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全球衛(wèi)生紙后加工設(shè)備設(shè)計、制造理念探討

摘　要：隨著中國制造業(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(zhuǎn)變?yōu)椤昂献餍曰セ荨?，最終成為“戰(zhàn)略層面的伙伴”。中德“戰(zhàn)略性合作”是中國每個機械人奮斗的方向。中國乃至全球制造業(yè)的核心是設(shè)計理念與創(chuàng)新應(yīng)用，并不單單是產(chǎn)能、降低成本。以生活用紙行業(yè)為例，通過對比衛(wèi)生紙后加工領(lǐng)域的德國、意大利、中國三大強國各自的設(shè)備創(chuàng)新、研發(fā)以及設(shè)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(shè)備在中國市場乃至全球都有很好的聲譽，出口量占到其總產(chǎn)值的 90%。德國設(shè)備為何久居“神壇”之上，其設(shè)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(shè)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(wèi)品行業(yè)，在產(chǎn)品多樣化方面甚至超過德國。那德國、意大利、中國各自的致勝之寶又在哪里。以下便通過對其設(shè)計理念，制造選材進行多維度分析：

衛(wèi)生紙折疊、包裝工藝流程；衛(wèi)生紙、手帕紙的后加工分為：開卷、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(fù)卷分切線下來的成品衛(wèi)生紙卷，指定克重，定層，根據(jù)后面的衛(wèi)生紙加工設(shè)備，幅寬已經(jīng)定制為單幅，雙幅和 4 幅。單幅根據(jù)產(chǎn)品展開尺寸而定。設(shè)備上不再配備原材料修邊工位。

開卷、切、壓、折和疊具體為：紙卷開卷，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、折和疊過度到單包機配有“承接過橋“裝置。包裝材料：預(yù)印好的單包包膜卷材，預(yù)印好的中包膜卷材，標簽（硅油紙為載體）卷材。

工藝流程：單包膜分切，易撕口模切，單包膜折疊，橫邊、縱邊封燙，貼標，單包線匯流，小包堆疊至中包規(guī)格，中包膜退卷，分切，包中包膜，中包膜折邊，封燙開口，成品中包輸出傳送帶，分揀裝置。

2　德、意、中生產(chǎn)線整體局部

從布局和產(chǎn)品檢測口來看，德國以“緊湊”為原則，設(shè)備配置產(chǎn)品質(zhì)量控制窗口多，可以在多個加功工步驟后取樣，在設(shè)備運轉(zhuǎn)時隨時監(jiān)測，隨時調(diào)整紙品加工精度，廢品檢測口多，且對其認定的廢品自動排廢，絕不會進入到下一個工序，哪怕廢品并不會造成卡紙和停機。在折疊與包裝段分別有監(jiān)測紙張與包膜的排廢裝置，作為最后一個對接監(jiān)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(nèi)的紙品與包膜包裝一樣精良。排廢口不可手動解除。

另外，衛(wèi)生紙原材料復(fù)卷張力或有不均勻，走紙全程配備張力控制器，衛(wèi)生紙加工設(shè)備跑紙距離設(shè)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(shè)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(shè)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(qū)動側(cè)，操作側(cè)）上。并且，采用避震系統(tǒng)，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(shè)備后期改裝，吊裝部件的靈活性。然而，模塊化設(shè)計導(dǎo)致布局不緊湊，人員進入維修保養(yǎng)，空間大，換部件相對方便，可單整條線比德國同樣車速設(shè)備長 5m 以上。模塊意味著所有工作站都由單獨的機架，單獨的一對墻板支撐。每個工位機架墻板獨立起來，交互帶來的影響減少，但整個設(shè)備占地更多。走紙距離長，要求更多人員配置，從而保證最大程度上的連續(xù)生產(chǎn)，反之則浪費產(chǎn)能。更多的人力投入成本和設(shè)備采購成本，平衡點需要重新評估。

張力控制方面：走紙距離越長，紙帶在設(shè)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(yīng)裝置，通過 PLC 模塊控制，并將生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成到系統(tǒng)中，對于定量卷材，可以有數(shù)據(jù)調(diào)用，減少操作工調(diào)機耗費時間。但這些額外的配套裝置本身的一次性投入和后期保養(yǎng)維護，以及對 PLC 程序的復(fù)雜性，甚至對工人的操作技能要求有很大挑戰(zhàn)。而這些通常是紙廠采購決策者與設(shè)備供應(yīng)商初期技術(shù)交流中容易忽視的。

現(xiàn)在，有更多的紙廠采取更民主的做法，談判技術(shù)人員在與設(shè)備供應(yīng)商交流期間，邀請生產(chǎn)一線人員與設(shè)備廠商進行交流，以確保決策的最大有利性。

不可否認的是，意大利設(shè)備模塊化，也是為了隨時替換模塊，方便后期改造，以更好、更快的適應(yīng)終端消費者市場以及紙廠的需求。但模塊化的布局帶來了紙帶張力問題，各種品質(zhì)控制難的問題。對于更嚴苛的品質(zhì)檢測，意大利設(shè)備只留了兩個取樣檢測口，一個在折疊段，一個在包裝段。其中，有成本因素，更有區(qū)別于德國設(shè)計理念的植入。在意大利設(shè)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(xù)開機。而德國的理念是，品質(zhì)高于一切，但凡設(shè)備檢測到紙張折疊壓花有任何不完美，直接推送進垃圾桶，而不會進入后繼包裝段。操作工無權(quán)關(guān)閉折疊段第一排廢口。

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

3　德、意、中生產(chǎn)線設(shè)計車速

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

中國市場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)能全自動生產(chǎn)線，并不是指在更換產(chǎn)品規(guī)格時，只要點下 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(tǒng)里導(dǎo)入對應(yīng)程序，并通過存儲數(shù)據(jù)調(diào)用，機械微調(diào)來進一步完成。高速機需要的翻車時間更長。高速機在后期設(shè)備改裝中要投入的資金、時間成本也很高。而終端衛(wèi)生紙消費市場是動態(tài)變化的，如果要更快地響應(yīng)市場對產(chǎn)品多樣性的需求，并且試生產(chǎn)一種新產(chǎn)品打市場的初期，所有投入都是有風險的。國外設(shè)備的交貨期，貿(mào)易交易方式等都不同于國內(nèi)本土設(shè)備供應(yīng)。德國的設(shè)備交期最久，尺寸模具設(shè)計、供貨、市場反應(yīng)速度最慢，意大利和美國一些供應(yīng)商稍微好些。這時，中國本土的中低速衛(wèi)生紙加工設(shè)備就有了非常好的進入空間。

4　德、意、中整體研發(fā)理念的思考

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

中國工程師是如何降低成本的。首先，除壓花重負載區(qū)，其他區(qū)域都是只有驅(qū)動側(cè)的墻板（驅(qū)動側(cè)墻板有加強裝置配備），操作側(cè)是沒有墻板機架支撐的，這樣做的好處是，方便操作更換部件，敞開式對設(shè)備走紙一目了然，可以及時反映并調(diào)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(shè)備。設(shè)備整個布局也不長，1 ～ 2 位操作工完全可以駕馭。而德國設(shè)備布局長些，設(shè)備占地更大些，意大利設(shè)備布局尤其長，車速也快，一會兒就要換各種卷材，一般配置的人員也就比較多，否則機頭、機尾來回跑，耽誤時間。

中國設(shè)備商將隔音罩作為可選項，讓用戶選購。低速設(shè)備的真空泵、折疊、壓花輥等噪音本來沒有高速機那么大，用戶有時會決定不購買隔音罩（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關(guān)來做到人員安全。隔音間本身成本都接近 15 萬歐元?？梢在s上一臺中國中速包裝機。這個成本誘惑對于一些新進入造紙行業(yè)的企業(yè)也是不小的。

5　德、意、中設(shè)備制造材料選用

中國設(shè)備機身金屬材質(zhì)要求比高速機相對來說要低些，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(yīng)的速度得到保證。這些都是降本的核心因素。

縱觀德、意、中的設(shè)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)展階段又會有不同的選擇。近年來，隨著中國經(jīng)濟高速發(fā)展，中國設(shè)備制造企業(yè)也把更多資源投入到設(shè)備設(shè)計。一些有實力的企業(yè)可能還會從外協(xié)加工到自己設(shè)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(yīng)鏈的管理效率也有所提高，能做到控本的同時保證質(zhì)量。本土企業(yè)對技術(shù)人員比過往更加重視，鼓勵創(chuàng)新，鼓勵研發(fā)人員走出國門學習，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，并且有了更好的專利保護意識。

在持續(xù)改進、市場反應(yīng)度方面，中國設(shè)備制造商對中國本土市場的洞悉力也比國外制造商強，能及時與用戶溝通，及時做本土消費者市場調(diào)研，且不存在很難跨域的中西文化差異。在新一代的衛(wèi)生紙后加工設(shè)備中，中國制造的影響力已經(jīng)超過意大利廠商，逐漸從國內(nèi)銷售走向出口中東、非洲市場，并且一定程度上影響到了德國和意大利設(shè)備廠商在其本土的市場占有率。

6　結(jié)語

中國制造讓德國先進企業(yè)看到了中國人的智慧和發(fā)展眼光。在未來，可能還要借德國工業(yè) 4.0 的東風。比如，初期需要一些德國的母機（高精度數(shù)控機床）來過度，需要進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(yīng)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間、熱處理車間。這無疑是一個控制加工交貨周期的好選項，但實際投入巨大，導(dǎo)致德國設(shè)備成本高居不下。當?shù)聡O(shè)備的用戶在爭取其自身所在市場和客戶時，設(shè)備投入成本成為非常大的阻礙。比如，汽車配件行業(yè)，標準化程度高，降本壓力大。正因為這樣，才使意大利設(shè)備、美國設(shè)備有機會進入競標。這也是中國本土設(shè)備的行業(yè)進入契機，沖出成本紅海后，中國制造采取的就是藍海戰(zhàn)略。

“市場需求，自身定位，設(shè)計與成本的平衡點”造就不同的設(shè)計理念，呈現(xiàn)出各自不同的優(yōu)勢。市場是檢驗真理的唯一標準，在全球范圍內(nèi)，作為全球最大市場的中國，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(xù)輝煌。

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