有別於其他應(yīng)用規(guī)格較統(tǒng)一的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，包裝設(shè)備所要處理的物件樣式非常的多元且廣泛，不僅物件的造型千奇百怪，所面對(duì)的材料也十分廣泛，包含紙張、塑膠到金屬等，因此，具備高度客製化能力，以及先進(jìn)的設(shè)備整合技術(shù)，是領(lǐng)先包裝機(jī)械設(shè)備所不可或缺，本篇報(bào)導(dǎo)即專訪兩家優(yōu)秀的包裝機(jī)械設(shè)備方案供應(yīng)商：虹興機(jī)械、貝加萊。透過他們的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)與產(chǎn)品方案，一窺目前包裝設(shè)備的發(fā)展趨勢與應(yīng)用關(guān)鍵。

虹興機(jī)械迎頭趕上少量多樣趨勢 以技術(shù)高度取勝

圖1 : 包裝機(jī)械主要應(yīng)用於食品、生鮮冷凍、醫(yī)療化學(xué)、塑膠及其它。（攝影／王景新）

光是今年，虹興機(jī)械除了參加「臺(tái)北國際烘焙暨設(shè)備展」，還參展「新加坡亞洲食品暨酒店設(shè)備展」，更遠(yuǎn)征南非參加「東非包裝工業(yè)展」，足見這間1993年成立至今的臺(tái)灣本土包裝機(jī)械廠十分國際化，而且永遠(yuǎn)站在浪頭上，與時(shí)俱進(jìn)致力於高速自動(dòng)化包裝機(jī)的開發(fā)及工業(yè)4.0整廠自動(dòng)化設(shè)備的規(guī)劃。

「現(xiàn)在包裝機(jī)械都是以自動(dòng)化和工業(yè)4.0為主。」虹興機(jī)械業(yè)務(wù)專員魏紹凱說，生技、醫(yī)療、醫(yī)材兩三年前的訂單比較少，現(xiàn)在隨著生醫(yī)概念抬頭，「我們?nèi)ツ暧腥ビ《日故灸z囊包裝機(jī)。」連傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)都可感受，可說雨露均霑。生醫(yī)之外，食品業(yè)對(duì)包裝機(jī)械的相關(guān)閾值要求也愈來愈高，「像是知名品牌的乾麵就要求醬料要?dú)⒕！篃o人化、自動(dòng)化、無汙染，這三大趨勢是新一代包裝機(jī)械必須具備的特點(diǎn)。

魏紹凱分析，食品業(yè)者對(duì)包裝機(jī)械品質(zhì)的要求，所以他們每次都拿到很厚的URS（user requirement specification，使用者規(guī)範(fàn)），舉凡：材質(zhì)證明書，通過什麼安全規(guī)範(fàn)等逐一羅列，「曾經(jīng)因?yàn)闄C(jī)臺(tái)塑料而申請(qǐng)SGS認(rèn)證，因?yàn)闅W洲、美國、日本相關(guān)食安法令不一而足，食品接觸的地方，就要合乎該國法令規(guī)範(fàn)。」

因應(yīng)客戶少量多樣的要求 從困境中找到切入點(diǎn)

圖2 : 虹興包裝產(chǎn)品相當(dāng)多元，激發(fā)學(xué)童創(chuàng)意的黏土也是其一。（攝影／王景新）

談到競爭優(yōu)勢，虹興自動(dòng)化經(jīng)驗(yàn)豐富，因應(yīng)客戶少量多樣的要求，從困境中找到切入點(diǎn)。魏紹凱介紹，包裝機(jī)械主要應(yīng)用於食品、生鮮冷凍、醫(yī)療化學(xué)、塑膠及其它，這四大類又依據(jù)類別及產(chǎn)品，擁有不同的特性。因此事先規(guī)劃首重考量產(chǎn)品特性，例如：有些產(chǎn)品比較黏、有些比較輕等差異，「每一臺(tái)都稱得上是客機(jī)。」

魏紹文、魏紹凱迫不及待地分享虹興在少量多樣趨勢的重大合作案，礙於保密協(xié)定只能點(diǎn)到為止。「客戶的產(chǎn)品是即時(shí)生產(chǎn)，而且每個(gè)批次都不一樣。」包裝時(shí)將按照批次、數(shù)量，最後外包裝印上客戶收件地址，送至府上，全部可透過雲(yún)端作業(yè)完成，是一次成功的縱向整合。

圖3 : 魏紹文（左）、魏紹凱是虹興重要的業(yè)務(wù)人才，同時(shí)也是兄弟檔。（攝影／王景新）

虹興還可以把客戶提供所需包裝的樣品，其原產(chǎn)地到臺(tái)灣之間天氣、物流等所可能造成的影響，通盤考量。虹興機(jī)械國外業(yè)務(wù)部專員魏紹文舉例，某食品在緬甸產(chǎn)製時(shí)可能是軟的，但是寄至臺(tái)灣後，由於溫度、濕度，加之運(yùn)送過程的時(shí)間，「到我們手上就變硬了。」如何火眼金睛般看穿這一軟一硬之間的不同，並預(yù)作規(guī)劃、保留彈性，使得自動(dòng)進(jìn)料比較順，全仰賴經(jīng)驗(yàn)。

魏紹文補(bǔ)充，虹興在緬甸、泰國、越南、印尼等東南亞各國都有在地代理商可提供完善的裝機(jī)、維護(hù)等售後服務(wù)，「如果從臺(tái)灣派技師，時(shí)間、成本都過高。」對(duì)客戶而言更有保障。

「自動(dòng)化加檢測協(xié)同作業(yè)是另一包裝機(jī)械趨勢。」現(xiàn)階段，魏紹文認(rèn)為虹興在藥品包裝機(jī)械上，有獨(dú)到的技術(shù)高度。藥品比起食品更加不能出錯(cuò)，畢竟食品包錯(cuò)還不至於影響生命。他指出，包裝藥品之外，還有說明書、容器，上面都印有編號(hào)、條碼等資訊，包裝前先經(jīng)感測器進(jìn)行視覺檢測，確保說明書、藥品、編號(hào)條碼一致，才不會(huì)造成重大健康風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，虹興HP-350AR自動(dòng)包裝整列系統(tǒng)，尚可減少人力成本，避免人為汙染。魏紹凱說，多段整列輸送帶提供高速及高靈活性全自動(dòng)包裝線，每段皮帶速度都是獨(dú)立控制，大幅增加包裝的速度及效率。多段整列輸送帶的速度跟包裝機(jī)本體同步運(yùn)作，透過伺服馬達(dá)操控；自動(dòng)進(jìn)料系統(tǒng)是用在擁有規(guī)則曲線外型的產(chǎn)品的高速包裝，如餅乾、巧克力和巧克力棒等等。

虹興機(jī)械創(chuàng)建於1992年，從事橫式高速包裝機(jī)、裝盒機(jī)和糖果專用包裝機(jī)的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)及銷售事業(yè)，在近幾年，將專業(yè)範(fàn)圍擴(kuò)展至整廠系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。虹興的機(jī)臺(tái)應(yīng)用於食品、化學(xué)產(chǎn)品、化妝品、藥品、五金零件、出版品及家用產(chǎn)品的包裝，機(jī)臺(tái)銷售至世界各地。並引進(jìn)ISO國際質(zhì)量管理體系；獲得ISO國際認(rèn)證及由德國TUV Rhineland的國際CE安全認(rèn)證。

貝加萊軟硬體整合 深耕包裝機(jī)械領(lǐng)域

包裝機(jī)械在各個(gè)機(jī)械製造領(lǐng)域中是屬於靈活性較高的一類，像是在超市看到琳瑯滿目的商品一樣，種類極其繁多。此外，消費(fèi)市場競爭非常激烈，如何降低生產(chǎn)成本也是產(chǎn)業(yè)顯學(xué)，這使得生產(chǎn)製造企業(yè)對(duì)上游的機(jī)械製造商提出了新的需求。

圖4 : 感測器在包裝機(jī)械扮演關(guān)鍵角色。（攝影／王景新）

貝加萊工業(yè)自動(dòng)化公司臺(tái)灣辦事處經(jīng)理陳鵬宇指出，不斷變化的個(gè)性化需求，正對(duì)應(yīng)著少量多樣化趨勢。

「你會(huì)注意到可口可樂的標(biāo)籤變得更為個(gè)性化──這就是包裝機(jī)械所要面臨的挑戰(zhàn)。」陳鵬宇說道。

陳鵬宇特別指出五項(xiàng)包裝產(chǎn)業(yè)的需求，包括：包裝機(jī)械要能夠適應(yīng)規(guī)格尺寸的變化，並能在線靈活調(diào)整；品質(zhì)、材料消耗方面持續(xù)改善的能力；機(jī)器工藝封裝以保護(hù)廠商知識(shí)產(chǎn)權(quán)；開放互聯(lián)能力，對(duì)豐富的總線支持，以及OMAC/PackML；滿足FDA/Gamp認(rèn)證的合規(guī)要求，意即電子簽名與審計(jì)追蹤。

圖5 : 陳騰宇現(xiàn)為貝加萊工業(yè)自動(dòng)化公司臺(tái)灣辦事處經(jīng)理。（攝影／王景新）

陳鵬宇分析，生產(chǎn)個(gè)性化導(dǎo)致機(jī)械需要客製化，而個(gè)性化本身會(huì)帶來巨大的成本。「意味著每臺(tái)機(jī)器都需要不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，並且在電氣控制上也需要變化，如溫度採樣通道的不同、機(jī)器的流程不同（如吹灌旋一體，也有獨(dú)立的機(jī)器運(yùn)行），這些變化導(dǎo)致為機(jī)器開發(fā)新的程序以及調(diào)試變得困難。」

模塊化mapp技術(shù) 提高生產(chǎn)效率

為了解決這一問題，在軟體方面可以通過軟體工程的軟體複用（Software Reuse）和組件技術(shù)（Component Technology）來解決，貝加萊很早預(yù)測到這一挑戰(zhàn)進(jìn)而佈局自己的mapp技術(shù)──模塊化應(yīng)用，通過對(duì)共性的模塊如張力控制、溫度控制、色標(biāo)檢測、審計(jì)追蹤、能源監(jiān)測、OEE等進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)封裝，通過mapp機(jī)器製造商開發(fā)機(jī)器的軟體應(yīng)用效率可以提高67%。

再者，為了提高效率，必須降低生產(chǎn)中不必要環(huán)節(jié)，例如搬運(yùn)、上下料等，這樣會(huì)讓機(jī)器人、機(jī)械手介入。為了提高效率而將原本不同機(jī)器單元整合成一個(gè)連續(xù)自動(dòng)化產(chǎn)線，這使得來自不同廠商的設(shè)備集成出現(xiàn)通信互聯(lián)障礙。貝加萊控制系統(tǒng)提供對(duì)各種主流現(xiàn)場總線的支持（Profinet、CANopen、Ethernet/IP等），以及自主的POWERLINK實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)，包括對(duì)語義互操作層面的OPC UA規(guī)範(fàn)的支持，這使得貝加萊的控制系統(tǒng)所開發(fā)的機(jī)器完全可以輕鬆的與第三方設(shè)備，以及在垂直方向的MES/ERP所集成。

圖6 : 為產(chǎn)線提供OEE監(jiān)測等功能的OrangeBOX（source：貝加萊）

陳鵬宇強(qiáng)調(diào)，當(dāng)機(jī)器變得更為靈活的時(shí)候，如何快速的開發(fā)機(jī)器，這就需要非常強(qiáng)的正向設(shè)計(jì)支撐，建模仿真技術(shù)為機(jī)器的創(chuàng)新研發(fā)提供了基礎(chǔ)。機(jī)械製造商可以以低成本進(jìn)行系統(tǒng)的驗(yàn)證與測試，並可以為複用對(duì)工藝軟體進(jìn)行虛擬仿真，還可以實(shí)現(xiàn)虛擬調(diào)試等功能，這些都會(huì)降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)週期，並且，讓企業(yè)的知識(shí)可以重用。貝加萊集成開發(fā)平臺(tái)Automation Studio可以與MATLAB/Simulink、MapleSim等建模仿真軟體有著開放的接口，通過仿真所優(yōu)化的控制策略可以直接在Automation Studio中導(dǎo)入並下載到PLC，直接實(shí)現(xiàn)硬體在環(huán)測試──即Hardware In the Loop。

食品工業(yè)也像製藥工業(yè)一樣將會(huì)有更多合乎規(guī)範(fàn)要求，受FDA、CFDA等規(guī)範(fàn)的越來越嚴(yán)格，機(jī)器製造商必須確保他們的機(jī)器所提供的參數(shù)變更、配方、生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控，並且對(duì)生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)形成不可篡改經(jīng)過電子簽名認(rèn)證的電子數(shù)據(jù)，以便質(zhì)量追溯，這與食品安全緊密相關(guān)。貝加萊系統(tǒng)中有專門針對(duì)FDA Gamp認(rèn)證所需的電子簽名、審計(jì)追蹤模塊，可以讓食品企業(yè)通過認(rèn)證。

此外，貝加萊硬體產(chǎn)品包括Power Panel、Panel PC、X67的I/O、ACOPOSmotor等產(chǎn)品均滿足食品行業(yè)對(duì)於潔淨(jìng)環(huán)境的需求，包括IP69K的HMI，以及分佈式安裝的ACOPOSmulti 65系列共直流母線伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。貝加萊在食品飲料工業(yè)具有最大的影響力，幾乎大部分全球最知名的OEM製造商都採用了來自貝加萊的控制系統(tǒng)，這些包括KRONES、Sidel、Kosme、SACMI、OCME等，因?yàn)樨惣尤R可以為他們提供「個(gè)性化」產(chǎn)品。提供定制化的HMI，甚至專用的I/O，例如：色標(biāo)檢測的模塊、稱重模塊、閥島控制器等，包括reACTION技術(shù)，是種用於處理1微秒任務(wù)的專用高速模塊。

未來，貝加萊將大力發(fā)展柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng)，將機(jī)器與電氣完美融合，這項(xiàng)技術(shù)首先應(yīng)用在飲料灌裝領(lǐng)域，有效降低產(chǎn)線佔(zhàn)地面積。包括SuperTrak和ACOPOStrak二系列柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng)已投入使用，SuperTrak解決生產(chǎn)節(jié)拍配合，可以設(shè)計(jì)為環(huán)形加工，而ACOPOStrak則可規(guī)劃為具有匯流、分道的產(chǎn)線輸送系統(tǒng)。