物流包裝自動化漸進(jìn)發(fā)展

文/本刊記者 林振強(qiáng)

在整個物流運(yùn)作系統(tǒng)內(nèi)，包裝作業(yè)環(huán)節(jié)往往占用大量人工，勞動強(qiáng)度大，如何實(shí)現(xiàn)全自動化的包裝，是物流技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵之一。我們可以預(yù)見，在人力成本不斷攀升的時代，自動化包裝設(shè)備將逐步替代傳統(tǒng)設(shè)備成為未來的主流，物流包裝環(huán)節(jié)將實(shí)現(xiàn)由人工向自動化階段的演變。

在物流的全過程中，包裝是一個重要環(huán)節(jié)。近年來，隨著制造業(yè)加速向智能化轉(zhuǎn)型升級，以及電商發(fā)展促進(jìn)企業(yè)經(jīng)營模式變化，導(dǎo)致訂單向碎片化發(fā)展，使得物流包裝領(lǐng)域也在發(fā)生著變化。最直接的體現(xiàn)，就是新設(shè)備和新模式不斷涌現(xiàn)，使得中國的物流包裝發(fā)展逐漸由純?nèi)斯げ僮飨蜃詣踊较蜓葑儭?/p>

一、物流包裝發(fā)展現(xiàn)狀

提到物流包裝，其實(shí)范圍十分廣泛，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《物流術(shù)語》中的定義，物流包裝指的是“為在流通過程中保護(hù)產(chǎn)品、方便儲運(yùn)、促進(jìn)銷售，按一定技術(shù)方法而采用的容器、材料及輔助物等的總體名稱，也指為了達(dá)到上述目的而采用容器、材料和輔助物的過程中施加一定技術(shù)方法等的操作活動。”簡單來說，就是商品生產(chǎn)完成后、交付客戶前，在倉儲、運(yùn)輸、流通中使用的包裝產(chǎn)品和服務(wù)。物流包裝的功能，一方面是為了保護(hù)產(chǎn)品，另一方面也是方便物流操作，例如將物品按照一定數(shù)量、形狀、規(guī)格、大小等等集合為單元，從而利于搬運(yùn)、裝卸、儲存以及信息化管理。

在物流規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，需要考慮包裝與其他環(huán)節(jié)如何相互銜接的問題

在物流的全過程中，包裝是一個重要環(huán)節(jié)

物流包裝自動化已成為全新的發(fā)展趨勢

對于制造企業(yè)而言，物流包裝往往是生產(chǎn)的最后一道工序，屬于生產(chǎn)的組成部分之一。對于電子商務(wù)、零售商等流通企業(yè)而言，物流包裝是保護(hù)商品狀態(tài)完好無損的工具和條件。因此，物流包裝不僅是物流環(huán)節(jié)的事，而是與上下游的生產(chǎn)、流通等等都有著難以割舍的關(guān)系。近年來，由于制造業(yè)加速向智能化轉(zhuǎn)型升級，電商興起也在重塑流通市場結(jié)構(gòu)，使得物流包裝在迎來發(fā)展機(jī)遇的同時，也面臨著不小的挑戰(zhàn)。

1.物流包裝綠色化問題

時隔九年，新版《快遞封裝用品》國家標(biāo)準(zhǔn)在2018年正式發(fā)布，并于9月1日起正式實(shí)施，其中的一大重點(diǎn)就是對快遞包裝綠色環(huán)保提出新要求，受到業(yè)界廣泛關(guān)注。我國制造和零售企業(yè)數(shù)量龐大，商品流通數(shù)量巨大，包裝資源消耗數(shù)量驚人；在促進(jìn)包裝工業(yè)迅速發(fā)展的同時，也帶來了包裝廢棄物的持續(xù)增加，進(jìn)而導(dǎo)致企業(yè)成本上升。如何通過采用新技術(shù)或新模式，實(shí)現(xiàn)物流包裝的綠色化，并降低物流包裝成本，已成為企業(yè)面臨的重要課題。

2.物流包裝標(biāo)準(zhǔn)化問題

為了方便物流操作，物流包裝必須邁過標(biāo)準(zhǔn)化這道門檻。物流運(yùn)作強(qiáng)調(diào)各個環(huán)節(jié)、各個組成部分的協(xié)調(diào)和配合。在實(shí)際應(yīng)用中，各種包裝材料、包裝尺寸、包裝容器規(guī)格、包裝機(jī)械、包裝檢驗(yàn)等方面的技術(shù)要求并不是孤立的，需要從供應(yīng)鏈角度考慮和設(shè)計(jì)。目前因我國物流包裝的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，難以實(shí)現(xiàn)有效的銜接和重復(fù)回收再利用，這必然導(dǎo)致企業(yè)無效作業(yè)增多，包裝成本增加。

3.技術(shù)和設(shè)備創(chuàng)新問題

隨著制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步，高效大規(guī)模流水線生產(chǎn)體系的建立，使得包裝工作必須依靠先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，才能跟得上高效的生產(chǎn)體系。雖然我國已成為世界包裝大國，但在包裝材料和設(shè)備研發(fā)能力方面仍與發(fā)達(dá)國家存在較大差距。代表包裝技術(shù)前沿的中高端的包裝基礎(chǔ)材料、包裝機(jī)械（食品飲料包裝、塑料薄膜等）仍為歐美、日本等發(fā)達(dá)國家主導(dǎo)，國內(nèi)包裝技術(shù)研發(fā)及創(chuàng)新，仍有很長一段路要走。

二、自動化趨勢

縱然我國物流包裝領(lǐng)域發(fā)展過程中仍存在種種不足，但我們也應(yīng)看到，隨著方方面面共同的促進(jìn)，越來越多的物流包裝新技術(shù)、新產(chǎn)品、新模式在實(shí)際運(yùn)作中推廣應(yīng)用。尤其值得一提的是，物流包裝正逐步從純手工向半自動，甚至全自動方向演變。以電商行業(yè)為例，針對包裝自動化的特殊要求及迫切性，電商平臺的自動化操作技術(shù)是全新的課題，在人力成本不斷提高的前提下，大量人工操作的崗位需要自動化的解決方案。可以斷言，物流包裝自動化，已成為全新的發(fā)展趨勢。

傳統(tǒng)的物流包裝設(shè)備，主要指完成全部或部分包裝作業(yè)的機(jī)器，包括成型、填充、封口、裹包等主要包裝設(shè)備，完成清洗、干燥、殺菌、貼標(biāo)、捆扎、集裝、拆卸等前后包裝工序的設(shè)備，以及輸送等包裝輔助設(shè)備。具體而言，包括直接完成包裝過程的各種機(jī)械，如填充機(jī)、裹包機(jī)、貼標(biāo)機(jī)、灌裝機(jī)、封口機(jī)、多功能包裝機(jī)、捆扎機(jī)、清洗機(jī)、干燥機(jī)、殺菌機(jī)等。此外，也包括包裝材料、包裝容器等制造設(shè)備，如紙、塑料、復(fù)合材料、玻璃及金屬等材料和容器的制造機(jī)械。

以往設(shè)備的操作和運(yùn)行，離不開人工的參與。因此，物流包裝必須保證在物流全過程中不會對人或環(huán)境造成任何危害，尤其是對危險物品的包裝，一定要采取嚴(yán)格的防范措施，避免因包裝破損、老化等造成對人的危害或?qū)Νh(huán)境的污染。并且，在物流運(yùn)作過程中，要考慮勞動者的勞動強(qiáng)度和保護(hù)身體健康的要求。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的研究，物流包裝要促進(jìn)人力搬運(yùn)的合理化。因此，采用人工裝卸作業(yè)時，其包裝重量必須限制在人的允許能力之下，包裝的外形尺寸必須適合人工作業(yè)。

自動包裝技術(shù)和設(shè)備的出現(xiàn)，則在很大程度上可以減少人工的使用——不僅擁有更高的包裝速度、精準(zhǔn)的包裝精度，而且能耗相對也更低，從而既保證了充足的生產(chǎn)量，又能夠給企業(yè)節(jié)省成本。面對這樣的“誘惑”，許多企業(yè)都忍不住進(jìn)行嘗試。例如，在某國際著名的大型物流中心內(nèi)，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了包裝的全自動化。從包裝箱紙張的裁切，自動生成敞口紙箱，通過自動化輸送線裝入分揀好的物品，在自動化進(jìn)行封箱操作，都是全程無人操作，效率大大提升。具體到國內(nèi)，江蘇洋河酒廠股份有限公司的白酒包裝物流智能配送車間中，在負(fù)責(zé)酒體外部包裝的裝箱區(qū)也引入了包裝自動化技術(shù)。并且，這里最具特色之處就是實(shí)現(xiàn)了原輔材料一體化配送，每條流水線都配備了一條原輔材料輸送帶，可以定時定量為各個裝箱區(qū)輸送原輔材料。

包裝機(jī)械設(shè)備市場需求量的提高，在很大程度上激勵了行業(yè)的技術(shù)升級，元旭包裝、永創(chuàng)等國內(nèi)物流包裝企業(yè)都在自動化包裝方面積極創(chuàng)新和探索，ABB、CSi西賽等國際企業(yè)也在進(jìn)行本土化拓展，例如2015年ABB機(jī)器人項(xiàng)目落戶青島，主要設(shè)立包裝應(yīng)用中心，為包裝行業(yè)在生產(chǎn)自動化應(yīng)用方面提供機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)支持及服務(wù)，開展包括機(jī)器人專業(yè)方案設(shè)計(jì)、銷售、售后服務(wù)等業(yè)務(wù)。

自動包裝技術(shù)和設(shè)備的出現(xiàn)，將在很大程度上減少人工的使用

在人力成本不斷攀升的時代，依靠人工和使用傳統(tǒng)機(jī)械的包裝手段都將不能夠滿足包裝行業(yè)以及市場發(fā)展的需求，借助自動化技術(shù)的新型物流包裝手段將會大行其道，全新的具有智能化、自動化功能的包裝機(jī)型也將逐步替代傳統(tǒng)設(shè)備成為未來的主流。

三、漸進(jìn)式發(fā)展

未來的包裝設(shè)備只有配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，才能促進(jìn)物流包裝水平的提高。例如，高智能數(shù)控系統(tǒng)、編碼器及數(shù)字控制組件、動力負(fù)載控制等新型智能設(shè)備已經(jīng)普遍應(yīng)用到包裝機(jī)械設(shè)備中，使設(shè)備使用者在操作過程中更具有獨(dú)立性、靈活度、操作正確性、高效率和兼容性。

不過，在物流包裝由傳統(tǒng)向自動化發(fā)展的過程中，轉(zhuǎn)型之路可能并不平坦。例如，在包裝機(jī)械設(shè)備的研發(fā)方面，與歐美發(fā)達(dá)國家相比，我們還存在一定差距，自動化技術(shù)是國內(nèi)包裝行業(yè)急需提高的一門課程。作為一門綜合性技術(shù)，自動化技術(shù)和控制論、信息論、系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子學(xué)、液壓氣壓技術(shù)、自動控制等都關(guān)系密切，而其中又以控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)對自動化技術(shù)的影響最大。通過自動化技術(shù)，可以單獨(dú)電腦控制單獨(dú)機(jī)械手，并能夠高度分辨材質(zhì)和厚度，從而使包裝設(shè)備的靈活性和準(zhǔn)確性都大大提升。

值得欣慰的是，近年來我國包裝行業(yè)不斷努力，也取得了很大進(jìn)步。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，目前自動化技術(shù)在企業(yè)的包裝生產(chǎn)線中已占50%以上，大量使用電腦設(shè)計(jì)和機(jī)電一體化控制，能提高生產(chǎn)率、設(shè)備的柔性和靈活性，增加機(jī)械手以完成復(fù)雜的包裝動作。由于每個機(jī)械手均由單獨(dú)的電腦控制，攝像機(jī)監(jiān)控包裝動作并將信息反饋到電腦以調(diào)整動作幅度，因此更能保證包裝的質(zhì)量。

另外，得益于機(jī)器人產(chǎn)品的創(chuàng)新發(fā)展，包裝自動化也變得更加簡單。例如，新興的協(xié)作機(jī)器人可以減少傳統(tǒng)機(jī)器人的一些環(huán)境和空間缺點(diǎn)，使包裝線的占地面積縮小，更適合中小型包裝業(yè)務(wù)。并且，協(xié)作機(jī)器人配備了與 IT 和工業(yè) 4.0 相關(guān)的傳感器和智能技術(shù)，比傳統(tǒng)機(jī)器人更聰明。一些可能導(dǎo)致人類患上重復(fù)性勞損的簡單任務(wù)，現(xiàn)在都可以由協(xié)作機(jī)器人代為處理。

當(dāng)然，設(shè)備的革新僅僅是物流包裝自動化的一個方面，更重要的是如何協(xié)調(diào)與人、與物流系統(tǒng)的關(guān)系。在物流中心內(nèi)，分揀與包裝作業(yè)占用大量人工，勞動強(qiáng)度大，如何實(shí)現(xiàn)全自動化的包裝，是物流技術(shù)進(jìn)步的重要領(lǐng)域。自動化設(shè)備的引入，將減少對傳統(tǒng)工人的需求，但對于技術(shù)工人和機(jī)器操作員的需求卻將大大增加。如何讓人能更好地駕馭機(jī)器，將是對企業(yè)的一大考驗(yàn)。在純?nèi)斯は蛉詣舆^渡的過程中，必然要經(jīng)歷一個半人工半自動的階段，自動化設(shè)備與人之間的關(guān)系，則更加微妙。此外，在物流規(guī)劃設(shè)計(jì)的階段，同樣也需要考慮包裝環(huán)節(jié)如何與入庫、輸送、分揀、出庫等等環(huán)節(jié)相互銜接的問題。我們要明白，包裝自動化并非僅僅是為了解決包裝環(huán)節(jié)的問題，如何通過對于包裝的改善，進(jìn)而提升整個物流系統(tǒng)的運(yùn)作效率、降低企業(yè)成本，才是更加重要的事情。