包裝印刷產業智能制造發展與案例分析（一）

文/楊閆（實習生）、畢得

清華大學互聯網產業研究院

1、包裝印刷產業發展現狀

包裝印刷的主要任務是為商品提供外部包裝，實現包裝與商品的一體化，同時能夠起到吸引消費者和保護商品的作用。包裝印刷產業不僅要滿足消費者對產品包裝的各種需求，還需考慮到包裝的環保性和可持續性。“碳達峰、碳中和”促使包裝印刷產業進一步升級與轉型，更多地體現人本思想，實現包裝印刷與社會發展的和諧共贏。目前包裝印刷產業正朝著智能化、數字化、智能制造、可持續發展的方向發展。

亞洲是全球最大的包裝市場，2020 年占全球包裝市場銷售總額的 42.9%。北美位居第二，占全球包裝市場銷售總額的 22.9%。西歐緊隨其后，占全球包裝市場銷售總額的 18.7%。從國家來看，中國是全球最大的包裝生產國和消費國。目前仍有一部分國家的包裝印刷產業進出口占比較大，例如，法國高檔消費品市場大，包裝質量要求嚴格，作為全球最大的包裝市場之一，法國國內生產商僅能滿足 1/3 的包裝需求，缺口從德國、意大利、美國、加拿大進口。俄羅斯包裝產業較為落后，大量產品需進口，其國內只能滿足 40%，大量包裝設備、容器、包裝材料需要進口。阿聯酋目前位列中東地區增速第一，市場規模已達到 23 億美元，產品輻射亞非大片地區，迪拜是全球最大的轉口貿易港之一，是通往非洲和亞洲的門戶樞紐，激發了迪拜包裝市場的活力。

（1）整體發展趨勢向好

北美洲、拉丁美洲和歐洲作為全球重要的印刷市場，其印刷業整體發展趨勢向好。北美包裝印刷規模在 2022 年達到 1092 億美元，其中美國數字印刷包裝和標簽是全球最大市場，2022 年達到 82 億美元，未來 5 年內，美國印刷市場增長最快的細分領域將是瓦楞紙噴墨印刷；拉丁美洲在 2022 年整體規模為 278 億美元，標簽市場占比最大，墨西哥是拉丁美洲最大的數字印刷應用市場，2022 年產值達到 2.791 億美元；歐洲是全球印刷業技術創新的重要支點，當前發展狀況喜憂參半。2017—2022 年，歐洲的包裝印刷規模從 1823 億美元下降至 1678 億美元，未來將有所復蘇，預計到 2027 年將回升至 1742 億美元。

（2）成本壓力增加

由于能源危機影響，歐美印刷業發展遭遇供應鏈短缺、原材料價格上漲、生產成本上升等多重沖擊，波及到印刷企業乃至整個供應鏈上下游企業。紙張、油墨、印版、能源和運輸領域成本大幅上漲，消費者消費能力降低，抑制了對出版物印刷和圖像印刷的需求。

（3）數字化增長

美國、加拿大、墨西哥、巴西等地區重新布局供應鏈，印刷電商市場發生較大變化，個性化、定制化包裝印刷成為趨勢。數字生產與網絡印刷相結合的方式將徹底改變美洲包裝印刷生產流程。美洲印刷工人短缺現象日益嚴重，也將進一步促進數字印刷的發展。

目前中國包裝印刷產業已形成完整工業體系，覆蓋并服務國民經濟各個領域，擁有著完整的體系門類，例如：紙包裝、塑料包裝、金屬包裝、玻璃包裝、竹木包裝、包裝機械等更多分類；且近年來包裝印刷產業的生產總量顯著上升。根據國家統計局數據顯示，2019 年，中國包裝印刷產業的規模已經達到了 1.5 萬億元，同比增長 7.4%。其中，紙及紙板包裝印刷的產值占比最高，達到 57.3%。而塑料包裝、金屬包裝和其他包裝的產值占比分別為 25.1%、8.3% 和 9.3%。從行業格局來看，當前中國包裝印刷產業呈現出規模大、產能過剩、競爭激烈的局面。2020 年，中國包裝工業總產值突破 2.5 萬億元，在“十三五”期間年均增速達 6.8%；企業達 50318 家，包裝產業呈現出健康、穩定、可持續的發展局面。

隨著近年來科技水平的提升，包裝印刷企業也逐漸在科技方面加大投入，自主創新能力、技術裝備水平和產品開發能力大幅提升，新型綠色經濟材料、智能制造技術有序推進，行業內新模式、新服務不斷涌現；競爭能力增強，國際開放性競爭適應能力凸顯；在科技研發、成本控制、內部管控等方面具有明顯優勢。

（1）未來市場規模仍會增長

“十四五”規劃和 2035 年遠景目標明確指出，到 2026 年，包裝印刷產業市場規模達到 1.43 萬億元左右。據中國包裝聯合會統計，2020 年全國紙包裝業規模以上企業共有 2510 家。2015—2021 年，中國包裝行業規模以上企業數量（年 2000 萬元及以上）呈穩步上升的趨勢。2021 年，中國包裝行業規模以上企業數量達 8831 家，較 2020 年增加了 648 家。

（2）地域分布特征明顯

中國包裝印刷產業的地域分布特征明顯，區域布局逐漸完善。

（3）中國包裝印刷產業出口現狀

中國包裝印刷產業市場巨大，2020 年總產值達 20000 億元，成為全球最大包裝印刷生產國和出口國。人民消費水平提升、電商的快速發展促進了中國包裝印刷產業的出口，2019 年中國包裝行業出口總額為 630 億美元。中國包裝印刷產業的產業集中度較低，以中小體量企業為主，屬于勞動密集型產業，正向數字化、智能化方向轉變。海外市場需求旺盛，美國是中國的最大出口國，約占出口總額的 15%；歐盟、俄羅斯、中東市場需求旺盛，且本國產能嚴重不足，主要依賴中國進口。

2、包裝印刷產業在智能制造的實施案例與策略

中國包裝印刷產業集中度較低，競爭格局分散，下游需求來自消費電子、煙、酒、化妝品、保健品等多個行業，行業集中度偏低。中國現有包裝印刷規模以上企業的占比不足 5%，大量中小企業受用工成本增長、原材料價格提高、訂單利潤下降、消費市場升級和融資渠道受限等綜合因素的影響，企業轉型升級面臨挑戰。數字化是幫助企業高質量發展的重要路徑。企業數字化、智能化建設是一項系統復雜的工程，中國包裝印刷企業在歷經觀望、研討、探索和實踐后，已逐漸感受到企業數字化、智能化建設的重要性和必要性。近年來，一些包裝印刷企業在智能化改造方面進行了積極探索與實踐，取得了階段性成果，積累了寶貴經驗。

勞動力密集、生產工藝繁雜是眾多包裝印刷企業的主要特征，這種狀況下，企業的用工成本居高不下，生產效率有限，產品質量受人為因素影響較大。推進產線自動化是重要的基礎性工作。

以某膠印企業生產自動化為例，印前工序基本實現了計算機直接制版工藝的普及，傳統膠片工藝的拼版、曬版、顯影和修版等人工操作已不復存在。印后工序是勞動力密集度最高的生產環節，一些中大型企業，已實現了模切/清廢/燙金自動化、粘盒/計數/打包自動化、圖書裝訂打捆聯動化產線改造，極大提高了生產效率。印前、印刷、印后車間之間的運輸環節以及倉庫物流基本實現了自動化，由機械臂、自動導引運輸車 AGV 或有軌制導叉車 RGV 替代人工搬運。

中國包裝印刷企業在數字化工作流程改造方面起步較晚，不少企業還沒有啟動或處于探索階段，有些企業只是實現了局部生產數據化，未能形成覆蓋全工藝過程的數字化改造。車間數字化改造包括：業務模式數字化、印前數字化、印刷數字化、印后數字化和生產管理數字化。

業務模式數字化改造。業務部門通常最先了解客戶產品的有關需求，比如紙張等承印材料的種類、產品的尺寸規格、圖文特點、印色要求和印后加工處理工藝等。這些信息還需要生產部門二次整理，然后通過用工單傳遞到生產各工序執行?，F今，包裝印刷企業利用自行搭建的平臺或借力第三方平臺開展“線上到線下”的 O2O 業務模式，提升業務環節的網絡化和數字化水平，實現在線接單、接收文件、自助報價和客戶訂單跟蹤，甚至可實現在線設計與拼版等便捷功能。

印前數字化工作流程改造。大量包裝印刷企業實施了印前數字化工作流程改造。包裝印刷企業通過印前數字工作流程軟件、CTP 制版技術可實現印前文件的生成與檢查、數字化拼大版、數碼打樣、分色加網與制版等功能。

印刷數字化工作流程改造?，F代印刷機的自動化程度相當高，已具備一定的單機智能化功能。一些條件較好的企業已實現了印前與印刷環節的數據關聯，利用數字化工作流程軟件系統，對印刷機的墨鍵開放量進行預置，為印刷機操作人員節省大量的作業準備時間，減少對人員經驗的依賴。初次印樣的墨色已基本接近印刷樣稿，只需作適當的調整，即可完成校色工作。精準高效實施印刷色彩管理，節省印張損耗，提高生產效率和產品質量。

印后數字化工作流程改造。很多包裝印刷企業印后機械化、自動化程度不高，在印后數字化工作流程改造方面推進緩慢。隨著行業數字化工作流程的應用推廣，將印后生產融入數字化生產管理系統，實現與印前、印刷環節的數據連接。CIP4 技術已在印后數字燙金、數控切紙和裝訂聯動線等生產設備上應用，并取得了較好的生產效益。

生產管理數字化改造。包裝印刷企業要實現全流程的數字化改造，除了在各生產環節上引入數字化工作流程外，還需在生產管理上實現數字化。企業需要推進智能排程、動態調度、生產進程與異常監控、設備與產品質量監控和成本分析等功能單元系統建設，這些系統通過控制中心與業務、印前、印刷和印后聯系在一起，實現生產全流程的數字化管理。

持續推進生產與服務模式創新。推進能充分滿足客戶的多樣化需求，如小批量、多品種、短周期的個性化服務型生產；加快“以客戶為中心”的服務型制造，提供個性化的研發設計、生產及產品的全生命周期管理，為客戶帶來更高質量的服務。

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