裕同科技的智能包装技术及产品开发

作为中国印刷包装行业的翘楚，裕同科技在智能包装上的研究和应用已经走在行业前列，与多个品牌客户合作的智能包装产品已经推向市场，并取得了不错的反响。以裕同研究院为龙头的研发团队，在智能包装、个性化包装领域，以可变二维码、RFID/NFC标签、数字水印、隐形水印、大数据技术及AR增强现实技术在包装上的应用为研究对象，通过对产品的原材料、生产、仓储、物流、销售、消费等环节的信息采集，已经构建了裕同智慧物联大数据平台。通过云计算、移动互联网等技术，帮助多个品牌客户实现了产品的防伪、追溯、移动营销和品牌宣传。

在2018中国国际全印展同期举办的“2018全印展智能制造主题发布会”上，裕同科技首席技术专家、裕同研究院院长、华南理工大学教授、博士生导师陈广学分享了《裕同科技的智能包装技术及产品开发》。为了让更多印刷行业人士了解智能包装，了解裕同科技，我们特别整理了此文。

裕同科技首席技术专家、裕同研究院院长、华南理工大学教授、博士生导师陈广学

走进智能包装

1.智能包装的定义

智能包装是指通过创新思维，在包装中加入了更多机械、电气、电子、信息和化学性能等新技术，使其既具有通用的包装功能，又具有一些特殊的性能，以满足商品的特殊要求和特殊的环境条件。智能包装具有如感知、检测、记录、追踪、通讯、逻辑等智能功能，可追踪产品、感知包装环境、通讯交流，从而促进决策，达到更好地实现包装功能的目的。

2.智能包装的分类

智能包装分为功能性材料智能包装、结构性智能包装、信息型智能包装，其中又涉及到保鲜技术、水溶膜包装技术、二维码技术、包装性与结构创新技术、便携包装技术、纹理防伪技术、磁共振射频防伪识别技术、食品安全溯源方案技术等。

3.智能包装的应用领域

智能包装应用领域广泛，包括电子产品、食品、饮料、医药、生活用品等。智能包装日益成为产品功能的延伸，并成为集成各种创新技术手段的载体。

4.智能包装的发展趋势

第一代智能包装技术基于光学/视觉识别，侧重于通过光学特性解决防伪、追踪、防盗等问题，其特点是只利用一种技术。区别于第一代智能包装技术，第二代智能包装技术融合了印刷电子、RFID、柔性显示等新型技术，使商品及其包装对于人类更具有亲和力，使人机交互式沟通更为便捷，使得“智能”包装更加主动地呈现出物联网特性。在未来的2～3年，智能包装市场必将成为物联网产业新的蓝海。

智能包装关键技术

1.智能包装系统构成

智能包装系统由智能包装元件、数据层、数据处理和通信网络组成。其中，智能包装元件是构成智能包装系统的前提，它赋予包装获取、存储和传输数据的新能力；数据层、数据处理和通信网络共同组成决策支持系统。图1为裕同科技的智能包装平台框架图。

图1 裕同科技的智能包装平台框架图

2.包装数字化技术

包装数字化是以包装为载体，以二维码、图像识别、增强现实AR、RFID、NFC、数字水印、TTI标签、智能传感等数字化技术为手段，实现对商品的原材料、生产、仓储、物流、销售、消费等全生命周期的数据采集，为构建智慧物联大数据平台提供数据源，实现包装数字化。

3.包装可视化技术

包装可视化是指通过可视化技术，使包装变成真正的自媒体和万物互联的载体，将商品本身的性状及位置信息，以及原材料、生产、仓储、物流、销售、消费等全生命周期的数字信息以文字、图形、图像、动画及音视频等可视化的方式，在包装盒体、终端设备或后台屏幕上实时显示出来，实现实时交互、处理、监控和决策的目的。

包装可视化的实现手段为传感器+显示，例如薄膜显示屏，嵌入在包装载体上的O-LED新型显示屏；AR增强显示，通过包装载体+移动终端增强显示内容；北斗/GPS，可记录和显示产品的位置变化信息；RFID/NFC，可记录和显示产品属性及仓储物流等信息；温度传感器，可记录包装流通过程中的温度变化；湿度传感器，可记录包装流通过程中的湿度变化；压力传感器，可记录包装流通过程中经受的压力变化；震动传感器，可记录包装流通过程中经受的震动或跌落强度和频次，对弹药包装物流极为有用。

其中，AR增强现实是未来包装可视化的主要手段之一。其是借助计算机图形技术和可视化技术，在物理世界中添加不存在的数字化信息，带给人们一个感官丰富的世界，使真实的包装和虚拟的信息实时地叠加到同一个画面或空间同时存在，实现产品信息的可视化，让消费者更直观地了解并选择商品，达到创意营销的目的。其具有诸多优势：革命性地颠覆印刷包装创意设计，突破平面印刷包装框架；连接云端数据库，提供多元化、实时更新、生动有趣（视频、音频、3D模型或flash动画等形式）的海量资讯信息；在资讯泛滥的年代，让消费者轻松直接获得感兴趣的目标资讯信息；增强消费者体验的科技感和趣味性，引起消费者的情感共鸣。

提升信息显示及防伪效果的裸眼3D印刷技术也将是未来包装可视化的一个方向。360°全角度范围内的裸眼3D效果，增强了视觉上的冲击力，具有一定的防伪作用，提升了包装产品的附加值。

4.智能包装云平台

智能包装云平台是包装数字化与可视化的物联网数据处理平台，包括数据的传输、处理、分析、存储和应用（大数据应用）等。智能包装云平台不仅能对数据形成管理，实现数据处理，而且能保证商户和用户及时了解产品状况。

应用场景及产品开发案例

图2为物联网时代下智能包装的应用方式。智能包装通过二维码、AR增强现实（图像识别）、RFID电子标签等作为产品包装上的数据入口，通过对产品全生命周期的信息采集，构建智慧物联大数据平台，通过云计算、移动互联网等技术，实现产品防伪、追溯、移动营销、品牌宣传等功能，增强消费者的体验感，提升企业的品牌宣传力度。

图2 物联网时代下智能包装的应用方式

1.一物一码（防伪、溯源、精准营销）

一物一码如今已经很流行了，视觉码、电子标签、点阵码都可作为一物一码。一物一码使得每个包装都独一无二，通过在包装上植入的数据入口，实现防伪、溯源、稽查窜货、数字营销等功能。图3为裕同科技实现的防伪场景。

图3 裕同科技实现的防伪场景

2.AR应用场景

AR应用有以下几种方式：图片识别，即将设备对准识别图像扫描，出现AR场景；实物识别，即将设备对准实物，比如瓶身，出现AR场景，实物不可反光、要有平面；人脸识别，将设备对准人脸，识别面部特征点，出现AR场景，比如头饰、妆容，可做张嘴或眨眼触发等不同效果之类的互动；虚拟按钮，即将设备对准识别图/实物，挡住识别图的某一区域，触发不同效果。

以裕同科技为真颜东阿阿胶做的智能包装解决方案为例，AR实现的工具主要有两种：一是使用手机QQ，打开手机QQ，扫一扫具有特征点的真颜东阿阿胶包装盒或图片，即可看到有趣的场景；二是使用独立研发的APP，好处是因为需要下载软件，所以可以更多地收集用户信息，且加密性更好。

3.智能包装价值链的延伸

1992年，宏基集团创办人施振荣先生在“再造宏基”中，提出了著名的“微笑曲线”理论，如图4所示，中间是制造，左边是研发，右边是营销。在产业链中，附加值更多体现在两端，即研发和营销，处于中间环节的制造附加值最低。不同类型的企业，尤其偏重制造的企业如何提升产品附加值呢？通过智能包装参与供应链创新与协同是一条途径。利用数字化技术、智能感知技术或功能性材料将收集的产品相关信息通过移动终端设备或包装自身表现出来，实现产品防伪、追溯、产品即时信息获取等功能，同时增强消费者的体验感及产品的附加值。

图4 著名的“微笑曲线”

国务院办公厅于2017年10月13日印发《关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》，指出要促进制造供应链可视化和智能化，提高质量安全追溯能力等。而包装作为供应链体系的载体，与产品上下游企业密切相连，在产品原材料、生产、仓储、物流、销售、消费的整个生命周期中扮演着重要角色。所以，要想实现供应链的可视化和智能化，就必须实现包装的可视化，这是一脉相承的。可见，国家政策正好适合当下智能包装的发展。

图5是裕同科技开发的基于北斗及其他智能技术的包装可视化解决方案。该解决方案结合北斗、GPS、LBS基站定位等多项成熟技术，可实现实时定位监控；温度实时监测功能，可发现温度异常并提前预警，提示用户检测环境；电子锁身份验证功能，通过扫描箱体二维码并输入密码才能开锁；实时震动检测功能，汽车电子级的运动传感器可以可靠地实时检测震动强度，并可临界预警；智能报警通知功能，可根据用户定义进行各种报警设置，如短消息、语音。