颠覆性创新改变产业格局

世界进入信息化时代，创新成为经济发展的第一动力，尤其是一些颠覆性创新的出现和产业化，不但改变了产业格局，还使一些产业被彻底颠覆。如液晶显示屏的出现，颠覆了显像管制造业，很快使计算机、背投电视、离子电视显示屏更新换代；数码照相机的出现，颠覆了胶片和模拟相机制造业行业，促使大型企业破产；手机摄像功能的突破，又颠覆了傻瓜照相机行业；CD、VCD、DVD光盘和相关设备的出现，颠覆了录像机、光碟机制造行业；计算机和计算器的出现，颠覆了算盘、打字机、手工计算机等行业；电子商务的发展，又对百货商店这种商业模式带来威胁。

在印刷设备制造行业也是如此，数字印刷机的产业化，颠覆了以晒版机、晒图机、名片机和小型平版胶印机为主的快印店设备配置，使近百家小型设备制造企业退出、转行、转型或升级。数字打印机的应用拓展，已经使超市、商店、医院、饭店、库房管理、物流等的消费、管理、结算发生很大变化，颠覆了印刷票据、账簿的使用；网络和手机等电子媒体的应用，改变了人们获取信息的渠道，印刷媒体开始萎缩，影响到印刷设备制造行业的生存和发展。数字直接制版机的创新和发展，已经开始对照相机、激光照排机、晒版机等设备产生影响。据印刷机械分会发布的10家单张纸胶印机制造企业统计数字表明，2007～2011年，最高的年销售总额曾达到24.78亿元，而2013年仅完成销售总额11.86亿元，仅是最高年销售总额的52%，萎缩了将近一半。2014年1～3季度这10家企业仅完成销售总额的7.48亿元，还不到2013年全年销售额的63%，销售总额又萎缩了12个百分点，继续呈下行的趋势。出现这种严峻的市场销售形势，有着多种影响因素，其一就是产品的竞争力仍落后于世界一流企业，因为近4年来进口的单张纸胶印机销售额仍在50亿～62亿元，而国产的单张纸胶印机销售额仅为11亿～18亿元，并呈现下降的趋势。再从进口单张纸胶印机规格对比，可以看出大幅面（对开以上）单张纸胶印机进口销售额占到80%以上，小幅面（四开以下）单张纸胶印机占到58%左右，这种竞争力的差距还没有解决。其二是数字化、网络化的创新仍起着颠覆效果，国产印刷设备已经失去部分短版印刷、个性化印刷、广告印刷、票据印刷和新闻出版印刷设备的销售市场，传统印刷设备销售凝滞。三是外资的退出和印刷市场设备过度投资泡沫显现，随着市场的萎缩，大批闲置设备有待消化，没有新的增长力支持。

印刷设备发展该向何处去？首先是缩小与国际市场产品的差距，提高在国际市场上的竞争力，如单张纸胶印机应该在提高质量、减少故障率、节约纸张、扩大功能、提高自动化、拓展联线化和短版印刷方面下功夫，还应该在实现绿色印刷、加强安全功能、节能减排、向食品包装领域进军方面有所作为，全面提高印刷设备在包装印刷领域中的作用。最近，包装印刷业市场呈现如下的新形势，制造企业应予以关注。

1. 电子功能印刷的主要表现形式

①传感器主要部件是芯片电路组件，电路可由印刷来实现。

②有机薄膜晶体管取代了体积很大的真空管。有机薄膜晶体管芯片是核心组件，是所有显示器、液晶显示器、电子纸必备的驱动组件，也可采用印刷工艺生产。

③RFID无线射频识别系统由读写器和标签组成，射频标签不但应用于传统印刷，其标签由芯片和RFID天线组成，也靠印刷来实现，RFID天线采用丝网印刷，印刷的厚度为0.01～0.04mm。射频标签广泛应用与IC卡、电子门票、地铁票、高速公路上的ETC通道、书籍管理、药品流通、烟酒防伪以及餐饮自助账务和管理。

④铜铟镓硒四元化合物薄膜太阳能电池，一般以真空蒸镀方式生产，美国公司将这4种原料以适当的比例调成纳米离子油墨，采用印刷的方式实现量产。还有一家公司可以在一般的印刷厂实现在印刷机和涂布机上完成印刷。

⑤有机发光二极管OLED，采用有机材料，如塑料基材产品，实现卷材印刷。

2. 3D技术的广泛应用

喷墨印刷不但在印刷业广泛应用，而且在工程上显现广泛用途，其中主要表现在3D打印的广泛应用。喷墨印刷是将墨水喷在载体上，而工程上的3D印刷，其墨水应该是一种工程材料，一种与工程零部件所需材料制成的所谓“墨水”，通过一层一层的喷涂固化，形成所需的零部件形状，大大缩短加工周期和加工成本。现在已经实现金属零部件、人体器官等方面的应用，今后将替代部分数控机床的成型加工工艺。

最近惠普推出新型大型工业3D打印机和3D打印技术——多射流熔融技术，这项技术比选择性激光烧结技术打印速度提高10倍，精度也超过现在的水平。

最近，清华大学的一个研究生自主创新一台3D打印机，以3000元的售价在网络上实现销售，并实现几百万元的现金收入，正在进行产业化设计和制造。这台3D打印机的喷墨头以三根圆柱式导轨为支撑，所谓喷墨材料是一卷线材，通过输送装置输送融化，并堆积成一个零件或一种造型，自动化过程实现数字化和数控化，成为一个新的创意。海德堡公司在2014年也推出4D印刷装置实现在球体上印刷的效果，开辟在体育用品上印刷的市场。

我国在3D工程方面也取得不小的成就，已经实现航空、航天和军事上的应用，大大缩短了新产品的研发速度。但还没有印刷设备制造企业转型进入这个领域。

3. 期待进入的包装印刷领域

①国内已经实现单双色金属板的胶印机和烘干箱的制造，而且烘干箱成为出口的产品，但多色机仍需要依赖进口，还没有企业进入这个领域。

②与食品包装印刷有关的印刷设备，如牛奶、果汁、小食品、熟食等直接入口食品的纸包装印刷设备，要求设备在无菌环境下生产，设备制造应该执行《ISO14159∶2008设备安全 设备设计的卫生要求》标准，无菌车间应该执行《GB/ T22000-2006/ISO22000∶2005食品安全管理体系 食品链中各类组织的要求》标准，这方面的设备是符合今后发展方向的产品。

在这些印刷包装领域，虽然有卷筒纸凹印机、机组式柔性版印刷机、淋膜机、卷筒纸分切机、粘盒机、包装机等设备在国内市场销售，但国外进口设备仍是该市场的主导，尤其包装材料的印刷国内只占一小部分，据统计75%以上的市场掌握在国外企业手中。无菌灌装设备可以看作印后设备，因为包装材料印刷复合完成以后，灌注和最后包装成型一次完成，因此也可以将无菌灌装设备看成印刷设备的另一种形式，然而高端的 10000～24000包/时的无菌灌装设备全部依赖进口。

国内能够生产无菌灌装设备和液体食品无菌包装用纸基复合材料的企业有20多家，但技术实力和发展状况非常不平衡，设备和包装材料只能进入一些小型乳制品和饮料制造企业。具有一定规模和技术水平的无菌灌装设备及包装材料制造企业有北京纷美、青岛利康、广州利慧、上海普利特、山东碧海、台州威立等企业，这些企业在销售无菌灌装设备的同时，每年销售包装材料约160亿包，主要市场在中小乳制品和饮料企业，而大型的乳制品生产企业仍然以利乐和康美的灌装设备为主，这些灌装设备为高速机，灌装速度达到24000包/时，而国内制造的无菌灌装设备的灌装速度仅能达到7500包/时。

4. 卷筒纸单面多色胶印机仍然是空白

将大幅面单张纸胶印机改进成为卷筒纸单面多色印刷机，取消输纸机、收纸机、传纸滚筒、递纸机构等部件，增加给纸机、收纸机、张力控制系统等，可以实现纸塑铝复合包装材料的卷筒纸胶印，取得与凹印、柔印的竞争优势，胶印的高速度、高质量、低成本将会发挥优势，这项创新应该是填补市场空白的产品。

卷筒纸单面胶印机还有更广泛的用途，如彩色瓦楞纸可以在瓦楞纸生产过程中实现与印刷后的白卡纸覆合，大大提高原来单张纸印刷后覆合的效率，还可以与凹印机竞争印刷的高效率和高质量，使印版的制造和管理成本大大降低，这也是一个重要的应用领域。

5. 传统胶印制造企业的数字化转型

①数字印刷成像技术的种类很多，目前有静电成像，即惠普收购Indigo以后开发电子油墨静电成像的印刷机。高端卷筒纸数字设备应该是HP Indigo W7200数字印刷机，这台11.8米长的卷筒纸数字化印刷机，可以以每小时14400页、28800页、57600页的速度完成四色、双色和单色印刷A4图像，印刷图像规格为317mm×980mm，印刷机还可赋予每页各不相同的可变数据批量印刷，可以印刷与胶印品质相当的短版书刊、报刊印品。在高清晰度模式下，图像质量可以达到2438dpi，加网线数可以达到180线，还可以实现专色、亮色的装饰印刷。这种设备的印刷采用电子油墨的原理，实现无版印刷，传动过程采用双引擎。输出方式可以实现切割单页、复卷和错位输出收页。这种设备的高效率和高质量将再一次对传统印刷设备提出挑战，一批诸如以胶印为主的办公和书刊印刷设备市场将遭到切割。

②近日，曼罗兰和全球最大的数字与信息技术产品生产商富士施乐（中国）结成战略合作联盟，至此曼罗兰为客户提供的专业服务不仅局限在胶印，将延伸至数字印刷领域。

③海德堡公司的创新过程代表了印刷设备制造业的发展方向，1995年推出DI46-4和Speedmaster74DI数字直接制版印刷机以后，世界主要印刷设备制造商小森、利优比、网屏等国外企业相继推出该种设备，并在快速印刷领域广泛应用。据有关资料发布的信息，海德堡在推出这两款直接制版印刷机以后仅7年，全球的销售量已经达到2200台，其中DI46-4销售1200台，Speedmaster74DI销售600台。这种设备是印刷机制造企业进入数字印刷领域最好的过渡产品，在研发中还可以对直接制版技术、无水胶印技术、卷筒印版盒技术等取得突破，不但解决了该设备的技术需要，而且对传统设备的数字化改造产生了深远影响。

2003年笔者有幸参观了海德堡公司，这一年海德堡已经开始与柯达合作，在实验室试制直接制版机、黑白数字印刷机和彩色数字印刷机，并很快推向市场，成为在传统产业进入数字印刷设备制造最成功的企业之一。

2013年末，海德堡又实施重大举措，先后与理光、富士胶片达成合作伙伴关系。富士胶片在耗材和喷墨技术领域极具创新的优势，这标志着在战略合作方面迈出了重要的一步。他们提出的目标是在数字印刷应用市场将业务遍及全球，预计3年内，海德堡的数字业务销售额将超过两亿欧元。2014年，海德堡的喷墨标签数字印刷设备亮相，这是海德堡、捷拉斯（1999年海德堡收购30%股份，现在又收购其余的70%的股份）和富士之间三方合作研发的成果。作为不折不扣的数字印刷设备，它拥有超高的速度和1200dpi×1200dpi的高精质量，以及良好的灵活性能，并且可以在所有常规标签基材上进行印刷。凭借这项新的研发技术，海德堡将会在竞争日益激烈的市场中取得成功。最近，海德堡推出Linoprint C751全能型数字印刷系统，为短版印刷和可变印刷提供一个新的选择。

高宝公司的主要精力仍在传统印刷设备领域，并将大幅面胶印机的幅面推向1420mm、1650mm、1850mm、2050mm。在创新方面也没有落后，高宝首家推出Genius 52UV小幅面多色印刷机，采用卫星式滚筒排列、网纹辊定量出墨、联机实现上光印刷等特点，并且占地面积小，印刷材料的厚度可以达到0.8mm，可以适应PVC、PC、PS、ABS、PET等印刷材料的印刷，是短版印刷的首选机型。由于设备结构简单、仅用7分钟就可以完成一次换版和印刷过程，在试印刷时仅产生10张过版纸；采用网纹辊短墨路输墨装置，实现无墨键、无水印刷，使印刷过程的操作简化。高宝Genius52 UV是最早使用网纹辊、短墨路输墨方式的胶印机，在drupa 2008展会上高宝又展示了3款无水胶印机，分别是单张纸多色印刷机利必达74 Gravuflow、74Karat DI以及卷筒纸印刷机Cortina，这种技术在国内设备上尚未采用。

2012年高宝在德鲁巴展会推出了一种用于个性化书籍、杂志和商业印刷的高速RotaJET 76数字喷墨卷筒纸印刷机。这台设备使用水溶性油墨和京瓷公司的喷墨头，设置两排共112个喷墨头，可以进行个性化的双面四色印刷或小批量的印刷。该机印刷长度可调，最大纸带宽度可达762mm，最小宽度为203mm，在双面四色印刷时，走纸速度可达150米/分。经过几个月的优化后，在瑞士的一次展会上，该机器印刷质量受到用户的好评，高宝是当时唯一一家开始生产四开数字印刷设备的企业。

2013年高宝并购了意大利柔性包装印刷设备制造商，吹响了向柔性包装印刷市场进军的号角，并购成立的新公司KBA-Flexotecnica专门制造卫星滚筒式柔性版印刷机，适用于各种包装材料的印刷，从而又拓展了一个印刷包装设备制造领域。

2012年德鲁巴展会，以色列兰达公司的纳米油墨技术横空出世，又带来一轮新的数字化风暴。兰达公司选择多家合作公司以后，决定用小森的设备平台打造纳米数字印刷机，小森也就此获得使用兰达公司纳米数字图像印刷技术和纳米油墨的权利，从而进入数字化设备制造行列。

上海紫光在2011年11月举办的全印展上展出首款和北大方正合作制造的数字印刷机——PM520喷墨数字印刷机、北人集团2014年推出DP32数字喷墨标签机，标志着大型企业吹响进入数字印刷设备领域的号角。

6. 一家成功转型的企业

上海新星曾是一家制造印刷制版设备的公司，是印刷机械和印机行业协会的成员，曾参与多项制版设备标准的制定，为印刷机械设备行业活跃的成员之一。曾几何时，在计算机直接制版机进入市场以后，企业预料到晒版机等制版设备将会走向末路，毅然开始转型器材制造领域，开始了橡皮布的制造和研发。经过10个年头的不断创新和发展，他们从低速胶印机需要的普通胶印橡皮布，转而开发出高速机所需的气垫胶印橡皮布，还开发出UV印刷的橡皮布。在印刷设备下行压力的冲击下，绝大多数制造企业发生年度亏损，而上海新星却实现2014年2%以上的增长，尤其在出口方面，较2013年增长31.2%，其中大部分是对欧洲出口的增长。有统计表明，上海新星在全国12家制造橡皮布的企业中力拔头筹，已经达到国内第一位的销售量。由于市场供不应求，下一步将在江苏扩建新厂，用世界最新的制造工艺提高产品数量和质量，以适应国内外的市场需求。