德國與美國、日本、意大利均為世界包裝機械大國。德國包裝機械在設計、制造、技術性能等方面居于領先地位。2002年，德國包裝機械產值達34億歐元，歐洲包裝機械的70%為德國生產。德國的包裝機械77%出口，占世界包裝機械出口市場的29%，名列第一位。中國是德國包裝機械的重要出口國，尤其是食品加工及包裝機械。 德國包裝機械的設計依據市場調研及市場分析，目標是努力為客戶尤其是大型企業服務。隨著科學技術的發展及市場競爭的加劇，客戶的需求也越來越高，這種需求體現在以下幾個方面：一是提高生產效率，以滿足交貨期和降低工藝流通成本的需要，對一些產品，還要求包裝機械和生產機械相銜接；二是為適應產品更新變化的需要，包裝機械要具有高的柔性和靈活性；三是當設備出現故障時，要求能進行遠程診斷服務；四是環境污染，包括噪聲、粉塵和廢棄物少；五是購置設備投資盡可能少，價格要盡可能低。 為滿足客戶要求，德國包裝機械制造廠商和設計部門采取了諸多措施。 工藝流程自動化程度越來越高 幾年前，自動化技術還只占包裝機械設計的30%，現在已占50%以上，大量使用了微電腦設計和機電一體化控制。包裝機械自動化程度不斷提高，一是為了提高生產率，二是為了提高設備的柔性和靈活性，三是因為包裝機械需要完成的動作復雜，多采用機械手來完成。如巧克力糖就用機械手替代了原來的手工動作，使包裝保持了原來的風格。 包裝機械自動化設計有以下兩個特點： 第一，每個機械手均由單獨電腦控制。一臺包裝機械為完成復雜的包裝動作，需由多個機械手完成。操作時，在由電腦控制的攝像機錄取信息和監控下，機械手按電腦指令完成規定動作，確保包裝的質量。 第二，具有對材質及厚度的高分辨能力。在包裝過程中，包裝材料的厚度及材質變化不易為人眼所辨別，所以在包裝機械上常采用由電腦控制的攝像機和探測器來分辨。攝像機現已發展到能自行檢查和辨別攝像的圖片，并在顯示屏上顯示。目前機器在加工時轉速是不能變的，今后應根據材料的變化改變轉速，控制在最優化狀態下工作，并且實現自動清理、自動消毒和自動清潔。 提高生產效率，降低工藝流程成本，最大限度地滿足生產要求 德國包裝機械以飲料、啤酒灌裝機械和食品包裝機械見長，具有高速、成套、自動化程度高和可靠性好等特點。其飲料灌裝速度高達每小時1200瓶，香煙包裝每分鐘12000支。 提高機器轉速是-個復雜問題，速度越高，單件生產成本越低，但廠房使用面積隨之增高，故障率也隨之提高，反會使效率降低，因此應尋找兩曲線的結合點。 另外，電動機速度也是有限度的。一般而言，轉速提高15%-20%，就將帶來一系列復雜問題。 提高生產效率除提高轉速外，還可從另外的渠道設法解決。 如采用連續工作或多頭工作方式。包裝機械工作方式有間歇式和連續式，能連續工作，也就提高了生產效率；一臺設備內也可有多條生產線，生產同一產品或幾種不同產品，但必須提高可靠性。 也可以降低廢品率，提供故障分析系統。廢品造成的生產損失是驚人的，包括產品損失和材料損失，因此要盡量減少廢品損失；包裝機械出售時還應提供故障分析系統，進行模態分析尋找故障，或通過因特網進行遠程診斷。今后要生產效率得以提高。 還可以使產品機械和包裝機械氣體化。許多產品要求生產之后接著就進行包裝，以提高生產效率。如德國生產的巧克力生產設備及包裝設備，就是由一個系統控制完成的。兩者一體化，關鍵是要解決好在生產能力上相互匹配的問題。 適應產品變化，設計要具有好的柔性和靈活性 由于市場的激烈競爭，產品更新換代的周期已越來越短。如化妝品生產三年一變，甚至一個季一變，生產量又都很大，因此要求包裝機械具有好的柔性和靈活性，使包裝機械的壽命遠大于產品的壽命周期，這樣才能符合經濟性要求。 包裝機械設備的柔性和靈活性常表現在以下三個方面： 一是量的靈活性。既能包裝單個產品，也能包裝不同批量產品。 二是構造的靈活性，整臺設備采用單元組成，換用-個或幾個單元，即可適應產品的變化。 三是供貨的靈活性。可采用單元組合，將各單元組合在-起供貨。如糖果包裝機在一個共同基礎上，組合不同的單元，包括三個進料口、四種不同的折疊包裝形式，這樣一臺機器就可同時包裝9-10種不同的糖果，由多個機械手操作，在一臺攝像機的監控下，指揮其動作，要包裝哪種糖果就可取哪種進行包裝。產品改變了，只要改變攝像機內的程序即可，從而使設備具有好的柔性和靈活性。 提供成套設備 德國的包裝機械設計尤其重視根據用戶需求，為生產企業提供全面考慮結構性及經濟性的完整系統方案，并用計算機仿真技術演示操作給用戶看，征求意見后進行修改。在為用戶提供生產自動線或生產流水線設備時尤其注重成套完整性，無論是高技術附加值還是較簡單的設備，都按配套性要求提供。 德國包裝機械廠家也將提供成套設備作為自己的努力目標。如-條飲料灌裝線，有200多個微電腦件，有許多管線、顯示屏，有100多種控制各種包裝動作的軟件程序，為滿足每小時1200瓶的生產能力還需兩條線工作，因此整個飲料灌裝線的生產需占半個足球場的面積，他們要求所有這些設備均能由一個廠家提供。而當前我國包裝機械生產一大弱勢就是生產單機多、成套流水線少，主機多、輔機少，配套性差。德國的這種作法很值得我們借鑒。 普遍使用計算機仿真設計技術 隨著新產品開發速度不斷加快，德國包裝機械設計普遍采用了計算機仿真技術，即將各種機器元素以數據庫存人計算機，把圖紙數字化后輸入計算機，計算機可自動合成為三維模型。再把實際生產時的數據和指標輸進去，把各種可能發生的故障輸進去，計算機三維模型即可仿照真實工作情況進行操作，演示出能達到的生產能力是多少、廢品有多少、生產線各環節是否能匹配生產、瓶頸在何處等等，顯示屏上顯示的曲線一目了然，并可根據客戶的意見修改模型。計算機合成速度很快，因此修改工作迅速方便，直到使客戶或設計者滿意。采用計算機仿真設計技術，大大縮短了包裝機械的開發設計周期。 包裝機械設計不僅要重視其功能和效率，也要注重其經濟性。所謂經濟性不完全是機械設備本身的成本，更重要的是運轉成本，因為設備折舊費只占成本的6%-8%，其他的就是運轉成本。