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德国Faller公司将温度监测传感器TT Sensor Plus2应用于药品监控：提供智能标签，并将其集成到单个包装折叠纸盒或客户的运输箱上，确保药物可以检测3年以上；它可存储超过150 000个温度测量值。全面的IT服务包装包括在线App、TTapp及Ttnet，激活和读取TT传感器Plus2标签以及将所有数据储存在云端（Ttnet），使用App可以轻松提供需要在低温或整个冷链期间维持的药物的完整温度监测。“温度监测”包装如图9-1所示。

1.什么是智慧包装？它与传统包装有什么区别？

2.案例中智慧包装运用了什么技术？请举例说说智慧包装的应用案例。

引例分析：现在各大商家越来越重视标签、包装与消费者的沟通功能。通过标签和包装，商家可以让消费者在店内、家里，甚至在线获得某种特殊体验。由于智能标签、包装能够加强数字世界与物理世界的联系，因此创新且智能的标签、包装在未来商品世界中显得尤为重要。创新品牌及其包装合作伙伴总能不断推陈出新，想出好的点子，利用智能标签或互联式包装引爆市场。

一、智慧物流包装概述

我国国家标准《物流术语》（GB/T 18354—2021）中包装的定义为：在流通过程中保护产品、方便储运、促进销售，按一定技术方法而采用的容器、材料及辅助物等的总体名称，也指在为了达到上述目的而采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。

包装是物流系统的构成要素之一，与运输、保管、搬运、流通加工均有十分密切的关系。良好的包装不仅可以保护货物，而且能宣传和美化货物，提高货物身价，吸引顾客，扩大销路，增加售价，并在一定程度上显示出口国家的科技、文化和艺术水平。

物联网、大数据、人工智能与信息技术等开始应用于物流包装领域，逐渐产生了智慧物流包装。对智慧物流包装的认识最早从智能包装开始，智能包装在现代物流中发挥着重要作用，其对包装商品的质量、状态及对物流信息的收集和反应，很大程度上促进了现代物流的发展，是实现智慧物流的重要支撑。

（一）智慧物流包装的概念

智慧物流包装是指在现代物流运作中，为保护产品、感知信息和优化服务，以包装为载体，通过数字化与智能化技术手段，使之具有感知、监控、记录、智能处理和信息传递的现代化功能。实现包装的可视化与智慧化，是满足物流与供应链管理高效运行的需要。

智慧物流包装通过对包装材料的更新换代、改造包装结构、整合被包装物信息管理等方法，实现被包装物的人性化及智能化的要求、目的或效能。可以从两个方面来理解：一是利用新型的包装材料、结构与形式对商品的质量和流通安全性进行积极的干预和保障；二是利用信息收集、管理、控制与处理技术完成对包装系统的优化管理。

智慧物流包装除了产品之外，还提供“额外附加”组件。生产商可以通过添加组件，获得一些其所需的营销效果，比如呈现产品产地信息、体现企业文化特色等。

智慧物流包装在保有基础包装功能的同时，又能感知、监控、记录和调整产品所处环境的相关信息，并将信息便捷、高效地传递给使用者。

（二）智慧物流包装的功能

保护产品、防止产品损坏是包装的基本功能，也是流通过程对防护包装的基本要求。商品周围的环境是造成商品质量变化的外部因素，主要有气候因素、生物因素、化学因素和机械物理因素等。包装防护主要是为了防止商品在流通领域发生数量损失和质量变化，防止食物腐烂，增加食品的口感和香味，等等。

2.方便运输和存储

智慧物流包装在以往包装的基础上增加了条码，一物一码，产品的具体信息，如物名、产地、生产时间以及流通过程的各环节，都可以通过所属管理层级人员扫码记录，这样可以确保商品流通信息的透明、可视。

3.商品跟踪、安全追溯

智慧物流包装赋予每个产品唯一性的二维码加密数字身份信息。消费者在收到货物后扫描包装上的二维码，就可以知悉产品生产的过程、产品采用的原料、生产日期、物流轨迹等，完全实现溯源的可视化、数据化，真正做到企业产品品牌形象的保障和监管部门对产品的市场监管。

4.检测质量安全

产品在生产包装过程中难免会出现不良包装或者渗漏破损，以及填充不正确的包装，通过一物一码也能在一定程度上方便企业的检查部门快速找到问题产品，节省质检时间，提高效率。

5.增加广告营销

利用互联网+物联网防伪技术，为产品打造新型的数字化营销整体解决方案，通过技术将商品信息或广告信息进行投放，以视频或者动画的形式展现出来使消费者更好地了解商品信息。

盒知智慧包装能提供品牌诠释、创意设计、商品查询、极速鉴真、产品溯源、源头直播（直播卖货）、追溯管理、互动营销、消费确认、数据采集十大服务，并配备各类型营销工具，如AR互动、抽奖、视频定制等，丰富的样式只为满足更多客户的需求。

在荷花酒整体智慧包装解决方案中，提供了NFC信息查询/产品鉴真、AR互动、产品溯源、数据采集、云商店等，实现一物一码专用，场景互动营销，为荷花酒的市场推广打下了扎实基础。

（三）智慧物流包装的类型

智慧物流包装通过先进材料、新型结构及信息系统对内装物的质量和包装安全性进行干预与保障。从工作原理上来看，可将智慧物流包装分为三种类型：功能材料型、功能结构型和功能信息型。智慧物流包装的分类如表9-1所示。

1.功能材料型智能包装

功能材料型智能包装是指通过应用新型智能包装材料，改善和增加包装的功能，以达到完成特定包装的目的。目前，研制的材料型智能包装，通常采用光电、温敏、湿敏和气敏等功能材料复合制成。功能材料型智能包装可以识别和显示包装微空间的温度、湿度、压力以及密封的程度、时间等一些重要参数，从而记录包装内环境的变化。该功能包装有较大的发展前途，对于需长期储存的包装产品尤为重要。

2.功能结构型智能包装

功能结构型智能包装是指通过增加或改进部分包装结构，而使包装具有某些特殊功能和智能型特点。功能结构的改进往往从包装的安全性、可靠性和部分自动功能来入手，这种结构上的变化使包装的商品使用更加安全和方便简洁。

3.功能信息型智能包装

功能信息型智能包装技术主要是指以反映包装内容物及其内在品质和运输、销售过程信息为主的新型技术。这项技术包括两方面：其一，商品在仓储、运输、销售期间，周围环境对其内在质量影响的信息记录与表现；其二，商品生产信息和销售分布信息的记录。记录和反映这些信息的技术涉及化学、微生物、动力学和电子技术。这种功能信息型智能包装技术将商品名称、成分、功能、产地、保质期、重量、价格以及使用指南、警告等信息以数码的形式存储在包装微芯片中，消费者可以很方便地读取这些信息。信息型智能包装技术是最有发展活力和前景的包装技术之一。

工信部、商务部关于加快我国包装产业转型发展的指导意见（工信部联消费〔2016〕397号）和《中国包装工业发展规划（2016—2020年）》（中国包联综字〔2016〕61号）等文件明确指出“提升智能包装的发展水平，提高产业的信息化、自动化和智能化水平”的产业发展目标。

二、智慧物流包装作业系统

（一）智慧物流包装作业系统的特点

1.控制的精确性

智能包装机械的机器人手臂被固定安装在坚固的机座之上，多轴机器人的轴均经过伺服马达和齿轮控制来转动，这就确保了机器人可以在工作半径范围内灵活自由地确定工位。在包装作业中，只需要确定抓取点以及摆放点，然后由计算机控制两点之间的运动轨迹，就可以做到精准定位。伺服系统在保证实现高重复精度的动作要求下，也能最大限度地降低工作时产生的噪声。

2.操作的简便性

系统通过PLC完成对机器人、机械手以及传送带的控制；系统配备了专门的触摸屏用来显示生产过程中的信息；系统采用先进的人机界面，操作人员可以很容易地在界面上进行参数修改以及程序选用的工作。

3.作业的灵活性

机械手可以设计成一个固定的工具，也可以通过自动换手装置来更换不同的专业手，用于适应不同的任务。多功能手可以适用于组合工作。机械手还可以配合激光视觉检测系统，识别工件种类，完成定位工件。

（二）智慧物流包装作业设备

1.自动包装流水线

自动包装流水线（见图9-2）又称为自动化包装线，主要包括自动开箱机、自动装箱机、自动封箱机和自动打包机四部分。流水线可以完成自动开箱、产品自动整列、产品自动装箱、产品装箱检测、纸箱封箱设备、打包机、自动码垛系统及自动缠绕设备等作业。按照包装的工艺过程，将各自动包装机和有关辅助设备，用输送装置连接起来，并具有独立控制装置的工作系统。它能使被包装物品和包装材料按预定的包装要求和工艺顺序，经由各包装机完成包装的全过程。在自动包装线上，工人不需要直接参与操作，其主要任务是监视、调整和控制，保证自动包装线的正常运行。

（1）自动开箱机。

自动开箱机（见图9-3）一般由两部分构成：一部分是电源组件，包括电源开关、控制面板、急停开关等，另一部分是作业组件，包括压板、取箱吸盘、纸箱推板、储存槽等。开箱机的动作是集取箱、成型、折盖和封底为一体。首先，将扁平的纸箱放在储料槽上（可储存100个纸箱），通过吸盘将纸箱从料槽中吸出，在吸取拉出的同时将纸箱成型，再折前后及左右盖，最后完成胶带封底。设备采用专业精密设计，全机采用凸轮连续系统，保证机器运转准确、稳定。同时突破传统，采用贴带器的设计，增强胶带抚平效果，封箱采用无级变速控制，可任意调整速度，节省工时。纸箱储存采用卧式设计，可随时补充。最重要的是设置了缺料提前报警、无料自动停机的安全装置。

（2）自动装箱机。

自动装箱机（见图9-4）主要由电气控制系统、气动执行系统、机架以及输送机传动带四部分构成，控制方式采用PLC+触摸屏+标准控制按钮+信号开关模式，分自动和手动控制模式。自动装箱机采用高速柔性并联机器人做抓取运动，确保在高速抓取搬运过程中不掉落，广泛应用于对乳制品、肉制品等软袋及盒装产品进行自动识别、整理、分拣、搬运及装箱工作。由于整机结构设计非常简单，所以容易保养及维修，零配件少，维护成本费用较低。此装箱机占地空间小，可设在狭小的空间内，提高了场地使用效率；可以通过触摸屏找到故障点，轻松排除故障。

（3）自动封箱机。

自动封箱机（见图9-5）的上半部分作业部件包括自动折叠机构、高度调节手柄和封箱头，下半部分工作台包括输送带、过滤减压阀、电源控制按钮和宽度调节手柄，主要适用于纸箱的封口包装，既可以单机作业，也可与流水线配套使用。封箱机采用即贴胶带对纸箱封口，经济快速，容易调整，任何自黏性胶带均可使用，可一次完成封箱动作。此机适用于箱体较小、较轻的箱体封箱，广泛应用于纺织、食品、百货、医药、化工等行业。设备特点：性能稳定、封箱效率高、适用性好、使用寿命长；体积轻巧，滑轮相辅，位移甚为灵活，更加方便安装与调试；机件性能耐用，结构设计严密，运转过程无振动，运转稳定；采用即贴胶带封口，经济快速、容易调整；根据纸箱规格，手工调节宽度及高度，简单、快捷、方便；双驱动封箱，可一次完成上、下封箱动作。

（4）自动打包机。

自动打包机（见图9-6）结构主体由弓架单元、操作按钮、动力滚轮台面、电控箱和储带箱构成。弓架单元包括4套导线装置。动力滚轮台面上的转动滑轮能使物品沿主滑轨做水平运动。电路控制采用无触点开关，工作稳定，寿命长。自动打包机具有机械制造精度高、打包牢固、速度快、故障率低、寿命长等优点，能单机作业，也能配套流水线使用。

包装机器人（见图9-7）是指包装作业中结合先进的工控技术，融合机电一体化，为产品包装提供自动开箱—自动套膜—自动装箱—在线称重—自动贴标—自动封箱—自动打包捆扎等自动化作业的无人化、智能化包装设备。包装机器人能够进行开箱、装箱、封箱、捆扎、码垛、自动分半、托盘货物拉伸膜缠绕等工序流程作业，包括具有自动控制功能的缠绕机、打包机、码垛机、贴标机、托盘分配机、封箱机、真空机、收缩机和封口机等。包装机器人能够有效提高工作效率，提升包装品质，降低用人成本，优化工作环境。

设备特点如下：

（1）适用性强：当企业生产的产品的尺寸、体积、形状及托盘的外形尺寸发生变化时，只需在触摸屏上稍作修改即可，不会影响企业的正常生产。而传统机械式的码垛机更改相当麻烦，甚至是无法实现的。

（2）高可靠性：包装机器人重复操作能够始终维持同一状态，不会出现类似人的主观性干扰，因此其操作的可靠性比较高。

（3）自动化程度高：包装机器人的操作依靠程序控制，无须人工参与，自动化程度高，节省了大量的劳动力。

（4）准确性好：包装机器人的操作控制精确，其位置误差基本处于毫米级以下，准确性非常好。

（5）能耗低：通常机械式码垛机的功率在26千瓦左右，而包装机器人的功率为5千瓦左右，大大降低了客户的运行成本。

（6）应用范围广：包装机器人的用途非常广泛，它可以完成抓取、搬运、装卸和堆垛等多项作业活动。

（7）高效率性：包装机器人的工作速度比较快，而且没有间断，因此其工作效率比较高。

（8）占地面积少：包装机器人可以设置在狭窄的空间，有利于客户厂房中生产线的布置，并可留出较大的库房面积。

三、智慧物流包装的发展趋势

数据显示，2021年中国包装行业市场规模回升至12 042亿元，2016—2021年，年均复合增长率达2.36%。中商产业研究院预测，2022年中国包装行业市场规模将达13 020亿元左右。随着物流业的转型发展，将进一步推动包装业的发展。

“十四五”包装行业始终坚持绿色发展，适度包装，构建覆盖生产、流通、消费、回收与资源循环再利用的包装全生命周期绿色化网络体系。反对过度包装，采用设计合理、用材节约、回收便利、经济实用的包装整体解决方案，引导全社会树立适度包装理念。同时，面对智慧包装的出现与发展，无论是新入局的企业，或是传统的印刷包装企业，都应具备一定的数字化基础和能力，这样才能够更好地适应这一趋势。推进转型升级已经成为企业生存发展的必然选择。企业需要考虑加大信息化、智能化的投入，借助智能制造发展趋势，打造“数字工厂”，实现技术、生产效率、精益生产、流程控制以及服务的全方位升级。

果蔬在储运和销售过程中，由于微生物侵袭和自身生理活动（如呼吸、发酵、腐败等）会导致新鲜度下降，降低其经济价值。pH值作为果蔬新鲜度指标的原因：一方面，果蔬易被细菌和真菌侵染，引起糖发酵产生有机酸、醛、酮和二氧化碳，导致pH值下降和腐败味的形成；另一方面，果蔬的正常成熟和呼吸等典型的生理变化，也会改变其pH值。pH气体传感器可以通过颜色变化对pH值进行定性或者定量监测，将其纳入包装材料或放置在包装中可用于果蔬的新鲜度监测。pH传感器可以方便直观地显示出果蔬的新鲜度，但也可能会存在pH敏感染料的迁移问题，将天然pH敏感染料如花青素纳入传感器和天然聚合物型传感器可以解决染料迁移的安全性问题。

1.特殊的货品（如蔬菜、水果、生鲜等）对运输及包装有何要求？

2.除了案例中提到的pH传感器技术，你认为还可以从哪些方面实现智慧物流包装？

近年来，国家先后修订《中华人民共和国清洁生产促进法》《中华人民共和国环境保护法》等法律法规，目的是减少不可回收或降解慢的包装材料的使用。自2020年以来，国家发展改革委等部门陆续发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》及《关于加快推进快递包装绿色转型意见的通知》等文件，环保要求层层加码，中国在经济快速发展的同时越来越注重绿色发展和可持续性发展。在此背景下，纸包装产品从原料到包装的设计、制造再到产品的回收使用，每一个环节都能最大化地实现节源、高效、无害，纸包装产品市场前景广阔。