陳廣學(xué) 陳琳軼 俞朝暉

智能包裝的發(fā)展背景

包裝產(chǎn)業(yè)是與國(guó)計(jì)民生密切相關(guān)的服務(wù)型制造業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展中具有舉足輕重的地位。截至2017年底，我國(guó)包裝工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到16200億，超越日本，成為僅次于美國(guó)的全球第二大包裝工業(yè)國(guó)。包裝產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，假冒偽劣和商品安全問(wèn)題層出不窮，我國(guó)年均假冒偽劣產(chǎn)品的產(chǎn)值在1300億元左右，約占國(guó)民生產(chǎn)總值的2%。傳統(tǒng)包裝只是起到保護(hù)商品和簡(jiǎn)單的品牌宣傳的作用，承載的信息量有限且固定，包裝及其上下游產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)并不能通過(guò)包裝收集數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、營(yíng)銷(xiāo)等決策活動(dòng)，消費(fèi)者對(duì)商品的體驗(yàn)感以及通過(guò)包裝實(shí)現(xiàn)的商品營(yíng)銷(xiāo)及品牌宣傳力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。傳統(tǒng)包裝產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力較弱、包裝產(chǎn)品附加值不高、落后產(chǎn)能過(guò)剩，難以滿足當(dāng)代人們對(duì)產(chǎn)品包裝的要求，包裝行業(yè)面臨著前所未有的轉(zhuǎn)型升級(jí)壓力。

國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于積極推進(jìn)供應(yīng)鏈創(chuàng)新與應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出，要促進(jìn)制造供應(yīng)鏈可視化和智能化。推動(dòng)感知技術(shù)在制造供應(yīng)鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用，促進(jìn)全鏈條信息共享，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈可視化。建立基于供應(yīng)鏈的重要產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯機(jī)制，將供應(yīng)鏈上下游企業(yè)全部納入追溯體系，構(gòu)建來(lái)源可查、去向可追、責(zé)任可究的全鏈條可追溯體系，提高消費(fèi)安全水平。工信部和商務(wù)部《關(guān)于加快我國(guó)包裝產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中指出，要圍繞綠色包裝、安全包裝、智能包裝，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系，推動(dòng)包裝產(chǎn)業(yè)由被動(dòng)適應(yīng)向主動(dòng)服務(wù)轉(zhuǎn)變，由資源驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)生產(chǎn)向綠色生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)字化及智能感知等技術(shù)的高速發(fā)展和移動(dòng)終端設(shè)備的普及，以及國(guó)家一系列政策的指導(dǎo)下，為智能包裝的發(fā)展帶來(lái)了全新的機(jī)遇，智能包裝已成為包裝行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。

智能包裝的概念、分類(lèi)及應(yīng)用領(lǐng)域

1.智能包裝的概念

智能包裝是指利用先進(jìn)的材料學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、現(xiàn)代控制理論、人工智能等多元學(xué)科的技術(shù)來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有的包裝材料、結(jié)構(gòu)與形式等，使包裝除了具有通用的基本功能外，又具有一些特殊的功能，比如對(duì)商品的質(zhì)量和安全性進(jìn)行積極的干預(yù)與保障，達(dá)到防偽溯源的目的；利用信息收集、分析、控制與處理技術(shù)完成對(duì)包裝全生命周期的優(yōu)化管理，為包裝及其上下游企業(yè)的生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、營(yíng)銷(xiāo)等決策活動(dòng)提供數(shù)據(jù)支持。

2.智能包裝的分類(lèi)

根據(jù)智能包裝所涉及的多元學(xué)科領(lǐng)域及實(shí)現(xiàn)原理，主要分為功能結(jié)構(gòu)型智能包裝、功能材料型智能包裝和信息型智能包裝。

功能結(jié)構(gòu)型智能包裝是指通過(guò)增加或改進(jìn)部分包裝結(jié)構(gòu)，使包裝具有某些特殊功能和智能型特點(diǎn)。功能結(jié)構(gòu)的增加或改進(jìn)一般側(cè)重包裝的安全性、可靠性和部分自動(dòng)功能，從而使包裝的商品使用更加安全和便捷。如圖1所示為裕同研究院開(kāi)發(fā)的提升封開(kāi)箱體驗(yàn)、零膠帶零填充的快遞物流包裝箱e拉盒。

功能材料型智能包裝是指通過(guò)應(yīng)用新型智能包裝材料，改善和增加包裝的功能，以達(dá)到和完成特定包裝的目的。目前研制的功能材料型智能包裝通常是采用濕敏、光電、溫敏、氣敏等功能材料，并且對(duì)環(huán)境因素具有“識(shí)別”和“判斷”功能。如圖2所示為感溫變色勺。

信息型智能包裝是指以反映包裝內(nèi)容物及其內(nèi)在品質(zhì)、運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程信息為主的新型技術(shù)。包括兩方面：一是商品在倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售期間，周?chē)h(huán)境對(duì)其內(nèi)在質(zhì)量影響的信息記錄與表現(xiàn)；二是商品生產(chǎn)信息和銷(xiāo)售信息的記錄。記錄和反映這些信息的技術(shù)涉及化學(xué)、微生物、動(dòng)力學(xué)和電子技術(shù)?？梢哉f(shuō)信息型智能包裝技術(shù)是最有發(fā)展活力和前景的包裝技術(shù)之一，如圖3所示為用于食品品質(zhì)安全領(lǐng)域的TTI時(shí)間溫度指示標(biāo)簽。

3.智能包裝的應(yīng)用領(lǐng)域

包裝作為供應(yīng)鏈體系的載體，與產(chǎn)品上下游企業(yè)密切相關(guān)，在產(chǎn)品原材料、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、銷(xiāo)售、消費(fèi)的整個(gè)生命周期中扮演著重要角色。從國(guó)內(nèi)外智能包裝發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，智能包裝主要應(yīng)用于關(guān)注商品品質(zhì)和信息安全的領(lǐng)域，比如食品、藥品、化妝品、大健康、煙酒等。

但隨著高新技術(shù)的快速發(fā)展以及消費(fèi)需求的不斷升級(jí)，特別是2017年以來(lái)“新零售”理念的推進(jìn)，對(duì)于智能包裝的需求更為明顯和迫切，我們相信，智能包裝的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，未來(lái)將會(huì)拓展到與人們生活及國(guó)民經(jīng)濟(jì)相關(guān)的各行各業(yè)。

智能包裝應(yīng)用案例

近年來(lái)，智能包裝技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用逐漸成為產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)，誕生出一大批應(yīng)用于不同行業(yè)和場(chǎng)景的智能包裝案例。

意大利藥品包裝解決方案廠商Palladio集團(tuán)與美國(guó)E-ink公司合作開(kāi)發(fā)了一款名叫PhutureMed智能藥品包裝。它包含了智能傳感器，用來(lái)監(jiān)控藥品的環(huán)境氛圍，如溫度、濕度等，還有計(jì)時(shí)器、激活扳機(jī)，并有一個(gè)由E-ink制作的顯示界面來(lái)顯示跟蹤的信息。該包裝可用來(lái)記錄、跟蹤藥盒所有的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，當(dāng)藥品被患者取出，信息將被收集并分享給醫(yī)務(wù)人員，甚至在電池電量耗盡的情況下仍在記錄。

英國(guó)印刷電子公司Novalia與聯(lián)合利華合作開(kāi)發(fā)了一款光電傳感食品包裝，它包含了傳感器、揚(yáng)聲器、電池和通信設(shè)備，可應(yīng)用到不同的包裝領(lǐng)域，包括紙張、紙箱板和合成基板等。通過(guò)超薄觸摸傳感器連接到一個(gè)采用印刷導(dǎo)電油墨的微控制器。當(dāng)購(gòu)物者觸摸顯示屏?xí)r，可通過(guò)電池供電的微型揚(yáng)聲器聽(tīng)到聲音，有助于消費(fèi)者作出更明智的購(gòu)買(mǎi)決策。

勁嘉集團(tuán)與茅臺(tái)酒合作開(kāi)發(fā)了一款茅臺(tái)醇物聯(lián)網(wǎng)感知包裝。該包裝支持NFC芯片防偽追溯功能，消費(fèi)者通過(guò)專(zhuān)屬的盒知App，可鑒別茅臺(tái)醇真?zhèn)?，通過(guò)產(chǎn)品生命值了解茅臺(tái)醇全生命周期信息；支持AR功能，可通過(guò)AR向消費(fèi)者展示品牌文化、3D防偽指南、營(yíng)銷(xiāo)游戲等內(nèi)容，消費(fèi)者通過(guò)手機(jī)攝像頭掃描即可體驗(yàn)；支持區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，讓茅臺(tái)醇在生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、銷(xiāo)售、消費(fèi)、飲用等環(huán)節(jié)具備數(shù)據(jù)采集功能，通過(guò)區(qū)塊鏈分布式數(shù)據(jù)，協(xié)助酒廠經(jīng)營(yíng)管理，了解市場(chǎng)。