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全球衛生紙后加工設備設計、制造理念探討

摘　要：隨著(zhù)中國制造業(yè)對德國機械、電氣以及電子產(chǎn)品的需求不斷攀升，中國與德國的關(guān)系由“傾向性剛需”轉變?yōu)椤昂献餍曰セ荨?，最終成為“戰略層面的伙伴”。中德“戰略性合作”是中國每個(gè)機械人奮斗的方向。中國乃至全球制造業(yè)的核心是設計理念與創(chuàng )新應用，并不單單是產(chǎn)能、降低成本。以生活用紙行業(yè)為例，通過(guò)對比衛生紙后加工領(lǐng)域的德國、意大利、中國三大強國各自的設備創(chuàng )新、研發(fā)以及設計理念，從而分析各自的優(yōu)勢和發(fā)展空間。

1　研究背景

眾所周知，德國設備在中國市場(chǎng)乃至全球都有很好的聲譽(yù)，出口量占到其總產(chǎn)值的 90%。德國設備為何久居“神壇”之上，其設計理念是深入到其“基因”的制勝之本。而意大利機床則被歸為與美國和其他國家齊肩的第二梯隊。

在生活用紙行業(yè)，目前三大主流國：德國，意大利和中國設備制造商。意大利在機械行業(yè)也曾是非常領(lǐng)先的，尤其在生活用紙和衛品行業(yè)，在產(chǎn)品多樣化方面甚至超過(guò)德國。那德國、意大利、中國各自的致勝之寶又在哪里。以下便通過(guò)對其設計理念，制造選材進(jìn)行多維度分析：

衛生紙折疊、包裝工藝流程；衛生紙、手帕紙的后加工分為：開(kāi)卷、切、折、疊和包裝，具體加工原材料以及工藝步驟解析如下。

待加工原紙材料：從造紙復卷分切線(xiàn)下來(lái)的成品衛生紙卷，指定克重，定層，根據后面的衛生紙加工設備，幅寬已經(jīng)定制為單幅，雙幅和 4 幅。單幅根據產(chǎn)品展開(kāi)尺寸而定。設備上不再配備原材料修邊工位。

開(kāi)卷、切、壓、折和疊具體為：紙卷開(kāi)卷，糾偏—光整，縱向分切—縱向折疊，壓花，橫向分切—橫向折疊，排片。從切、壓、折和疊過(guò)度到單包機配有“承接過(guò)橋“裝置。包裝材料：預印好的單包包膜卷材，預印好的中包膜卷材，標簽（硅油紙為載體）卷材。

工藝流程：?jiǎn)伟し智?，易撕口模切，單包膜折疊，橫邊、縱邊封燙，貼標，單包線(xiàn)匯流，小包堆疊至中包規格，中包膜退卷，分切，包中包膜，中包膜折邊，封燙開(kāi)口，成品中包輸出傳送帶，分揀裝置。

2　德、意、中生產(chǎn)線(xiàn)整體局部

從布局和產(chǎn)品檢測口來(lái)看，德國以“緊湊”為原則，設備配置產(chǎn)品質(zhì)量控制窗口多，可以在多個(gè)加功工步驟后取樣，在設備運轉時(shí)隨時(shí)監測，隨時(shí)調整紙品加工精度，廢品檢測口多，且對其認定的廢品自動(dòng)排廢，絕不會(huì )進(jìn)入到下一個(gè)工序，哪怕廢品并不會(huì )造成卡紙和停機。在折疊與包裝段分別有監測紙張與包膜的排廢裝置，作為最后一個(gè)對接監控。這樣做的目的是全方位控制最終產(chǎn)品品質(zhì)，做到薄膜包內的紙品與包膜包裝一樣精良。排廢口不可手動(dòng)解除。

另外，衛生紙原材料復卷張力或有不均勻，走紙全程配備張力控制器，衛生紙加工設備跑紙距離設計必須盡量短，這樣才能更好地控制紙帶張力。加上質(zhì)檢取樣口多，從而最大程度上保證折疊精度，修正原材料不完美?；诖?，設備布局也必須緊湊。

德國工程師為將穿紙、折疊工藝段布局設計得更緊湊，所有裝置集成在一套牢固的機架，公用一對墻板（驅動(dòng)側，操作側）上。并且，采用避震系統，降低壓花輥針輥的撞擊引起的共振，降低各部分機械部件易損。

意大利理念是“模塊化”。所謂“模塊化”大大增加了設備后期改裝，吊裝部件的靈活性。然而，模塊化設計導致布局不緊湊，人員進(jìn)入維修保養，空間大，換部件相對方便，可單整條線(xiàn)比德國同樣車(chē)速設備長(cháng) 5m 以上。模塊意味著(zhù)所有工作站都由單獨的機架，單獨的一對墻板支撐。每個(gè)工位機架墻板獨立起來(lái)，交互帶來(lái)的影響減少，但整個(gè)設備占地更多。走紙距離長(cháng)，要求更多人員配置，從而保證最大程度上的連續生產(chǎn)，反之則浪費產(chǎn)能。更多的人力投入成本和設備采購成本，平衡點(diǎn)需要重新評估。

張力控制方面：走紙距離越長(cháng)，紙帶在設備運行中的張力越不好控制。當然，作為補償，或許可以在傳輸、拉伸、牽引部分多配置糾偏或者張力感應裝置，通過(guò) PLC 模塊控制，并將生產(chǎn)數據集成到系統中，對于定量卷材，可以有數據調用，減少操作工調機耗費時(shí)間。但這些額外的配套裝置本身的一次性投入和后期保養維護，以及對 PLC 程序的復雜性，甚至對工人的操作技能要求有很大挑戰。而這些通常是紙廠(chǎng)采購決策者與設備供應商初期技術(shù)交流中容易忽視的。

現在，有更多的紙廠(chǎng)采取更民主的做法，談判技術(shù)人員在與設備供應商交流期間，邀請生產(chǎn)一線(xiàn)人員與設備廠(chǎng)商進(jìn)行交流，以確保決策的最大有利性。

不可否認的是，意大利設備模塊化，也是為了隨時(shí)替換模塊，方便后期改造，以更好、更快的適應終端消費者市場(chǎng)以及紙廠(chǎng)的需求。但模塊化的布局帶來(lái)了紙帶張力問(wèn)題，各種品質(zhì)控制難的問(wèn)題。對于更嚴苛的品質(zhì)檢測，意大利設備只留了兩個(gè)取樣檢測口，一個(gè)在折疊段，一個(gè)在包裝段。其中，有成本因素，更有區別于德國設計理念的植入。在意大利設備上，操作人員甚至可以選擇性地將不完美的折疊紙堆直接送入包裝段，當然前提是所謂的不完美不影響連續開(kāi)機。而德國的理念是，品質(zhì)高于一切，但凡設備檢測到紙張折疊壓花有任何不完美，直接推送進(jìn)垃圾桶，而不會(huì )進(jìn)入后繼包裝段。操作工無(wú)權關(guān)閉折疊段第一排廢口。

意大利設備這一設計，加上操作工的生產(chǎn)定額人為因素，使得意大利設備看著(zhù)產(chǎn)能非常高，但是質(zhì)量“不完美“，質(zhì)檢部不滿(mǎn)意，終端市場(chǎng)品牌形象受損，甚至紙廠(chǎng)生技部和質(zhì)檢部矛盾激化。但在一些實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，或者是在消費者和造紙廠(chǎng)對紙品所謂完美度不敏感的時(shí)候，意大利設備的質(zhì)量檢測設計反而迎合了他們的逐利需求。用戶(hù)選擇性的將這些所謂的“不完美”過(guò)濾，對比下德國設備的嚴謹和產(chǎn)能，德國設備就會(huì )讓紙廠(chǎng)有些許失望。

3　德、意、中生產(chǎn)線(xiàn)設計車(chē)速

目前世界最高速的設備仍為德國設備。意大利設備最快只能做到德國設備的三分之二。中國設備正努力做到意大利車(chē)速，并同時(shí)努力提高設備開(kāi)機率，運行穩定性，以及最終產(chǎn)品質(zhì)量。

中國市場(chǎng)是否一定是追求最高品質(zhì)，單機產(chǎn)能第一呢？答案當然是并非如此。所謂高產(chǎn)能全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，并不是指在更換產(chǎn)品規格時(shí)，只要點(diǎn)下 HMI 人機界面即可完成。一般做一種新的產(chǎn)品，通常要更換很多機械部件，在系統里導入對應程序，并通過(guò)存儲數據調用，機械微調來(lái)進(jìn)一步完成。高速機需要的翻車(chē)時(shí)間更長(cháng)。高速機在后期設備改裝中要投入的資金、時(shí)間成本也很高。而終端衛生紙消費市場(chǎng)是動(dòng)態(tài)變化的，如果要更快地響應市場(chǎng)對產(chǎn)品多樣性的需求，并且試生產(chǎn)一種新產(chǎn)品打市場(chǎng)的初期，所有投入都是有風(fēng)險的。國外設備的交貨期，貿易交易方式等都不同于國內本土設備供應。德國的設備交期最久，尺寸模具設計、供貨、市場(chǎng)反應速度最慢，意大利和美國一些供應商稍微好些。這時(shí)，中國本土的中低速衛生紙加工設備就有了非常好的進(jìn)入空間。

4　德、意、中整體研發(fā)理念的思考

傳統印象中中國制造突顯“成本”優(yōu)勢。說(shuō)到本土設備，另外的反應是交期短，備件交期短，售后服務(wù)反應速度快，設備精度低，產(chǎn)能小，甚至開(kāi)機率很難保證。甚至使用 2 年，設備就要重新校水平，找零位。但中國設備商尺寸模具設計速度快、交貨快，能很快對消費者市場(chǎng)需求做出反應。

中國工程師是如何降低成本的。首先，除壓花重負載區，其他區域都是只有驅動(dòng)側的墻板（驅動(dòng)側墻板有加強裝置配備），操作側是沒(méi)有墻板機架支撐的，這樣做的好處是，方便操作更換部件，敞開(kāi)式對設備走紙一目了然，可以及時(shí)反映并調整，對操作人員經(jīng)驗要求不高。工件不重，女同志具備一定基本資質(zhì)后也可以輕松操作設備。設備整個(gè)布局也不長(cháng)，1 ～ 2 位操作工完全可以駕馭。而德國設備布局長(cháng)些，設備占地更大些，意大利設備布局尤其長(cháng)，車(chē)速也快，一會(huì )兒就要換各種卷材，一般配置的人員也就比較多，否則機頭、機尾來(lái)回跑，耽誤時(shí)間。

中國設備商將隔音罩作為可選項，讓用戶(hù)選購。低速設備的真空泵、折疊、壓花輥等噪音本來(lái)沒(méi)有高速機那么大，用戶(hù)有時(shí)會(huì )決定不購買(mǎi)隔音罩（當然不推薦這樣做）。而德國高速機必須安裝隔音間，隔音間都配備限位開(kāi)關(guān)來(lái)做到人員安全。隔音間本身成本都接近 15 萬(wàn)歐元?？梢在s上一臺中國中速包裝機。這個(gè)成本誘惑對于一些新進(jìn)入造紙行業(yè)的企業(yè)也是不小的。

5　德、意、中設備制造材料選用

中國設備機身金屬材質(zhì)要求比高速機相對來(lái)說(shuō)要低些，各處負載要求低，真空泵要求流量和壓力低，PLC 和電機，電氣元件多選用國產(chǎn)件，除成本外，維修服務(wù)，售后供應的速度得到保證。這些都是降本的核心因素。

縱觀(guān)德、意、中的設計理念，各有千秋，各自都有其青睞者，青睞者在自身不同的發(fā)展階段又會(huì )有不同的選擇。近年來(lái)，隨著(zhù)中國經(jīng)濟高速發(fā)展，中國設備制造企業(yè)也把更多資源投入到設備設計。一些有實(shí)力的企業(yè)可能還會(huì )從外協(xié)加工到自己設立 CNC 加工中心（金屬成型冷加工），從而更好地維護品質(zhì)，加之供應鏈的管理效率也有所提高，能做到控本的同時(shí)保證質(zhì)量。本土企業(yè)對技術(shù)人員比過(guò)往更加重視，鼓勵創(chuàng )新，鼓勵研發(fā)人員走出國門(mén)學(xué)習，更多高素質(zhì)本土工程師得到關(guān)注，也享受到更好的待遇，并且有了更好的專(zhuān)利保護意識。

在持續改進(jìn)、市場(chǎng)反應度方面，中國設備制造商對中國本土市場(chǎng)的洞悉力也比國外制造商強，能及時(shí)與用戶(hù)溝通，及時(shí)做本土消費者市場(chǎng)調研，且不存在很難跨域的中西文化差異。在新一代的衛生紙后加工設備中，中國制造的影響力已經(jīng)超過(guò)意大利廠(chǎng)商，逐漸從國內銷(xiāo)售走向出口中東、非洲市場(chǎng)，并且一定程度上影響到了德國和意大利設備廠(chǎng)商在其本土的市場(chǎng)占有率。

6　結語(yǔ)

中國制造讓德國先進(jìn)企業(yè)看到了中國人的智慧和發(fā)展眼光。在未來(lái)，可能還要借德國工業(yè) 4.0 的東風(fēng)。比如，初期需要一些德國的母機（高精度數控機床）來(lái)過(guò)度，需要進(jìn)口一些德國的原材料。除在金屬材料冷加工外，我們還需不斷在金屬材料熱加工以及材質(zhì)應用上做更多的深入研究，擁有自己的核心技術(shù)。德國有很多機床企業(yè)，甚至一些做印刷機，包裝機的廠(chǎng)家都有自己的加工中心，連折邊機、滾齒機都配備，且有自己的刀具加工車(chē)間、熱處理車(chē)間。這無(wú)疑是一個(gè)控制加工交貨周期的好選項，但實(shí)際投入巨大，導致德國設備成本高居不下。當德國設備的用戶(hù)在爭取其自身所在市場(chǎng)和客戶(hù)時(shí)，設備投入成本成為非常大的阻礙。比如，汽車(chē)配件行業(yè)，標準化程度高，降本壓力大。正因為這樣，才使意大利設備、美國設備有機會(huì )進(jìn)入競標。這也是中國本土設備的行業(yè)進(jìn)入契機，沖出成本紅海后，中國制造采取的就是藍海戰略。

“市場(chǎng)需求，自身定位，設計與成本的平衡點(diǎn)”造就不同的設計理念，呈現出各自不同的優(yōu)勢。市場(chǎng)是檢驗真理的唯一標準，在全球范圍內，作為全球最大市場(chǎng)的中國，中國制造以其核心技術(shù)與創(chuàng )新能力，必將完成其歷史使命，持續輝煌。

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