个方面：
（1）包装机械的自动化程度较低。这是我国各类包装机械中普遍存在的一个问题，如在填充机械方面，很多包装机械仍然采用传统的杠杆秤式和容积式计量填充，同时填充速度和质量也比较低。
（2）人工智能技术的应用较少。在西方许多国家已经将人工智能技术用于包装机械的设计之中，而我国在这方面还比较落后，虽然开始将单片机和电脑在包装机械中进行应用，但主要是用来对机械的动作进行控制，如螺杆转速等。人工智能技术还没有被广泛应用到包装、质量检测、计量等包装的全过程。
2.2 问题的解决措施
（1）强化自动化技术在包装机械中的应用
传感技术在包装机械中应用广泛，用于生产过程中对产品质量、数量、温度、湿度、位置等方面的监控，防止产品过程中出现杂质、损坏等情况。据了解，当前集成电路检测器已经在国外食品加工厂中大力应用，这种技术可检测出食品的变质时间。食品保质检测配置主要由扫描仪与传感器组成，检测人员只要将扫描仪对准食品发射出无线电波讯号，就会让食品产生振动，并形成乐谱波，传送至传感器。通过比对标准数据库的参数，即可短时间内检测到食品变质的日期，且检测结果十分准确。为了提高检测的精度，计算机视觉传感器在包装机械中的应用越来越广泛，一般通过多目CCD摄像机可以实现对被检测产品多视角下的拍摄，然后经由特征匹配技术（当前最流行的是相位匹配技术）找到不同视图上的对应同名点，最后可以通过计算机视觉的三角重构原理得到被检测产品的三维模型，可将其与计算机中所存储的CAD模型进行对比，以对不合格的产品进行判断。由于计算机视觉检测是一种非接触检测，相对于通过探头接触被检测产品的传统检测装置，它大大地提高了检测效率，如果在与信息反馈技术和识别技术进行结合以构建闭环控制系统，对指导包装装置的下一步动作以及最终实现生产车间的自动化管理具有极其重要的意义。現场总线技术在国内的加工制造企业应用较为普遍，这简化了繁杂的操作系统，以自动化机械流程取代了人的作用，节约了人力资源，提高了机械工作效率，同时有助于实现包装机械的标准化发展。这是因为只要定义好 “应用和数据访问服务”的接口，自动化总线与ERP系统就可以通过内部的应用和数据访问总线实现集成，以高速的总线通讯方式，可实现高速追踪、转换多个位置控制模式、交换多通讯口数据信息等功能，这对管理人员调取、分析机械运行的数据，监控包装生产线的运行状态以及无缝衔接各工序提供了便利。
（2）强化集成机器人技术在包装机械中的应用
在实现包装机械智能化生产过程中，可将包装过程与机器人技术集成到一个CPU中，运用计算机技术控制包装过程中的全部流程，通过总线实现操作过程实时通信，结合图像处理系统与数据库系统，对包装过程中的各个步骤进行实时对比监控，对生产过程中的异常情况进行自动处理，完成包装加工生产的智能化操作。在包装机械中通常使用三个不同的机器人，即一个直角坐标机器人、铰接臂机器人和机器人三脚架，这三个机器人有着不同的运动特性，这些运动特性可以无缝集成到控制器中，这样可以大大减少创建序列处理系统的方案。该技术能够最大化的降低项目成本，加快包装生产过程，提高包装生产效率，降低人力操作误差，并能实现产品成本的最小化与生产过程的精细化管理。
（3）积极推进现代机械设计方式在包装机械技术领域的创新
现代机械设计方式除了结合相关的机械技术如机电一体化、微电脑、计算机仿真等，还应包含先进的管理理念、卫生技术、安全标准等与机械技术息息相关的内容。现代机械设计包括了包装机械的整个产业链系统，涵盖从前期的市场调研、客户市场的需求、到包装机械主要功能实现、包装机械相互间的衔接、工作可靠性等方面，通过对机械设计方式的创新，对新的工艺标准、技术验证的制定，以及包装机械安全性能、环保性能等的提高，实现包装机械从传统到现代化的飞跃。在利用现代机械设计方式进行包装机械的整体设计时，要以包装用户的需求为设计目标，并结合模块化设计和柔性设计理念以满足不同产品的包装需求。具体而言，其设计方法可分为定性可靠性设计和定量可靠性设计。前者主要是借鉴已有的设计经验来达到可靠性包装的目的；后者需要对包装过程以及包装过程中对机械产生的应力分布和动作参数有一个清晰地掌握，并结合有限元分析等方法，通过建立各个包装动作的运动状态函数来设计出满足包装需求的机械。随着技术的进步，定量可靠性设计的应用是大势所趋。
3、结语
目前，在包装机械的发展中机遇与挑战并存，国内包装机械虽然在改革开放的带动下取得了突飞猛进的发展，但相较国外还有较大的差距，在包装机械新发展趋势下仍然处在落后的阶段，在发展过程中也存在着较多的问题，需要及时想出对策并解决，早日实现国内包装机械自动化、智能化的发展。只有这样才能使我国的包装机械设计和生产水平得到有效提高，早日赶上发达国家的发展水平。
参考文献
[1]戴宏民. 世界包装机械的发展趋势及中国包装机械的发展对策[J].包装学报， 2012，02：46-51.
[2]赵霞. 包装机械行业发展的未来[J].聚焦，2012，10：7-9.
[3]申海鹏. 浅谈食品包装机械中自动化技术的应用与发展[J].食品安全导刊，2012，02：38-39.
关键词：包装机械 自动化 集成化
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-445-01
1.包装机械技术发展现状
包装机械是随着商品经济社会的形成、产品包装逐渐影响交易过程而发展起来的一种机械领域，是支撑包装工业发展的基石。因为商品种类多种多样，形式千变万化，因此包装内容也因商品的不同而不同，针对不同的商品包装，包装机械也各式各样。随着包装机械的发展成熟，最终形成了自动包装、半自动包装以及人工包装三种形式。
1.1国外包装机械技术发展现状
国外工业革命发生时间早，商业化市场已经成熟，售货形式多种多样，而且新技术、新产品不断涌现，这些都促进了国外包装机械的快速蓬勃发展。国外的大型企业大部分都在生产高度集中化的进程中，规模化的趋势越来越成为未来企业的发展方向。将不同工种的包装机械集中在一个共同区域，既降低了企业生产成本，又缩短了不同包装技术工艺流程之间的交流合作时间，因而大规模、高集中是国外包装机械的普遍特点。自动化程度高是国外包装机械发展的另一个主要特点，国外注重对包装机械进行详细研究并与新兴科学技术相互结合，以此提高包装机械的工作效率，实现无人操作和自动化控制。
1.2国内包装机械技术发展现状
国内包装机械的发展经历了从解放前的空白到如今的快速增长阶段。虽然国内包装机械在产品和品种等多方面都取得了令人瞩目的成就，但仍然存在着不少问题，如大部分的企业生产规模小、专业化水平低以及相关的生产管理理念落后；在产品品种上局限于轻工业，技术创新、生产机械研发跟不上市场变化；相对于国外先进技术，国内仍旧停留在产品模仿阶段、自主创新能力较弱。国外包装机械基本实现了机械化、自动化、甚至智能化，而国内在这方面仍处于探索阶段。
经过几十年的发展，在借鉴国外先进包装机械的基础上，国内包装机械逐渐建立了独立自主、具有自主知识产权的包装机械生产系统，在产值增长、产品品种创新、产品生产流程提升等方面取得了长足的进步，并逐渐缩小了与国外的差距。
2. 我国包装机械发展中面临的问题及解决措施
2.1我国包装机械发展中面临的问题
经过几十年的发展，我国的包装机械在研发和生产发面已经取得了很大的成绩，但在技术方面还存在着许多需要解决的问题，具体体现在以下两个方面：
（1）包装机械的自动化程度较低。这是我国各类包装机械中普遍存在的一个问题，如在填充机械方面，很多包装机械仍然采用传统的杠杆秤式和容积式计量填充，同时填充速度和质量也比较低。
（2）人工智能技术的应用较少。在西方许多国家已经将人工智能技术用于包装机械的设计之中，而我国在这方面还比较落后，虽然开始将单片机和电脑在包装机械中进行应用，但主要是用来对机械的动作进行控制，如螺杆转速等。人工智能技术还没有被广泛应用到包装、质量检测、计量等包装的全过程。
2.2 问题的解决措施
（1）强化自动化技术在包装机械中的应用
传感技术在包装机械中应用广泛，用于生产过程中对产品质量、数量、温度、湿度、位置等方面的监控，防止产品过程中出现杂质、损坏等情况。据了解，当前集成电路检测器已经在国外食品加工厂中大力应用，这种技术可检测出食品的变质时间。食品保质检测配置主要由扫描仪与传感器组成，检测人员只要将扫描仪对准食品发射出无线电波讯号，就会让食品产生振动，并形成乐谱波，传送至传感器。通过比对标准数据库的参数，即可短时间内检测到食品变质的日期，且检测结果十分准确。为了提高检测的精度，计算机视觉传感器在包装机械中的应用越来越广泛，一般通过多目CCD摄像机可以实现对被检测产品多视角下的拍摄，然后经由特征匹配技术（当前最流行的是相位匹配技术）找到不同视图上的对应同名点，最后可以通过计算机视觉的三角重构原理得到被检测产品的三维模型，可将其与计算机中所存储的CAD模型进行对比，以对不合格的产品进行判断。由于计算机视觉检测是一种非接触检测，相对于通过探头接触被检测产品的传统检测装置，它大大地提高了检测效率，如果在与信息反馈技术和识别技术进行结合以构建闭环控制系统，对指导包装装置的下一步动作以及最终实现生产车间的自动化管理具有极其重要的意义。現场总线技术在国内的加工制造企业应用较为普遍，这简化了繁杂的操作系统，以自动化机械流程取代了人的作用，节约了人力资源，提高了机械工作效率，同时有助于实现包装机械的标准化发展。这是因为只要定义好 “应用和数据访问服务”的接口，自动化总线与ERP系统就可以通过内部的应用和数据访问总线实现集成，以高速的总线通讯方式，可实现高速追踪、转换多个位置控制模式、交换多通讯口数据信息等功能，这对管理人员调取、分析机械运行的数据，监控包装生产线的运行状态以及无缝衔接各工序提供了便利。
（2）强化集成机器人技术在包装机械中的应用
在实现包装机械智能化生产过程中，可将包装过程与机器人技术集成到一个CPU中，运用计算机技术控制包装过程中的全部流程，通过总线实现操作过程实时通信，结合图像处理系统与数据库系统，对包装过程中的各个步骤进行实时对比监控，对生产过程中的异常情况进行自动处理，完成包装加工生产的智能化操作。在包装机械中通常使用三个不同的机器人，即一个直角坐标机器人、铰接臂机器人和机器人三脚架，这三个机器人有着不同的运动特性，这些运动特性可以无缝集成到控制器中，这样可以大大减少创建序列处理系统的方案。该技术能够最大化的降低项目成本，加快包装生产过程，提高包装生产效率，降低人力操作误差，并能实现产品成本的最小化与生产过程的精细化管理。
（3）积极推进现代机械设计方式在包装机械技术领域的创新
现代机械设计方式除了结合相关的机械技术如机电一体化、微电脑、计算机仿真等，还应包含先进的管理理念、卫生技术、安全标准等与机械技术息息相关的内容。现代机械设计包括了包装机械的整个产业链系统，涵盖从前期的市场调研、客户市场的需求、到包装机械主要功能实现、包装机械相互间的衔接、工作可靠性等方面，通过对机械设计方式的创新，对新的工艺标准、技术验证的制定，以及包装机械安全性能、环保性能等的提高，实现包装机械从传统到现代化的飞跃。在利用现代机械设计方式进行包装机械的整体设计时，要以包装用户的需求为设计目标，并结合模块化设计和柔性设计理念以满足不同产品的包装需求。具体而言，其设计方法可分为定性可靠性设计和定量可靠性设计。前者主要是借鉴已有的设计经验来达到可靠性包装的目的；后者需要对包装过程以及包装过程中对机械产生的应力分布和动作参数有一个清晰地掌握，并结合有限元分析等方法，通过建立各个包装动作的运动状态函数来设计出满足包装需求的机械。随着技术的进步，定量可靠性设计的应用是大势所趋。
3、结语
目前，在包装机械的发展中机遇与挑战并存，国内包装机械虽然在改革开放的带动下取得了突飞猛进的发展，但相较国外还有较大的差距，在包装机械新发展趋势下仍然处在落后的阶段，在发展过程中也存在着较多的问题，需要及时想出对策并解决，早日实现国内包装机械自动化、智能化的发展。只有这样才能使我国的包装机械设计和生产水平得到有效提高，早日赶上发达国家的发展水平。
参考文献
[1]戴宏民. 世界包装机械的发展趋势及中国包装机械的发展对策[J].包装学报， 2012，02：46-51.
[2]赵霞. 包装机械行业发展的未来[J].聚焦，2012，10：7-9.
[3]申海鹏. 浅谈食品包装机械中自动化技术的应用与发展[J].食品安全导刊，2012，02：38-39.