“第四次工業革命”對包裝設計制造業的影響

黃 珺 (鄭州輕工業學院 450002)

18世紀中葉以來，人類經歷了三次工業革命，第一次工業革命開創了“蒸汽時代”（1760-1840年），標志著農耕文明向工業文明的過渡；第二次工業革命開創了“電氣時代”（1840-1950年），使得電力、鋼鐵、鐵路、化工、汽車等重工業興起，石油成為新能源；第三次工業革命開創了“信息時代”（1950年至今 ），全球信息、資源的交流變得更為迅速，全球“一體化”格局形成，計算機技術成為該時代的標志。在第三次工業革命方興未艾，還在全球擴散和傳播的當下，第四次工業革命悄然而至1，這次工業革命是在化石能源日漸短缺、生態赤字越演越烈、國際金融危機沖擊下發生的，未來十年是這次工業革命即將啟動的關鍵點2。第四次工業革命主要表現為智能制造技術、信息技術、新能源技術等技術的重大突破，以智能化、低碳化、信息化為主要特征。第四次工業革命最終將把人類從工業化社會帶入信息化社會，引發全球生產方式和生活方式的重大變革，也將對包裝設計制造業帶來多方面的影響。

一、智能化和自動化生產的大規模應用

第四次工業革命的目標是工廠智能化(Smart Factory)1-3，將快速催生數字制造、人工智能、工業機器人等智能化和自動化技術的創新和應用，由此智能工業機器人和自動化生產將大規模應用在包裝設計制造業。而我們的產業現狀并不樂觀4，智能化和自動化將對包裝設計制造業帶來巨大沖擊的同時也帶來了巨大的機遇。

首先，企業規模出現兩極分化的趨勢，少數掌握新技術的大中型包裝制造企業將快速產生與崛起，加快包裝制造企業的集約整合，逐步實現產業規模化、專業化、集中化，增強國際競爭力。另一方面，小規模包裝制造企業將面臨市場淘汰，只有采用新技術、專業性強、經營模式靈活的小型企業才能富有生命力。

其次，為了降低包裝生產成本，適應智能化、自動化生產的要求，包裝設計制造業中處于弱勢的包裝設備制造企業應該加大智能化、自動化、一體化設備的研發投入和公關力度，特別是對需求量大、專業性強、自動化方面要求高的重袋包裝生產設備。通過技術引進、自主研發、合作研發等多種方式，逐漸形成自己技術力量和技術儲備，擺脫包裝智能化、自動化制造設備長期依賴進口的局面。

第三，發展包裝制造產業和高端制造技術的同時，加快提高從業人員的素質和技能水平。工人的勞動技能不是以體力為基礎，而是以知識和智力為基礎，勞動的內容主要是在生產過程中去控制、監督、調節生產過程中的各種關系，應對自動化生產和智能工業機器人的大量使用。

二、倡導可持續性綠色包裝設計

第四次工業革命是一場全新的綠色工業革命，首要目標是實現經濟增長與碳排放的“脫鉤”，在此基礎上加快轉變經濟發展方式，促使生態資本相關要素的“全面脫鉤”。黨的十八大將生態文明建設寫入大會報告和黨章之中，成為中國 生態文明的宣言書。這勢必加快促進以“低碳”為訴求的“綠色經濟”成為未來主流，促進從生態赤字轉向生態盈余2。要順應“綠色經濟”趨勢必須先淘汰包裝設計制造業中的落后產能，轉變發展思路，大幅度地提高資源生產率，降低生產、流通等環節污染排放。除此之外，應注意以下幾點：

1.提高包裝設計制造企業的準入門檻，完善企業環境影響評價（EIA）體系，規范行業自律行為，加大對高污染企業的懲治力度。

2.著力開發新型包裝原輔材料5，加大對節能、環保包裝材料的研發與測試，降低產品包裝在流通過程中的破損率，提高包裝質量。重點對蜂窩紙板、紙漿模塑、可降解材料、天然高聚物、植物纖維、納米材料、環保膠黏劑和環保印刷材料等各種綠色包材的性能、生產工藝、生產設備問題進行深入的研究，加大科研投入，促進產學研一體化。

3.大力提倡“減量化”設計，倡導綠色生態設計6。綠色包裝設計概念主張在滿足保護、方便、銷售、審美等功能的前提下，減少包裝材料的厚度、層數，減少包裝材料的體積和重量等以減少包裝材料使用量，采用用量最少的適度包裝方案。另外，優化包裝設計方案特別是包裝結構設計方案，減少單件包裝的材料種類、減少包裝印刷面積、簡化印刷與制作工藝都是“減量化”設計的要求。以著名的全天然運動飲料制造商有機生活(LIV Organic)公司為例，該公司以前使用的是傳統的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）飲料瓶，而現在他們采用了阿莫克(Amcor)公司的技術，從而使容量為16.9盎司的飲料瓶的重量從36.8克減少到31.4克，減重比例達到了14.6%。目前，該品牌還在不斷開發新的容器、蓋子、標簽等產品，以達到減小包裝體積、縮小價簽面積的目的。

4.重視包裝的重復利用和回收再利用，追求可持續化發展7。通過多次重復使用，或通過回收廢棄物，生產再生制品、焚燒利用熱能、分解腐化改善土壤等措施，達到再利用的目的。目前，可持續化發展是推動包裝設計制造產業升級的唯一途徑，可持續性已經滲透到了包裝制造產業的方方面面。從包裝材料的來源、包裝材料加工、包裝設計與制造、包裝使用到廢棄包裝的最終處理方式，應積極評估、改善包裝生命周期中各環節的環境影響力8。例如：地球轉動(Earth Shift)公司開發的智能包裝生命周期評估軟件(Package Smart LCA)能讓包裝設計師了解該設計在生命周期中各個階段的環境影響力，從而選擇最優化的環保設計方案。從長遠來看，包裝設計制造業應該以實現包裝整個生命周期無環境污染為最終目標。

三、運用大數據技術推進產業信息化發展

大數據時代9的來臨，使得掌握大數據并且具有數據加工能力產業具有更強的“增值”能力，大數據技術能為企業提供更強的決策力、洞察力和流程優化能力，注入無形的信息資產。包裝設計制造企業需要對大數據進行創新性的合理利用、準確的分析，才能快速獲得有價值信息，體現大數據的巨大價值。利用大數據技術可以解決很多產業中的現有問題，例如：加強宏觀調控和建設規劃，避免投資、開發的低水平無序競爭；整合資源，減小產、供、銷的運輸半徑，降低產品成本；提供大量準確的供、需信息，預測消費趨勢，組織有效的研發、生產，降低企業運營風險；動態管理庫存，降低庫存成本，提高企業資金周轉率；形成實時定價機制，根據需求和庫存情況進行實時調價，提高企業經濟效益等。簡而言之，大數據時代將改變企業傳統的經營思維和運作方式，包裝設計制造企業應該通過大數據技術和大數據應用來獲得“數據回報”，以此來應對大數據的挑戰，抓住大數據的機會，推進產業的信息化發展。

四、新型材料技術和3D打印技術10的推廣

第四次工業革命的另一個顯著特征就是大量新技術的出現和快速被應用，使生產科學化。目前，與包裝設計制造業密切相關的新技術有新型材料技術和3D打印技術，它們的推廣將給整個包裝設計制造產業鏈帶來突破性的迅猛發展。

新材料技術主要研究新型材料的合成，在高新技術中處于關鍵地位，高新技術的發展緊密地依賴于新材料的發展。新材料技術的不斷突破、創新與應用領域的拓展和推廣，應該引起包裝設計制造企業的高度關注。這些在將來可能會運用在包裝設計制造產業中的新材料不僅能滿足未來產品對包裝功能、外觀提出的新要求、還能大幅度的降低生產成本和減少碳排放。這些新型材料包括：高阻隔、多功能性可回收塑料，新型可降解材料，新型復合材料，新型纖維材料、納米技術改良材料、可食性材料等。

3D打印技術的推廣和應用將對包裝設計制造企業帶來競爭威脅。3D打印技術是繼蒸汽時代、電氣時代、計算機時代之后的第四次工業革命的代表性技術之一。由于3D打印具有零時間交付、零技能制造、不占空間、便攜制造、產品多樣化等特點，可以大幅降低產品研發成本，縮短研發周期，提高產品質量和性能，因而將成為包裝設計制造業重點推廣與應用的新技術。隨著3D打印技術的不斷完善與成熟，在不久的將來，3D打印機可以根據客戶需要，進行小規模定制化的包裝生產。包裝設計制造企業現在就要積極關注、研發、應用該項技術。

水下混凝土配合比需要結合理論計算以及相關實驗來進行驗證，當前混凝土實驗強度要高于設計強度，實際坍落度需要控制在18～20cm之間，水灰比控制在0.5～0.6m，粗骨料可以選用礫石。目前水下混凝土輸送方式較多，比如混凝土輸送泵進行灌注，此類技術措施在目前高速公路以及橋梁工程中應用范圍較廣。導管實際分節長度需要進行控制，這樣便于后續拆卸與運輸，對焊縫質量進行控制。導管在吊裝之前需要進行試拼，確保接口位置連接具有良好的牢固性。

五、結語

在第四次工業革命即將到來的背景下，包裝設計制造業一方面正在面臨轉型升級和結構性調整的巨大壓力，另一方面又迎來了以自動化生產、大數據技術、3D打印技術等為核心的智能制造技術發展的歷史機遇。未來包裝設計制造業的發展趨勢是緊密整合信息技術、材料技術、智能制造技術等新技術，進一步推動產業信息化、綠色化、科技化發展。

注釋：

1.(德)烏爾里·希森德勒，工業4.0——即將來襲的第四次工業革命.[M].北京：機械工業出版社，2014.6-32.

2.胡鞍鋼.中國趕上第四次工業革命發動期[N].北京日報，2013-2-25(3).

3.柴野.迎接第四次工業革命——德國漢諾威工業博覽會啟示[N].光明日報，2014-4-14(4).

4.張耀權.中國包裝工業的現狀及發展趨勢[J].包裝世界，2009(4)：6-8.

5.沈艷芳.基于綠色包裝材料應用和發展研究[D].南昌：南昌大學，2012.

7.朱華，王莉.淺析可持續性綠色包裝設計[J].美術大觀，2014(2)：95.

8.安美清，向萬里.低碳包裝發展模式及其生命周期分析[J].生態經濟，2012(5)：174-176.

9.(英)邁爾·舍恩伯格,庫克耶.大數據時代[M].杭州：浙江人民出版社，2013.

10.喬益民，王家民.3D打印技術在包裝容器成型中的應用[J].包裝工程，2012(22)：68-72.