鑒于工業 4.0 的發展趨勢以及不斷變化的客戶需求，包裝機設計師和用戶目前關注的核心問題是設備的靈活性、資源使用效率和可持續利用性。倍福公司食品、飲料及包裝全球市場經理 Andrew Plater 與包裝行業經理 Frank Würthner 在此次采訪中談到了基于 PC 和 EtherCAT 的控制技術結合 XTS 磁懸浮輸送系統是如何助力實現這些目標的。

基于 PC 的控制與 XTS 磁懸浮輸送系統的配套使用特別具有創新意義，它將高灌裝速度與超緊湊的機械設計完美結合在一起，如 Groninger 設計的全新化妝品灌裝線

包裝行業目前的行業發展趨勢和最終用戶的需求是什么？

Frank Würthner：過去，如大批量或以單位數量衡量的咖啡或巧克力棒都是要統一生產和包裝的。而現在小批量、個性化生產的趨勢明顯增多，比如類似咖啡膠囊等產品的個性化組合，或者能夠在標準產品上冠上自己的名字或圖片，包裝機制造商必須能夠應對這些市場需求，我們稱之為“單件流”生產。基于這種趨勢，B2C 領域（如亞馬遜）中越來越多的“大佬”們將成為未來機械工程領域的直接客戶。

Andrew Plater：最近幾年和幾十年來，對每個供應商來說，隨著產品多樣化性的明顯增加。不可避免地帶來更小批量生產和更短生產運行時間的產生 。因此，修改機器上的產品設置所花費的時間正在變成愈加關鍵的生產率系數，這意味著包裝機必須更加靈活和模塊化，從而可以更容易地進行配置，機器不再單純依賴輸出速度。此外，推出新產品所承擔的生產風險必須最小，并能夠在最短時間內上市，這兩者都可以借助仿真和虛擬現實來實現。

包裝行業經理 Frank Würthner（左），食品、飲料及包裝全球市場經理 Andrew Plater

您對包裝有什么新的具體要求？

Andrew Plater：通常，大多數消費者都喜歡購買他們所熟悉的產品，比如在超市里。因此我們必須關注新產品。相應地，包裝行業已經具備支持上述個性化趨勢的創新能力。比如大量針對宣傳活動的特殊規格和促銷包裝，等等。

Frank Würthner：另一方面對制藥行業尤為重要。雖然界面外觀對食品和飲料以及其它消費品來說至關重要，但是制藥行業必須遵守 FDA21 CFR Part 11 等條例。根據這一規定，諸如新的人工膝關節等醫療產品，當送到醫院時，必須是完全干凈和無菌的，而且產品必須具有可追溯性，從而讓最終用戶能夠盡量減少責任風險。

諸如家庭規模變小且平均年齡上升等人口因素也起著關鍵作用嗎？

Frank Würthner：不斷增長的人口數量（至少在歐洲）和消費者平均年齡的增長帶來了對現代化食品包裝需求的不斷增加和變化。例如，供應商必須采用更好的印刷工藝，更多的透明窗口和更符合人體工程學的包裝設計，以彌補老年人視力和體力的衰退帶來的不便。更易于使用的密封系統就是這樣一個例子，哪怕是手指力量越來越弱、越來越不靈活的老年人都可以毫無問題地操作。

Andrew Plater：制藥行業提供了一個很好的此類例子。一項研究表明，大約 40% 的老年人每個月最多要服用七種不同產品的藥丸約 100片。如果眼睛看不太清楚，就會在閱讀和打開包裝時遇到麻煩，特別是要服用很多不同的藥物時。這也是包裝能夠真正起到幫助的地方，它可以將各種藥品混合在一起，并確切地告訴人們何時服用它們。因此，需要一個能夠把數百粒藥放到病人專用的泡罩中的包裝機，而不是每種藥品配一張吸塑卡。

Frank Würthner：順便說一句，亞洲年輕人口的增長也提出了特殊要求，因為在這個市場里，現代化和時尚精美包裝會提高銷售額。我們也看到了一個朝著更直接包裝，即定量包裝、展示型包裝等發展的趨勢，以及針對單身家庭的更小尺寸和打包盒。對真空、多層、多份量和多功能包裝的需求也不斷上升。例如，甚至還有將包裝與電子元器件結合于一體的新包裝類型。

Andrew Plater：另一個因素是不同的區域要求，它增加了對柔性包裝機的需求，特別是對產品銷往世界各地的生產商們來說。他們在研發上投入巨資，以滿足不同地區的本地需求。例如，盡管許多歐洲產品在亞洲和遠東地區很受歡迎，但它們仍然必須適應當地人的口味和當地所特有的風味。在許多情況下，份量大小也有很大的不同。雖然 25 g 裝的小包裝薯片在英國很受歡迎，但美國人喜歡更大包裝的薯片。但是，更小尺寸的包裝在美國也越來越受歡迎，比如多種口味組合裝和特價促銷包裝，如打印體育賽事結果。所有這一切都需要非常靈活的包裝技術。

倍福基于 PC 的控制技術可以為包裝機械制造商和用戶帶來哪些特殊優勢？

Andrew Plater：傳統的 PLC 技術越來越多地遇到性能問題，而這也是現代化和高度靈活的包裝機關注所在。另一方面，基于 PC 的控制系統具有足夠的性能儲備來高效運行此類設施并能夠非常快速地實現產品轉換。作為一個一致的平臺，它還能夠輕松連接可視化系統和上位 SCADA、MES 及 ERP 系統。PC 控制也能夠很容易地過渡到當前趨勢中，即生產以基于物聯網、工業 4.0 和智能手機為支撐并更多得以需求為導向，可以用來在社交媒體對于口味等方面的調查基礎上直接調節生產過程。這樣就能夠根據當前市場需求調節產量，避免生產過剩，特別是保質期有限的產品，最終盡量減少對寶貴資源的浪費，提高生產效率。

Frank Würthner：這就是為什么基于 PC 的控制技術能夠在包裝機械領域擁有牢固的市場地位，倍福的 TwinCAT 自動化軟件提供了所有所需的功能。另一個優勢是它符合工業 4.0 理念，因為與標準 PLC 技術相比，它們可以更容易地使用基于 PC 的機器實現。

Andrew Plater：我們不要忘記工業 PC 技術的先天優勢。由于工業PC 具有很高的處理性能，使用一臺設備即可實現所有機器功能，包括高性能的運動控制。在傳統機器中，用于 PLC、運動控制、安全控制、機器人控制和人機界面的單獨系統占用的空間更多，且需要更多的維護工作，意味著每樣東西的成本都更高。此外，借助 PC 控制的優勢，我們已經減少了高達 40% 的包裝材料消耗。

在邁向優化包裝應用的道路上，倍福提供了哪些支持？

Andrew Plater：傳統上，零部件供應商與 OEM 進行談判，而 OEM 則與最終用戶進行對話。而我們的目標是使各方團結起來，因為我們認為這是一個更好的方式來提供重要的商業收益，如更高的產品質量、更靈活的生產及更快的交貨速度。這是一個高度以合作伙伴關系為導向的方法，讓最終用戶能夠詳細說明其要求，并讓 OEM 能夠建造出與他們的要求完全匹配的產品。

Frank Würthner：實踐證明，對于近年來參與的各方來說，這種方法非常成功。通過緊密合作，我們已經能夠拿出一些特殊解決方案，如體積顯著減小并能夠全天候不間斷運行的包裝線。

是什么使得倍福的包裝解決方案如此特別呢？

Andrew Plater：我們為機器制造商提供一個完整的解決方案，從一個種類繁多的 I/O 組件到采用高級控制軟件的 HMI 系統，再到高端運動控制和驅動技術。此外，我們的系統具有良好的開放性，這意味著基于 PC 的控制非常適合于異構自動化環境。我們的解決方案的其中一個亮點是 XTS 磁懸浮輸送系統，它為機器制造商提供了大量創新潛力，讓他們能夠實現全新的機器設計。

Frank Würthner：用 XTS 系統實現運動控制和搬運任務大幅減少了機械工程需求。還可以建造體積更小且布線工作量更少的設備。此外，系統更加靈活，流程更快，維護需求更低。體積小這一優點尤為重要，因為許多規模較大的最終用戶都是較老的公司，工廠往往位于市區，能夠擴展的空間有限。XTS 系統在這樣的環境中非常關鍵，因為它不僅僅只是取代了現有的輸送帶，它還能夠使得全新的機器設計成為可能。

Andrew Plater：正如我們前面所解釋的，目前，成熟的最終用戶商業模式正經歷著一場變革。XTS 是滿足他們的包裝機要求的一個絕妙的方法，包括快速實現產品轉換的需求，以及讓他們的制造面向未來。

Graniten Engineering（見第 22 頁）決定成對連接 XTS 動子，以確保實現高動態和精確的高載荷運輸

能否更詳細地解釋一下？

Andrew Plater：當我們推出了第一個 XTS 應用時，我們專注的是相當簡單的過程。隨著時間的推移，客戶已經意識到如何高效地使用新的運動軌跡規劃來改善他們的機器并改變整個過程。最終，這樣能夠快速實現一貫的模塊化機器設計。這就是我們看到的未來：在一臺基于XTS 的設備中，可以輕松關斷、修改或添加模塊，從而可以非常輕松地推出新產品。機械上的修改將被最小化，因為實際的修改可以通過軟件快速、輕松地實現。

Frank Würthner：制藥行業中使用的灌裝線很好地說明了這一巨大的優化潛力。除了灌裝產品之外，配備 XTS 的設備采用復雜的動子功能測試發藥機功能。迄今為止，使用其它技術尚不可能實現這種一體化生產模式。

在由 Koch Pac-Systeme（見第 14 頁）開發的牙刷包裝生產線中，XTS 用軟件功能取代了昂貴的機械系統，使得包裝生產線變得更加緊湊和靈活，適合用于速度極快的產品轉換