基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式

孫俊軍，鄂玉萍，田亞利

基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式

孫俊軍1，鄂玉萍2，田亞利1

（1.浙江大勝達包裝股份有限公司，杭州 311215；2.浙江理工大學，杭州 310018）

解決目前綠色包裝研究領域對綠色包裝生態發展模式研究尚不充分，缺乏經過企業實踐檢驗的綠色包裝發展模式研究的現實問題。以浙江大勝達包裝股份有限公司為例，在企業中進行綠色包裝管理創新并進行總結提煉。構建了由“2個體系”和“4個關鍵環節”構成的基于產品全生命周期的紙包裝綠色發展模式的整體架構，并在企業中進行了綠色包裝管理創新實踐。實施后企業年利潤總額較實施前增長14.8%，萬元產值綜合能耗下降11.8%，廢水排放量和固廢排放量較實施前分別減少17.41%和24.11%，對環境生態和人體健康有害的氨、四氯乙烯的排放量則較項目開始之初分別減少了17.73%和25%。提出了基于產品全生命周期的紙包裝企業綠色生態發展模式，實施綠色包裝管理創新之后，企業的經濟效益和環境效益明顯得到了大幅提升。

綠色包裝；發展模式；產品生命周期評價；企業管理

隨著“中國制造2025”的深入踐行，生態設計、綠色制造成為紙包裝行業的大勢所趨。紙包裝行業的發展不僅要考慮經濟效益，也要考慮其生態特性。如何實現無污染無公害的“綠色包裝”成為一個亟待解決的重大課題。

綠色包裝指整個包裝過程對生態環境和人體 健康不會造成污染與損害的包裝[1]。綠色包裝應符合可持續性發展的要求，在產品的全生命周期都以綠色包裝的內涵為準則[2]，因此，綠色包裝的評價方法[3—5]、綠色包裝材料的選擇方法[6]、綠色包裝設計及實踐[7—8]成為目前我國綠色包裝領域的研究熱點。

打造“綠色包裝體系”是一個系統工程[9]，需要全產業鏈的協同[10]，需要從原材料、設計、制造、運輸、回收等產品全生命周期各個環節的緊密配合，需要企業與上下游的銜接以及企業內部各部門的優化合作。目前對于企業可施行的綠色包裝發展模式的相關研究還比較缺乏。文中以在浙江大勝達包裝股份有限公司開展的綠色管理模式創新為例，總結經驗，提煉出“基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式”的整體架構和4個關鍵環節，研究結果豐富和拓展了綠色包裝相關的理論研究與實踐探索。

1 基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式的整體架構

紙包裝的全生命周期管理包括產品設計-材料選擇-生產工藝-儲存環節-運輸環節-使用環節-循環回收-降解處理等環節，每個環節都會對環境產生影響，因此，推動包裝綠色生態發展模式落地生根的關鍵在于企業要從戰略高度落實產品全生命周期的理念，把推行綠色生態發展作為企業實現戰略目標的重要抓手，構建基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式的整體架構，并就關鍵環節進行細化和規范。

該項目所構建的基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式見圖1，具體包括“2個體系-4個關鍵環節”，2個體系指基于“整體理念”的綠色發展技術體系和基于生命周期評價（Life Cycle Assessment）的綠色生態評價體系，4個關鍵環節則是指設計環節踐行綠色生態設計理念，采購環節建立綠色供應鏈體系，制造環節打造綠色制造體系，流通環節加強產品使用與循環回收。構建基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式的最終目標是生產生態產品引領市場，打造綠色工廠標桿，制定綠色標準規范行業發展，提升企業的社會責任體系建設。

圖1 基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式

2 基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式的4個關鍵環節

基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式的4個關鍵環節包括設計環節、采購環節、制造環節和流通環節。厘清關鍵環節的綠色責任，并在全產品生命周期實現各個環節的緊密配合，是踐行綠色生態發展模式的基礎。

2.1 設計環節——綠色生態設計

在產品設計環節，從“整體理念”出發提出包括綠色材料選擇、綠色印刷方式、包裝結構優化等措施在內的綠色包裝設計規劃方案，加強綠色包裝設計的入口把關。

1）采用綠色環保材料。綠色包裝材料是新材料的重要分支和發展綠色包裝的關鍵。在綠色材料選用方面，除了使用新型綠色環保材料之外，通過工藝技術改進提高現有紙質包裝材料的性能，減少材料的使用量，提高材料強度也是極為重要的。現有多層復合瓦楞紙板多采用雙層瓦楞芯紙結構進行強化，且對原紙定量要求較高。胡力萌等[11]通過改變傳統的滾膠方式，采用“噴膠技術”，實現原紙的多層復合實時起楞，突破了高強瓦楞紙板對高定量、高質量原紙使用的依賴，可利用現有瓦線生產部分非常規和特殊瓦楞紙板產品。E楞微型瓦楞紙板具有硬度好、強度高、便于印刷、質輕價廉的優點，適合用作小型電子產品的外盒及內襯，深受博世、海康威視、大華等客戶的青睞。利用微型瓦楞紙板制作的集合化包裝和電子產品內襯，不僅達到了產品的安全運輸要求，還可降低包裝物料成本和運輸成本，是理想的“綠色包裝材料。

2）改變印刷方式。柔性版印刷在包裝印刷行業應用廣泛，特別是瓦楞紙箱印刷領域。目前國內使用的柔性印版大多數為固體感光樹脂柔性版[12]。這種固體版材在制版和洗版過程中對環境和工作人員都會產生傷害。液體感光樹脂制版采用水和中性清潔劑沖洗，對環境無危害，且沖洗廢水可排放到城市排污系統中采用，推廣使用液體感光樹脂制版是提升包裝印刷綠色環保性的重要舉措。考慮到柔印技術會對瓦楞結構造成損傷，預印正逐步成為主要的生產方式。瓦楞紙箱預印的工作原理是先在面紙上印刷高檔彩色圖文，然后經瓦楞紙板生產線與瓦楞紙進行裱貼，最后模切成箱[13]。這種生產方式完全能夠滿足高檔商品瓦楞紙箱對強度和印刷精美程度的要求，且生產效率更高。研究開發使用紙箱水性潑水劑、水性上光油代替過去的覆膜技術，其防潮、防水、防油等效果不亞于傳統上光覆膜，該工藝在BBY電視機產品、榮威家用充氣游泳類產品中得到廣泛推廣。由于紙箱潑水劑、上光油幾乎不含溶劑，有機揮發物排放量較少，不僅成本比覆膜技術降低70%，還能減少對空氣污染，改善工作環境，且便于后期廢物回收處理。此外，不斷提升生產用助劑、輔料（如油墨，淀粉，膠水，催化劑、涂料）等的質量和環保水平，同時探索生產用助劑和輔料進一步綠色化的路徑和措施，助力綠色設計。

3）優化包裝結構。目前廣泛使用的綠色包裝設計的方法包括可拆卸設計、模塊化設計、少印刷設計、免膠帶設計、減量化設計、循環再生化設計等[14]。優化包裝結構不僅體現在設計理念上顛覆性的改變，還體現在細枝末節上的巧妙設計。如圖2所示，某品牌快遞紙箱在保證力學性能達標的前提下，通過將高度尺寸與寬度尺寸對調即可使單個紙箱減少9.2%的材料耗用量，每年可節省紙板用料約4000萬m2。

2.2 采購環節——綠色供應鏈體系

在采購環節，加強對供應商的管控，提升原材料的質量和環保水平，著力于建立綠色供應鏈體系和原材料追溯體系。

1）打造綠色供應鏈。加強對供應商的管控，新增供應商需要經過資質審查、樣本檢驗、小批量試機、評價審核、批量使用5個環節。資質審查階段，除了基本的三證之外還需要提供STS環保報告，必要時采購部會同品質保證部組成調查小組對供應商的供貨能力、質量管理體系、產品環保達標情況進行現場調查。

供貨能力調查主要對供方的規格、組織結構、人員配備、生產能力、產品質量、生產和檢測設備等方面的調查；質量管理體系調查按ISO 9001進行調查和評定；產品RoHS控制環保達標情況調查對供方產品是否符合歐盟RoHS指令、歐盟包材指令及其他公司環保要求的調查。

2）確定“身份追溯”體系，實現原材料追溯。采用生產記錄單、標簽、標牌、標識卡等標識方法，對原材料進行標識，實現產品的可追溯性，建立全產業鏈的材料追溯體系，其追溯的路徑見圖3。同時完善全自動立體倉庫、倉庫管理系統、出庫及全自動裝車系統、儲物柜、托盤、料箱等信息并與企業ERP系統結合，實現生產管控一體化。

2.3 制造環節——綠色制造體系

在制造環節，通過綠色制造體系和管理標準的制定，到生產模式的改變，再到精準化管理理念的施行，共同構建綠色智能制造體系。

1）建立綠色制造體系和管理標準。欲善其事，先利其器。推進綠色制造體系的建設，構建綠色制造體系監控的標準與測量方法是企業實施綠色生態發展模式的關鍵。綠色制造體系的構建涉及部門較多，較為可行的方式是由公司總經理擔任主要職務，公司其他領導擔任委員，技術中心、生產部、規劃發展部、技術質量部、市場營銷部、計劃財務部、組織部（人事部）、集團管理部、資產管理部等相關單位及部門領導為成員，共同組建綠色發展領導小組，協同各方共同實現綠色制造體系建設。

2）采用“端-端”生產模式，縮短工藝處理時間。紙包裝“端-端”生產模式（圖4）是指設計師獲得一手的客戶需求，基于綠色包裝設計理念進行產品方案設計，原型打樣并進行相關測試，測試通過后則直接柔印預印-制板-成箱后出貨交付客戶。整個流程始于客戶需求，終于客戶滿意，不僅大大縮短了工藝處理的時間，也減少了材料損耗和能源消耗。

注：數據來源浙江大勝達包裝股份有限公司

圖3 原材料追溯路徑

圖4 紙包裝“端-端”生產模式流程

3）打造智能制造體系，實現數據的互聯互通。根據紙包裝行業的特點，研發適用于紙包裝制造的基于全生命周期管理理念的ERP系統，實現各個環節、各個部門數據的互聯互通，是打造智能制造體系的技術保障。以浙江大勝達包裝股份有限公司研發的Box-ERP系統為例（圖5），該系統整合了“銷售接單、工藝評審、物料規劃、計劃開單、生產制造、半成品管理、倉儲管理、發運管理、車輛調度、回單管理、財務結算等”全部模塊，并將設備運行數據與ERP數據打通，實現數據信息的有效收集、快速傳遞、資料共享，真正實現數據互聯互通。

4）推進精準化管理，實現降本增效節能。精準化管理是一個以量化管理為基礎，以不斷改進為循環，以項目團隊為單元的管理運營系統，是企業從經驗型管理向規范化管理的最有效體系之一[15]。建立綠色制造體系，還必須從工藝質量、設備質量、消耗管理、安全管理等方面推進精準化管理。

精準化管理的要義即精（簡化的）和準（量化的），因此，紙包裝生產企業需要對流水線損耗、玉米淀粉消耗、油墨消耗、發貨差錯率、印刷機臺完成率等提出簡化的、可量化的管理指標，同時對流水線瓦楞輥問題和報廢紙板問題，制定整改和再利用方案，并進一步加大節能減排，持續全面地開展清潔生產。

2.4 流通環節——使用與循環回收

在流通環節加強產品回收力度，實現資源再生，解決循環包裝面臨的問題。同時引入產品生命周期評價方法，對紙包裝制品整個生產周期的綠色生態特性進行評估。

1）推進產品回收，實現再生資源化。流通環節的綠色可持續，其著力點不僅在流通環節，還包括設計環節、使用環節、運輸環節和回收環節，必須各環節的協調協作。設計初期就需要充分考慮產品回收的可能性、回收價值的大小、回收處理方法、回收處理結構工藝性等一系列問題，以達到零部件及材料資源和能源的充分有效利用；在使用階段，充分考慮使用者如何節省能源，減少污染，方便維護及延長相關包裝用品的使用壽命；在運輸階段，根據不同商品的屬性、特點、運輸方式以及商品在運輸過程中的破壞隱患合理設計包裝方案，減少產品破損率，減少包裝材料的消耗以及包裝的環境負荷；在回收階段，加大產品回收力度，實現其再生資源化，同時研發循環包裝，通過精心設計以達到能多次周轉和延長使用壽命的目的。

2）開展生命周期評價，建立環境影響數據庫。通過引入產品生命周期評價方法對瓦楞紙制品生產周期的生態特性進行評估，可以明確瓦楞紙箱對環境產生影響的關鍵工序和關鍵物料，使得企業可以有針對性地進行改進提升。進一步地將生命周期評價方法導入產品設計方案、生產工藝和設備解決方案等環節的科學評價，有助于推進決策過程的科學化、標準化和綠色化。最終，以產品全生命周期資源環境數據庫為依托，逐步構建產品生命周期評價體系，推動企業綠色轉型發展。

注：資料來源于浙江大勝達包裝股份有限公司

3）制定紙包裝綠色標準，引領規范行業發展。標準及認證是現代市場競爭非常重要的構成，是特定行業與產品進入市場的通行證，同行業企業為尋求良好的行業秩序和行業發展環境的必然選擇[16]。標準化并不是零和博弈，通過行業龍頭企業的科技創新和標準制定，有利于規范并促進整個行業的健康發展。

由浙江大勝達包裝股份有限公司牽頭制定的標準《綠色環保快遞用瓦楞紙箱》[17]以及參與制定的標準《GB/T 33764—2017 綠色產品評價通則》[18]，明確了綠色產品的評價指標體系及指標參照值，確定了綠色環保快遞箱在原輔材料、結構設計、運輸包裝、存儲回收等各個環節的規范和要求，這些標準的推出有助于引領和規范包裝紙箱行業的有序發展和良性競爭。

3 基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式的實施效果

浙江大勝達包裝股份有限公司自2016年開始實施綠色管理模式創新，推行基于產品全生命周期的紙包裝綠色生態發展模式，取得了較好的經濟效益和環境效益。

3.1 經濟效益

實施綠色管理模式創新后，產量顯著增加而資源和能源的消耗明顯減少（見表1）。企業在2018年實現銷售收入9.81億，比2016年的7.16億增長2.65億；利潤總額較2016年增長14.8%。公司萬元產值綜合能耗下降11.8%。公司總資產報酬率從2017年的6.3%提升至2018年的18.55%，提高193.7%。通過推行綠色生態設計，到2018年實現直接經濟效益超過20 000萬，推進節能降耗和清潔生產，單位產品能耗降低8%。

3.2 環境效益

通過建立瓦楞紙箱生產的資源環境數據庫，收集整理了瓦楞紙包裝制品在設計與制造過程中相關的原輔材料、能源的投入與產出清單，并定量分析產品系統對氣候變化、水資源消耗、初級能源消耗、可吸入無機物、酸化、富營養化、臭氧層消耗、非生物資源消耗、光化學臭氧合成等的環境影響，見表2。結果發現：2018的廢水排放量和固廢排放量分別較2016年減少了17.41%和24.11%，而對環境生態和人體健康有害的氨、四氯乙烯的排放量則較2016項目開始之初減少了17.73%和25%。

表1 綠色生態發展的經濟效益

注：2017年部分新設備剛剛上線，正處于調試期，因此“蒸氣消耗、電消耗”指標略微偏高；數據來源于浙江大勝達包裝股份有限公司

表2 綠色生態發展的環境效益

注：數據來源于浙江大勝達包裝股份有限公司

4 結語

綠色、安全已成為現代包裝可持續發展的必然趨勢和選擇。探索適合企業的綠色包裝、生態發展新模式，構建一套相對完善的適應綠色管理理念的機制和組織架構，對于處于綠色轉型升級階段的中國企業極為必要。文中以浙江大勝達包裝股份有限公司為例，總結開展綠色管理模式創新以來的經驗，提煉出“基于產品全生命周期的綠色生態發展模式”的整體架構，并對“兩個體系、四個關鍵環節”進行了詳細闡述。研究結果可以為中國紙包裝行業和紙制品生產企業的綠色發展提供有益的參考。

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GB/T 33764—2017, General Principles for Green Product Assessment[S].

Green Ecological Development Model of Paper Packaging Industry Based on Life Cycle Assessment

SUN Jun-jun1, E Yu-ping2, TIAN Ya-li1

(1.Zhejiang Great Shengda Packaging Co., Ltd., Hangzhou 311215, China; 2.Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

The work aims to solve the practical problems that the research on the ecological development model of green packaging is still insufficient in the field of green packaging research, and the research on the development model of green packaging that has been tested by enterprise is rare. With Zhejiang Great Shengda Packaging Co., Ltd. as an example, the innovation of green packaging management was carried out in enterprise and summarized for refinement. Then, the overall framework of the green development model of paper packaging based on the life cycle assessment was constructed, which consisted of ''2 systems'' and ''4 critical links'', and the innovative practice of green packaging management was carried out in enterprise. After implementation, the total profit of enterprise increased by 14.8% compared with the year before the implementation, the comprehensive energy consumption per RMB 10,000 of output value decreased by 11.8%, the discharge of waste water and solid waste decreased by 17.41% and 24.11% respectively, and the discharge of ammonia and tetrachloroethylene harmful to environment, ecology and human health decreased by 17.73% and 25% respectively compared with the beginning of the project. A green ecological development model of paper packaging enterprise based on the life cycle assessment is put forward. After the implementation of green packaging management innovation, the economic and environmental benefits of enterprise are significantly improved.

green packaging, development model; life cycle assessment; enterprise administration

F062.2

A

1001-3563(2022)01-0259-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.033

2020-03-13

浙江省基礎公益研究計劃（LGG19E080004, LGG19C160002）；杭州市蕭山區重大科技計劃（2018108）

孫俊軍（1976—），男，高級工程師，主要研究方向為包裝管理。

鄂玉萍（1982—），女，博士，浙江理工大學副教授，主要研究方向為綠色包裝。