Неоспорим тот факт, что за последние 10 лет упаковочная отрасль совершила гигантский рывок и вышла в число ведущих отраслей российской экономики. Вместе с этим становится заметным нарастание внутренних проблем, связанных с насыщением упаковочного производства технологическим оборудованием, а также с появлением большого количества предприятий малого и среднего бизнеса с ограниченными материальными ресурсами и, как следствие, с устаревшим парком упаковочного оборудования. Особенно это бросается в глаза после знакомства с ведущими зарубежными выставками, проходящими в Дюссельдорфе, Париже, Токио и др., где демонстрируется оборудование с более высоким уровнем автоматизации, сервиса, компьютерного оснащения и, что особенно важно, с более сложной технологической структурой. Отсутствие подобного оборудования на отечественных выставках объясняется не нежеланием демонстрировать современную технику, а невозможностью продать ее здесь. Нельзя не отметить и заметной тенденции к увеличению удельного веса крупных (по российским меркам) производителей упаковочного оборудования, стремящихся повышать не только объемы производства, но и качественные показатели своей продукции. В настоящее время не существует общепринятого определения понятия «упаковочное оборудование» в упаковочном производстве, где используется большое количество комплексных технологических систем, включающих дополнительное оборудование со вспомогательными функциями. Поэтому интегральная оценка всего оборудования будет существенно искажать реальную картину состояния именно упаковочного производства. Необходимо четко отличать технологическое оборудование, используемое в упаковочной отрасли, от оборудования, реализующего сам процесс упаковки. В связи с этим представляется логичным идентифицировать упаковочное оборудование следующим образом: Иначе говоря, суть процесса упаковывания состоит в реализации взаимодействия исходных элементов на требуемом качественном уровне и с необходимой производительностью. Для упрощения примем следующие обозначения трех составляющих элементов упаковки: П – упаковываемая дискрета продукта; Т – дискрета упаковывающих средств (тара); И – дискрета информации. Упаковочным должно называться технологическое оборудование, выполняющее все операции процесса упаковывания. Анализ показывает, что, несмотря на огромное разнообразие упаковываемых продуктов, любой процесс упаковки включает следующие технологические операции: Последовательность основных этапов процесса упаковки не имеет жесткой регламентации. Это делает возможным существование нескольких вариантов технологических цепочек, а следовательно, и конструктивных решений упаковочного оборудования. Число таких вариантов ограничено. Как известно, взаимодействие исходных элементов в системе может быть последовательным и параллельным. Для системы из трех элементов (каковой является самая простая упаковка) последовательность этапов упаковки может быть следующей: Среди этих структурных последовательностей выделяются так называемые традиционные, наиболее привычные и конструктивно проработанные. Они, как правило, имеют свои отработанные практикой области применения и определенные диапазоны технологических возможностей по охватываемой номенклатуре упаковываемой продукции, по производительности, по приспособленности к переналадкам и т. д. Реальные схемы (как правило, комбинированные) включают совмещенные и несовмещенные операции, а их технологический цикл описывается с помощью циклограмм. Все технологические схемы имеют разные эксплуатационные функциональные характеристики даже при упаковке одного и того же продукта в одинаковых количествах. Это открывает широкие возможности для оптимизации конструкторско-технологических решений при синтезе упаковочного оборудования. Однако и внутри каждой структурной технологической схемы существуют варианты реализации. Так, каждой единице технологического оборудования соответствует определенная кинематическая схема, т. е. некий упорядоченный комплекс движений. Известно, что все многообразие видов движения строится на сочетании поступательного и вращательного. Эти два базовых движения по-разному влияют на производительность оборудования, Например, если перемещение предмета из одного положения в другое может быть осуществлено с помощью и поступательного, и вращательного движения соответствующих исполнительных элементов оборудования, то при прочих равных условиях предпочтение следует отдать вращательному движению, так как в отличие от поступательного оно не имеет возвратной (т.е. холостой) фазы при повторении технологического цикла машины. Это подтверждает практика упаковочного машиностроения. Потенциально наиболее производительными являются машины роторного типа, используемые в крупных производствах (упаковывание напитков, фармацевтика и др.), а также машины карусельного типа для дозирования, укупорки и т. п. Указанные структурные схемы реализуют оба исходных способа упаковывания: вложение (заполнение) и обертывание. Первый способ предполагает наличие элемента Т в виде тары с фиксированной геометрической структурой (формой и размерами). Упаковываемый предмет также может иметь фиксированную геометрическую структуру, и тогда процесс упаковки осуществляется методом вложения, т. е. помещением предмета в тару. Если продукт жидкий или сыпучий, то используется разновидность вложения – заполнение, засыпка и т.п. Второй способ применяется, если фиксированную геометрическую структуру имеет только упаковываемый продукт, а упаковочный материал принимает его форму. Возможен вариант, когда операция дозирования происходит после этапа обертывания (т.е. после реализации взаимодействия П-Т). Например, непрерывный жгут карамельной массы обертывается упаковочным материалом в виде ленты и только потом делится на мерные дозы. По своей природе упаковывание – это неоднородный и многооперационный процесс. Следует отметить две принципиально отличающиеся технико-организационные схемы его реализации: Уровень развития технологического оборудования определяется также вариативностью его технико-организационных компоновок. Прежде всего имеется в виду наличие многопоточного, многопозиционного, многономенклатурного оборудования. Обращает на себя внимание тот факт, что упаковочное оборудование и за рубежом, и особенно в России отличается однообразием компоновочных решений. В основном используется однопоточное оборудование последовательного действия с той или иной степенью перекрытия (совмещения) смежных операций. И только на массовых производствах мелкодозированной продукции (чай, кофе, специи, медикаменты и т. п.) имеются многопоточные (чаще их называют многоручьевыми) машины, построенные по экстенсивной схеме. Как правило, это параллельное конструктивное объединение, например, дозаторов. Имеется также немногочисленная группа оборудования карусельного типа, предназначенного в основном для укупорочных и этикетировочных операций. Для термоусадочного оборудования характерно применение тоннельных компоновок машин наряду с тупиковыми. С точки зрения пространственной компоновки упаковочное оборудование делится на вертикальное и горизонтальное. В количественном отношении с большим отрывом лидируют вертикальные компоновки. Это легко объяснимо. Во-первых, использование самодвижения продукта под воздействием гравитации позволяет упростить конструкцию оборудования. Во-вторых, не требуется сложных согласований в кинематической схеме, так как подача продукта и упаковочного материала совпадает по направлению. В этом случае оборудование называется «прямоточным». В-третьих, упаковывание в полимерные термосвариваемые материалы тоже имеет довольно простое конструктивное решение. Кроме того, конструкция позволяет легко менять вид дозатора и, следовательно, обслуживать весьма широкий диапазон фасуемой продукции), а также обеспечивает простоту и оперативность переналадки как по величине дозы, так и по виду продукта. Таким образом, в настоящее время этот вид упаковочного оборудования является одним из наиболее конструктивно простых и надежных. Благодаря стабильному спросу на весь номенклатурный ряд фасуемой продукции и относительно низкой стоимости этот вид оборудования распространен очень широко (особенно в сфере малого предпринимательства). Вместе с тем интенсивное использование этого оборудования привело к тому, что в настоящее время оно исчерпало весь потенциал повышения своих эксплуатационных характеристик. Производительность достигла объективного предела, и исчерпаны возможности расширения номенклатуры фасуемой u1087 продукции. Сейчас конкурентная борьба между производителями этого оборудования ведется путем добавления различных сервисных устройств, насыщения конструкций электроникой, поиска малейших возможностей интенсифицировать технологический цикл. Совершенно очевидно, что все это не может дать значительного эффекта. Анализ внутреннего и внешнего рынка упаковочного оборудования выявляет практически одинаковые факторы, инициирующие конкурентную борьбу и требующие совершенствования парка упаковочного оборудования. Можно констатировать, что, несмотря на явную неперспективность, конкурентная борьба ведется в основном на уровне совершенствования уже имеющегося парка упаковочного оборудования. Примеров решения проблемы на структурном уровне очень мало. Заметно повысился уровень оснащения оборудования различными сервисными устройствами (в частности, для автоматизации переналадок). Усилилось внимание к внешнему оформлению и дизайну. Современные производители делают акцент на многообразие функций оборудования (диапазон доз, разновидности пакетов и т. п.), а не на его конструктивные достоинства. В настоящее время реализуются комбинации вертикального фасовочного оборудования с мультидозаторами, что позволило повысить производительность фасовки и расширить номенклатуру упаковываемой продукции. Однако, несмотря на то что мультидозаторы реализуют многопоточный вариант дозирования, вряд ли их использование можно считать примером структурной модернизации оборудования. Вертикальное оборудование однопоточно. И поскольку именно оно определяет уровень производительности в технологической цепочке, потенциальные возможности мультидозаторов остаются невостребованными. Точнее, они позволяют увеличить производительность (так как процесс дозирования не ограничивается по длительности традиционным дозатором), но не переводят вертикальное оборудование на качественно новый уровень. Из-за высокой стоимости мультидозаторов подобная модернизация не сможет существенно усилить привлекательность «вертикалок» и повысить их конкурентоспособность. На последних зарубежных выставках упаковочного оборудования существенно увеличилось количество технологического упаковочного оборудования горизонтального типа. Это объясняется тем, что оно становится достойной альтернативой аналогичным по функциям станкам вертикального типа. Несмотря на более сложную кинематическую структуру, они лучше приспособлены к модернизации на структурном уровне. В частности, их превращение в многопоточное оборудование не представляет особых трудностей, так же как и использование основного достоинства вертикального оборудования – самотока продукции. Анализ парка технологического упаковочного оборудования позволяет говорить о следующих перспективах развития этого рынка: |
