上世纪80年代初,笔者参观一家啤酒厂,因为在我国他们率先从德国购买了一条12,000瓶/小时的啤酒灌装生产线。工厂提出希望我们能为他们制造实瓶装箱设备,当时我们刚接触包装机械行业,实在无能为力。事情的原委是这样:当年认为我国是人口大国,劳动力有的是,在进口啤酒包装线时为了节省外汇(当时外汇十分宝贵),可以用人工的地方尽量不用机器。生产线运行时他们用8名女装箱工来从事简单的装箱工作,每人每班要不停地将6吨啤酒(含瓶)装到纸箱中,不要说负重工作,就是不停地弯腰也受不了。结果女工们请病假者不断,领导才意识到将女工换成男工,男工们一天下来比女工反应还强烈。只好加长装箱作业线,用16人装箱。工人还反应“累”。无奈车间面积已不容许再加长装箱作业线了,只好由3班改为4班,即每班工作6小时。就是说,12,000瓶/小时的装箱机可以轻松地替代64位强劳动力的工作,领导们醒悟了,想解决机械装箱问题。
笔者还经历过一件事,山东半岛的消费者追捧捆扎式啤酒,12瓶一扎,不用包装箱,每瓶啤酒可以便宜一点。那时已有了国产12,000瓶/小时的啤酒包装线(包装装箱机),但订线者不订装箱机,而是用人工捆扎啤酒,12瓶一扎,采取敞开式车间,捆扎之后放在露天,但捆扎工人夏顶烈日,冬顶寒风,十分辛苦,但个个手脚麻利。即使如此,笔者数了数现场工作约有40余人,男女均有,但可惜没有问包装工是3班还是4班,即使是3班,一条12,000瓶/小时的包装线也得120余人应付最后的工序,成本何其高!80年代末即有外商找笔者,问中国国内有没有捆扎啤酒的设备,因为他们要配线。笔者一听即知有国内企业在向他们寻求捆扎设备来替代手工捆扎。
这件事只是说明自动装箱的重要性。啤酒包装中,除了最后的装箱(捆扎),及前面的空瓶上线(现在叫卸箱上线)、洗箱外,其他环节是不可用人工代替的。在经历了多人工、大厂房的痛苦以后,现在的啤酒灌装线都是全套订货,从卸箱上瓶到装箱码垛的成套设备已实现了全线自动化,车间已经有了大量人工操作的场面了。
国际国内包装机械行业概况
包装机械在美国属精密机械,是单件小批生产的非标设备,因为被包装物各不相同,要求各异,总有不同的要求。发达国家的包装机械基本上都是自动化,包装生产线至少是自动化的,随着计算机及控制技术的发展,近几年出现了不少智能化的生产线。还是以啤酒包装为例,72,000瓶/小时的包装生产线已投入使用,每分钟20瓶的包装速度,如果生产线故障停机,即使是非常熟练的维修工,从查找故障到排除故障、试机,一般都要一个小时左右,损失是非常大的(因为生产线停机是由前向后停,开机是由后向前开)。因此,智能化生产线便提到了议事日程。智能化生产线的设计需要在实践中积累大量的经常出现故障的部位及排除故障的经验,将它们数字化以后输入电脑,再由电脑去发现故障并指挥在线排除故障,不用停机,大大减少了损失。
我国包装机械的差距
经过多年的努力,我国包装机械的整体水平近几年有了较大的提升,现在供货的所有包装生产线都是自动化的,在包装过程中不用人工参与操作,个别生产线有人工目测检验。食品机械有所不同,大规模生产的都是自动化生产线,只在原料传递工序尚需人工搬送、投放。作坊式小批量生产企业大都是机械加手工作业,机械部分只替代重体力劳动,“技术”需人工掌握,产品品质不能保证,各批次可能有所不同,卫生状况良莠不齐,包装是人工加机械,人手接触食品较多。这是食品安全存在隐患的主要场所。包装方面亦有这种情况,电视里曾经暴露过一次性筷子的包装,将加工好的木筷堆在地上或炕上,人赤脚坐在地上或炕上包装,袋及筷子靠两脚扒拉到身前,手工装袋,成品放在身后。其实筷子加工、清洗、包装一条线并不难,关键是会增加成本,利润驱使不法商家不惜牺牲人民的健康来赚钱。这方面的工作主要是监管不力,不是机械跟不上。
包装机械在美国被列为精密机械范畴,因为需要精确地完成各种复杂的动作,所以智能化是发展的必然趋势。总体而言我们差距还不小,半手工半机械化的包装仍然还存在,甚至还有全手工操作的。机械化、自动化包装已是大势所趋。尤其是有毒、有害物的包装,非自动化包装不可。而批量大的包装又以自动化、智能化最为经济,尤其是智能化的包装线,不仅要依靠技术的进步,还要大量积累自动化生产线的运行资料,找出自动化包装线经常出现的故障点,分析各点的故障原因,找出排除故障的方法,在各种排除故障的方法中择优选用。综合各种因素选择最佳方案,不仅是机械设计,主要的还需要控制技术和各种执行元件的配合。
当前的目标
高速自动包装生产线已在我国大量应用,国内产品已基本可以满足要求,而智能化的包装线已在酝酿之中,还没有投入使用。危险品的包装(如炸药)不仅是自动化、智能化的问题,还需在生产线的设计中防患于未然,在每一个可能因接触、碰撞而产生火花的地方都要严防死守,这在设计、制造中是不可疏忽的。化学品(尤其是有害化学品)的包装如何防泄漏,食品包装如何防污染,如何更保鲜,在尽可能节约包装材料,降低包装成本的前提下如何更能保护被包装物,这些都是今后包装界关注的重点。