包装机械设计篇（1）

中图分类号：TB846 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（c）-0076-03

随着社会经济的发展，用户对产品的个性化提出了更高的要求。包装机械的设计也受到了市场经济的冲击，需要从缩减成本、加快开发和个性化设计等多个方面考虑自身的改变。传统的包装机械生产的批量较大、成本较高、品种较少，这已经适应不了市场的需求，必须加快自身改革的脚步。模块化设计是一种用功能决定包装机械设计的手段，它可以最大化满足客户的需求，应对市场的变化。因此，将模块化设计加在包装机械设计中是时展的趋势，也是包装机械缓解当前困境的措施。

1 包装机械模块化设计的内涵与特点

1.1 模块化设计的内涵

模块化设计是建立在分析产品功能基础上的，在选择前需要商家根据自身的需求选择模块。因此，模块需要根据种类作出划分，以方便客户的选择。通过这种设计，用户可以选择模块的组合来决定产品的性能，以此来应对市场的快速变化。同时，这种设计也减缓了包装机械更新换代的速度，用类似半智能化的设计手段来促进包装机械的发展。

模块化包装机械的模块有多种分类，根据功能和性能的分类大致有以下4种基本类型。

（1）横向类型。横向类型的模块化设计是指不改变产品的主参数，利用模块来实现产品的变形，以此来满足用户的需求。这种类型较为稳定，模块设计也较为简单，是较为常见的一种模块类型。

（2）纵向类型。纵向类型的模块化设计是指在同一类型的前提下，对不同规格的产品做定向修改。这种类型的模块可以使产品更加多样化，生产更多种类的产品，相比横向类型较为复杂。

（3）跨系列类型。跨类型的模块设计是指在一定范围内改变模块的某些性能，从而得到其他类型的产品。这种类型的模块设计可以满足多种用户需求，但是投入和复杂程度都较高。

（4）全系列类型。全系列类型的模块设计是一种综合体，它既包括了横向类型的模块化设计，也包括了纵向类型的模块化设计，是实现产品功能最大化的一种模块设计类型。

1.2 模块化设计的特点

模块设计是建立在机械系统基础上，同时它也结合了计算机系统和智能化系统，它的特点主要有以下几种。

（1）简化设计。包装机械的设计是一个复杂的过程，需要从多个需求入手，然后分别设计相应的功能，最后综合机械设计的原则和指标，完成包装机械的整个设计。但是模块化的设计却可以极大程度地简化包装机械的设计过程，原本的模块是固定的，只要根据功能需求选择相应的模块，然后综合在一起，就可以基本完成整个设计。

（2）产品柔性程度高。模块设计和机械设计不同，它可以独立地存在，随时将最新的技术应用在自身。因此，模块化设计的更新换代是极快的。在此基础上，生产商可以通过模块设计来替代原本的产品功能，可以符合多种需求，有很强的设计柔性。

（3）便于维修。机械产品存在问题之一就是维修和保养困难，有时机械设备的维修和保养花销远远超过了设备本身的价值。包装机械也是如此，面对着维修困难的局面。模块化设计很好地解决了这个问题，使不同模块可以独立地存在，在维修时只需要选择相应的模块就可以，方便了维修的过程。

（4）成本较低。模块化的包装机械在设计和制造的过程中都可以通过选用相应的模块来完成，再加上设计的柔性较高，可以实现小批量的生产，降低了包装机械的设计制造成本。

2 模块的划分和接口

2.1 模块的划分

模块化设计是应用在机械设计中的，它不仅要符合自身模块的设计指标，还要考虑到机械设计中的要求和指标。所以，在一定程度上，模块的划分要满足机械设计的互换性原则，即模块配合补位的尺寸是有固定的标准，可以实现相同模块的互换。作为系统的一部分，模块的划分在一定程度上决定着机械系统能否正常运作。因此，模块的划分要有很强的灵活性，照顾到管理的方便。同时，还要考虑到产品的发展和变形，为实现其柔性奠定基础。在具体的模块划分中，要注意以下几点。

（1）满足模块多变性的需求。模块在划分的时候要从功能入手，力求用最少的模块可以组成功能最多的产品。

（2）满足模块独立性的需求。模块在加入系统之后虽然是整体的一部分，但是要能够独立存在，使其功能和结构在独立的情况下完整。

（3）结合部位的灵活。模块是要加入系统中的，并且可以随时拆卸。所以，模块的结合部位要便于结合与分离。

2.2 模块的接口

模块设计的基础是能够独立的存在且应用于整个包装机械的系统，所以模块的结合是模块最重要的部分，结合的补位也称为接口。模块的接口在一定程度上决定着不同模块之间的互换性和可组合性。据有关数据表明，模块的性能60%以上决定于其接口。因此，接口的重要性可见一斑。

对于包装机械来说，虽然其生产时的工艺力较小，不需要较多的依靠接口处的阻尼力。但是接口的标准化和通用化也决定着整个系统的性能，这关乎到模块能否在包装机械的系统中发挥相应的作用。因此，接口的设计一定要按照统一的标准，保证模块组合的有效性。

3 模块化设计在包装机械中的应用――以贴标机为例

3.1 贴标机现状

贴标机是包装机械中最常用的一种，它用于对包装成品做最后的加工，给产品贴上标签。经济在发展，时代在进步，人们在选择商品的时候希望从商标中得到更多的信息，以此给自身的选择提供参考数据。而且市场的需求的是多样的，所以产品也必须具备多样性的特点，这就给贴标机提出了更高的要求。

传统的贴标机是一对一形式的，一种标签对应一种机械。这种贴标机不仅提高了产品的成本，降低了商家的竞争力，还阻碍了产品的多样化发展。所以，模块化设计创新应用在了贴标机中。将模块化设计应用在贴标机后，有以下几点优势。

（1）降低生产的成本。贴标机在应用模块化设计后，可以实现多种标签的标记，在需要的时候更换相应的贴标模块即可。这就极大降低了生产的成本，提高了商家的市场竞争力。

（2）促进商品的多样化。市场的需求变化是很快的，产品想要满足市场的需求，必须加快自身的变化速度。产品的变化，相应的标签也将变化。因此，模块的设计可以让商家忽略产品变化对贴标机的压力，从而加快产品多样化的发展。

根据上述的分析，可以很明显地看出模块化设计在包装机械中应用的优势，也正因为如此，当前的包装机械大多采用模块化设计的方式。例如，德国的krones集团是全球领先的包装机械设计厂家，它们重视模块化设计和包装机械设计的结合，优化了包装机械的性能，使自己的产品在市场上更具竞争力。

3.2 模块设计在贴标机中的应用

模块化设计可以改进包装机械的性能，这是由于模块的多样性对包装机械功能的提升。首先，模块设计有自身的种类划分，根据上文的分析，模块的划分在一定程度上决定着机械系统能否正常运作，因此需要满足模块多变性的需求、模块独立性的需求和结合部位的灵活等设计要求。在贴标机中也是如此，它可以分为冷胶贴标模块、自粘贴标模块、标签滚压模块、基本模块和传送模块等。

不同的模块决定不同的性能，产品在制造的时候就可以根据需求选择相应的模块，然后组装完成贴标机。而且，这种选择的方案是不受限制的，客户可以最大化地实现产品的个性化，同时贴标签的位置也可以随意指定，将贴标机的功能再次提升。

在2005年的德国慕尼黑食品技术博览会上，krones公司展示了最新的高速贴标机，这种贴标机将商标的长度定在了240～600 mm之间，并且有一套通用的商标模块，可以实现多种商标的互换。而且这种贴标机更换模块的速度也较快，能灵活地满足商家的各种需求。因此，krones公司的贴标机迅速占领了市场，将模块化设计在包装机械中的应用完美诠释给了世人。

3.3 模块化设计在包装机械中应用的问题和前景

模块化设计虽然有着不可替代的优势，提升包装机械的性能，但是也有自身的限制因素存在，具体表现在以下几点上。

（1）开发的周期较长。模块化设计满足的功能较多，所以其在设计的过程中需要考虑多种问题，这就增加了模块化设计的难度，延长了模块化设计的周期。而且，模块化的设计还要考虑各部分之间的配合问题，这就导致了一个修改导致整体机构设计的修改。因此，模块化设计的前期设计工作任务量较大，需要从模块的自身问题入手，分别探讨不同的功过环境、不同的应用设备对整个模块的影响。基于这些原因，模块化设计的开发周期比较长，消耗的时间往往是传统设计方式的几倍之多。

（2）开发过程复杂。模块化设计需要兼顾多种模块的协同运作，还要考虑模块在整个系统中运作。所以，开发的过程比较复杂。而且，模块化设计还需要考虑电子技术和计算机技术在其中的应用，在整个开发过程中要协调多种技术之间的配合关系。特别是为了实现模块化设计的智能化，各种传感器和PLC等软件和程序都需要加在其中，使整个开发过程较为复杂，增加了模块化设计的难度。

虽然模块化设计有自身的限制因素存在，它的应用还是不可阻挡的。当前的机械已经向着自动化和智能化的方向发展，需要满足多种需求。所以，必须从机械系统的整体划分开始，利用模块化设计来优化整个包装机械的性能。再者，经济的高速发展需要包装机械生产的产品有一定的市场竞争力。因此，模块化的设计应用在包装机械设计中的脚步不可阻挡。就以目前的情况而言，我国的包装机械应用模块化设计的程度还不够高，跟发达国家还有差距。但是市场经济的压力和国家对技术的重视都给模块化设计在包装机械中的应用提供了动力，它的前途必然是一片光明。

4 包装机械设计中的其他优化方案

模块化设计是包装机械设计优化的一种方式，除此之外包装机械设计优化的方法还有虚拟设计这种方式。虚拟设计是随着计算机技术的发展而兴起的，例如计算机的辅助绘图软件CAD和Solidworks等，它们可以实现在电脑上的三维绘图，然后生成相应的技术指标和性能参数。这种方式不仅可以用来检验设计的故障与瑕疵，还可以简化整个设计的过程。最重要的是，这种设计方式很方便修改，可以根据客户的需求做出各种调整，直到客户满意为止。虚拟设计是在计算机基础上发展起来的，所以它对计算机依赖的程度较高。但是这种依赖却有利于包装机械设计行业的发展，它不仅可以提高设计的速度，还可以将设计的成果进行模拟，检验其在特定环境下的工作状况。虚拟设计是用现代的科技手段进行传统的包装机械设计。这是时展的趋势，也给包装机械设计行业提供了新的发展方向。

除虚拟设计之外，包装机械设计方案的优化还有以市场需求为主的方式。需求决定市场，市场的需求方向即设计的优化方向。以目前的情况而言，包装机械行业的市场需求主要有包装机械的设计对环境的影响要小和设备购买的成本尽可能少。当前发展的是可持续的经济，要求机械设备产生的污染物较少，产生的噪声也要小，这就对包装机械内含的科技提出了更高的要求。但是当前我国的包装机械在这方面做得还不够好，设计和生产的包装机械还是以追求利益和生产为主，忽视了机械设备附属的价值。包装机械设备的竞争力在某种程度体现在价格上，客户想用最低的价格购买性价比最高的产品。这种性价比更多体现在包装机械设备的科技内涵上，包含的科技越高端，其本身的附属价值就越高，同等资源消耗，可以用更快的速度和更高的质量产出更好的商品。

5 结语

时代的发展给包装机械提出了更高的要求，需要从自身设计的柔性和符合市场需求等多方面做出调整，以满足发展的需求。改革是动力，要实现包装机械的发展，必须深化模块化设计的应用。以目前的情况而言，我国的包装机械行业和德国、美国和英国等国家相比存在一定的差距，模块化设计的应用也赶不上发达国家的脚步。但是，这也为我们提供了更多发展的思路和方向，可以借鉴他人成功的经验，最终实现模块化设计在包装机械设计中完美的应用。

参考文献

[1] 贺兵，刘扬.模块化设计在包装机械设计中的应用[J].包装工程，2008（10）：140-142.

包装机械设计篇（2）

（1）优势。

计算机辅助设计软件主要包括Optistruct、Ansys和Pro/E这三个部分。对于Optistruct软件而言，其作为hyperworks软件中的重要部分，设有快速准确的有限元求解器，能够对模块进行优化分析和设计。用户可以利用Optistruct软件中的边界类型、载荷、属性以及材料等，优化线性屈曲、模态、频率和静态等。同时借助该软件的尺寸和拓扑优化等功能优化结构时，可以在图形上利用不同的颜色直观表示出可优化去除或可加强和保留的部分，其中红色显示为可保留部分；绿色和蓝色显示为可优化去除部分。Optistruct软件作为一种应用软件，其能够优化结构，因此在结构优化方面备受企业的重视。Ansys软件作为一种辅助设计软件，其具有仿真和有限元分析功能，能够对部分较为简单的结构直接进行建模，如梁结构、板件和杆件等。但是在实际的生产过程中，由于零部件较为复杂，Ansys建模无法有效满足其实际需求，必须要以专业的Pro/E软件为基础进行三维建模，在此基础上导入Ansys，从而进行有限元仿真分析。Ansys软件与Optistruct软件相比较而言，其能够将结构的数值大小、变形分布以及应力进行直观准确地反映，更侧重于有限元仿真分析。Pro/E作为一种绘图软件，其三维建模功能极为强大，能够对不同常规性的三维实体加以快速生成。一般而言，如果结构零件的外形相对较为复杂，则可以利用Pro/E软件的各种专业命令，使各种类型不规则的三维实体模型在界面内生成。

（2）联合分析流程。

计算机辅助设计软件在实际设计和研发过程中，往往需要不断循环验证和设计，从而实现最优解。在包装机械设计中联合应用Optistruct、Ansys和Pro/E软件，将会使开发的周期加以缩短，保证最优解结构的准确性和可靠性。三者在设计中的联合应用流程图如下图。首先利用Pro/E软件进行三维建模，促使实体模型加以快速生成，并借助Ansys软件进行有限元仿真分析，从而得出该模型的变形云图和应力分布云图，对2项最大值加以求解，便于结构的优化。其次利用Optistruct软件导入三维模型初始结构，并对结构加以优化，以此得出可优化区域的密度云图，并在此基础上利用Pro/E软件，对优化模型三维图加以建立。最后对Ansys再次导入加以验证，并将设计结构优化前后的应变和应力加以比较，从而确定最优解。

2包装机械设计中计算机辅助设计软件的应用价值

（1）应用实例。

以易拉罐的包装生产为例，在对原材料加以运送时多采用真空吸盘托架，一是利用Pro/E软件对三维实体模型加以建立；二是利用Ansys软件导入三维模型，从而进行有限元仿真分析，并对材料的荷载、定义边界约束条件、网格划分和属性进行合理设置；三是在Optistruct软件中导入模型，优化分析结构，有效定义优化方法和属性，合理设置材料，科学划分网格，并对目标和约束载荷加以优化，从而对结构进行分析求解。四是将优化模型三维实体图建立在Pro/E软件中，并在Ansys导入优化模型，从而进行有限元仿真分析。五是对托架结构优化前后的参数进行比较分析，当满足应变和应力条件且具有明显的优化效果时，则可将其确定为最优解。对于托架结构而言，其优化前的最大应变为0.916673mm，最大应力为222.742MPa；优化后的最大应变为0.384901mm，最大应力为181.787MPa；优化前后的最大应变减小了0.531772mm（58%），最大应力减小了40.955MPa（18.4%）。

（2）应用价值。

将计算机辅助设计软件联合应用于包装机械设计中，其能够有效保证Pro/E与Ansys和Optistruct之间的数据传送。Pro/E与Ansys进行数据传送时，能够利用初始图形交换标准（IGES）格式，在不同的辅助设计软件中交换数据。同时设计人员能够利用Pro/E对三维实体模型加以建立，并对IGES格式加以选择保存，使其能够导入Ansys。这样能够几何修复和拓扑修复结构的进行部分，有效得出优化的几何模型，保证有限元仿真分析的顺利实施。当然，在导入的过程中，也可以采用IGES格式，但是要想对三维图形的效果和数据进行完整保证，确保结构分析优化的准确性，应采取直接式数据传送的方式。

包装机械设计篇（3）

包装机械设计新趋势分析

包装机械设计篇（4）

【中图分类号】TB486【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0179-01

我国的包装机械行业起步于20世纪70年代，在80年代末和90年代中得到迅速发展。已成为机械工业中的10大行业之一，无论是产量，还是品种上，都取得了令人瞩目的成就，为我国包装工业的快速发展提供了有力的保障。目前，我国已成为世界包装机械工业生产和消费大国之一。但在包装机械设计领域，绝大多数设计人员仍沿用传统的设计方法。随着科学的不断发展以及市场竞争的加剧，客户的需求也越来越高。体现在以下几个方面：为了满货期和降低生产成本的需要以及包装机械和生产机械相衔接必须提高生产效率；为了更好地适应新变化的需要，包装机械要具有高的柔性和灵活性；当设备出现故障时，能进行远程诊断服务；利于环境保护、噪声、粉尘和废弃物少；设备购置投资尽可能少，价格要尽可能低。而传统的设计方法根本无法满足这些要求。

1、现代机械设计方法

为了寻求保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计失误的方法和措施，并适应科学技术发展的要求，使设计工作现代化，引发了现代设计方法的研究。现代设计方法的特点是动态的、科学的、计算机化的方法。它将那些在科学领域内得到应用的所有科学方法论应用到工程设计中。现代设计方法实质上是科学方法论在设计中的应用。冠以“现代”二字是为了引起重视，其实有些方法也并非是现代的。可归纳为下列具有普遍意义的方法：信息论方法、系统论方法、控制论方法、优化论方法、对应论方法、智能论方法、寿命论方法、离散论方法、模糊论方法、突变论方法、艺术论方法。把以上现代设计方法应用到机械设计中来，则称其为现代机械设计方法。

2、现代机械设计方法在包装机械设计中的应用

首先在设计理念上要借鉴先进国家的经验，以用户的需求为设计的目标，并结合柔性设计、模块化设计的理念，一机多基本一样，但设计阶段侧重点不同如：总体设计时，要全面考虑整个包装机系统的布局、运动协调性、造型设计、人-机环境以及装箱运输等。模块化设计是一种先进的设计方法，它的核心思想是将系统根据功能分为若干模块，将包装机中同一功能的单元设计成具有不同性能、可以互换的模块，通过模块的不同组合，使包装机多功能化、系列化。采用这种方法的优点是：（1）使包装机更新换代速度加快。因为新机型的替代，往往是局部改进。将先进技术引进相应的模块，比较容易实现局部改进；（2）缩短设计周期。当用户提出要求后，只需更换模块，或设计制造部分模块，即可得到新的机型，满足用户需求；（3）降低成本，便于维修；（4）性能稳定可靠。另外现代包装机设计应该满足“绿色设计”，即人性化设计的要求。它是面向质量设计、装配设计、制造设计、维修设计、可靠性设计的综合设计。我国人口众多，人均消费水平比发达国家低，而且城乡差异较大，包装系统的设计应以价廉物美为主，不能盲目追求高精尖。要考虑到可靠性、安全性、环保性、低噪音等各方面的因素。充分体现原理优化、结构优化、制造优化、造型优化。

3、包装机械可靠性的设计方法

机械可靠性设计可分为定性可靠性设计和定量可靠性设计。所谓定性可靠性设计就是在进行故障模式影响及危害性分析的基础上，有针对性地应用成功的设计经验使所设计的产品达到可靠的目的。所谓定量可靠性设计就是充分掌握所设计零件的强度分布和应力分布以及各种设计参数的随机性基础上，通过建立隐式极限状态函数或显式极限状态函数的关系设计出满足规定可靠性要求的产品。机械可靠性设计方法是常用的方法，是目前开展机械可靠性设计的一种最直接有效的方法，无论结构可靠性设计还是机构可靠性设计都是大量采用的常用方法。可靠性定量设计虽然可以按照可靠性指标设计出满足要求的恰如其分的零件，但由于材料的强度分布和载荷分布的具体数据目前还很缺乏，加之其中要考虑的因素很多，从而限制其推广应用，一般在关键或重要的零部件的设计时采用。机械可靠性设计由于产品的不同和构成的差异，可以采用的可靠性设计方法：预防故障设计、简化设计、余度设计、耐环境设计、权衡设计等，将这些方法应用到包装机械设计中去即为现代包装机械可靠性设计，当然，机械可靠性设计的方法绝不能离开传统法，如机械计算机辅助设计、有限元分析等。

目前，微电子技术、信息技术、网络技术、材料科学等学科迅猛发展，而且不断向机械工业渗透。现代设计技术也不断地与机械设计技术相结合，向集成化、敏捷化、网络化、智能化的方向进一步发展。在包装机械设计中引用现代机械设计方法，使得包装机械的设计周期大大地缩短，提高了产品的性能，而且还有助于经济效益的提高。随着设计新手段、新方法、新技术不断地涌现，广大技术人员应不断更新设计思维，采用现代设计技术，真正提高产品的开发能力和设计水平，以增强市场竞争力。

参考文献

包装机械设计篇（5）

包装机械是伴随着生产的进一步发展而发展起来的现代工业，通过自动化的方式对产品进行加工。包装机械在生产领域的使用，给生产打来了很大的方便，也对环境造成了不同程度的伤害，造成了大量的垃圾物质。随着社会的进步人们越来越关注环境保护问题。因此不断改良包装机械设备对于提高企业的经济效益起到很大的作用。不断改进技术，完善传统的落后的技术需要从多个方面进行努力，无论在包装机器的管理、工艺运行、后期维护，还是后期的废气排放都需要进行努力。

1 绿色产品设计的内涵与特点

1.1 绿色产品设计的内涵

绿色产品是指在其生命周期过程中，符合特定的环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率最高，能源消耗最低的产品。绿色产品设计是以环境资源的保护为核心的产品设计过程。在产品的整个生命周期内，优先考虑产品环境属性（自然资源的利用、对环境和人的影响、可拆卸性、可回收性、可重复利用性等），并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，考虑并保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。

1.2 绿色产品设计的特点

1.2.1 产品设计的闭环设计过程。在以往的产品生命周期规律中，产品从生产到销售，到使用，到废弃，都被考虑到范围之内，就是没有考虑产品。但是考虑到环境保护的因素，在绿色产品工艺方面需要考虑到开环的设计，这一环节被加入到产品生命周期之内，包括对产品的包装的加工和处理工作流程的设计，设计的理念都是在最大限度节约资源的前提下，提高企业效益。

1.2.2 节约资源和能源。在产品生产之中贯彻绿色设计理念，对于提高产品材料的使用率和提高经济效益具有一定的意义，节约材料降低成本的目的。因此，环境保护理念的落实可以在很多方面防止污染和浪费现象。

1.2.3 从源头上减少环境污染。绿色产品在设计和加工方面依据节约和环保的理念，从不同的方面对环境问题进行治理，有效的从源头上解决了设计加工中环境污染问题，促进产品的高质量。

1.2.4 有利于保护环境。绿色产品设计的重点就是注重环境保护，需要从多个方面进行改善，在加工制作流程上需要考虑到对产品资源的利用，在废弃物的制造工作上应进行控制，并且运用各种方法提高产品利用率，不断提高企业效率，减少废弃物的排放和材料的浪费，促进生态平衡。

2 绿色包装机械设计的关键技术

2.1 包装机械的结构设计

目前，包装产品的发展非常迅速，在包装日益专业化的大背景下，对于包装材料的要求也变得越来越高。在这样的条件下，提出了绿色包装机械的设计理念，在资源利用方面，在材料的选择方面偏向于易于回收利用的质料。在资源方面进行节约、选择容易拆卸的材料和便于回收的包装性能都是包装材料方面需要注意的具体问题。具体设计的要求是，保障使用的材料尽量简单，在材料的回收方面方便操作，通过多方面对包装机械进行升级换代。总之，只有不断提高包装产品的设计要求，才能够促进包装的环保效能的提高。

2.2 面向材料的包装机械设计技术

在材料的使用方面需要从多方面对材料进行对比选择，通过不同程度的设计规范，促进机械设计技术的进步。在产品废弃物的处理方面需要增强技术含量，不断提高生产效率，到达治理环境污染的目的，在不同方面促进生产效率和产品质量的提高。因此，包装材料的使用非常重要，在具体材料的使用当中需要注意以下几个方面：

首先，在材料的使用中需要结合实际进行分析，从各个方面减少材料使用的难度，不断将工作贯彻下去。在操作中需要全面考虑到各项材料可能出现的问题，将问题处理在萌芽中。其次，对于材料的选择需要全面进行对比，考虑材料的成本，想方设法降低材料的支出，提高利用率。再次，对于污染小的材料需要多投入，污染小的材料对于促进产品的环保具有很大的作用。最后，因为包装机械有很多种，不同的材料有不同的特点，在材料的使用中需要多方面考虑进行区分，以便做出有利的选择。

2.3 包装机械的制造工艺设计

包装机械的绿色工艺流程内容比较广泛：（1）对工艺设计各环节进行审核，对设计方案进行综合考察，制定最佳的工艺方案，降低使用的成本；（2）在生产工艺的选择方面，需要选择适合的、对产品生产有利的方案，减少废弃物的排放；（3）在包装机械的操作流程中尽量减少包装材料的浪费，减少资源的使用，提高资源利用率。

2.4 模块化设计

模块化设计是对包装进行设计时经常使用的方法，也是绿色产品设计中需要不断完善的一种行之有效的办法。模块化设计需要综合考虑的因素比较多，具体而言，在具体的模块选择上要求尽量节约资源。具体设计的要求是，保障使用的材料尽量要求简单，在材料的回收方面方便操作，对不同情况的使用材料设计不同的模块化方案。

2.5 可拆卸设计

包装机械设计篇（6）

0 引言

目前，很多小作坊和网店将售卖各种各样散装食品作为主营业务，其主要原因为此类商品可以实现现做现卖，前期投入低，制作简单，易上手，且投资风险低，比较适合于刚进入电子商务行业的创业人员。而此类似的食品网店中，大部分都存在以下问题：（1）食品采用纯人手包装，而此类食品店存在人手少、工作量大、耗时长等问题，不利于劳动力的解放；（2）食品包装过程中的污染问题。对此，设计一种高效能、低耗能的真空包装机械有着显著的意义。

1 当前常见的真空包装机械

在笔者设计之初，为了获得系统的客观的信息，为设计决策做准备。笔者对作品进行了详细的资料查阅，根据相关资料可知，目前的真空包装机主要包括：

1.1 家用真空封口机

家用真空封口机是集真空和封口于一体的家用厨房设备[1]。其操作步骤为：打开压盖―拉下气嘴―将袋口套上气嘴―压下上盖左右两端，上盖将配锁住―按下电源，开始抽真空，从而实现真空包装。

1.2 立式真空包装机

立式真空包装机适用行业（如大包装食品原料、大枣、核桃仁、松子儿，电子产品，海藻制品防氧化等）[2]。该机型真空室容积大，袋口立封形式。可连同产品外包装（如桶、盒）直接搁置于真空室内，完成内袋的真空封口。开门式的操作形式便于重物搁置。

1.3 外抽式真空包装机

外抽式真空包装机是通过抽气嘴放到被包装物的包装袋内，抽空空气，退出抽气嘴，然后完成封口[3]。

以上三种真空包装机虽然能够完成真空和封袋过程，但是此前的准备步骤如开袋、填料、将袋口送入抽气嘴等步骤均需要人工操作，自动化程度不高，不适合于人手少的食品店，而且人手的接触会增加食品污染的可能性。

2 新型真空包装机械

2.1 新型真空包装机械总体设计

机械系统总体设计是机械设计过程中极其重要的一步，关系到机械的性能、强度、尺寸、外形、质量及成本。因此，笔者采用结构化的设计方法对作品进行了主要功能的分析以及功能的分解。下面将进行详细介绍。

2.2 主要功能及其分解

经过笔者大量的市场调研，上述这种熟食类全自动真空包装机预计实现的主要功能：

（1）可自动完成取袋，保证PE袋单张输出；

（2）输袋与取袋合理衔接，工作台可移动；

（3）对物料完成称重、输料，减轻人工称重的负担；

（4）完成开袋、输料、封袋过程的配合；

（5）完善的控制系统，对各部分进行协调控制。

根据对各项功能的分析研究，笔者提出了总体设计方案，并且对主要功能进行分解，系统框图主要有输袋机构、可移动工作台、开袋机构、送料机构以及真空封装机构。

2.3 机械部分设计

为了保证熟食类全自动真空包装机每个部分协调有效的完成各自功能，本设计采用多电机配合处理。在本设计中，使用多类型多部电机共同作用。由于可移动工作台需做往复型周期运动，需采用步进电机驱动；在整个包装系统中需要采用真空吸盘、进行真空封装需多个真空泵配合使用；本设计在输袋结构、可移动工作台等中均采用了电动推杆，通过直流电机驱动，在保证其驱动力的同时，提高了结构的稳定性及可操作性，从而提高了包装机在工作期间的工作效率；采用丝杆传动结构，通过步进电机驱动，实现了工作台的移动。为了设计更为人性化，结合人体工程学，设置平台，连杆的高度及位置，使操作更加舒适。

3 新型真空包装机械结构

新型真空包装机械主要由机械结构以及控制系统两个主要部分组成。

3.1 机械结构

机械结构主要可以由零部件分为以下几个结构：外部框架结构、可移动工作台、取袋结构、开袋结构、送料结构、真空封装结构。

外部框架机构主要是新型真空包装机械的整体外表结构，为了保障新型真空包装机械的实用性以及内部零部件的安全性，外部框架架构主要使用670mm×460mm×500mm的尺寸，并设定装置总重20KG。经过笔者分析，这样的结构以及连接方式能够最大程度的提升框架的稳定性、安全性。除此之外，鉴于框架在正常的工作情况下，应该有较为出色的强度，硬度，刚度等机械性能。对此，装置骨架采用2mm厚的角钢型材，通过螺栓螺母联接，使整个装置外框连在一起，使装置骨架能够达到较为出色的强度，硬度，刚度等机械性能。除此之外，考虑到实际情况中会有一些碰撞等突况，表面材料选用厚度为0.7mm厚的铝合金板，由此便能够极大程度提升新型真空包装机械的结构安全性。

3.2 控制系统

新型真空包装机械设计的控制系统由51单片机及附加的24V直流电源、继电器完成。通过51单片机控制直流有刷电机的正转和反转来实现电动推杆的伸缩，同时通过矩阵键盘控制51单片机可以实现单步或多步操作。整个过程由时序电路完成，不需要反馈及检测环节。

4 总结

综上所述，随着我国经济条件的变化，人们对食品的安全性要求越来越高，对于食品、药物等商贩而言，真空包装是一种防止食品变质的有效措施，由此可见真空包装的重要性。高效、节能的真空包装机械其既能够保障食品的质量，还能够极大程度的降低劳动力、包装材料，为市场提供更好的服务。

【参考文献】

包装机械设计篇（7）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.223

0 引言

对于企业来说，面粉包装的机械化能再提高面粉包装效率的同时大大节省劳动力成本。采用机械化包装的面粉，不仅包装效率极高，且包装的品质十分稳定。采用PLC控制的更加先进和高效面粉包装机械手的设计，是各大面粉厂家进行研发的重点目标，也是小型面粉生产厂家对产业结构升级换代的一个必由之路。

1 主要功能设计

面粉包装机械手需完成指定的工作循环，同时要根据循环过程中的反馈对循环进行协调。具有调节压力、时间、温度和速度的功能，具有质量检测、自动计量计数、完整的安全策略和根据客户需要提供的可视化操作平台等功能。

控制系统由PLC控制确定精度，并可以根据生产要求调节各项系统参数，本系统采用变频调节技术，可以让机械手系统在效率和节约方面调节侧重。总体来说设计包含软件和硬件两大部分，其中，软件控制部分包含的主要内容即对利用智能模糊PID控制结合快速逼近算法实现的封口过程的精确定位研究，结合此项工作进行PLC硬件选型，编写控制程序。如果需要，同时应开发相应的人机界面来实现监控和手动调节功能。硬件部分的设计需：（1）闭环系统的整体设计；（2）电机、变频器、PLC控制器和光电编码器等硬件的选型；（3）根据系统要求，确定系统I/O设备数量，模拟量的通道数量；（4）建立带有说明的I/O功能分配表。

2 设备组成及包装工艺

如图1所示，开机时，电机启动，通过传动机构带动拉膜带匀速转动，该速度可根据包装规格调整。拉膜外侧是高弹力胶带，内侧为正向齿形带，这种结构可以极大地加强薄膜与皮带的摩擦力，包装材料随着机械手运转向下运动，经过纠偏槽到达成型机，这样就可以对其进行桶状处理，进而加热、加压和纵向热封。

封构机在运行前回到原始位置，包装材料色标达到传感器时，传感器启动横向封口电机，每个封口器都有前后两部分组成，且采用弹簧链接。在工作循环中，两个横向封口机构能够进行互相挤压产生一定的R缩行程，采用这种设计，使两个横封头的回转中心的中心距小于两者的回转半径和。竖直方向上封口机的运动会完成包装袋的横向热封和切断，同时，启动计量螺杆，横封机构回位，等待传感器采集的下一个色标指令。

关于包装工艺，主要涉及供料、横向封装、纵向封装和切断四个方面。本设计主要以各类传感器输入和异步电机通过PLC的控制配合，将生产需求转化为精准控制的过程，达到对生产工艺可控化。

3 PLC设计

首先是确定控制方案和选型。根据统计，本设计系统具有14个开关量输入，7个输出，4个模拟量输入和两个输出，根据I/O点数需求及冗余设计，选择EM232模拟量I/O模块和EM231热电偶PID模块。这样，基本保证了光标检测、手动运行、联锁自动运行、电机速度反馈等。开关量可以控制设备的产品输送管路电磁阀、输送监视系统、横封纵封电机和信号指示系统等。4个模拟量控制热电偶温度输入和横封纵封的加热器温度等。利用MOBUS总线RS485通信调节变频器输出频率控制包装机电机的转速从而达到对工艺的控制。

在此硬件结构基础上，我们开发了手动和自动两种控制模式。手动模式中，操作员跳过PLC主机启停相应异步电机从而达到控制灌装量的目的。控制器、执行器件等开始执行相应循环。同时，操作员操作循环可以保存相关参数，进行自动模式下的循环过程。手动模式的主要目的是调试和修改生产参数。

自动模式中，PLC根据预设参数，自动执行循环包装流程。该模式下，操作员依旧可以通过修改参数干预循环过程，但此过程不打断生产。只需在调整完成后监视生产情况和指示灯，在遇紧急情况是介入停机或采取其他操作。同时，自动模式还具有光标模式，按照给定长度进行封装，无需横向封装的绝对准确。

参考文献：

[1]王元荪.一组有关面粉的中国专利[J].现代面粉工业，2011（05）.

[2]黄学敏.夏季面粉生产中应注意的问题[J].粮食流通技术.2010（06）

[3]季玉娜.买面粉如何看质量[J].农村百事通，2008（04）.

包装机械设计篇（8）

1 现代机械设计方式在包装机械设计中的使用

目前我国在现代机械设计方式在包装机械设计中的使用状况，主要可以分为以下几个部分：

首先就是针对包装机械设计的理念上，主要是借鉴西方先进国家的经验，把用户的需求当作设计的首要目标，并且结合现代柔性设计以及模块化设计的理念，一机多用或者通过更换少量零部件来完成不同功能的使用需求。

针对现代包装机械的设计与现代机械设计其过程是基本一样的，但是在设计的具体阶段会有不同的侧重点，例如说在总体设计的阶段，需要全面的考虑包装机械系统中的布局以及运动协调性、运输和造型设计等。在对包装设计过程中，模块化设计也是一种较为先进的方式，其核心理念就是根据不同功能来分成是若干个模块，通过不同模块的各种形式组合来实现包装机械的多功能以及系列化。这种设计理念的优点有以下几点：

第一就是让包装机械的更新速度加快，在之前包装机械的替代往往都是进行局部的更新换代，但是将这种新技术引进到包装机械设计中就可以更为容易的实现局部改进；其次就是有效的缩短设计周期，如果当机械用户提出新要求之后只需要更换模块或者是制造新模块就可以得到新的包装机械机型来满足用户需求；第三就是可以便于维修，降低成本，同时使用性能更为稳定可靠。

除此之外，在针对包装机械设计中的绿色设计理念，这种设计理念是将包装机械设计的质量设计和制作设计、维修设计等综合起来的设计理念，因为我国目前在发展水平上依然落后于西方先进国家，同时经济增长方式较为粗放，这就要求我国针对包装机械的设计需要考虑到安全性以及环保性等多方面的因素。

随着科学技术进步和市场竞争越来越激烈，包装机械的使用客户提出的要求也越来越高。这种需求主要体现在以下几个方面：第一就是提高机械生产效率来满货期和降低成本的需求；第二就是当包装机械设备出现故障可以进行远程诊断，第三就是有利于保护环境，降低噪声和粉尘；第四就是机械成本降低。

现代包装机械的设计主要包括了市场调研、对用户需求进行分析、确定包装机械功能、论证包装机械可行性、制定机械设计方案，然后再到分析用户效益和论证方案可行性、设计原理图和结构，制定样机，随后进行技术验证和制定售后服务方案，最后进行改进设计和系列化设计等。在这些具体环节中，市场调研是针对所有包装机械基础工作，只有通过市场调研才可以了解政策导向以及包装机械行业的供求信息等。在确定原理方案设计过程中首先需要了解一些经典样式的产品信息，了解机械中元件性能来简化包装机械的传动性能，或者是使用躲电机拖动来缩短传动链，对于包装机械的传统系统来说应该尽量使用现代化手段进行系统建模和动态优化。

2 包装机械设计的创新

针对包装设计需要由新颖性，也就是要求包装机械的新型号等其结构特点与已出现的同等型号等有明显区别；其次就是设计需要由先进性，新产品在性能上优于其他产品；第三就是要求设计的实用性，需要让包装机械新产品可以有更广阔的使用范围和市场前景。

针对包装机械的创新设计不可以仅仅依靠测绘或者仿绘国外产品的方式，一定要在设计理念上进行改进或者提高。针对包装机械的创新设计，首先需要大量参阅国外资料以及先进机械。针对一些选定的机型要全面分析其性能中的优劣，更重要的是要吸取其设计理念中的内涵。针对任何机械设备的设计，都需要从工艺以及关键环节和部位入手。针对包装机械的创新设计更是需要如此，首先从工艺和关键部位入手做细致的设计分析来找到创新点。

目前随着虚拟概念的提出，计算机辅助设计以及三维设计等新技术等都融入到了包装机械设计的过程中。虚拟设计以及虚拟制作技术就是指将包装机械的各种机器元素等都存入到计算机中，然后将图纸进行数字化后输入到计算机中，既可以得到三维模型，然后再将包装机械进行生产时的数据和指标都输入到计算机中来演示实际生产中的能力、产生废品的数量等。

包装机械设计篇（9）

近年来，在我国科学技术发展的过程中，人们为了使得机械设计技术的应用效果得到进一步的提升，就将许多先进的科学技术和设计理念应用到其中，从而满足当前现代化机械设计的相关要求。而虚拟样机技术的运用，主要是在计算机信息技术的基础向，建立其相关的数字化模型，对其整个机械系统进行简化设计，这样不仅有效的降低了机械设计的成本，优化了机械设备的工作性能，还使得机械产品开发设计的质量得到进一步的保障，有效的解决了传统技术设计技术在使用过程中存在的问题。下面我们就对虚拟样机技术在保证机械设计中的实际应用情况进行介绍。

1. 虚拟样机技术简介

1.1虚拟样机技术概述

目前在我国社会经济发展的过程中，人们也已经进入到了一个知识信息化的时代，许多先进的科学技术也不断的出现在了人们的生活当中，这样不仅很好的改变了人们的生活方式，还使得社会生产的质量和效率得到了进一步的提高。而在我国机械设计行业发展的过程中，人们为了使得机械产品的工作性能得到进一步的提升，使其传统机械开发技术中存在的问题得到很好的解决，人们也将许多先进的科学技术应用其中。而讯样机技术的应用，主要是为了对机械产品进行相应的创新设计，并且通过测试和评估的方法来对机械设备的质量和性能进行优化，尽可能的降低人们在机械产品开发过程中所设计到的成本消耗，从而促进我国机械设计行业的发展。目前，在我国机械设计当中，虚拟样机技术也被人们称之为机械系统动态技术，被人们应用到各种机械设备设计当中。

而仿真技术作为虚拟样机技术中的一种，人们早在上个世纪80年代，都已经将其应用到机械行业当中。并且随着社会的不断进步，也将许多先进的设计理念和科学技术应用到其中，从而使得方针技术的应用效果得到了进一步的提升。这样使得人们机械设计的过程中，通过计算机技术的应用，来对其样机实践进行分析，从而保障机械产品性能的最优化，有效的解决了人们在传统机械设计过程中，存在的相关的问题，从而促进我国机械设计行业的发展，满足现代化社会经济发展建设的相关要求。

1.2虚拟样机技术的优越性

本质上，虚拟样机技术是一种模拟仿真技术，涉及到多体系统运动学、动力学建模理论及其技术实现等方面，是在先进的建模技术、信息管理技术、多领域仿真技术、交互式用户界面介绍和虚拟现实技术的基础上的综合应用技术。虚拟样机其实就是实际产品在计算机上显现出的模型，又称为数字化样机。虚拟样机的智能性是实现人机交互的一种机械设计技术，是计算机辅助工程师进行设计，而不是完全由计算机程式化的进行产品设计分析。虚拟样机并不会因其虚拟性而在功能方面与物力样机存在差距，而是在一定程度上拥有与物力样机相似的功能，其检测的真实度具有可信性。利用相关分析软件，结合机械设计等方面知识，可通过分析产品虚拟模型，预测产品性能，包括运动学特性、动力学特性、强度分析、疲劳寿命等，为优化产品提供依据。

2. 虚拟样机技术相关软件

2.1 Pro/Engineer（Pro/E）

三维建模工具的出现和应用改变了传统的设计方法和过程。相比二维绘图软件，三维建模工具所独具的优点使得其正越来越多地得到应用。就目前市场上存在的三维建模软件来说，Pro/E软件，尤其是第三代产品Pro/E wildfire版本，其所具有的强大的参数化特征造型功能（现代CAD技术的一个主要发展方向）而受到企业界的一致认同。通过Pro/E 设计出来的与物理样机完全相同的虚拟样机，其零部件之间的装配和嵌合一目了然，而且通过它的运动仿真分析功能可以把设计错误消灭在设计的初始阶段，还可以简化复杂的设计工作，把设计人员从繁琐的工作中解放出来，使设计人员把精力放在机械产品的结构优化和创新上。

2.2 ADAMS

虚拟样机技术的典型应用软件是ADAMS软件。ADAMS是美国Mechanical Dynamics Inc公司开发的虚拟样机分析软件，使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。另外，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。

3. 包装机械设计过程中虚拟样机的应用

设计初期直接在计算机环境中创建虚拟样机，并进行各项仿真实验和分析，如此不仅可以使机械的结构和功能得到模拟，还能检测出机械产品的缺陷，使缺陷在最初的设计阶段就能及时发现并加以改进，实现设计与完善同步进行。虚拟样机技术的兴起，不仅使复杂的机械设计工序简单化，也为机械设计提供了全新的设计理念。本文将以机械中的减速器为例阐述虚拟样机给机械设计带来的巨大作用。减速器主要涉及到ADAMS和Pro/Engineer两种软件。设计者可以使用虚拟样机技术，通过三维建模、动力学仿真分析和优化设计等三个过程，研究零部件参数对减速器性能的影响并对测试结果进行分析，依照分析结果优化设计，实现最优设计。在建模过程中，设计者首先应用Pro/E软件建立减速器的带有质量、转动惯量等物理特征的各个部件，并装配好零部件。减速器Pro/E模型建立以后，利用IGES接口输到入实体模型ADAMS软件中，添加相应的约束与驱动后，设置仿真平台相应的输入输出参数，即可进行减速器动力学性能参数的分析与求解。在仿真的基础上就可以得到相关的数据，分析后进一步对所设计的机构进行结构参数优化，进而得到更为完善的减速器。由以上分析可以看出，ADAMS和Pro/Engineer软件可以图形的方式在计算机上显示出减速器，很方便的帮助设计者评估出产品设计方案的优劣，并能把虚拟样机中存在的缺陷及时发现并优化。有了这些参数，我们就可以快速、准确为完成物理样机设计奠定基础。

4. 结束语

总而言之，目前我们在包装机械设计的过程中，已经将虚拟样机技术应用到其中，这就使得机械设备的工作性能得到进一步的优化，从而有效的经济了传统机械设计技术在实际应用的过程中，存在的相关问题。而且随着社会经济的不断发展，人们为了使得虚拟样机技术的应用效果得到明显的增长，也将许多先进的科学技术应用到其中，这就有效的促进我国机械设计行业的发展，满足了现代化社会经济发展的相关要求。■

包装机械设计篇（10）

知识经济环境下，知识被视为 企业 最重要的资源，产品中蕴含的知识量成为竞争的基础和决定胜负的关键，对于知识密集型的包装机械结构设计来说更是如此。随着 现代 信息技术的 发展 ， 计算 机技术的广泛使用以及多主体合作模式的出现，引起了包装机械结构设计在工作方式、组织模式和实现手段上的根本性变革，技术和市场形态的变化也对包装机械结构设计提出新的要求。因此，从知识管理的角度研究新环境下包装机械结构设计具有重要的理论和现实意义。

1包装机械结构设计中的知识管理

知识管理是适应知识经济时展的需要而产生的，是管理 科学 的思想与理念向纵深发展的结果是随着人们对资源认识的不断深化和企业管理能力的不断提高而发展起来的。知识管理既不是简单的信息管理的延伸，也不是对知识的管理或简单的知识化的管理，而是以管理为基础，以知识为中心，为解决知识开发与应用过程中出现的知识需求与知识利用间的矛盾而产生的一种管理模式。它包括知识的识别、获取、开发、传播、使用、保存以及更新的全过程，通过屏蔽信息复杂的来源，以方便用户对所需知识的获取和利用，为用户提供个性化的知识服务这些知识能够帮助主体获得竞争优势，实现最大的利益。其目的在于知识资源的有效利用，力图将合适的知识在合适的时间传递给合适的设计师，以便使他们能够做出好的决策。

包装机械结构设计中涉及到的知识有造型设计知识、产品理念知识、原理设计知识、安全性知识、人机知识、布局知识等，包装设计知识管理的目的就是通过信息技术支持、激励机制，以及良好的组织文化建设和组织结构设计，发掘组织内部已有的知识，从组织外部获取所需知识，在组织中实现知识共享并引导知识创新，并对知识进行蓄积和有效运用，以此提高组织的包装机械结构设计能力。

2包装机械结构设计知识管理模型

本文在现有的知识管理理论基础上提出了包装机械结构设计知识管理模型，如图1所示。

2．1包装机械结构设计中的知识管理流程

包装机械结构设计中的知识管理流程可分四个主要阶段：知识的获取、知识的存储、知识的转化和知识的应用。

2．1．1知识的获取

包装机械结构设计是一个知识的运用和创新的过程。一方面它依靠员工本身的技能和经验；另一方面要求通过不断地吸收外部的技术知识和专业化的学习来提高设计能力。因此，知识获取在包装机械结构设计中具有重要的作用。知识获取包括从现有的知识库或知识 网络 中提炼出有用的知识，以及有效、快速吸收设计所需的外部知识。通过内部与外部知识的联合与补充，将各种知识汇合成组织的知识网络，为包装机械结构设计提供一个共同的资源库，为知识提升和知识拓展创造机会。知识获取是包装机械结构设计知识管理过程的首要内容，为确保设计过程中相关知识的获得，组织应提供多种知识获得的方式，如建立内部知识库、协同工作以及创造知识交流的环境等。

2．1．2知识的存储

包装机械结构设计中的知识存储是指组织将有价值的知识经过选择、过滤、加工和提炼后，存储在适当的媒介内，并随时更新和维护其内容和结构，以利于设计者更加便利、快捷地访问，获得有效的知识。组织的存储对于组织来说是非常必要的。首先，知识的积累是知识创新的基础，根据学习创新能力理论的观点，当组织积累越多的知识，就越容易吸收、学习新知识和创造新知识。其次，知识的存储还可节约知识的重复开发成本，知识是组织投入成本所获得的提升组织优势的重要资源，从成本分摊的观点看，知识的利用程度越高，其相对价值也越高再次，组织内员工的离职、退休、死亡以及对知识的遗忘，项目团队在完成任务后解散，或者组织成员的流失和变动都会造成知识的流失，因此需要及时保存。最后，凭借知识的存储可以降低重复设计的成本和重蹈覆辙的损失。

2．1．3知识的转化

包装机械结构设计知识存在于两种形式：隐性知识和显性知识。显性知识是易表达的、可以通过语言、文字等方式传播的知识，隐性知识是个人拥有的，不易表达的，难以传播的知识，是个人长期学习和积累的结果。nonaka提出的seci模型显示了隐性知识和显性知识之间相互作用与相互转化的过程，如图2所示，其中包含了四个过程：

(1)隐性知识向隐性知识转化过程：设计人员之间通过观测、模仿、传授等方式进行交流，从而实现个人技能、经验等知识的传播、共享，这一过程是知识社会化的过程。组织的创新能力很大程度上依赖于隐性知识之间的转化，关键是组织成员如何贡献自己的隐性知识为集体共享；

(2)隐陛知识向显性知识转化过程：个人将存储于大脑中的设计体会、设计经验等知识通过个人主页、知识库管理系统等转变成共享的显性知识，这是知识的外在化过程；

(3)显性知识向显性知识转化过程：组织将一些分散的显性知识整合成新的更复杂或系统化的显性知识，以便在组织范围内使新知识得以共享，这是知识的综合化过程；

(4)显性知识向隐性知识转化过程：员工通过学习，将多种渠道得到的显性知识进行消化、吸收，转化成个人能力，存于大脑之中，这是知识的内在化过程。

在知识转化过程中，每一个转化阶段都会有外部新知识的融入，比如员工的自我体会、知识使用过程中的改进、创新等。因此，知识转化过程实际上也是知识共享的过程，是新知识的创造和产生过程。通过知识转化过程的螺旋上升运动，组织的知识得以充分共享，组织设计能力得到不断提高。

2．1．4知识的应用

包装机械结构设计中的知识获取、存储和转化只是为设计提供了可供利用的知识，这些知识能够被有效利用，还要看组织的知识应用能力，它决定了设计成功的可能性和效率。知识的应用有多种表现形式，如有效利用经验和教训学习提高工作流程的效率或不再重复犯错；能快速有效地将知识应用并发挥在问题解决和工作绩效的提升上；能快速有效地将知识利用发挥在可以观察到的环境变化上，以及指导竞争战略上等。

2．2包装机械结构设计中的知识支撑系统

2．2．1知识导向型的文化

由于知识型员工中竞争心理、知识垄断心理、自我封闭心理等障碍的存在，使得组织中的知识共享困难重重。因此培育一个知识导向型的文化是包装机械结构设计中知识管理成功的关键要素之一。所谓知识导向型组织文化，使指将知识视为组织最重要的资源，能够支持有效地获取、创造、交流和利用知识的组织文化。知识导向型文化的关键因素是对新知识持一种欢迎态度，并且在一个不断学习和尝试被高度评价、重视和知识的环境中，创造出一种信任和开放的气氛。通过知识导向型文化的建设，培育共享的价值观，使设计人员认识到，只有把知识拿出来共享，才能实现自身的价值，获得信任和尊重，并通过共享使知识得到增值，最终提升自己的实力。

2．2．2激励机制

建立强有力的激励制度，是包装机械结构设计知识管理成功的有效保障。通过激励机制可向设计者明确表明组织的态度，在组织内确定和鼓励知识型行为。知识型行为是指在工作岗位上利用组织知识并实现知识增值的行为。当前很多组织在知识管理实践中，常采取一种十分重要而有效的激励措施一知识全程跟踪制，并将这种激励制度作为组织知识管理初期的首选措施。所谓知识全程跟踪，是将知识提供者的姓名永久性地附在其所提供的知识记录上，并通过相应的技术支持使该提供者能够了解什么人、在什么地方、如何利用其所提供的知识，从而增进知识提供者的自豪感和成就感；同时能使该项知识的利用者与提供者之间保持密切的联系，激发利用者对提供者的尊重，并通过双方的相互交楼和探讨进一步创造新知识或知识的新应用。

2．2．3面向知识管理的组织结构设计

面向知识管理的组织结构具有柔性化、扁平化、 网络 化等特征。柔性化使组织能对意外的变化及时做出反应，具有较强的灵活反应的能力；扁平化减少了组织的管理层次，通过管理者向员工的全面授权，使得员工承担更大的责任，从而促进管理者与员工之间的交流；网络化可使各组织单元之间的连接最大化，从而为知识共享提供最佳的组织结构支持。

2．2．4信息技术支持

信息技术有利于组织内拥有不同知识基础的员工协作，有利于员工接近知识和分享知识，有利于加速交流，提高知识收集和知识利用的效率。

2．2．5形成设计、制造、使用一体化的知识管理机制