楊鵬，朱從容

（浙江海洋學(xué)院 船舶與海洋工程學(xué)院，浙江 舟山 316022）

0 引 言

水產(chǎn)品是營(yíng)養(yǎng)素含量十分均衡的一種食物，具有易被人體消化吸收的蛋白質(zhì)，而且脂肪含量低，還是人體所需微量元素的寶貴來源。2009 年，人們所需蛋白量的6.5%是由水產(chǎn)品提供的［1］。

水產(chǎn)品的生產(chǎn)多有季節(jié)性和地區(qū)性差異，而水產(chǎn)品的消費(fèi)卻是連續(xù)的，為了能夠長(zhǎng)時(shí)間保藏食物，自古以來人類研究出很多方式，如日曬、腌制、煙熏、罐藏等。由于罐藏食品具有食用方便、安全營(yíng)養(yǎng)、無防腐劑添加、保存時(shí)間長(zhǎng)且便于運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，廣泛受到了消費(fèi)者的喜愛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012 年我國(guó)水產(chǎn)類食品罐頭總產(chǎn)量為35.5萬t,比2011 年增長(zhǎng)了33%［2］。隨著人們對(duì)水產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有更深入的認(rèn)識(shí)，我國(guó)的水產(chǎn)品罐頭產(chǎn)量還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。

水產(chǎn)品罐頭食品主要采用金屬包裝方式，金屬包裝是公認(rèn)的最安全包裝，相比玻璃和塑料包裝具有優(yōu)良的阻隔性能、良好的加工適應(yīng)性和廢棄處理容易且可回收再利用等優(yōu)點(diǎn)［3］。金屬罐剛被發(fā)明出來時(shí)，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)比較落后，制罐都是手工完成，每人一天制罐不到70個(gè)［4］。現(xiàn)在制罐工業(yè)基本采用半自動(dòng)化、全自動(dòng)化生產(chǎn)，每分鐘可產(chǎn)出3 000 個(gè)空罐。

1 國(guó)外的制罐機(jī)械現(xiàn)狀

英國(guó)發(fā)明了世界上第一個(gè)鍍錫金屬罐，后來，美、德、日等國(guó)也相繼進(jìn)行了研究，其制造方法逐步趨于完善。

美國(guó)是全球第一大包裝機(jī)械制造和消費(fèi)國(guó)家，產(chǎn)品類型齊全，金屬包裝工業(yè)發(fā)展也有著悠久的歷史，啤酒在20 世紀(jì)30 年代就開始使用金屬罐包裝了，現(xiàn)在擁有世界上最先進(jìn)的成型、充填、封口等機(jī)械設(shè)備［5］。美國(guó)以生產(chǎn)高科技、高精度、高效率的產(chǎn)品為主，現(xiàn)在已將自動(dòng)控制技術(shù)、特種加工技術(shù)、激光技術(shù)、生物技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)融入到傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)中。

德國(guó)在包裝機(jī)械行業(yè)中占有重要的地位，其產(chǎn)品在設(shè)計(jì)制造方面都處于世界領(lǐng)先地位，企業(yè)以客戶需求為前提，具有快速制造、成套生產(chǎn)、精度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。企業(yè)普遍使用了計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)完成的設(shè)備進(jìn)行模擬仿真，將各種零件的數(shù)據(jù)和實(shí)際工作時(shí)的參數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)中，通過計(jì)算機(jī)仿真出實(shí)際工況，能得出生產(chǎn)效率和廢品率等數(shù)據(jù)，還可以根據(jù)客戶提出的意見隨時(shí)更改模型，大幅縮短了設(shè)備的研發(fā)周期［6］。企業(yè)還將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備中，設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可通過網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)參數(shù)傳送到遠(yuǎn)程維修服務(wù)中心進(jìn)行故障診斷分析。如圖1所示是德國(guó)高寶公司制造的金屬之星印鐵機(jī)。金屬之星有同步換版專用驅(qū)動(dòng)裝置，任意印刷單元的換版時(shí)間不超過3 min，還有專業(yè)的顏色測(cè)量和控制系統(tǒng)，能夠檢查肉眼看不到的細(xì)小問題。高寶德國(guó)公司里存儲(chǔ)了所有客戶印刷機(jī)的操作數(shù)據(jù)，全球有3 個(gè)遠(yuǎn)程診斷服務(wù)中心，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)把控制系統(tǒng)連接到遠(yuǎn)程維修服務(wù)中心，80%以上的問題可以通過在線支持即可得到解決，而不需要專業(yè)的技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)維修或更換零配件。

日本由于戰(zhàn)后國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)包裝機(jī)械有著很大的需求量，使得包裝機(jī)械行業(yè)得到了高速發(fā)展，行業(yè)以中小企業(yè)居多，生產(chǎn)單機(jī)為主［7］。包裝機(jī)械雖然沒有像美國(guó)、德國(guó)成套的生產(chǎn)體系，但是卻有著操作方便、安裝簡(jiǎn)便、加工精度高、機(jī)械體積小等優(yōu)點(diǎn)。日本是世界上最早在包裝機(jī)械中使用微電子技術(shù)，現(xiàn)已將伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、PLC 技術(shù)、傳感器檢測(cè)技術(shù)等完美地運(yùn)行在制罐機(jī)械當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程無人操作。如圖2 所示是日本三友機(jī)械制造公司制造的方罐注膠機(jī)，應(yīng)用了伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和激光傳感器檢測(cè)，可以根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)節(jié)注膠機(jī)速度，激光傳感器在注膠完成后自動(dòng)對(duì)注膠的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，剔除不合格的產(chǎn)品。

圖1 德國(guó)金屬之星印鐵機(jī)

圖2 日本方罐注膠機(jī)

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家普遍重視制罐機(jī)械的自動(dòng)化控制技術(shù)，設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化控制，有著很高的生產(chǎn)效率，而且非常注重制罐機(jī)械用于制造生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性和可靠性［8］。

2 我國(guó)的制罐機(jī)械現(xiàn)狀

我國(guó)的包裝機(jī)械起步于20 世紀(jì)50 年代，20 世紀(jì)70年代末期逐步發(fā)展后形成了包裝機(jī)械行業(yè)，當(dāng)時(shí)金屬包裝行業(yè)的企業(yè)數(shù)量不多，且以中小企業(yè)為主［9］。隨著改革開放，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)的金屬包裝行業(yè)具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ馍碳娂妬硗顿Y，民營(yíng)企業(yè)大量引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備，我國(guó)制罐業(yè)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期。

經(jīng)過改革開放后30 多年的發(fā)展，雖然我國(guó)制罐機(jī)械企業(yè)的制造能力得到了大幅提高，但還是存在不少問題。

2.1 制造水平與國(guó)外差距大

我國(guó)的制罐機(jī)械只有少部分如電阻焊機(jī)基本已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水平，大部分制罐設(shè)備與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在20年左右的差距。國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備已經(jīng)向集成化、智能化、低功耗化方向發(fā)展，更加重視環(huán)保和人性化，國(guó)內(nèi)的設(shè)備都是單機(jī)生產(chǎn)，成套設(shè)備生產(chǎn)很少，生產(chǎn)的也多是技術(shù)含量低、生產(chǎn)效率低、能耗高的產(chǎn)品。封罐機(jī)是重要的制罐設(shè)備，如表1 所示是國(guó)內(nèi)外封罐機(jī)的技術(shù)參數(shù)對(duì)照。

表1 國(guó)內(nèi)外封罐機(jī)技術(shù)參數(shù)對(duì)照表

從表1 中可以看出，美國(guó)的安祖魯斯公司（Angelus）的封罐機(jī)工作頭數(shù)最多為18 個(gè)，最大產(chǎn)能每分鐘為2500 個(gè)，意大利的西弗萊尼公司（Cevolani）和臺(tái)灣新益公司的主要封罐機(jī)工作頭數(shù)也有12 個(gè)，每分鐘的最大產(chǎn)能達(dá)到1000 個(gè)以上，舟山博達(dá)機(jī)械公司是國(guó)內(nèi)知名的制罐機(jī)械企業(yè)，生產(chǎn)的主流封罐機(jī)工作頭數(shù)是8 個(gè)，每分鐘最大產(chǎn)能也只有500 個(gè)。

國(guó)內(nèi)的制罐機(jī)械穩(wěn)定性和可靠性也比國(guó)外先進(jìn)設(shè)備差，而且設(shè)備壽命短，一般設(shè)備的壽命還達(dá)不到國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的一半。

2.2 企業(yè)規(guī)?；潭炔桓?/h3>

國(guó)內(nèi)的制罐機(jī)械企業(yè)以民營(yíng)和中小企業(yè)為主，“小而全”是其主要特征之一，年產(chǎn)值過千萬的企業(yè)不多，并且分布不均衡，主要集中在東部沿海地區(qū)，企業(yè)的制造設(shè)備老化，技術(shù)落后，可靠性差，生產(chǎn)集約化程度不高，導(dǎo)致企業(yè)制造出來的產(chǎn)品技術(shù)含量不高而且同質(zhì)化嚴(yán)重，與國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備相比缺少競(jìng)爭(zhēng)力，只能通過壓低價(jià)格獲得市場(chǎng)份額，不僅造成了資源浪費(fèi)，還不利于制罐機(jī)械行業(yè)的良性發(fā)展。

2.3 自主創(chuàng)新能力不足

我國(guó)大部分制罐機(jī)械企業(yè)規(guī)模偏小，科研經(jīng)費(fèi)投入不多，自主研發(fā)能力薄弱。由于我國(guó)的產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合機(jī)制沒有真正形成，高校和科研機(jī)構(gòu)的研究方向很多不符合企業(yè)的實(shí)際需求，導(dǎo)致高校和科研機(jī)構(gòu)的研究成果很難轉(zhuǎn)移到企業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的科技成果轉(zhuǎn)化率只有25%左右，產(chǎn)業(yè)化率還不到5%，而發(fā)達(dá)國(guó)家的科技成果轉(zhuǎn)化率能達(dá)到80%［10］。制罐機(jī)械企業(yè)自身擁有的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)又很少，所以制罐機(jī)械企業(yè)主要還是處于仿制階段，基本上就是對(duì)國(guó)外的設(shè)備進(jìn)行測(cè)繪然后稍加改進(jìn)［11］。

我國(guó)制罐機(jī)械行業(yè)整體利潤(rùn)不高，導(dǎo)致優(yōu)秀人才匱乏，造成制罐機(jī)械行業(yè)整體技術(shù)水平不高。制罐機(jī)械企業(yè)的新產(chǎn)品缺少技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)手段落后，不能及時(shí)提供客戶需要的產(chǎn)品。

3 我國(guó)制罐機(jī)械行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，金屬罐正向輕量化的趨勢(shì)發(fā)展，現(xiàn)在馬口鐵的壁厚減薄到了0.14 mm，正在研發(fā)0.10～0.12 mm［12］。人民生活水平日益提高，產(chǎn)品的外形美觀也是消費(fèi)者考慮購(gòu)買的因素，橢圓形或方形等異形罐由于外觀的個(gè)性化受到了消費(fèi)者的喜愛，因而制罐企業(yè)非常重視異形罐的研發(fā)［13］。這些變化使得金屬罐的制造工藝變得更加復(fù)雜，這就對(duì)制罐機(jī)械的加工適應(yīng)性提出了更高的要求。

面對(duì)全球日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，世界各國(guó)制罐機(jī)械企業(yè)更加注重產(chǎn)品的高效化、節(jié)能化。面臨著嚴(yán)峻的形勢(shì)，我國(guó)制罐機(jī)械行業(yè)粗放式的經(jīng)營(yíng)模式已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展的需求，必須走規(guī)?；I(yè)化的發(fā)展道路，靠技術(shù)推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。

3.1 走自主創(chuàng)新道路

目前，國(guó)內(nèi)制罐企業(yè)生產(chǎn)的很多設(shè)備是簡(jiǎn)單仿制，自動(dòng)化程度不高，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)只能依靠?jī)r(jià)格優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)。我們只有重視創(chuàng)新意識(shí)，制造出有核心技術(shù)的產(chǎn)品，才能改變這種劣勢(shì)。例如，浙江義烏易開蓋公司非常注重創(chuàng)新，有一流的研發(fā)設(shè)備，有70 多名技術(shù)人員從事研發(fā)工作，現(xiàn)擁有易開技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，多項(xiàng)國(guó)家專利，食品易開蓋年產(chǎn)能為60 億只，生產(chǎn)的易開蓋一半用于出口，獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益［14］。

企業(yè)是創(chuàng)新的主體，但是僅僅依靠企業(yè)是不夠的，還要發(fā)揮高校和科研機(jī)構(gòu)在技術(shù)創(chuàng)新上的優(yōu)勢(shì)。我國(guó)政府要發(fā)揮主導(dǎo)作用，根據(jù)市場(chǎng)需求，充分利用各種資源，統(tǒng)籌兼顧各方利益，建立完善的產(chǎn)學(xué)研用機(jī)制。

政府還可運(yùn)用財(cái)稅政策，通過減免稅收費(fèi)用或向企業(yè)提供無息貸款等方式對(duì)企業(yè)創(chuàng)新進(jìn)行鼓勵(lì)。

3.2 走綠色設(shè)計(jì)道路

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們安全和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家制定了一系列綠色技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的環(huán)保要求越來越高，一些環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)較低的產(chǎn)品往往不能出口［15］。這要求我們改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，不能只考慮產(chǎn)品的成本和質(zhì)量，在整個(gè)設(shè)計(jì)制造過程中都要充分考慮到環(huán)境污染問題。

在制罐機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到機(jī)構(gòu)容易拆解和回收，減少不必要的零件，多使用模塊化設(shè)計(jì)和CAD/CAM技術(shù)，這樣既能夠縮短制罐機(jī)械的研發(fā)周期，還能快速響應(yīng)市場(chǎng)的需求。

制罐機(jī)械在制造中選擇綠色材料，采用新型加工工藝，用更少的原材料，更高的生產(chǎn)效率，對(duì)操作者和環(huán)境無害或危害小；廢棄后零件仍能回收用于制造新產(chǎn)品［16］。

3.3 走規(guī)?；?、專業(yè)化道路

現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)是制罐機(jī)械制造大國(guó)但還不是強(qiáng)國(guó)，要成為制罐機(jī)械強(qiáng)國(guó)，必須走規(guī)?；?、專業(yè)化生產(chǎn)的道路。只制造生產(chǎn)技術(shù)含量低的設(shè)備是無法與國(guó)外先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的。

制罐機(jī)械企業(yè)可通過兼并重組或聯(lián)營(yíng)形成集中化生產(chǎn)和規(guī)?；?jīng)營(yíng)，提高生產(chǎn)效率，降低成本，最終提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

我國(guó)制罐機(jī)械行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)不多，且大多數(shù)為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)通用性不強(qiáng)，對(duì)于制罐機(jī)械的普通零件，可以通過制定國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)，制罐機(jī)械企業(yè)只負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)生產(chǎn)核心零件，這樣不僅使得產(chǎn)品的加工周期大幅縮短，還降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，產(chǎn)品更有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

4 結(jié) 語

我國(guó)的水產(chǎn)類食品罐頭產(chǎn)量最近5 年都在不停的增長(zhǎng)，“十二五”期間我國(guó)的水產(chǎn)品加工要向深加工方向發(fā)展，加快開發(fā)水產(chǎn)罐頭制品等即食的功能食品［17］。這將給我國(guó)的制罐機(jī)械行業(yè)帶來巨大的發(fā)展機(jī)遇，盡管目前我國(guó)的制罐機(jī)械與國(guó)外先進(jìn)水平還有段差距，但通過我們的不斷努力，我國(guó)制罐機(jī)械行業(yè)的發(fā)展一定會(huì)越來越好。

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