趙冬菁

在繁榮的市場經(jīng)濟(jì)和快速發(fā)展的物流業(yè)的大環(huán)境下，我國包裝工業(yè)快速發(fā)展，包裝生產(chǎn)在促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，改善人民群眾物質(zhì)文化生活中的地位和作用日益顯現(xiàn)。傳統(tǒng)的包裝是為了達(dá)到保護(hù)產(chǎn)品、方便運(yùn)輸、促進(jìn)銷售的功能而產(chǎn)生的包裝形式。但目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及及數(shù)字化發(fā)展的深化，在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的“互聯(lián)網(wǎng)+”的大環(huán)境下，傳統(tǒng)的包裝已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的對美好生活的需求，與此同時(shí)，更具數(shù)字化、智慧化、更好的保護(hù)產(chǎn)品、服務(wù)消費(fèi)者、傳遞信息功能的智能包裝就應(yīng)運(yùn)而生了。

智能包裝技術(shù)

智能包裝即通過包裝、產(chǎn)品、或產(chǎn)品與包裝組合中的集成元件或固有特性，在產(chǎn)品功能中或產(chǎn)品的本身使用中增加了一種或幾種符合特點(diǎn)要求的職能成分的一項(xiàng)技術(shù)。具體來講，智能包裝即利用一些新型的包裝材料、結(jié)構(gòu)和形式通過一系列的智能功能（如：檢測、傳感、記錄、跟蹤、溝通、應(yīng)用科學(xué)邏輯）對包裝件的溫度、壓力、密封程度、時(shí)間、內(nèi)容物泄露物等環(huán)境因素進(jìn)行控制、識(shí)別、判斷、指示的一套包裝系統(tǒng)，以此來延長包裝件的貨架壽命，保證包裝件的安全質(zhì)量，提供給消費(fèi)者商品從原材料采購、生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸及儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)的信息特性及對消費(fèi)者在購買和使用時(shí)可能出現(xiàn)的問題作出警示，最大限度地保障商品的質(zhì)量和營養(yǎng)價(jià)值。

根據(jù)智能包裝的應(yīng)用特點(diǎn)可將其分為3類：為了實(shí)現(xiàn)改善和增加包裝的功能，而應(yīng)用新型智能包裝材料，以達(dá)到和完成特定包裝目的的功能材料型智能包裝，如防泄漏氣體指示包裝、時(shí)間-溫度指示劑等；為了使包裝具有某些特殊功能和智能型特點(diǎn)，而增加或改進(jìn)部分包裝結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)型智能包裝，如自動(dòng)加熱食品包裝、自動(dòng)冷卻罐等；能反映包裝內(nèi)容物及其內(nèi)在品質(zhì)和儲(chǔ)存、運(yùn)輸、銷售過程信息的信息型智能包裝，如牛奶可溯源RFID包裝等，如表1所示。

隨著科技的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，信息型智能包裝發(fā)展迅速，其主要是反映包裝內(nèi)容物的安全性、內(nèi)在品質(zhì)和運(yùn)輸、銷售過程中產(chǎn)品的信息的一類包裝形式。信息型智能包裝主要由芯片、軟件和條形碼組成，是目前最具發(fā)展前景的包裝技術(shù)之一。信息型智能包裝的發(fā)展經(jīng)歷了一維碼、二維碼到現(xiàn)在的多維碼、RFID、NFC、EPC等高智能技術(shù)，其廣泛應(yīng)用于物流、倉儲(chǔ)、防偽、溯源、移動(dòng)支付等多個(gè)領(lǐng)域，極大地方便了人們的生產(chǎn)及生活。

RFID標(biāo)簽

1.RFID標(biāo)簽定義

作為智能包裝的新寵，RFID標(biāo)簽技術(shù)目前是最具活力和發(fā)展前景的包裝技術(shù)之一。射頻識(shí)別技術(shù)RFID（Radio Frequency Identification），俗稱電子標(biāo)簽，是一種利用無線射頻進(jìn)行非接觸雙向通信的識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，如圖1（a、b）所示。圖1（a）是食品包裝中顯示溫度的RFID標(biāo)簽，它反映食品必須低于8℃的溫度中儲(chǔ)存，如果高于指示溫度，標(biāo)簽則會(huì)發(fā)生顏色變化指示產(chǎn)品將會(huì)變質(zhì)；圖1（b）是常見的RFID標(biāo)簽，消費(fèi)者可通過掃描條形碼得到所需的產(chǎn)品信息。

2.RFID標(biāo)簽的組成與特點(diǎn)

RFID系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、讀寫器、應(yīng)用系統(tǒng)組成，它主要是通過RFID標(biāo)簽產(chǎn)生特定的工作頻率將產(chǎn)品的信息傳遞給讀寫器，然后由讀寫器完成對產(chǎn)品信息的錄入與輸出，最后傳給應(yīng)用系統(tǒng)，由系統(tǒng)完成對產(chǎn)品信息的統(tǒng)計(jì)與管理。其與傳統(tǒng)標(biāo)簽相比，具有掃描速度快、掃描數(shù)量多、體積小、耐久性好、信息安全度高、穿透性好、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、重復(fù)性高、安全性高等特點(diǎn)，如表2所示。

3.RFID標(biāo)簽的制作過程

RFID標(biāo)簽具體的制作過程如圖2所示，利用有凸點(diǎn)的芯片在壓力和超聲波振動(dòng)作用下消磨特殊膠層，然后通過金腳與導(dǎo)電油墨天線銀層接觸形成金屬熔著層，接著特殊膠層冷凝固化芯片，完成內(nèi)嵌，最后檢驗(yàn)、層壓、沖裁制得RFID標(biāo)簽成品。

RFID標(biāo)簽的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，隨著國民及企業(yè)對智能包裝的高度認(rèn)可，智能包裝技術(shù)的不斷完善，RFID技術(shù)也隨之興起，展現(xiàn)出巨大的市場應(yīng)用潛力，在食品、藥品、化妝品等生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展迅速，對商品的溯源管理、物流管理、防偽等應(yīng)用場景也展現(xiàn)出技術(shù)優(yōu)勢，其主要應(yīng)用如下：

1.食品

隨著生活水平的提高，人們對食品質(zhì)量和食品安全問題越來越重視了，但是由于各種因素導(dǎo)致物流鏈上缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控，致使一些產(chǎn)品不能在物流倉儲(chǔ)過程中保證產(chǎn)品所需環(huán)境，特別是溫度的控制，容易造成產(chǎn)品變質(zhì)。而RFID標(biāo)簽可以解決這個(gè)難題：RFID標(biāo)簽一般貼在產(chǎn)品的外包裝上，當(dāng)產(chǎn)品在倉儲(chǔ)與物流過程中進(jìn)入人為設(shè)置的磁場感應(yīng)區(qū)時(shí)，電子標(biāo)簽會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，獲得能量，然后傳遞給讀寫器，由讀寫器讀取并解碼商品信息，進(jìn)而將信息傳遞給應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫供生產(chǎn)商和經(jīng)銷商查詢，從而實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的遠(yuǎn)距離監(jiān)控和控制，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2.藥品

目前好多藥品包裝已使用RFID標(biāo)簽技術(shù)，既利于生產(chǎn)商、銷售商的產(chǎn)品推廣，又利于消費(fèi)者的使用安全。生產(chǎn)商可以將藥品信息輸入到電子標(biāo)簽中，更直接地宣傳并介紹產(chǎn)品信息；醫(yī)藥公司可以通過后臺(tái)數(shù)據(jù)驗(yàn)證并追蹤產(chǎn)品的使用狀況，更好地掌握產(chǎn)品銷售情況，及時(shí)制定銷售策略；消費(fèi)者可以掃描標(biāo)簽得到藥品的相關(guān)信息及是否被開封，從而確定產(chǎn)品的真?zhèn)?。有的藥品包裝還可以制作成電話的形狀，不僅做到儲(chǔ)存藥品的功能，還可以將信息發(fā)送至患者的手機(jī)上，提醒患者按時(shí)、按量服藥，還可以通過后臺(tái)系統(tǒng)將病人取藥時(shí)間等信息發(fā)送給醫(yī)生，醫(yī)生可以準(zhǔn)確掌握患者的服藥信息，進(jìn)而可以做出下步治療方案，避免了因患者記憶錯(cuò)誤和描述不準(zhǔn)確造成信息的不準(zhǔn)確，從而影響醫(yī)生判斷。

3.化妝品

隨著人們健康意識(shí)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變，日化用品也用到了智能包裝，與其他商品相比，化妝品包裝屬于高附加值包裝，有更大的發(fā)展空間，智能包裝將在這一領(lǐng)域大顯身手?，F(xiàn)在有的化妝品包裝已經(jīng)用到了智能標(biāo)簽，如有的化妝品包裝上貼有可以檢測紫外線的標(biāo)簽，當(dāng)外界紫外線強(qiáng)烈時(shí)，標(biāo)簽就會(huì)變色，提醒使用者及時(shí)涂防曬霜，既可以減少紫外線對消費(fèi)者的肌膚傷害，又可以促進(jìn)消費(fèi)。

4.商品溯源管理

當(dāng)生產(chǎn)商、銷售商、消費(fèi)者的對應(yīng)關(guān)系確定后，即可通過智能標(biāo)簽對產(chǎn)品信息進(jìn)行不同的獲取與管理。生產(chǎn)商可以對產(chǎn)品信息進(jìn)行初始化設(shè)置，并實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的信息輸入，銷售商可以通過掃描智能標(biāo)簽獲得產(chǎn)品的銷售信息，及時(shí)對市面流通的產(chǎn)品進(jìn)行控制管理，及時(shí)進(jìn)行庫存與補(bǔ)貨管理，消費(fèi)者可以通過智能標(biāo)簽了解產(chǎn)品信息，正確使用商品，并可以了解到出產(chǎn)地以及是否開封等信息，防止收到假冒偽劣商品。

5.物流管理

RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對商品的全程跟蹤，對于商品在運(yùn)輸過程中的控制與管理具有重要意義。如寶潔公司將RFID標(biāo)簽嵌入洗衣粉包裝，實(shí)現(xiàn)了對產(chǎn)品的全程跟蹤，實(shí)時(shí)掌握商品的出庫和出售情況，最大程度地降低庫存和運(yùn)輸成本，實(shí)現(xiàn)了庫存最優(yōu)化以及無縫供應(yīng)鏈管理，不僅省去了人工成本，還縮短了管理時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的自動(dòng)化管理；美國Newgistics公司用智能標(biāo)簽解決了對于小包裝的消費(fèi)者退貨問題，對于需要退貨的商品，顧客只需要貼上智能標(biāo)簽，然后將包裝好的產(chǎn)品送至郵局，Newgistics公司會(huì)將郵局中自己的產(chǎn)品分揀處理，運(yùn)回工廠，工作人員再通過智能標(biāo)簽中產(chǎn)品信息進(jìn)行處理，然后將更換的產(chǎn)品重新發(fā)給消費(fèi)者，讓客戶在最短時(shí)間內(nèi)解決問題，從而提高客戶滿意度。

6.防偽

在包裝的生產(chǎn)工作線上將產(chǎn)品的信息輸入到RFID標(biāo)簽中，當(dāng)消費(fèi)者拿到商品時(shí)通過掃描標(biāo)簽，便可通過信息辨別產(chǎn)品的真?zhèn)?。另外，RFID標(biāo)簽還可以與產(chǎn)品撕裂包裝設(shè)計(jì)在一起，當(dāng)商品被開啟后，RFID標(biāo)簽便失效，實(shí)現(xiàn)了第二層防偽。

RFID標(biāo)簽的發(fā)展趨勢

目前，我國的包裝產(chǎn)業(yè)總值已突破1.2萬億元，并且仍在不斷增長之中，包裝產(chǎn)業(yè)擁有無限商機(jī)，隨著國家政策的鼓勵(lì)，及市場的不斷激勵(lì)，包裝產(chǎn)業(yè)逐漸向智能、綠色、高效方向轉(zhuǎn)型，智能包裝將是未來我國包裝產(chǎn)業(yè)的一大發(fā)展趨勢。作為智能包裝的新技術(shù)，RFID標(biāo)簽技術(shù)是包裝工業(yè)的一項(xiàng)前沿技術(shù)行業(yè)，其發(fā)展具有巨大的潛力。根據(jù)國內(nèi)外調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，2017年無線射頻識(shí)別標(biāo)簽的年需求量達(dá)到了1萬億枚，預(yù)計(jì)在未來幾年獨(dú)立包裝的產(chǎn)品都會(huì)使用到智能標(biāo)簽。雖然智能標(biāo)簽技術(shù)發(fā)展迅速，但同時(shí)也存在不少問題。

①數(shù)據(jù)安全問題：原始數(shù)據(jù)的精確捕捉對于RFID技術(shù)的實(shí)施至關(guān)重要，但當(dāng)商品距離讀取設(shè)備較遠(yuǎn)時(shí)或者RFID標(biāo)簽被玷污損壞時(shí)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度就很難保證了，因此，數(shù)據(jù)安全問題將是智能標(biāo)簽技術(shù)下一步應(yīng)重點(diǎn)解決的問題。

②成本問題：目前由于設(shè)備和技術(shù)的局限性，造成了智能標(biāo)簽高成本問題，使得智能標(biāo)簽不能普及使用，因此，如何降低成本，實(shí)現(xiàn)利益最大化將是智能標(biāo)簽行業(yè)的又一難題。

③國家政策支持：適應(yīng)國情且完善的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系到國家的利益和信息安全，我國在智能包裝的很多領(lǐng)域仍不夠完善。

發(fā)展智能包裝已成為當(dāng)今社會(huì)包裝的主要發(fā)展趨勢，中國對智能標(biāo)簽的研究雖然起步較晚，但發(fā)展迅速，我國應(yīng)該抓住現(xiàn)在的機(jī)遇，積極解決存在的問題，大力研發(fā)智能包裝技術(shù)，適應(yīng)產(chǎn)品包裝新形勢，打造智能化、信息化的智能包裝，逐步提升產(chǎn)品的價(jià)值，不斷推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

結(jié)語

隨著“中國制造2025”和“德國工業(yè)4.0”的到來，加之人們對產(chǎn)品質(zhì)量與安全的高度重視，我國包裝技術(shù)逐漸走向綠色化、數(shù)字化、智能化的新趨勢。智能標(biāo)簽可利用云端存儲(chǔ)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，通過對產(chǎn)品信息的檢測、追蹤到智能驗(yàn)貨等自動(dòng)化流程，提高產(chǎn)品的附加價(jià)值，構(gòu)建新型智能化產(chǎn)業(yè)模式，將是包裝行業(yè)的大勢所趨。

智能標(biāo)簽技術(shù)通過信息的交互，拉近了消費(fèi)者與商品的距離，便利了人們的生活，且其在維持市場平衡、商務(wù)簡便化、維護(hù)權(quán)益方面也起著重要的作用。智能標(biāo)簽技術(shù)具有不可想象的發(fā)展前景，我國應(yīng)好好把握機(jī)會(huì)，搶先發(fā)展智能包裝行業(yè)，提高技術(shù)水平，快速適應(yīng)全球一體化的發(fā)展境遇。

作者單位：曲阜師范大學(xué)