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全球衛(wèi)生紙后加工設(shè)備設(shè)計(jì)、制造理念探討

摘　要：隨著中國(guó)制造業(yè)對(duì)德國(guó)機(jī)械、電氣以及電子產(chǎn)品的需求不斷攀升，中國(guó)與德國(guó)的關(guān)系由“傾向性剛需”轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂献餍曰セ荨保罱K成為“戰(zhàn)略層面的伙伴”。中德“戰(zhàn)略性合作”是中國(guó)每個(gè)機(jī)械人奮斗的方向。中國(guó)乃至全球制造業(yè)的核心是設(shè)計(jì)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(guò)對(duì)比衛(wèi)生紙后加工領(lǐng)域的德國(guó)、意大利、中國(guó)三大強(qiáng)國(guó)各自的設(shè)備創(chuàng)新、研發(fā)以及設(shè)計(jì)理念，從而分析各自的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展空間。

1　研究背景

眾所周知，德國(guó)設(shè)備在中國(guó)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(guó)設(shè)備為何久居“神壇”之上，其設(shè)計(jì)理念是深入到其“基因”的制勝之本。而意大利機(jī)床則被歸為與美國(guó)和其他國(guó)家齊肩的第二梯隊(duì)。

在生活用紙行業(yè)，目前三大主流國(guó)：德國(guó)，意大利和中國(guó)設(shè)備制造商。意大利在機(jī)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(guò)德國(guó)。那德國(guó)、意大利、中國(guó)各自的致勝之寶又在哪里。以下便通過(guò)對(duì)其設(shè)計(jì)理念，制造選材進(jìn)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(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(fù)卷分切線(xiàn)下來(lái)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(kāi)尺寸而定。設(shè)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(jī)配有“承接過(guò)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(biāo)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(biāo)，單包線(xiàn)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(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(cè)口來(lái)看，德國(guó)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(gè)加功工步驟后取樣，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)隨時(shí)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)調(diào)整紙品加工精度，廢品檢測(cè)口多，且對(duì)其認(rèn)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(jī)。在折疊與包裝段分別有監(jiān)測(cè)紙張與包膜的排廢裝置，作為最后一個(gè)對(duì)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(dòng)解除。

另外，衛(wèi)生紙?jiān)牧蠌?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(jì)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。基于此，設(shè)備布局也必須緊湊。

德國(guó)工程師為將穿紙、折疊工藝段布局設(shè)計(jì)得更緊湊，所有裝置集成在一套牢固的機(jī)架，公用一對(duì)墻板（驅(qū)動(dòng)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(jī)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(jì)導(dǎo)致布局不緊湊，人員進(jìn)入維修保養(yǎng)，空間大，換部件相對(duì)方便，可單整條線(xiàn)比德國(guó)同樣車(chē)速設(shè)備長(zhǎng) 5m 以上。模塊意味著所有工作站都由單獨(dú)的機(jī)架，單獨(dú)的一對(duì)墻板支撐。每個(gè)工位機(jī)架墻板獨(dú)立起來(lái)，交互帶來(lái)的影響減少，但整個(gè)設(shè)備占地更多。走紙距離長(zhǎng)，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(fèi)產(chǎn)能。更多的人力投入成本和設(shè)備采購(gòu)成本，平衡點(diǎn)需要重新評(píng)估。

張力控制方面：走紙距離越長(zhǎng)，紙帶在設(shè)備運(yùn)行中的張力越不好控制。當(dāng)然，作為補(bǔ)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(guò) PLC 模塊控制，并將生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成到系統(tǒng)中，對(duì)于定量卷材，可以有數(shù)據(jù)調(diào)用，減少操作工調(diào)機(jī)耗費(fèi)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(yǎng)維護(hù)，以及對(duì) PLC 程序的復(fù)雜性，甚至對(duì)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(gòu)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(qǐng)生產(chǎn)一線(xiàn)人員與設(shè)備廠商進(jìn)行交流，以確保決策的最大有利性。

不可否認(rèn)的是，意大利設(shè)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(yīng)終端消費(fèi)者市場(chǎng)以及紙廠的需求。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(duì)于更嚴(yán)苛的品質(zhì)檢測(cè)，意大利設(shè)備只留了兩個(gè)取樣檢測(cè)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(qū)別于德國(guó)設(shè)計(jì)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(dāng)然前提是所謂的不完美不影響連續(xù)開(kāi)機(jī)。而德國(guó)的理念是，品質(zhì)高于一切，但凡設(shè)備檢測(cè)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(quán)關(guān)閉折疊段第一排廢口。

意大利設(shè)備這一設(shè)計(jì)，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(mǎn)意，終端市場(chǎng)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(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，或者是在消費(fèi)者和造紙廠對(duì)紙品所謂完美度不敏感的時(shí)候，意大利設(shè)備的質(zhì)量檢測(cè)設(shè)計(jì)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(duì)比下德國(guó)設(shè)備的嚴(yán)謹(jǐn)和產(chǎn)能，德國(guó)設(shè)備就會(huì)讓紙廠有些許失望。

3　德、意、中生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)車(chē)速

目前世界最高速的設(shè)備仍為德國(guó)設(shè)備。意大利設(shè)備最快只能做到德國(guó)設(shè)備的三分之二。中國(guó)設(shè)備正努力做到意大利車(chē)速，并同時(shí)努力提高設(shè)備開(kāi)機(jī)率，運(yùn)行穩(wěn)定性，以及最終產(chǎn)品質(zhì)量。

中國(guó)市場(chǎng)是否一定是追求最高品質(zhì)，單機(jī)產(chǎn)能第一呢？答案當(dāng)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(guī)格時(shí)，只要點(diǎn)下 HMI 人機(jī)界面即可完成。一般做一種新的產(chǎn)品，通常要更換很多機(jī)械部件，在系統(tǒng)里導(dǎo)入對(duì)應(yīng)程序，并通過(guò)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)用，機(jī)械微調(diào)來(lái)進(jìn)一步完成。高速機(jī)需要的翻車(chē)時(shí)間更長(zhǎng)。高速機(jī)在后期設(shè)備改裝中要投入的資金、時(shí)間成本也很高。而終端衛(wèi)生紙消費(fèi)市場(chǎng)是動(dòng)態(tài)變化的，如果要更快地響應(yīng)市場(chǎng)對(duì)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(xiǎn)的。國(guó)外設(shè)備的交貨期，貿(mào)易交易方式等都不同于國(guó)內(nèi)本土設(shè)備供應(yīng)。德國(guó)的設(shè)備交期最久，尺寸模具設(shè)計(jì)、供貨、市場(chǎng)反應(yīng)速度最慢，意大利和美國(guó)一些供應(yīng)商稍微好些。這時(shí)，中國(guó)本土的中低速衛(wèi)生紙加工設(shè)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(tǒng)印象中中國(guó)制造突顯“成本”優(yōu)勢(shì)。說(shuō)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(kāi)機(jī)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(guó)設(shè)備商尺寸模具設(shè)計(jì)速度快、交貨快，能很快對(duì)消費(fèi)者市場(chǎng)需求做出反應(yīng)。

中國(guó)工程師是如何降低成本的。首先，除壓花重負(fù)載區(qū)，其他區(qū)域都是只有驅(qū)動(dòng)側(cè)的墻板（驅(qū)動(dòng)側(cè)墻板有加強(qiáng)裝置配備），操作側(cè)是沒(méi)有墻板機(jī)架支撐的，這樣做的好處是，方便操作更換部件，敞開(kāi)式對(duì)設(shè)備走紙一目了然，可以及時(shí)反映并調(diào)整，對(duì)操作人員經(jīng)驗(yàn)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(gè)布局也不長(zhǎng)，1 ～ 2 位操作工完全可以駕馭。而德國(guó)設(shè)備布局長(zhǎng)些，設(shè)備占地更大些，意大利設(shè)備布局尤其長(zhǎng)，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(jī)頭、機(jī)尾來(lái)回跑，耽誤時(shí)間。

中國(guó)設(shè)備商將隔音罩作為可選項(xiàng)，讓用戶(hù)選購(gòu)。低速設(shè)備的真空泵、折疊、壓花輥等噪音本來(lái)沒(méi)有高速機(jī)那么大，用戶(hù)有時(shí)會(huì)決定不購(gòu)買(mǎi)隔音罩（當(dāng)然不推薦這樣做）。而德國(guó)高速機(jī)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(tái)中國(guó)中速包裝機(jī)。這個(gè)成本誘惑對(duì)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(shè)備制造材料選用

中國(guó)設(shè)備機(jī)身金屬材質(zhì)要求比高速機(jī)相對(duì)來(lái)說(shuō)要低些，各處負(fù)載要求低，真空泵要求流量和壓力低，PLC 和電機(jī)，電氣元件多選用國(guó)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(jì)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)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，中國(guó)設(shè)備制造企業(yè)也把更多資源投入到設(shè)備設(shè)計(jì)。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(shè)立 CNC 加工中心（金屬成型冷加工），從而更好地維護(hù)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(shí)保證質(zhì)量。本土企業(yè)對(duì)技術(shù)人員比過(guò)往更加重視，鼓勵(lì)創(chuàng)新，鼓勵(lì)研發(fā)人員走出國(guó)門(mén)學(xué)習(xí)，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(hù)意識(shí)。

在持續(xù)改進(jìn)、市場(chǎng)反應(yīng)度方面，中國(guó)設(shè)備制造商對(duì)中國(guó)本土市場(chǎng)的洞悉力也比國(guó)外制造商強(qiáng)，能及時(shí)與用戶(hù)溝通，及時(shí)做本土消費(fèi)者市場(chǎng)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(guó)制造的影響力已經(jīng)超過(guò)意大利廠商，逐漸從國(guó)內(nèi)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(guó)和意大利設(shè)備廠商在其本土的市場(chǎng)占有率。

6　結(jié)語(yǔ)

中國(guó)制造讓德國(guó)先進(jìn)企業(yè)看到了中國(guó)人的智慧和發(fā)展眼光。在未來(lái)，可能還要借德國(guó)工業(yè) 4.0 的東風(fēng)。比如，初期需要一些德國(guó)的母機(jī)（高精度數(shù)控機(jī)床）來(lái)過(guò)度，需要進(jìn)口一些德國(guó)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(guó)有很多機(jī)床企業(yè)，甚至一些做印刷機(jī)，包裝機(jī)的廠家都有自己的加工中心，連折邊機(jī)、滾齒機(jī)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(xiàng)，但實(shí)際投入巨大，導(dǎo)致德國(guó)設(shè)備成本高居不下。當(dāng)?shù)聡?guó)設(shè)備的用戶(hù)在爭(zhēng)取其自身所在市場(chǎng)和客戶(hù)時(shí)，設(shè)備投入成本成為非常大的阻礙。比如，汽車(chē)配件行業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，降本壓力大。正因?yàn)檫@樣，才使意大利設(shè)備、美國(guó)設(shè)備有機(jī)會(huì)進(jìn)入競(jìng)標(biāo)。這也是中國(guó)本土設(shè)備的行業(yè)進(jìn)入契機(jī)，沖出成本紅海后，中國(guó)制造采取的就是藍(lán)海戰(zhàn)略。

“市場(chǎng)需求，自身定位，設(shè)計(jì)與成本的平衡點(diǎn)”造就不同的設(shè)計(jì)理念，呈現(xiàn)出各自不同的優(yōu)勢(shì)。市場(chǎng)是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，在全球范圍內(nèi)，作為全球最大市場(chǎng)的中國(guó)，中國(guó)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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