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在物流的全過程中,包裝是一個重要環節。近年來,隨著制造業加速向智能化轉型升級,以及電商發展促進企業經營模式變化,導致訂單向碎片化發展,使得物流包裝領域也在發生著變化。最直接的體現,就是新設備和新模式不斷涌現,使得中國的物流包裝發展逐漸由純人工操作向自動化方向演變。

一、物流包裝發展現狀

提到物流包裝,其實范圍十分廣泛,根據國家標準《物流術語》中的定義,物流包裝指的是“為在流通過程中保護產品、方便儲運、促進銷售,按一定技術方法而采用的容器、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方法等的操作活動。”簡單來說,就是商品生產完成后、交付客戶前,在倉儲、運輸、流通中使用的包裝產品和服務。物流包裝的功能,一方面是為了保護產品,另一方面也是方便物流操作,例如將物品按照一定數量、形狀、規格、大小等等集合為單元,從而利于搬運、裝卸、儲存以及信息化管理。

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

1.物流包裝綠色化問題

時隔九年,新版《快遞封裝用品》國家標準在2018年正式發布,并于9月1日起正式實施,其中的一大重點就是對快遞包裝綠色環保提出新要求,受到業界廣泛關注。我國制造和零售企業數量龐大,商品流通數量巨大,包裝資源消耗數量驚人;在促進包裝工業迅速發展的同時,也帶來了包裝廢棄物的持續增加,進而導致企業成本上升。如何通過采用新技術或新模式,實現物流包裝的綠色化,并降低物流包裝成本,已成為企業面臨的重要課題。

2.物流包裝標準化問題

為了方便物流操作,物流包裝必須邁過標準化這道門檻。物流運作強調各個環節、各個組成部分的協調和配合。在實際應用中,各種包裝材料、包裝尺寸、包裝容器規格、包裝機械、包裝檢驗等方面的技術要求并不是孤立的,需要從供應鏈角度考慮和設計。目前因我國物流包裝的規范化和標準化程度較低,難以實現有效的銜接和重復回收再利用,這必然導致企業無效作業增多,包裝成本增加。

3.技術和設備創新問題

隨著制造業技術進步,高效大規模流水線生產體系的建立,使得包裝工作必須依靠先進的機械設備,才能跟得上高效的生產體系。雖然我國已成為世界包裝大國,但在包裝材料和設備研發能力方面仍與發達國家存在較大差距。代表包裝技術前沿的中高端的包裝基礎材料、包裝機械(食品飲料包裝、塑料薄膜等)仍為歐美、日本等發達國家主導,國內包裝技術研發及創新,仍有很長一段路要走。

二、自動化趨勢

縱然我國物流包裝領域發展過程中仍存在種種不足,但我們也應看到,隨著方方面面共同的促進,越來越多的物流包裝新技術、新產品、新模式在實際運作中推廣應用。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??梢詳嘌?,物流包裝自動化,已成為全新的發展趨勢。

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

以往設備的操作和運行,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境造成任何危害,尤其是對危險物品的包裝,一定要采取嚴格的防范措施,避免因包裝破損、老化等造成對人的危害或對環境的污染。并且,在物流運作過程中,要考慮勞動者的勞動強度和保護身體健康的要求。根據人機工程學的研究,物流包裝要促進人力搬運的合理化。因此,采用人工裝卸作業時,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。

自動包裝技術和設備的出現,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量,又能夠給企業節省成本。面對這樣的“誘惑”,許多企業都忍不住進行嘗試。例如,在某國際著名的大型物流中心內,現已實現了包裝的全自動化。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,在自動化進行封箱操作,都是全程無人操作,效率大大提升。具體到國內,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,在負責酒體外部包裝的裝箱區也引入了包裝自動化技術。并且,這里最具特色之處就是實現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輸送原輔材料。

包裝機械設備市場需求量的提高,在很大程度上激勵了行業的技術升級,元旭包裝、永創等國內物流包裝企業都在自動化包裝方面積極創新和探索,ABB、CSi西賽等國際企業也在進行本土化拓展,例如2015年ABB機器人項目落戶青島,主要設立包裝應用中心,為包裝行業在生產自動化應用方面提供機器人應用技術支持及服務,開展包括機器人專業方案設計、銷售、售后服務等業務。

在人力成本不斷攀升的時代,依靠人工和使用傳統機械的包裝手段都將不能夠滿足包裝行業以及市場發展的需求,借助自動化技術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型也將逐步替代傳統設備成為未來的主流。

三、漸進式發展

未來的包裝設備只有配合產業自動化趨勢,才能促進物流包裝水平的提高。例如,高智能數控系統、編碼器及數字控制組件、動力負載控制等新型智能設備已經普遍應用到包裝機械設備中,使設備使用者在操作過程中更具有獨立性、靈活度、操作正確性、高效率和兼容性。

不過,在物流包裝由傳統向自動化發展的過程中,轉型之路可能并不平坦。例如,在包裝機械設備的研發方面,與歐美發達國家相比,我們還存在一定差距,自動化技術是國內包裝行業急需提高的一門課程。作為一門綜合性技術,自動化技術和控制論、信息論、系統工程、計算機技術、電子學、液壓氣壓技術、自動控制等都關系密切,而其中又以控制理論和計算機技術對自動化技術的影響最大。通過自動化技術,可以單獨電腦控制單獨機械手,并能夠高度分辨材質和厚度,從而使包裝設備的靈活性和準確性都大大提升。

值得欣慰的是,近年來我國包裝行業不斷努力,也取得了很大進步。據業內人士分析,目前自動化技術在企業的包裝生產線中已占50%以上,大量使用電腦設計和機電一體化控制,能提高生產率、設備的柔性和靈活性,增加機械手以完成復雜的包裝動作。由于每個機械手均由單獨的電腦控制,攝像機監控包裝動作并將信息反饋到電腦以調整動作幅度,因此更能保證包裝的質量。

另外,得益于機器人產品的創新發展,包裝自動化也變得更加簡單。例如,新興的協作機器人可以減少傳統機器人的一些環境和空間缺點,使包裝線的占地面積縮小,更適合中小型包裝業務。并且,協作機器人配備了與 IT 和工業 4.0 相關的傳感器和智能技術,比傳統機器人更聰明。一些可能導致人類患上重復性勞損的簡單任務,現在都可以由協作機器人代為處理。

當然,設備的革新僅僅是物流包裝自動化的一個方面,更重要的是如何協調與人、與物流系統的關系。在物流中心內,分揀與包裝作業占用大量人工,勞動強度大,如何實現全自動化的包裝,是物流技術進步的重要領域。自動化設備的引入,將減少對傳統工人的需求,但對于技術工人和機器操作員的需求卻將大大增加。如何讓人能更好地駕馭機器,將是對企業的一大考驗。在純人工向全自動過渡的過程中,必然要經歷一個半人工半自動的階段,自動化設備與人之間的關系,則更加微妙。

此外,在物流規劃設計的階段,同樣也需要考慮包裝環節如何與入庫、輸送、分揀、出庫等等環節相互銜接的問題。我們要明白,包裝自動化并非僅僅是為了解決包裝環節的問題,如何通過對于包裝的改善,進而提升整個物流系統的運作效率、降低企業成本,才是更加重要的事情。

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