“第四次工業(yè)革命”對包裝設(shè)計制造業(yè)的影響

黃 珺 (鄭州輕工業(yè)學(xué)院 450002)

18世紀(jì)中葉以來，人類經(jīng)歷了三次工業(yè)革命，第一次工業(yè)革命開創(chuàng)了“蒸汽時代”（1760-1840年），標(biāo)志著農(nóng)耕文明向工業(yè)文明的過渡；第二次工業(yè)革命開創(chuàng)了“電氣時代”（1840-1950年），使得電力、鋼鐵、鐵路、化工、汽車等重工業(yè)興起，石油成為新能源；第三次工業(yè)革命開創(chuàng)了“信息時代”（1950年至今 ），全球信息、資源的交流變得更為迅速，全球“一體化”格局形成，計算機(jī)技術(shù)成為該時代的標(biāo)志。在第三次工業(yè)革命方興未艾，還在全球擴(kuò)散和傳播的當(dāng)下，第四次工業(yè)革命悄然而至1，這次工業(yè)革命是在化石能源日漸短缺、生態(tài)赤字越演越烈、國際金融危機(jī)沖擊下發(fā)生的，未來十年是這次工業(yè)革命即將啟動的關(guān)鍵點(diǎn)2。第四次工業(yè)革命主要表現(xiàn)為智能制造技術(shù)、信息技術(shù)、新能源技術(shù)等技術(shù)的重大突破，以智能化、低碳化、信息化為主要特征。第四次工業(yè)革命最終將把人類從工業(yè)化社會帶入信息化社會，引發(fā)全球生產(chǎn)方式和生活方式的重大變革，也將對包裝設(shè)計制造業(yè)帶來多方面的影響。

一、智能化和自動化生產(chǎn)的大規(guī)模應(yīng)用

第四次工業(yè)革命的目標(biāo)是工廠智能化(Smart Factory)1-3，將快速催生數(shù)字制造、人工智能、工業(yè)機(jī)器人等智能化和自動化技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，由此智能工業(yè)機(jī)器人和自動化生產(chǎn)將大規(guī)模應(yīng)用在包裝設(shè)計制造業(yè)。而我們的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀并不樂觀4，智能化和自動化將對包裝設(shè)計制造業(yè)帶來巨大沖擊的同時也帶來了巨大的機(jī)遇。

首先，企業(yè)規(guī)模出現(xiàn)兩極分化的趨勢，少數(shù)掌握新技術(shù)的大中型包裝制造企業(yè)將快速產(chǎn)生與崛起，加快包裝制造企業(yè)的集約整合，逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、專業(yè)化、集中化，增強(qiáng)國際競爭力。另一方面，小規(guī)模包裝制造企業(yè)將面臨市場淘汰，只有采用新技術(shù)、專業(yè)性強(qiáng)、經(jīng)營模式靈活的小型企業(yè)才能富有生命力。

其次，為了降低包裝生產(chǎn)成本，適應(yīng)智能化、自動化生產(chǎn)的要求，包裝設(shè)計制造業(yè)中處于弱勢的包裝設(shè)備制造企業(yè)應(yīng)該加大智能化、自動化、一體化設(shè)備的研發(fā)投入和公關(guān)力度，特別是對需求量大、專業(yè)性強(qiáng)、自動化方面要求高的重袋包裝生產(chǎn)設(shè)備。通過技術(shù)引進(jìn)、自主研發(fā)、合作研發(fā)等多種方式，逐漸形成自己技術(shù)力量和技術(shù)儲備，擺脫包裝智能化、自動化制造設(shè)備長期依賴進(jìn)口的局面。

第三，發(fā)展包裝制造產(chǎn)業(yè)和高端制造技術(shù)的同時，加快提高從業(yè)人員的素質(zhì)和技能水平。工人的勞動技能不是以體力為基礎(chǔ)，而是以知識和智力為基礎(chǔ)，勞動的內(nèi)容主要是在生產(chǎn)過程中去控制、監(jiān)督、調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程中的各種關(guān)系，應(yīng)對自動化生產(chǎn)和智能工業(yè)機(jī)器人的大量使用。

二、倡導(dǎo)可持續(xù)性綠色包裝設(shè)計

第四次工業(yè)革命是一場全新的綠色工業(yè)革命，首要目標(biāo)是實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長與碳排放的“脫鉤”，在此基礎(chǔ)上加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促使生態(tài)資本相關(guān)要素的“全面脫鉤”。黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)寫入大會報告和黨章之中，成為中國 生態(tài)文明的宣言書。這勢必加快促進(jìn)以“低碳”為訴求的“綠色經(jīng)濟(jì)”成為未來主流，促進(jìn)從生態(tài)赤字轉(zhuǎn)向生態(tài)盈余2。要順應(yīng)“綠色經(jīng)濟(jì)”趨勢必須先淘汰包裝設(shè)計制造業(yè)中的落后產(chǎn)能，轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，大幅度地提高資源生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)、流通等環(huán)節(jié)污染排放。除此之外，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.提高包裝設(shè)計制造企業(yè)的準(zhǔn)入門檻，完善企業(yè)環(huán)境影響評價（EIA）體系，規(guī)范行業(yè)自律行為，加大對高污染企業(yè)的懲治力度。

2.著力開發(fā)新型包裝原輔材料5，加大對節(jié)能、環(huán)保包裝材料的研發(fā)與測試，降低產(chǎn)品包裝在流通過程中的破損率，提高包裝質(zhì)量。重點(diǎn)對蜂窩紙板、紙漿模塑、可降解材料、天然高聚物、植物纖維、納米材料、環(huán)保膠黏劑和環(huán)保印刷材料等各種綠色包材的性能、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備問題進(jìn)行深入的研究，加大科研投入，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研一體化。

3.大力提倡“減量化”設(shè)計，倡導(dǎo)綠色生態(tài)設(shè)計6。綠色包裝設(shè)計概念主張在滿足保護(hù)、方便、銷售、審美等功能的前提下，減少包裝材料的厚度、層數(shù)，減少包裝材料的體積和重量等以減少包裝材料使用量，采用用量最少的適度包裝方案。另外，優(yōu)化包裝設(shè)計方案特別是包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，減少單件包裝的材料種類、減少包裝印刷面積、簡化印刷與制作工藝都是“減量化”設(shè)計的要求。以著名的全天然運(yùn)動飲料制造商有機(jī)生活(LIV Organic)公司為例，該公司以前使用的是傳統(tǒng)的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）飲料瓶，而現(xiàn)在他們采用了阿莫克(Amcor)公司的技術(shù)，從而使容量為16.9盎司的飲料瓶的重量從36.8克減少到31.4克，減重比例達(dá)到了14.6%。目前，該品牌還在不斷開發(fā)新的容器、蓋子、標(biāo)簽等產(chǎn)品，以達(dá)到減小包裝體積、縮小價簽面積的目的。

4.重視包裝的重復(fù)利用和回收再利用，追求可持續(xù)化發(fā)展7。通過多次重復(fù)使用，或通過回收廢棄物，生產(chǎn)再生制品、焚燒利用熱能、分解腐化改善土壤等措施，達(dá)到再利用的目的。目前，可持續(xù)化發(fā)展是推動包裝設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)升級的唯一途徑，可持續(xù)性已經(jīng)滲透到了包裝制造產(chǎn)業(yè)的方方面面。從包裝材料的來源、包裝材料加工、包裝設(shè)計與制造、包裝使用到廢棄包裝的最終處理方式，應(yīng)積極評估、改善包裝生命周期中各環(huán)節(jié)的環(huán)境影響力8。例如：地球轉(zhuǎn)動(Earth Shift)公司開發(fā)的智能包裝生命周期評估軟件(Package Smart LCA)能讓包裝設(shè)計師了解該設(shè)計在生命周期中各個階段的環(huán)境影響力，從而選擇最優(yōu)化的環(huán)保設(shè)計方案。從長遠(yuǎn)來看，包裝設(shè)計制造業(yè)應(yīng)該以實現(xiàn)包裝整個生命周期無環(huán)境污染為最終目標(biāo)。

三、運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)信息化發(fā)展

大數(shù)據(jù)時代9的來臨，使得掌握大數(shù)據(jù)并且具有數(shù)據(jù)加工能力產(chǎn)業(yè)具有更強(qiáng)的“增值”能力，大數(shù)據(jù)技術(shù)能為企業(yè)提供更強(qiáng)的決策力、洞察力和流程優(yōu)化能力，注入無形的信息資產(chǎn)。包裝設(shè)計制造企業(yè)需要對大數(shù)據(jù)進(jìn)行創(chuàng)新性的合理利用、準(zhǔn)確的分析，才能快速獲得有價值信息，體現(xiàn)大數(shù)據(jù)的巨大價值。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以解決很多產(chǎn)業(yè)中的現(xiàn)有問題，例如：加強(qiáng)宏觀調(diào)控和建設(shè)規(guī)劃，避免投資、開發(fā)的低水平無序競爭；整合資源，減小產(chǎn)、供、銷的運(yùn)輸半徑，降低產(chǎn)品成本；提供大量準(zhǔn)確的供、需信息，預(yù)測消費(fèi)趨勢，組織有效的研發(fā)、生產(chǎn)，降低企業(yè)運(yùn)營風(fēng)險；動態(tài)管理庫存，降低庫存成本，提高企業(yè)資金周轉(zhuǎn)率；形成實時定價機(jī)制，根據(jù)需求和庫存情況進(jìn)行實時調(diào)價，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等。簡而言之，大數(shù)據(jù)時代將改變企業(yè)傳統(tǒng)的經(jīng)營思維和運(yùn)作方式，包裝設(shè)計制造企業(yè)應(yīng)該通過大數(shù)據(jù)技術(shù)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用來獲得“數(shù)據(jù)回報”，以此來應(yīng)對大數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)，抓住大數(shù)據(jù)的機(jī)會，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的信息化發(fā)展。

四、新型材料技術(shù)和3D打印技術(shù)10的推廣

第四次工業(yè)革命的另一個顯著特征就是大量新技術(shù)的出現(xiàn)和快速被應(yīng)用，使生產(chǎn)科學(xué)化。目前，與包裝設(shè)計制造業(yè)密切相關(guān)的新技術(shù)有新型材料技術(shù)和3D打印技術(shù)，它們的推廣將給整個包裝設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)鏈帶來突破性的迅猛發(fā)展。

新材料技術(shù)主要研究新型材料的合成，在高新技術(shù)中處于關(guān)鍵地位，高新技術(shù)的發(fā)展緊密地依賴于新材料的發(fā)展。新材料技術(shù)的不斷突破、創(chuàng)新與應(yīng)用領(lǐng)域的拓展和推廣，應(yīng)該引起包裝設(shè)計制造企業(yè)的高度關(guān)注。這些在將來可能會運(yùn)用在包裝設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)中的新材料不僅能滿足未來產(chǎn)品對包裝功能、外觀提出的新要求、還能大幅度的降低生產(chǎn)成本和減少碳排放。這些新型材料包括：高阻隔、多功能性可回收塑料，新型可降解材料，新型復(fù)合材料，新型纖維材料、納米技術(shù)改良材料、可食性材料等。

3D打印技術(shù)的推廣和應(yīng)用將對包裝設(shè)計制造企業(yè)帶來競爭威脅。3D打印技術(shù)是繼蒸汽時代、電氣時代、計算機(jī)時代之后的第四次工業(yè)革命的代表性技術(shù)之一。由于3D打印具有零時間交付、零技能制造、不占空間、便攜制造、產(chǎn)品多樣化等特點(diǎn)，可以大幅降低產(chǎn)品研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，因而將成為包裝設(shè)計制造業(yè)重點(diǎn)推廣與應(yīng)用的新技術(shù)。隨著3D打印技術(shù)的不斷完善與成熟，在不久的將來，3D打印機(jī)可以根據(jù)客戶需要，進(jìn)行小規(guī)模定制化的包裝生產(chǎn)。包裝設(shè)計制造企業(yè)現(xiàn)在就要積極關(guān)注、研發(fā)、應(yīng)用該項技術(shù)。

水下混凝土配合比需要結(jié)合理論計算以及相關(guān)實驗來進(jìn)行驗證，當(dāng)前混凝土實驗強(qiáng)度要高于設(shè)計強(qiáng)度，實際坍落度需要控制在18～20cm之間，水灰比控制在0.5～0.6m，粗骨料可以選用礫石。目前水下混凝土輸送方式較多，比如混凝土輸送泵進(jìn)行灌注，此類技術(shù)措施在目前高速公路以及橋梁工程中應(yīng)用范圍較廣。導(dǎo)管實際分節(jié)長度需要進(jìn)行控制，這樣便于后續(xù)拆卸與運(yùn)輸，對焊縫質(zhì)量進(jìn)行控制。導(dǎo)管在吊裝之前需要進(jìn)行試拼，確保接口位置連接具有良好的牢固性。

五、結(jié)語

在第四次工業(yè)革命即將到來的背景下，包裝設(shè)計制造業(yè)一方面正在面臨轉(zhuǎn)型升級和結(jié)構(gòu)性調(diào)整的巨大壓力，另一方面又迎來了以自動化生產(chǎn)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、3D打印技術(shù)等為核心的智能制造技術(shù)發(fā)展的歷史機(jī)遇。未來包裝設(shè)計制造業(yè)的發(fā)展趨勢是緊密整合信息技術(shù)、材料技術(shù)、智能制造技術(shù)等新技術(shù)，進(jìn)一步推動產(chǎn)業(yè)信息化、綠色化、科技化發(fā)展。

注釋：

1.(德)烏爾里·希森德勒，工業(yè)4.0——即將來襲的第四次工業(yè)革命.[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.6-32.

2.胡鞍鋼.中國趕上第四次工業(yè)革命發(fā)動期[N].北京日報，2013-2-25(3).

3.柴野.迎接第四次工業(yè)革命——德國漢諾威工業(yè)博覽會啟示[N].光明日報，2014-4-14(4).

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7.朱華，王莉.淺析可持續(xù)性綠色包裝設(shè)計[J].美術(shù)大觀，2014(2)：95.

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