顛覆性創新改變產業格局

世界進入信息化時代，創新成為經濟發展的第一動力，尤其是一些顛覆性創新的出現和產業化，不但改變了產業格局，還使一些產業被徹底顛覆。如液晶顯示屏的出現，顛覆了顯像管制造業，很快使計算機、背投電視、離子電視顯示屏更新換代；數碼照相機的出現，顛覆了膠片和模擬相機制造業行業，促使大型企業破產；手機攝像功能的突破，又顛覆了傻瓜照相機行業；CD、VCD、DVD光盤和相關設備的出現，顛覆了錄像機、光碟機制造行業；計算機和計算器的出現，顛覆了算盤、打字機、手工計算機等行業；電子商務的發展，又對百貨商店這種商業模式帶來威脅。

在印刷設備制造行業也是如此，數字印刷機的產業化，顛覆了以曬版機、曬圖機、名片機和小型平版膠印機為主的快印店設備配置，使近百家小型設備制造企業退出、轉行、轉型或升級。數字打印機的應用拓展，已經使超市、商店、醫院、飯店、庫房管理、物流等的消費、管理、結算發生很大變化，顛覆了印刷票據、賬簿的使用；網絡和手機等電子媒體的應用，改變了人們獲取信息的渠道，印刷媒體開始萎縮，影響到印刷設備制造行業的生存和發展。數字直接制版機的創新和發展，已經開始對照相機、激光照排機、曬版機等設備產生影響。據印刷機械分會發布的10家單張紙膠印機制造企業統計數字表明，2007～2011年，最高的年銷售總額曾達到24.78億元，而2013年僅完成銷售總額11.86億元，僅是最高年銷售總額的52%，萎縮了將近一半。2014年1～3季度這10家企業僅完成銷售總額的7.48億元，還不到2013年全年銷售額的63%，銷售總額又萎縮了12個百分點，繼續呈下行的趨勢。出現這種嚴峻的市場銷售形勢，有著多種影響因素，其一就是產品的競爭力仍落后于世界一流企業，因為近4年來進口的單張紙膠印機銷售額仍在50億～62億元，而國產的單張紙膠印機銷售額僅為11億～18億元，并呈現下降的趨勢。再從進口單張紙膠印機規格對比，可以看出大幅面（對開以上）單張紙膠印機進口銷售額占到80%以上，小幅面（四開以下）單張紙膠印機占到58%左右，這種競爭力的差距還沒有解決。其二是數字化、網絡化的創新仍起著顛覆效果，國產印刷設備已經失去部分短版印刷、個性化印刷、廣告印刷、票據印刷和新聞出版印刷設備的銷售市場，傳統印刷設備銷售凝滯。三是外資的退出和印刷市場設備過度投資泡沫顯現，隨著市場的萎縮，大批閑置設備有待消化，沒有新的增長力支持。

印刷設備發展該向何處去？首先是縮小與國際市場產品的差距，提高在國際市場上的競爭力，如單張紙膠印機應該在提高質量、減少故障率、節約紙張、擴大功能、提高自動化、拓展聯線化和短版印刷方面下功夫，還應該在實現綠色印刷、加強安全功能、節能減排、向食品包裝領域進軍方面有所作為，全面提高印刷設備在包裝印刷領域中的作用。最近，包裝印刷業市場呈現如下的新形勢，制造企業應予以關注。

1. 電子功能印刷的主要表現形式

①傳感器主要部件是芯片電路組件，電路可由印刷來實現。

②有機薄膜晶體管取代了體積很大的真空管。有機薄膜晶體管芯片是核心組件，是所有顯示器、液晶顯示器、電子紙必備的驅動組件，也可采用印刷工藝生產。

③RFID無線射頻識別系統由讀寫器和標簽組成，射頻標簽不但應用于傳統印刷，其標簽由芯片和RFID天線組成，也靠印刷來實現，RFID天線采用絲網印刷，印刷的厚度為0.01～0.04mm。射頻標簽廣泛應用與IC卡、電子門票、地鐵票、高速公路上的ETC通道、書籍管理、藥品流通、煙酒防偽以及餐飲自助賬務和管理。

④銅銦鎵硒四元化合物薄膜太陽能電池，一般以真空蒸鍍方式生產，美國公司將這4種原料以適當的比例調成納米離子油墨，采用印刷的方式實現量產。還有一家公司可以在一般的印刷廠實現在印刷機和涂布機上完成印刷。

⑤有機發光二極管OLED，采用有機材料，如塑料基材產品，實現卷材印刷。

2. 3D技術的廣泛應用

噴墨印刷不但在印刷業廣泛應用，而且在工程上顯現廣泛用途，其中主要表現在3D打印的廣泛應用。噴墨印刷是將墨水噴在載體上，而工程上的3D印刷，其墨水應該是一種工程材料，一種與工程零部件所需材料制成的所謂“墨水”，通過一層一層的噴涂固化，形成所需的零部件形狀，大大縮短加工周期和加工成本。現在已經實現金屬零部件、人體器官等方面的應用，今后將替代部分數控機床的成型加工工藝。

最近惠普推出新型大型工業3D打印機和3D打印技術——多射流熔融技術，這項技術比選擇性激光燒結技術打印速度提高10倍，精度也超過現在的水平。

最近，清華大學的一個研究生自主創新一臺3D打印機，以3000元的售價在網絡上實現銷售，并實現幾百萬元的現金收入，正在進行產業化設計和制造。這臺3D打印機的噴墨頭以三根圓柱式導軌為支撐，所謂噴墨材料是一卷線材，通過輸送裝置輸送融化，并堆積成一個零件或一種造型，自動化過程實現數字化和數控化，成為一個新的創意。海德堡公司在2014年也推出4D印刷裝置實現在球體上印刷的效果，開辟在體育用品上印刷的市場。

我國在3D工程方面也取得不小的成就，已經實現航空、航天和軍事上的應用，大大縮短了新產品的研發速度。但還沒有印刷設備制造企業轉型進入這個領域。

3. 期待進入的包裝印刷領域

①國內已經實現單雙色金屬板的膠印機和烘干箱的制造，而且烘干箱成為出口的產品，但多色機仍需要依賴進口，還沒有企業進入這個領域。

②與食品包裝印刷有關的印刷設備，如牛奶、果汁、小食品、熟食等直接入口食品的紙包裝印刷設備，要求設備在無菌環境下生產，設備制造應該執行《ISO14159∶2008設備安全 設備設計的衛生要求》標準，無菌車間應該執行《GB/ T22000-2006/ISO22000∶2005食品安全管理體系 食品鏈中各類組織的要求》標準，這方面的設備是符合今后發展方向的產品。

在這些印刷包裝領域，雖然有卷筒紙凹印機、機組式柔性版印刷機、淋膜機、卷筒紙分切機、粘盒機、包裝機等設備在國內市場銷售，但國外進口設備仍是該市場的主導，尤其包裝材料的印刷國內只占一小部分，據統計75%以上的市場掌握在國外企業手中。無菌灌裝設備可以看作印后設備，因為包裝材料印刷復合完成以后，灌注和最后包裝成型一次完成，因此也可以將無菌灌裝設備看成印刷設備的另一種形式，然而高端的 10000～24000包/時的無菌灌裝設備全部依賴進口。

國內能夠生產無菌灌裝設備和液體食品無菌包裝用紙基復合材料的企業有20多家，但技術實力和發展狀況非常不平衡，設備和包裝材料只能進入一些小型乳制品和飲料制造企業。具有一定規模和技術水平的無菌灌裝設備及包裝材料制造企業有北京紛美、青島利康、廣州利慧、上海普利特、山東碧海、臺州威立等企業，這些企業在銷售無菌灌裝設備的同時，每年銷售包裝材料約160億包，主要市場在中小乳制品和飲料企業，而大型的乳制品生產企業仍然以利樂和康美的灌裝設備為主，這些灌裝設備為高速機，灌裝速度達到24000包/時，而國內制造的無菌灌裝設備的灌裝速度僅能達到7500包/時。

4. 卷筒紙單面多色膠印機仍然是空白

將大幅面單張紙膠印機改進成為卷筒紙單面多色印刷機，取消輸紙機、收紙機、傳紙滾筒、遞紙機構等部件，增加給紙機、收紙機、張力控制系統等，可以實現紙塑鋁復合包裝材料的卷筒紙膠印，取得與凹印、柔印的競爭優勢，膠印的高速度、高質量、低成本將會發揮優勢，這項創新應該是填補市場空白的產品。

卷筒紙單面膠印機還有更廣泛的用途，如彩色瓦楞紙可以在瓦楞紙生產過程中實現與印刷后的白卡紙覆合，大大提高原來單張紙印刷后覆合的效率，還可以與凹印機競爭印刷的高效率和高質量，使印版的制造和管理成本大大降低，這也是一個重要的應用領域。

5. 傳統膠印制造企業的數字化轉型

①數字印刷成像技術的種類很多，目前有靜電成像，即惠普收購Indigo以后開發電子油墨靜電成像的印刷機。高端卷筒紙數字設備應該是HP Indigo W7200數字印刷機，這臺11.8米長的卷筒紙數字化印刷機，可以以每小時14400頁、28800頁、57600頁的速度完成四色、雙色和單色印刷A4圖像，印刷圖像規格為317mm×980mm，印刷機還可賦予每頁各不相同的可變數據批量印刷，可以印刷與膠印品質相當的短版書刊、報刊印品。在高清晰度模式下，圖像質量可以達到2438dpi，加網線數可以達到180線，還可以實現專色、亮色的裝飾印刷。這種設備的印刷采用電子油墨的原理，實現無版印刷，傳動過程采用雙引擎。輸出方式可以實現切割單頁、復卷和錯位輸出收頁。這種設備的高效率和高質量將再一次對傳統印刷設備提出挑戰，一批諸如以膠印為主的辦公和書刊印刷設備市場將遭到切割。

②近日，曼羅蘭和全球最大的數字與信息技術產品生產商富士施樂（中國）結成戰略合作聯盟，至此曼羅蘭為客戶提供的專業服務不僅局限在膠印，將延伸至數字印刷領域。

③海德堡公司的創新過程代表了印刷設備制造業的發展方向，1995年推出DI46-4和Speedmaster74DI數字直接制版印刷機以后，世界主要印刷設備制造商小森、利優比、網屏等國外企業相繼推出該種設備，并在快速印刷領域廣泛應用。據有關資料發布的信息，海德堡在推出這兩款直接制版印刷機以后僅7年，全球的銷售量已經達到2200臺，其中DI46-4銷售1200臺，Speedmaster74DI銷售600臺。這種設備是印刷機制造企業進入數字印刷領域最好的過渡產品，在研發中還可以對直接制版技術、無水膠印技術、卷筒印版盒技術等取得突破，不但解決了該設備的技術需要，而且對傳統設備的數字化改造產生了深遠影響。

2003年筆者有幸參觀了海德堡公司，這一年海德堡已經開始與柯達合作，在實驗室試制直接制版機、黑白數字印刷機和彩色數字印刷機，并很快推向市場，成為在傳統產業進入數字印刷設備制造最成功的企業之一。

2013年末，海德堡又實施重大舉措，先后與理光、富士膠片達成合作伙伴關系。富士膠片在耗材和噴墨技術領域極具創新的優勢，這標志著在戰略合作方面邁出了重要的一步。他們提出的目標是在數字印刷應用市場將業務遍及全球，預計3年內，海德堡的數字業務銷售額將超過兩億歐元。2014年，海德堡的噴墨標簽數字印刷設備亮相，這是海德堡、捷拉斯（1999年海德堡收購30%股份，現在又收購其余的70%的股份）和富士之間三方合作研發的成果。作為不折不扣的數字印刷設備，它擁有超高的速度和1200dpi×1200dpi的高精質量，以及良好的靈活性能，并且可以在所有常規標簽基材上進行印刷。憑借這項新的研發技術，海德堡將會在競爭日益激烈的市場中取得成功。最近，海德堡推出Linoprint C751全能型數字印刷系統，為短版印刷和可變印刷提供一個新的選擇。

高寶公司的主要精力仍在傳統印刷設備領域，并將大幅面膠印機的幅面推向1420mm、1650mm、1850mm、2050mm。在創新方面也沒有落后，高寶首家推出Genius 52UV小幅面多色印刷機，采用衛星式滾筒排列、網紋輥定量出墨、聯機實現上光印刷等特點，并且占地面積小，印刷材料的厚度可以達到0.8mm，可以適應PVC、PC、PS、ABS、PET等印刷材料的印刷，是短版印刷的首選機型。由于設備結構簡單、僅用7分鐘就可以完成一次換版和印刷過程，在試印刷時僅產生10張過版紙；采用網紋輥短墨路輸墨裝置，實現無墨鍵、無水印刷，使印刷過程的操作簡化。高寶Genius52 UV是最早使用網紋輥、短墨路輸墨方式的膠印機，在drupa 2008展會上高寶又展示了3款無水膠印機，分別是單張紙多色印刷機利必達74 Gravuflow、74Karat DI以及卷筒紙印刷機Cortina，這種技術在國內設備上尚未采用。

2012年高寶在德魯巴展會推出了一種用于個性化書籍、雜志和商業印刷的高速RotaJET 76數字噴墨卷筒紙印刷機。這臺設備使用水溶性油墨和京瓷公司的噴墨頭，設置兩排共112個噴墨頭，可以進行個性化的雙面四色印刷或小批量的印刷。該機印刷長度可調，最大紙帶寬度可達762mm，最小寬度為203mm，在雙面四色印刷時，走紙速度可達150米/分。經過幾個月的優化后，在瑞士的一次展會上，該機器印刷質量受到用戶的好評，高寶是當時唯一一家開始生產四開數字印刷設備的企業。

2013年高寶并購了意大利柔性包裝印刷設備制造商，吹響了向柔性包裝印刷市場進軍的號角，并購成立的新公司KBA-Flexotecnica專門制造衛星滾筒式柔性版印刷機，適用于各種包裝材料的印刷，從而又拓展了一個印刷包裝設備制造領域。

2012年德魯巴展會，以色列蘭達公司的納米油墨技術橫空出世，又帶來一輪新的數字化風暴。蘭達公司選擇多家合作公司以后，決定用小森的設備平臺打造納米數字印刷機，小森也就此獲得使用蘭達公司納米數字圖像印刷技術和納米油墨的權利，從而進入數字化設備制造行列。

上海紫光在2011年11月舉辦的全印展上展出首款和北大方正合作制造的數字印刷機——PM520噴墨數字印刷機、北人集團2014年推出DP32數字噴墨標簽機，標志著大型企業吹響進入數字印刷設備領域的號角。

6. 一家成功轉型的企業

上海新星曾是一家制造印刷制版設備的公司，是印刷機械和印機行業協會的成員，曾參與多項制版設備標準的制定，為印刷機械設備行業活躍的成員之一。曾幾何時，在計算機直接制版機進入市場以后，企業預料到曬版機等制版設備將會走向末路，毅然開始轉型器材制造領域，開始了橡皮布的制造和研發。經過10個年頭的不斷創新和發展，他們從低速膠印機需要的普通膠印橡皮布，轉而開發出高速機所需的氣墊膠印橡皮布，還開發出UV印刷的橡皮布。在印刷設備下行壓力的沖擊下，絕大多數制造企業發生年度虧損，而上海新星卻實現2014年2%以上的增長，尤其在出口方面，較2013年增長31.2%，其中大部分是對歐洲出口的增長。有統計表明，上海新星在全國12家制造橡皮布的企業中力拔頭籌，已經達到國內第一位的銷售量。由于市場供不應求，下一步將在江蘇擴建新廠，用世界最新的制造工藝提高產品數量和質量，以適應國內外的市場需求。