来源：制造界网
来源/知识自动化（ID：zhishipai)
作者/林雪萍
封面/图虫创意
1/引子：炫酷的糖果，包装的人生
糖果，最容易给人带来轻巧的沉醉。糖果的魔力，是通过外部绚丽多彩的包装而实现。吃到嘴里的价值，也许远远没有扔掉得多。很多人往往会质疑过度包装的意义，但实际上，如果没有这些散发着诱人魅力的包装，而只忠实于糖果的本性，那么糖果业也很难生存下去，许多美好的记忆也失去了容身之地。
而五颜六色的糖果，背后其实藏着机器的秘密。苦甜相间，是中国机械制造崛起的真实滋味。时代脉搏下，中国制造自有推动的力量。
2/消费的时尚，工程师的挑战
中国糖果包装行业的萌芽，一开始都是手工包装作业。上个世纪70年代后开始流行的口香糖、泡泡糖、双扭结包装的各种糖果，基本都是手工作业。印刷厂把包材分切好，糖果厂需要把被包装糖果成型好，完成是人工作业包装，包材要加热封通过熨斗点头来连接。每到一个糖果工厂，都可以看到几百个女工挤在一起，完成包装作业。中国轻工业机械的崛起，一开始都是劳动力密集型的细活儿，女工为此起到了决定性的力量。
糖果包装机在当时还属于稀有产品，都要靠进口。一台单包装机都需要～多万元；而一条产线，更是需要投资0～万元的天文数字。在成都，一家来自某研究所的工程师，在对国外设备进行了仔细的研究之后，开始尝试着制造片状口香糖的包装机，替代部分简单的手工劳动。这家公司就是成都三可。国内第一波包装机械，开始了起步之旅。
全球糖果食品包装设备基本呈现德、意、日、美的四强格局。德国包装机在全球占有十分重要的地位，约占世界总产值的五分之一，大部分都是出口。在棒棒糖、口香糖的包装方面，德国机械呈现了强健的生命力。日本食品和包装机械销售额居全球第二，但以专业化的中小型企业居多，约有多家，国内使用很多，出口反而不多。而意大利是世界包装机械第四大生产国，也是第二大出口国。其设备以灵活和柔性见长，多功能一体化。
就是在这样的大师傅林立的国际市场中，三可从四处探望的小学生，目前已经成长为占据一席之地的国际玩家，其国外销售额占比超过50%。二十多年的时间，在一个狭长山谷般的赛道中，全力以赴用于缩小与国外品牌的差距。跨国糖果制造商，如亿滋、雀巢、利洁时、不凡帝范梅勒在全球的工厂，也开始采购中国的糖果包装设备。在全球市场，中国厂商逐渐尝试着跟那些顶级的意大利、德国包装机械商进行竞争。
时代的变迁是明显的，人们的口味在变化，机器就要跟得上。消费趋势是包装创新的驱动力，近几年的糖果市场发生巨大变化，糖果巧克力都在娱乐化，它的包装造型也掀起了新的浪潮。以国内市场一款知名的片状口香糖为例，在过去几年市场占有率明显地下滑，而在5年诞生的炫迈则接过大旗，凭借“美味持久”的咀嚼体验，在全球年轻人中掀起一股潮流风暴。这些消费者的口味与时尚，最后都变成对包装机器的挑战。
糖果制造商面对日益动态变化的消费者需求，开发出的糖果产品如何通过包装机实现快速、大规模的生产是一道巨大的难题。由于糖果产品特殊的封装和包装要求，对包装机制造商的设计制造能力往往是严峻的考验。
以阿尔卑斯糖的包装机为例，这是一种抽屉式的包装，涉及到三次包装：折叠（单颗糖）、制盒、装盒。其中有10颗糖果，每颗单独包装，然后再组装到一起，像抽屉似的插入到一个外包装中。国内企业在密封和感光面进行了大胆的设计，完成了复杂的工序组合，从而使得4台机器，就可以完成代替以前上百工人的包装工作量。
3/工程师精神：容易做的不做
包装机的制造特点，不仅仅是小批量、多品种，订单不多。1个产品型号，最多可能只生产20多台设备，甚至，只是单台！制造规模流水线，在这里很难实现。无法组织起来有效的规模化生产，在现场就会形成一种浓厚的个人色彩。
三可的工厂，正是弥漫了这种工程师精神。这是一种金属的味道。作为机器制造商，对机械部件似乎充满了好奇和探索。企业中有一套整机哲学论：一台设备的性能，是靠整体系统来保障，而不是依靠单独一个工件。
糖果包装机是一个高速、精准的机械设备，每分钟可以包装五六百颗糖豆。想一想，每秒10块口香糖。这种速度，对于运动控制，有着相当苛刻的要求。
糖果包装机有多个零部件，其主体的产品构成大致包含机械和电气两大部分，后者多年来一直使用施耐德电气的产品，90%的伺服电机和控制系统均来自该公司。作为执行机构的机械部分，则由企业自己来解决。
然而，在当前整个供应链环境，精密制造的思维还是处于启蒙阶段，外围供应商无法保证达到整个设计要求。例如，外包制造商提供的机械零部件，每个工件的加工公差总是控制在下限。这意味着，最后的装配将产生一个累积的尺寸公差。最早设计的数学模型的运动轨迹，已经失去保证，从而导致产品质量的失控。
于是，三可决定自己来制造关键零部件，如连杆、传动件等。工厂现场就有很多的熟练操作工，使用齿轮磨齿机来加工各种大小不一的齿轮。对于相应的工装夹具，为了保证加工的质量，也通常进行自制。
通过对国际包装机械的深入观察，发现了很多细节中的魔鬼。例如包装机的护罩，作为钣金件，其并非核心零部件，仅属于设备外围的辅助部件。这看上去简单，但如果要考虑到使用者的习惯，则需要对滑角进行重新设计，要兼顾考虑间隙、平整度、交货期等，对于不规则形状要求很高。但供应商对这些细节并不在乎，最后三可不得不自行购入多台数控折弯机，进行深度生产，从而保证了护罩零部件的人性化体验。
德国《隐形冠军》一书中注意到了德国中小企业的这种风格。他们似乎违反了专业分工，很多设备都是自己生产的。一家浴盆制造商，甚至加热炉也都自行生产。这种深度生产的方式，形成了近乎变态的质量保障。收获，自然也是满满的。
要做好一台机器，需要长时间的浸润。身上没有金属味，难以开发出好机器。
在当前，与欧美主要的糖果包装机制造商比较而言，国内糖果包装机制造商的差距，也许并不在某个单点性能指标上，更重要的差距还是来自于对整机的认识。中国机器的追赶曲线，在局部点上，已经比较接近；但在整机性能上，还需要学习。不仅是单机突破，而是包括输送料等在一起的整条产线的突破。
通过多年与国外主流糖果厂商的合作，企业受益最大的不仅是合同的执行，也是对整个思维的冲击。年与箭牌合作，对方针对三可提出的包装机设计方案提出了几十条整改意见。当时这些问题看起来，简直就是追毛求疵。但在后续制造过程中却发现，这些意见都蕴藏着非常人性化的考量。
与高手过招，就是重置思维，重新进行能量充电。用户要求越高，思维磨砺越锋利，企业进步越大。这是中国制造进阶的必经之路。
4/时代的动线，一路的伴随
美乐笛，是一种年轻人非常喜欢的音乐糖果，类似棒棒糖，类似玩具，可以吹哨子。口哨气流通过糖果气道与棒拉杆位置配合，形成口哨笛声。这种特殊糖果的包装，就需要重新设计机器，采用精准的机器伺服控制系统，而密封加热也必须要采用非接触式加热方式。
刁钻的口味、工程师的难题，这是一个不断上演的双重奏。机械的发展，需要更好的电气元件的配套。
在机械化时代，包装机是机械式的传动方式：一根机械主轴提供机器动力，其它传动部件都是通过机械连杆、齿轮来传递动力，机器动作大多采用逻辑控制，需要用到诸如继电器，按钮等。
在电气化与自动化时代，包装机速度调节变得复杂。原来定位是通过机械凸轮设计，机器启动之后需要一段时间才能复位。而使用变频器控制包装机速度调节，采用电子凸轮，只需要参数调整，即可设定机器速度。在高速时代，则需要全伺服控制系统进化，通过高速运动控制总线实现多轴同步控制。
施耐德电气提供了基于SercosIII通讯协议的Modicon的PLC，与Lexium28S伺服驱动器配套，同时加载了PacDrive高端伺服解决方案，非常适合多伺服轴同步控制。这样，以前每分钟包装颗糖，现在可以做到颗甚至颗。绚烂的烟火，都是机械与电气的双剑合璧。
随着数字化时代的到来，电子化进程的加快，包装机械走向数字化的速度也相当迅猛。数字化包装机械不仅可以提供更大的产量和更强的设备柔性，还增加了很多新特性，如：远程维护、与公司ERP系统进行集成、对生产数据的评估等。
作为集光、机、电、气于一体的全自动化设备，糖果包装机的智能化程度越来越高，在包装纸的空位、切割刀具的精确控制，糖果的抓取都在引入智能化的控制技术，以适应一机多用、灵活调整、混线生产等柔性化需求。然而，机器的智能化程度越高，接收型的信息元件就会越多。以某型糖果包装机为例，算起来有50多个位置需要安装各种光电传感器。而具有高速运动控制总线的逻辑与运动控制于一体的控制器，带有IoT通讯接口，可以轻松上云。
糖果食品厂对于新购置的机器都有要求，如需要能够连通其它设备，具备轻量级SCADA，以便于将来与MES进行很好的对接，这些都是对机器制造商的挑战。包装机械制造商正在试图打通设计制造的数据链，实现对原有不同品牌的工业设备的支持。借助于SCADA可以支持多种的协议，通过平台化的管理，获取多种信息，可以实现对机器的中心化管理。在三可包装机的项目上，施耐德电气利用自带预编程模板系统，在现场调试，只需要三天。
在机器越来越智能化的场景下，包装机械制造商正在尝试与电气配件商一起，将相关业务的最佳运行经验和可能的故障模式进行严格地整理和分析，做成知识库、故障模式库，引导糖果包装机向更高的数字化、智能化方向发展。
5/小记：伴飞
糖果是欢乐的，机器是痛苦的。这是一场精确的分工。糖果厂需要准确地识别消费者的意图，并且确信大规模生产可以获利；机械制造商则聚精会神，为糖果厂大胆地冒险提供机器。而核心电气配件商，则需要确保日益进化的机械系统协同并飞。
这家公司让人想到了日本很多中小企业，很少考虑数量的扩张，而只是执着于有限的产能和有保证的利润。质变而非量变，是中国机器制造商的浩荡江河中的一股清流。
从一般商务角度来考量，施耐德电气的陪伴似乎并不划算。这个客户并不大，实在犯不上马拉松般的伴跑：20年一直在身边。但对于施耐德电气而言，这是一个很有意义的典型客户，它复杂多变的机器性能，也能提出很多启发性电气需求。更重要的是，三可是代表着中国制造中坚力量崛起的一个样本。如果去细看，能看到很多相互成就的隐形冠军和伴随者。一种伙伴主义的辉光。
中国制造的崛起，有很多值得玩味的要素，值得仔细打量。甜在嘴角的糖果，向来就是欢乐浮华的记忆，而背后是一代又一代机器的精巧。
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