“智能包装”趋势下传统包装业的转型与升级【字数:】
第1章绪 论
1.1研究背景和意义
1.1.1智能包装进入我国包装行业的背景分析
近几年来,随着我国经济的高速发展,我国已然成为世界数一数二的制造大国。与此同时,本着“科学技术是第一生产力”的发展动力,我国许多高新技术力量迅速发展起来,诸如材料科学与工程技术、现代控制技术、电子计算机技术和近年大热的人工智能等,这些高新技术对于智能包装的发展起着关键的作用。近年来,由于市场经济快速发展,各类学科技术进步迅猛,为了满足日益复杂的流通系统和不同用户群体的需求,从事包装行业的专业研究者,把丰富的新型科学技术应用到不同的包装设计中,“智能包装”应运而生。
与设计多样、功能丰富的智能包装相比,传统包装的功能较为单一,大多为保护商品、宣传产品为主。传统包装的价值是依附于商品本身的,当消费者将商品与包装剥离时,大多数传统包装就失去了原本的意义,且由于功能、材质单一,在回收处理时也面临诸多难题,不利于生态环境和社会经济的可持续发展;随着越来越多包装企业的加入,市场竞争局势逐渐严峻,加速了传统包装市场的饱和。为了打破包装企业发展日益受阻的局面,传统包装业必须做出一些改变,近年来越来越多包装业龙头企业开始组建智能包装研发团队并学习世界先进的智能技术,逐渐掀起智能包装的热潮。
1.1.2 本课题的研究意义
经xx总理xxxx签批的《中国制造2025》中表示,改革开放以来我国制造业持续快速发展,逐渐成为制造大国,但是与世界先进水平相比,我国制造业仍然大而不强,在自主创新能力等诸多方面差距明显,转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。
就我国目前经济快速发展的国情来看,加快我国包装产业的转型和发展是显而易见的,因为包装产业本质上属于服务型制造业,能够促进商品的流通和推动经济的发展。我国包装行业势必会朝着智能包装的方向发展,给我国制造业的发展带来有利的影响,因此需要对智能包装进行介绍并简单分析对我国传统包装业的影响,提出关于如何在智能包装趋势下实现转型与升级,以适应新形势下国际经济形式的需要。这是我研究此课题的重要意义。
1.2文献综述
本文在研究过程中从智能包装的发展前景、发展现状、主要技术以及传统包装的发展现状、存在的问题、转型的主要措施入手,针对近三年的国内文献进行研究,主要研究文献如下:
黄昌海、卢超(2018)从现阶段智能包装应用案例入手,以智能包装的功能为研究主体,提出智能包装其中一个最重要的功能是实现产品在流通过程中的全方面定位,这是智能包装应用较为广泛的领域,此项功能使得智能包装可以间接的监控产品在整个供应链的生产、运输、销售过程,十足的表现了产品的实际品质。我国包装企业应该抓住机会,为了能够满足未来包装市场的新需求,努力研究开发智能包装技术,不断提高产品整体的价值。
陈克复、陈广学(2019)从智能包装的关键技术(智能包装体系架构、包装数字化技术、包装可视化技术及智能包装云平台)四个方面入手,以智能包装发展前景为研究主体,提出越来越多的传统包装将升级为智能包装,因为物联网技术和多种学科的蓬勃发展,以及市场消费的升级。智能包装在诸多领域如市场零售、食品安全、防伪追溯和物流方面发挥独特的作用。我国走在前端的各大包装企业应顺应发展趋势,合作开发智能包装技术,将智能包装产业链的资源整合在一起,探索出一个更为广阔的智能包装应用市场。
崇岚、潘军辉、熊鹏文(2017)从智能包装在国内外发展现状入手,以发展智能包装需要做出的措施为研究对象,提出发展并应用智能包装需要建立一个完备的教育体制,重点培养顶尖的科研人员;同时应该建立起一个全方位国际化的科学技术交流平台,以此为媒介与世界先进技术人才和机构相互交流学习,提升自我的能力;包装市场相关准则也要严格制订,以此管制并打击滥用资源的情况;为了推动智能包装技术全面发展,还需要良好的利用新媒体平台,向社会群众普及相关知识,传播有关智能包装和绿色环保的理念知识,进而催生消费者的需求。
赵海胜(2018)从我国包装行业可持续发展方向入手,以我国传统包装现存问题为研究对象,提出当今社会发展方向逐渐向绿色、低碳、环保三方面靠拢,这意味着我国经济发展逐渐进入新常态,越来越多的包装设计正在朝绿色化的方向发展。环保包装对社会发展有很多益处,它可以提高人们的生活水平、保护环境、刺激生产等。由此看来,包装企业应该持续发挥创新精神,不断研究、开发和普及使用绿色包装,以满足我国经济和社会健康的可持续发展。
何青萍、柯胜海(2019)从包装智能化转型中遇到的问题入手,以包装智能化转型的对策为研究对象,提出应提前了解时代的发展方向,掌握智能包装主要技术,才能推进我国包装从传统化走向智能化,实现转型的目标。同时更合理的规划包装的成本,满足消费者日益个性化、多样化的需求,努力解决传统包装如今面临的各类复杂问题,并满足人们对未来包装的期待和展望。
借鉴了以上学者的文献,让我初步了解到,在当今世界上,智能包装的发展正处于一个上升爬坡期,无论是技术还是市场,都并未受到完全的开发。无论是发达国家还是发展中国家,包装行业中的龙头企业都在努力开发和应用属于自己的智能包装。随着智能包装技术的日益成熟和国家相关条例的逐步完善,我相信今后会有越来越多的传统包装企业在智能化的趋势下进行转型和升级,实现包装智能化的发展目标。
1.3课题研究方法和内容
1.3.1 研究方法
本文在撰写过程中,主要以个案研究法和文献研究法为主要研究方法。
个案分析法,对我国传统包装行业这一特定对象进行研究,调查研究当企业在发展过程中遇到瓶颈时,该如何顺应智能包装的发展趋势进行转型与升级,并针对包装行业的未来发展方向,提出自己的建议。
文献研究法,以智能包装为研究课题,通过查阅和学习相关的文献资料来加深对论题的了解与认识,从而丰富地、深入地了解智能包装的发展背景以及现状,帮助研究我国包装行业转型与升级的方向。
1.3.2 研究内容
本论文一共由五个部分组成,每一部分主题概述如下:
第1章:绪论。主要介绍本论文的研究背景,对智能包装进入我国包装行业的背景进行分析,同时,对智能包装和我国传统商品包装现存问题的相关文献资料进行综述。阐述本论文的研究意义。
第2章:智能包装的概述。主要介绍智能包装的含义,以及其主要分类和现阶段国内市场的发展情况,更直观的了解智能包装。
第3章:传统包装业的发展现状与存在的问题分析。对于我国现有传统包装业的发展情况进行分析,找出其发展受阻的主要原因,便于下文对于其更好的改善提出建议。
第4章:智能包装技术对传统包装业的影响。主要针对智能包装技术对传统包装业带来的有利和不利的影响进行分析研究,找出我国传统包装业转型升级的机遇和改变现状的必要性。
第5章:传统包装业转型升级的具体路径。从人才培养、技术创新、发展可持续化和扩大宣传四个方面提出我个人的四点建议,为传统包装企业更长远的发展提供方向,帮助实现我国包装业转型与升级的最终目标。
第2章 智能包装的概述
2.1智能包装的含义
早在1992年,智能包装这个概念就已经出现了,这起于一场在英国伦敦开展的“智能包装”会议,有一名专家这样解释这个概念:在包装、商品或商品-包装组合中有一集成化元件或一项固有特性,利用该元件或特性将符合特定要求的职能成分赋予商品包装的功能中,或体现于商品本身的使用中。
换句话说,智能包装就是一种由各类新型材料、多种学科和技术相结合设计而成的新型包装。智能包装技术对于智能包装的发展起着重要的作用,智能包装技术是一个多技术交汇的复合领域,包含了电子通讯、图像识别、无线互联网,物联网、智能传感与控制、云计算与大数据、包装等诸多技术,包装研究者们将这些技术纷纷融合在传统包装设计当中,为传统包装赋予了新的现代意义,使其不再只具有传统包装的功能,还能额外增加特殊属性,增强了包装的智能性,提升了包装产品本身的价值。
2.2智能包装的主要分类
2.2.1 功能材料型
功能材料型智能包装主要的特点就在于它特殊的制作材料,现代社会上运用比较广泛的功能型材料主要围绕光敏、热敏、湿敏和气敏四种材料,它们的功能体现在“检测”并“反映”包装内部温度、湿度、化学物质和气体的变化。
这项技术已有较长的研究历程,相关技术已经发展起来,由于其“智能化”独特的表现方式,现代市场上已经衍生出许多该类型的产品,多用于商品零售和食品检测领域。就如一个起源于苏格兰,主要针对解决食品安全与食品浪费方面问题,名为“Pull and Time”的研究。该研究核心为一种集成了时间温度指示器(TTI)的智能标签,这类标签一般依附于食品包装表面,当产品被打开时,标签的颜色开始逐日发生细微变化,使用者可以根据直观的感受分辨包装内产品的新鲜度;还有另一种温度变色包装,是由英国知名啤酒品牌SABMiller和德国知名科学研究机构Fraunhofer联合研究的,这个智能包装很好的将新兴电子技术和温敏变色油墨材料两者相结合起来,在包装上整合了传感器、显示、电池等技术。值得一说的是,温敏变色油墨在一般室温下呈透明色,只有在低温情况下才会变蓝,可以非常直观的向消费者显示啤酒的最佳饮用温度。
此类智能包装大大优化了产品的使用效果,给用户带来了更加有趣、智能的体验。但是,此类新材料的科研计划周期长,消耗大,需要耗费大量的时间和资金用来研发和生产。
2.2.2功能结构型
不同于功能材料型,功能结构型智能包装是在原有包装基础上做文章,此类包装的智能化主要是由其原有包装结构的增加或改进后所赋予的。功能结构智能包装的创新体现在其物理结构上,从包装的智能性、不可复制性和部分自动功能入手,来实现包装自动记录、自动报警,商品防伪等功能。
自动记录型包装如澳大利亚著名包装公司AMCOR和荷兰医疗研究机构联合
设计的Amcor智能药瓶就是一个很好的例子,这个智能药瓶是一个具有时钟和日历功能的药片分配器,可以检测药瓶内的温度并计算药片的数量,以便医护人员使用专门的NFC读卡器或者其他还有NFC功能的智能工具读取药瓶上记录的药片剂量、取药时间和日期等相关数据。
自动报警型包装如美国企业Water.IO研发出的一种称为 “Water.Reminder”的智能瓶盖,可以提醒用户一整天保持水分,该设计有一个特殊的提醒装置:闪烁、振动或发出警报,以此达到提醒用户饮水的目的。此智能瓶盖设有光传感器和空间传感器,用于确定房间亮度情况和监察包装封闭状态两方面。此外,用户可以根据其特殊需要更改警报设置。
此类功能结构型智能包装被赋予了直接向用户传递信息的功能,使包装变得更加人性化,有着长远的发展前景。
2.2.3信息型
信息型智能包装应用十分广泛,被誉为最有发展前途的智能包装之一。不改变传统包装的组织结构和制作材料,只在包装表面做改进,这是信息型智能包装的特点。它独特的功能使包装在安全性、可靠性、互动性等许多方面有所提升,同时充分利用互联网与物联网平台,形成信息大数据库。这种类型的包装采用的最基本的技术为条形码、二维码、RFID技术和NFC技术。
近年来,条形码和二维码在各类包装中非常流行,价格优廉是二维码最明显的优势,且二维码的应用比较广泛,可以用于辨别商品真伪、追溯商品来源等。以下针对消费者相对较少接触的RFID技术和NFC技术进行详细介绍。
RFID 全称“Radio Frequency Identification”,是一种射频识别技术。它的应用十分广泛,原理在于其专有的阅读器和标签之前发生非接触性的数据连接,从而识别目标物。我国电子企业恩福赛就曾研发过这么一款RFID智能温度标签。该标签以纸电池为电源,将RFID通讯方式和温度传感器技术结合起来,有效记录商品在运输途中和仓储时的温度变化情况,产品出现任何问题时即可追踪数据,准确找到问题点,适用于绝大多数温敏产品。
NFC 全称“Near Field Communication”,是一种新兴电子识别技术。此项技术是RFID射频识别技术和互联互通技术相结合演变而来的,其原理在于在单个芯片上集成感应读卡器、感应卡,点对点通信功能,使用移动终端进行付款、识别等操作。就当前来看,NFC功能在市面上大多数智能手机中已经比较普遍,并且由于操作简单,无需打开应用程序,无需扫描,只需靠近传感器即可使用,这为NFC的嵌入式封装提供了可能性。
根据智能包装的需要,还有很多智能传感技术可供选择。诸如AR图像识别技术、TTI电子标签技术、北斗全球定位等。此类以信息化为核心的智能包装技术,在不同方面为传统包装赋予了新的智能化定义。相信在未来,随着越来越多的科学技术成熟起来,智能包装也会变得更加丰富,功能更加完善。
2.3智能包装在我国的发展现状
2.3.1智能包装相关专利发表情况
我国智能包装行业有着巨大的发展潜力,虽然经验没有部分发达国家丰富,但是在也不断的摸索发展中。《中国包装工业发展规划(2016-2020年)》报告也指出:以智能包装为两化深度融合的主攻方向,推进生产过程智能化,着力发展智能包装商品,大力提升包装产业信息化水平。鼓励智能包装的应用朝更专业的领域发展。
图2-12010-2018我国智能包装行业专利申请数量
数据来源:SooPAT 前瞻产业研究院整理
近年来,大批企业掀起发表专利的热潮。从2016开始,我国智能包装行业专利申请数量增长迅猛,当年专利申请数量与前5年申请的总量相比,还增加了29件,共计136件,而后的两年内依然保持高位,每年申请数量均在150件以上,截至2018年,我国有关智能包装的专利申请数量共计567件。但就总体来看,我国该领域专利申请数量目前在全球所占比例仍然不大,有较大的发展空间。
图2-2 1970-2016年智能包装领域全球专利发展及布局
数据来源:科钛网
放眼全球,从20世纪80年代开始,智能包装领域的专利申请数量逐渐增多。2016年左右达到每年将近4000件,然而发展速度不如电子领域。按照专利受理的国家和地区来区分,美国处于绝对领先地位 (84%),其次为WIPO (7%),其他地区和国家都较少,其中,我国2%,居第五位。就申请者来看,跨国科技企业在智能包装专利申请领域名列前茅,这意味着我国在该领域还需努力,要向发达国家中拥有先进电子科学技术和相关技术储备与实力的科学技术企业学习。
2.3.2近年来智能包装行业市场的发展规模
据有关调查表明,2014年我国包装行业总产值突破1.4亿万元,成为继美国之后世界第二大包装市场。近年来智能包装发展迅猛,与各类复杂学科的高速发展有着密切的联系。
据前瞻产业研究院发布的《我国智能包装行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》统计数据显示,2010年至今,我国智能包装行业市场规模不断攀升,2010年我国智能包装行业市场规模已达713亿元;2013年我国智能包装行业市场规模首次突破千亿元;2017年我国智能包装行业市场规模为1488亿元,同比增长了8.99%;截至2018年,我国智能包装行业的市场规模已实现1600亿元左右的目标;预计到2023年,我国智能包装行业市场规模有望突破2000亿元。
图2-3 2010-2018年我国智能包装行业市场规模及增速(单位:亿元,%)
数据来源:前瞻产业研究院整理
相比国内,在国外,智能包装的发展与应用较为成熟,对应的行业组织也相对完善。其应用范围十分广,主要体现在小到日常食品和烟草的包装、大到供应链中的运输包装,都有智能包装的影子,涉及多种领域。
根据一份国际市场研究报告可以看出 ,智能包装在全球市场的总收入高达235亿美元,有专家猜测,按照现有趋势,这让2020年全球智能包装市场总收入突破397亿美元成为可能。根据另一份Technavio的最新报告显示,当前全球智能包装市场已突破传统包装4.7%的复合年增长率,朝着8%左右的复合增长率发展。近十年来,在这一趋势下,许多发达国家的智能包装技术得到了迅速发展,功能材料智能包装也取得了许多实用的新成果。
2.3.3智能包装应用的主要技术
就目前全球智能包装发展情况来看,虽然我国在该领域的相关研究技术水平与世界最先进的水平还有一定差距,但是有了国家相关政策的扶持与鼓励,我国智能包装领域已有了一定的发展。在生产方面,我国大陆的许多企业已经能够生产适用于不同环境和不同特殊功能的RFID产品。如上文中介绍信息型包装时所提到的我国恩福赛电子企业RFID标签的案例。在其他智能包装技术诸如NFC和AR的研究、开发和应用方面,我国也取得了突破性的进展。
我国的智能包装行业能够发展得如此顺利,发展速度如此之快,一方面是因为我国在智能包装行业方面的技术已基本形成,近些年来已获得大量研究成果,掌握了很多相关技术,为了摆脱依赖其他国家技术的局面,我国还开发了很多先进设备,建立起了许多相关的国家研发基地;培养了一大批从事智能技术研发的高新技术人才。另一方面,近年来我国智能包装产业的技术创新步伐不断加快。
而在国外,由于起步较早,智能包装相关技术方面已经较为成熟,已面世的技术诸如RFID智能温度标签、NFC感知标签、AR、TTI温度提示器、3D条形码技术、GPS传感器和磁感应变色防伪标签技术等都有不同的应用案例,例如日本企业NANOBRICK所开发的一款m-tag磁感应变色防伪标签,其原理在于利用纳米粒子功能材料制作标签,当标签暴露在电场或磁场中,标签的颜色和透明度就会发生变化,消费者可通过观察来辨认产品真假,从而起到防伪的作用。这款标签便利在任何普通磁铁都可以用来激活。诸如此类的技术案例还有很多,我国还需虚心学习国外优秀先进技术。
第3章 传统包装业的发展现状与存在的问题分析
3.1传统包装业的发展现状
3.1.1当前我国包装行业的发展规模
据有关报告显示,截至2018年我国包装企业已超过1万家,市场规模达19088亿元。我国包装行业自改革开放以来发展迅猛,在多年的发展和实践中,我国包装领域已逐步定型,以纸质包装、塑料包装、金属包装等为主要包装种类,建成了一个较为完善和标准的工业体系。
图3-1包装行业中各类包装企业的市场份额占比
数据来源:中国产业信息网
在多年来不断地发展中,我国包装企业数量逐渐增多,规模也越来越大,如果按照总利润和规模作为参数衡量的话,小型包装企业仍是国内包装企业的主流,占65.29%,中小企业的比例占92.39%。2018年,合兴包装、美盈森等龙头企业的营业收入分别为100.24亿元和31.48亿元,市场份额分别为3.43%和1.08%,总市场份额为4.51%。
3.1.2市面上的主流包装种类
市场中主流包装种类若以制成材料划分,可分为纸质包装、塑料包装(涵盖塑料薄膜)、金属包装和玻璃包装四种,其中,包装行业中占据主要地位的是纸质包装。2018年,包装行业主营业务收入8595.45亿元,其中纸质包装行业实现收入2919.05亿元,占比33.96%。除去塑料薄膜份额后,纸质包装的主要业务收入占比47.33%。
图3-2 包装市场主要品类分布
数据来源:中国产业信息网
纸包装行业作为整个包装市场份额最大的部分,近年来收入规模取得较大幅度的增长。2018年,纸质包装行业主营业务收入2919.05亿元,同比增长6.35%。2013年至2018年的复合年增长率为6.75%。
然而,纸包装行业作为整个包装市场最大份额也并不一定是件好事,当今世界都在倡导绿色环保,面对世界各方的质疑,如何将传统纸质包装发展成可循环可降解的“绿
原文链接:http://www.jxszl.com/lwqt/yzlw/302219.html
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