人工智能技術在包裝行業創新應用
一、智能包裝與包裝產業發展分析
包裝是指為在流通過程中保護產品,方便儲運,促進銷售,按一定的技術方法所用的容器、材料和輔助物等的總體名稱。包裝種類豐富,用途廣泛,按材料可分為紙包裝、塑料包裝、金屬包裝、玻璃包裝和其他包裝。在包裝行業產業鏈中,上游部分為紙、塑料、玻璃、鋁材、鋼鐵等原材料;行業中游環節包括紙包裝、塑料包裝、金屬包裝、玻璃包裝、木質包裝等;下游方面主要應用于醫藥、食品飲料、日化、化工、家電等領域。當今時代的發展特征要求,產品的包裝已經成為一個產品的十分重要的組成部分,它越來越受到消費者以及開發者的重視。利用智能化在產品上的深入利用,為產品的可持續發展以及產業經濟的上升提供了理論依據和實踐案例。為產品包裝的更新換代,結合時代發展,提供積極并可推行智能化使用策略。面對今天產品銷量的競爭,傳統包裝是否能得到一個新的進步與提高,打造好智能化設計理念十分重要。我國包裝行業呈現出規模較大但集中度較低的特點。由于產品間差異較小,且行業限制措施少。我國包裝行業規模以上企業數量呈穩步上升趨勢,入局者逐漸增多,截至2021年,中國包裝行業規模以上企業(年營業收入2000萬元及以上全部工業法人企業)數量達到8831家,較2020年增加648家,同比增長7.92%。據中國包裝聯合會發布數據,2021年全國包裝行業規模以上企業累計完成營業收入達12041.81億元,同比增長16.39%。
隨著我國包裝行業的快速發展,包裝行業已經成為國民經濟重要基礎產業。包裝產業作為一個獨立的行業體系,其發展已被列入國民經濟和社會發展規劃,國家相繼出臺了一系列相關政策支持包裝行業的發展。隨著我國對包裝行業發展重要性的認識不斷提高,相關政策陸續出臺,包裝行業的地位進一步提升。各項支持性產業政策不僅為我國包裝產業的發展指明了發展思路和方向,也為我國包裝工業向綠色、可循環方向發展創造了優越的政策環境。
人工智能對于曾今的我們來說只停留在一個理論概念,但現在卻變為了現實條件。計算機的巨大革新賦予了人工智能更多的功能,例如它的一些常見的功能包括:視覺識別、決策分析、語音識別、智能檢索等等,并且它能夠輕松有效地進行自我把控。
在包裝方面,傳統品牌包裝具有對應的產品安全性跟消費買賣的高效特征,但隨著時代的發展以及商品種類的日趨多樣化,傳統包裝在部分商品上已經不能最大程度的滿足市場以及支撐消費者的需求,我們需要利用集合化的元件或者智能化的固有特征,然后將智能化特征盡可能的賦予到產品的一些包裝上或者產品的使用上,來促進智能化商品以及產業的更新換代,人工智能在包裝上的應用也將迅速發展,人工智能在包裝上應用具體展現為智能化的包裝技術,智能化的包裝材料以及在與包裝相關領域的拓展,人工智能包裝相比之前傳統的包裝模式有一套出色的功能結構,所謂的人工智能包裝其實是指利用良好的技術條件來對產品包裝出現的問題進行跟蹤亦或是監測。智能化優勢實則包括對產品包裝進行感知識別、跟蹤并且進行精確評估等,在產品包裝過程中最重要的考量就是質量。
智能包裝是一類保有基礎包裝功能后,又能感知、監控、記錄、調整產品所處環境的相關信息,并可將信息便捷、高效的傳遞給使用者的包裝總稱。按技術原理劃分,智能包裝可劃分為功能材料型智能包裝、功能結構型智能包裝和信息型智能包裝。
傳統包裝通常具有保護、流通、便捷和儲存四個功能,智能包裝在傳統包裝的基礎上結合物理、化學、計算機等學科,促使包裝智能化。在部分領域智能包裝可替代人工做出有效的溝通和合理的決策,并在第一時間獲取、存儲、處理和分享信息。智能包裝的作用是充當數據記錄媒介及包裝指示器。正是因為人工智能也能夠即使改善工業生產中的視覺難題,例如,一些人工智能技術可針對包裝的文字信息或者是包裝缺陷進行精確識別,能巧妙解決功能材料型智能包裝 指通過應用新型智能包裝材料,改善和增加包裝的功能,以達到和完成特定包裝的目的 需在原有的包裝印刷中植入微電子芯片,技術壁壘高,短期內較難大規模推廠 功能結構型智能包裝 指通過增加或改進部分包裝機構,促使包裝具有某些特殊功能和智能型特點信息型智能包裝 指能反映包裝內容物及其內在品質和儲存、運輸銷售過程信息的新型包裝技術壁壘低,更容易在中短期內實現大量的包裝過程中的視覺難題,高密度的算法節省大量的人力物力。因此智能包裝市場的規模將不斷的擴大化,智能包裝的需求也相繼會呈現增長趨勢,人工智能的應用也會在包裝中扮演重要的角色。
二、利用人工智能包裝融合技術打造綠色供應鏈
中國包裝工業始終貫徹綠色發展理念,把發展綠色包裝作為重要的戰略方向。包裝行業正在推動綠色工廠、綠色產品、綠色供應鏈行業示范,配合相關部門在包裝全產業鏈推廣清潔生產技術,加強生產過程的污染物管控與綜合治理。其中人工智能技術在產品包裝中的塑料利用和浪費中起到了很大作用,因為人工智能技術可以通過大數據分析、機器學習、自然語言處理等手段對供應鏈進行全面的分析和優化,從而實現綠色供應鏈的管理和優化。
(1)仿真模型。通過人工智能技術用計算機模擬、原型設計和測試對于將可靠、具有成本效益的產品推向市場至關重要。
但這些過程可能代價高昂,需要多次迭代以簡化最終設計,而且即使是最輕微的更改也可能需要從頭開始。很容易看出在這項艱苦的操作中會產生不需要的環境污染物。
(2)大數據分析。通過收集和分析供應鏈中的大量數據,包括供應商的環保證書、產品的環保指標、物流的碳排放量等信息,企業可以實時了解整個供應鏈的環保狀況和可持續性情況,為企業制定綠色供應鏈管理策略提供數據支持。
(3)機器學習。人工智能技術的機器學習模式,即計算機通過學習數據和模式,自動進行決策和預測的一種技術。企業可以利用機器學習技術對供應鏈中的各種環保數據進行分析和預測,預測物流的碳排放量、供應商的環保狀況等情況,從而實現供應鏈的精細化管理。
(4)自然語言處理。人工智能技術的自然語言處理是指計算機對人類語言進行分析、處理、理解的一種技術。企業可以利用自然語言處理技術,對供應鏈中的文本數據進行分析和處理,從而識別供應商的環保承諾、產品的環保標簽等信息,從而實現綠色供應鏈的智能化管理。
舉例,美國亞馬遜智能包裝就是通過人工智能技術改善并開始影響供應鏈結構的。亞馬遜公司使用智能算法從現實世界的客戶投訴中學習如何減少編號損壞的包裝,同時減少包裝材料的使用。通過為某些物品或交付指定帶襯墊的郵件而不是盒子,成千上萬的亞馬遜包裹變得越來越輕。這意味著更多的包裹可以裝在送貨卡車上,同時從各個角度減少浪費。這種數據驅動的方法將亞馬遜的運輸成本降低了5%,并降低了每件運輸商品的碳足跡。
人工智能還被用于減少浪費和成本,并減少貼錯標簽的產品數量。例如,Tesco 最近開始在某些肉類產品上使用嵌入數據的條形碼來減少食物浪費和過度包裝。現有掃描儀可以在包裝線上讀取標簽和日期信息,從而防止錯誤、緊急產品撤回和產品召回。即使是制作運動水壺這樣簡單的過程,也可以使用 AI 軟件來確定最佳包裝。它可以分析液體密度和材料強度等變量,然后提出新的設計或材料。然后人工智能可以預測塑料的耐用性和使用量。它甚至可以通過減少冗長的測試和減少材料來確定各種設計的不同強度是否可以獲得相似或更好的結果。例如, 人工智能解決方案可以幫助改用 使用壽命更長且易于回收的“更智能”塑料。
人工智能還可用于簡化供應鏈。根據營銷公司 Gartner 的說法,需求預測是供應鏈規劃中最流行的人工智能類型。
45% 的公司使用它來最大程度地減少需求和容量方面的故障。人工智能還可以通過預測消費者需求來消除一些供應鏈問題。一個從麥肯錫最近的一份報告,例如,發現AI供電的預測由30%至50%因庫存減少供應鏈的錯誤,在失去了銷售減少65%外的斷貨情況,降低倉儲成本。環保包裝進入市場緩慢的原因之一是產品的環境足跡通常在制造過程接近尾聲時計算。在決定產品的制造方式時,最小的變化都會對需要新材料和設計變化以及品牌重塑的包裝產生多米諾骨牌效應。此外,包裝設計師必須調整包裝以滿足一系列不同地域市場的需求和需求,從而在同一設計上創造出許多變化。這需要考慮很多。
然而,人工智能可以提供幫助。除了創新處理塑料垃圾的方法外,人工智能還可以從一開始就消除設計過程中的浪費。它可以深入研究困難的工程數據,找到生產關系的根源,消除重復和浪費的開發周期,消除對多種變化的需求,并以比以往任何時候都更快的速度獲得正確的包裝設計。綜上來說,人工智能可以簡化包裝,使包裝盡可能可持續。它還可以增加可生物降解或可回收材料的使用,并確保最小化尺寸和重量以降低運輸成本。
為了加緊打擊不負責任的塑料消費,企業需要從根本上改變產品的設計階段,將人工智能考慮在內。環境影響應該是產品設計的核心,以各種方式(材料和耐用性)作為量化指標嵌入其中。設計階段還應考慮產品的使用壽命,從一開始就考慮到處理和回收。然而,這并不是機器在很大程度上取代人類的未來反烏托邦愿景。相反,人類團隊需要與人工智能合作,以最低成本、最短時間和最大環境價值構建定制流程。
三、人工智能技術打造智能包裝新產業鏈
當前,人工智能、大數據等新一輪科技革命和產業變革,催生大量新產業、新業態、新模式,包裝工業要推動包裝裝備的智能化改造、高端化發展,打造基于大數據、人工智能和工業互聯網平臺等新一代信息網絡技術的智能車間、智能工廠。因為智能制造是現代產業的發展方向,也是目前包裝產業的發展短板。包裝行業要提升數字賦能水平,加快智能包裝裝備創新研發,在智慧包裝產品發展上,重點開發交互式、個性化、趣味性、沉浸式、智慧型包裝產品。加快研發集商品真偽鑒別、流程追溯管理、品牌數字營銷等多功能于一體的智慧型包裝產品。
簡單來說,智能包裝是“物聯網+包裝”的重要實現方式。智能包裝通過智能標簽、印刷電子和柔性顯示等創新技術,可實現對產品流通全程跟蹤、監控,實現產品溯、辨別真偽、精準營銷、消費者行為分析和物流跟蹤等,從而增強物品之間的信息交換與通信,同時促使人機溝通更加便捷。
智能包裝是在保留有基礎包裝功能后,能夠感知、監控、定位、記錄產品的相關信息,并實現與使用者高效便捷的信息交流、溝通互動的這一類包裝的總稱。智能包裝技術內容涵蓋保鮮技術、包裝技術、條碼技術、防偽技術、溯源技術以及RFID技術等,它對產品流通全程進行跟蹤、監控,可以為
品牌、零售商和最終消費者提供更高的供應鏈效率、豐富的產品完整性以及卓越的客戶參與度。
產品信息獲取的完整性是智能包裝價值呈現的一個方式。智能包裝不是一個產品,而是一個項目或者一個解決方案,它涉及軟硬件的集成和實際物品的應用及管理。通俗地說,一個完整的智能包裝解決方案包括包裝材料、工藝設計、智能感知、數據交互、系統管理等產品全生命周期,從生產制造到物流運輸再到品牌零售最后到終端用戶,智能包裝幾乎實現了產品流通全程的數據跟蹤,進而保證了供應鏈中產品的實際品質,比如是否變質、是否碎裂、是否遺失、是否假冒偽劣。一個簡單的智能包裝盒就能給消費者提供如此龐大的信息量,這是對消費體驗的極大提升。B端客戶可以借助智能包裝系統來優化產品生產結構和庫存管理,而這是價值呈現的另一方式。通過智能包裝技術,客戶可以獲悉哪一款產品更能滿足消費者的需求,更能迎合年輕人的口味,更受市場的青睞。這樣客戶就能根據這些信息來改變產品生產結構,進行深層次的開發,生產出市場需要的、有針對性的創優產品,從而創造出與消費者前所未有的親密度。此?外,智能包裝系統對特定產品庫存的優化結果可以與RFID一樣,提供斷貨補貨積壓貨等決策數據。
“RFID+”是一種潛在的長久的趨勢,在智慧城市尚未興起之前,RFID的應用領域就已非常廣泛;而在其興起之后,RFID結合其他的數字化技術將開拓出更加廣泛的創新的應用場景。通過兩種方式將RFID與智能包裝結合在一起,一種是嵌入式,將RFID標簽嵌入到每一個包裝盒上去;另一種是印刷式,升級工藝制造的流程,在不影響標簽芯片功能的前提下,將RFID標簽印刷上去。通過集成RFID與智能包裝,客戶可以利用RFID來獲取產品的數據信息。而有了RFID所獲取的數據信息,幾乎所有的智能手機都可以作為一個RFID閱讀器來使用。
現在75%以上的手機都普遍具有NFC功能,特別應該提出的是2018年年底蘋果在其最新款手機上全面開放了NFC功能,同年華為聯合銀聯開發出了“碰一碰”功能,所有的華為手機都必須配置有NFC功能。這對智能包裝行業的發展來說非常重要,因為此前推廣智能包裝面臨的最基本問題就是消費者使用的手機不能與物品進行數據交互,現在NFC解決了這一問題。
人工智能技術對包裝產業鏈的創新帶來了前所未有的機遇和挑戰。通過應用人工智能技術,企業可以實現從包裝設計到包裝生產、物流和使用的全流程智能化管理,提高包裝產業鏈的效率和質量。但是,人工智能技術在包裝產業鏈的應用也面臨著一些挑戰,例如技術成本高、數據難以獲取、人才短缺等。隨著人工智能技術的不斷發展和普及,包裝產業鏈也將迎來更多的創新和變革。未來,人工智能技術將成為包裝產業鏈智能化的重要推動力量,推動包裝產業實現更加高效、環保和智能化的發展。為了進一步推動人工智能技術在包裝產業鏈的應用,需要加強人工智能技術的研發和應用,提高數據的質量和可靠性,加強數據的共享和交換,提高人才培養和技術交流。同時,需要制定更加完善的政策和標準,促進人工智能技術在包裝產業鏈中的廣泛應用,推動包裝產業向智能化、綠色化和可持續化發展。
四、智能包裝市場發展趨勢分析
“中國制造2025”的核心就是實現制造業的智能化升級。伴隨著“中國制造2025”戰略的逐步推進,智能制造已成為物聯網、大數據、云計算、AI等新興技術的核心應用領域之一。而借著智能制造的春風,智能包裝成為了印刷包裝行業發展的新風口以及待挖掘的新藍海。同時,智能包裝也能打造綠色供應鏈夯實基礎,例如用NFC手機靠近包裝盒就能讀取產品說明,無需紙質說明書,從而節省紙張;根據客戶不同的材質需求,智能包裝選取了具有可再生資源的包裝材料。由于質量操控是全部產品包裝過程中的根本活動之一,傳統經過手動辦法進行質量監控十分困難。人工智能技術能夠很好的解決以上難題,協助生產企業實時了解產品包裝質量,甚至利用機器視覺體系捕捉圖畫、處理細節、分析包裝方案、獲取并修正數據并做出相應調整。在未來立體化供應鏈中,產品質量和客戶服務是至關重要的兩環,通過人工智能技術創新包裝模式來實現兩環創新最終保證供應鏈強鏈補鏈是合理途徑。
此外,智能包裝市場的發展也受到環保意識的影響。在全球范圍內,環保意識日益提高,消費者對環保包裝的需求也越來越大。因此,智能包裝市場也越來越注重環保和可持續發展。例如,可生物降解包裝、可回收包裝和節能減排的包裝等都受到了廣泛關注。在未來,環保包裝將成為智能包裝市場的一個重要發展方向。隨著中國消費者對產品品質要求不斷提高,可實現對產品流通過程全程定位、展現產品實際品質的智能包裝市場需求將日益增長,發展潛力巨大,或將成為中國包裝行業重要的發展方向之一。相關企業應抓住現在的機遇,大力研發智能包裝技術,適應未來產品包裝的新形勢,創造智能化、信息化的新包裝,提升產品的價值來推動經濟的發展。
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