0 引言

包装工业是与国计民生密切相关的服务型制造业，在国民经济与社会发展中具有举足轻重的地位。“十二五”期间，我国包装工业规模稳步扩大，对国民经济的支撑能力显著提升，进一步完善了涵盖设计、生产、检测、流通、回收循环利用等产品全生命周期的包装产业链体系，形成了包装材料、包装制品、包装装备3个产品大类和纸包装、塑料包装、金属包装、玻璃包装、竹木包装5大子行业。2015年，全国包装企业有25万余家，包装工业主营业务收入突破1.8万亿元[1-2]。我国包装工业在取得突出成就的同时，也面临着食品包装安全、资源与环境等方面的巨大挑战。为此，中国包装工业发展规划（2016—2020年）明确了包装工业发展重点为：面向建设包装强国的战略任务，坚持自主创新，突破关键技术，全面推进绿色包装、安全包装、智能包装一体化发展，有效提升包装制品、包装装备、包装印刷等关键领域的综合竞争力[2]。在推动智能包装快速发展方面，提出“以智能包装为两化深度融合的主攻方向，推进生产过程智能化，着力发展智能包装产品，大力提升包装产业信息化水平”[2]。

欧盟国家近10 a开展了大量与智能包装有关的研发项目，主要的研究单位有：TNO-Holst Centre，Fraunhofer Institute，VTT Technical Research Centre of Finland，Technologie-Transfer-Zentrum Bremerhaven等。通过Web of Science检索可知，近10 a（2008—2017）来，以intelligent packaging和smart packaging为主题发表的论文分别有715篇和1 168篇，被引频次分别为3 984次和7 692次，H指数分别为31和41，篇均被引用次数分别为5.57和6.59，且发文量和被引频次呈逐年快速上升的趋势。这些检索数据从一个侧面反映了智能包装技术研究的热度。

本文对智能包装技术的应用与未来的发展方向进行综述与探讨，以期能为研究者提供一些启示。

1 智能包装与智能包装系统

1.1 智能包装

首先，需要区分智能包装与活性包装这两个概念，许多文献对此进行过讨论[3-4]。活性包装（active packaging，AP）通过产品、包装、环境相互积极作用，达到保护产品、延长货架寿命的目的。活性包装涉及物理的、化学的、生物的作用，如：抗菌、抗氧化包装，气体吸收/散发包装，可控释放包装（controlled release packaging）等。智能包装（intelligent packaging，IP）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。如图1所示，包装具有包含和保护产品、方便储运、交流信息等基本功能。活性包装可认为是包装保护功能的拓展，而智能包装更多地被认为是包装信息功能的延伸。如图2所示，智能包装在从原材料供给到产品制造、产品包装、物流配送、消费和包装废弃物处置的整个供应链中承担信息感知、储存、传递、反馈等重要通讯交流功能[3]。

确保无限制接入电网，余电上网全额收购。接入系统投资由电网公司负责。根据中共中央国务院《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》电网企业应提高服务效率，保证无障碍接入。天然气分布式能源按“以热定电”的原则组织生产，具有综合能效高的特点，电网企业应支持和保证天然气分布式能源电力直供，余电优先上网和全额收购。根据国家能源局综合司关于电网企业回购电源项目自建配套送出工程有关事项的通知精神，电网公司应承担系统接入费用。由分布式能源公司先行垫支建设的，要在规定的时间内回购。

潞新矿区特殊煤岩特性产生的冲击性载荷导致巷道强矿压显现频发并引起大变形，针对此情况，从煤层地质力学特性出发，运用数值模拟和理论分析，探索巷道变形机理，寻求冲击性大变形巷道的控制技术。

图1 智能包装与活性包装概念示意图 Fig.1 Concept of intelligent packaging and active packaging

图2 智能包装信息交流功能示意图 Fig.2 Information exchange function of intelligent packaging

1.2 智能包装系统

K.L.Yam等[3]给出了食品供应链中智能包装系统信息流的框架性描述（如图3所示），这有助于我们理解智能包装技术。该智能包装系统由智能包装元件、数据层、数据处理和食品供应链通信网络组成。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、数据处理和食品供应链通信网络共同组成决策支持系统。智能包装元件和决策支持系统协同工作，监控食品包装内部和外部环境的变化，交流食品状态信息，及时作出决策或采取适当的处理措施。

图3 食品供应链中智能包装系统框架图 Fig.3 Intelligent packaging system in food supply chain

下面给出2个笔者研制的智能包装系统实例。

生物体内细胞、抗体或酶之类的生物成分是天然的敏感元件。随着生物技术的突破，可实现这些成分的分离和纯化，从而可把它们作为生物敏感元件，整合到所谓的生物传感器上。生物传感器与化学传感器之间的主要区别在于，生物传感器的敏感元件包含了用于检测化学分析物的生物成分[13]。生物传感器可以应用于识别和测量过敏原与分析物，如糖、氨基酸、醇、脂、核苷酸等。目前，为食品工业应用开发的大多数生物传感器，只限定在初步的概念验证阶段[14]，还需要进一步研究如何把它们整合到食品包装中。Scheelite Technologies公司开发了一种商用柔性生物传感器，用于食品供应链中包装食品的大肠杆菌和沙门氏菌的检测。其核心技术是使抗毒素在塑料包装材料上的沉积，以及通过无线网络对生物传感器进行实时监控[15]。

[1]工业和信息化部，商务部.关于加快我国包装产业转型发展的指导意见：工信部联消费 [2016]397号[EB/OL].[2017-11-01].http://www.mofcom.gov.cn/article/h/redht/201612/20161202273150.shtml.Ministry of Industry and Information Technology,Ministry of Commerce.Guidance on Accelerating the Transformation and Development of Packaging Industry in China：Consumer Goods Industry Division，Ministry of Industry and Information Technology [2016]No.397[EB/OL].[2017-11-01].http://www.mofcom.gov.cn/article/h/redht/201612/20161202273150.shtml.

2）基于果蔬腐败代谢挥发气味和果蔬表观色泽的变化，应用果蔬腐败传感和监测的气敏传感器列阵（电子鼻）技术、近红外光谱技术和果蔬表观色泽图像分析技术，通过比较分析，确定适合于贮藏环境和复杂物流运输环境条件下，果蔬腐败实时监测的传感技术或集成，开发相应的传感监测设备以及数据处理系统。

3）将果蔬腐败过程传感与环境因子传感集成为果蔬贮藏和物流运输传感网络，基于物联网的原理，研发贮藏和物流运输过程中果蔬腐败智能化实时监测预警技术系统。

图4 果蔬腐败智能化实时监测预警技术系统结构图 Fig.4 Intelligent real-time monitoring and pre-warning system for spoilage of fruits and vegetables

实例2 产品物流多参数智能监测系统。该系统由传感层、信息汇聚层和智能监测层组成[5-6]，其系统结构如图5所示。该系统可在线或远程监控物流中重要产品和危险品的状况，包括环境温湿度、振动和冲击强度、气体浓度以及产品运动等。实践表明，该系统能对物流中重要产品和危险品实施有效监控。

图5 产品物流多参数智能监测系统结构图 Fig.5 Multi-parameter intelligent monitoring system for products in logistics

2 智能包装技术

目前，实现智能包装主要有3种技术：传感器（sensors）、指示剂（indicators）和无线射频识别（radio frequency identification，RFID）。这3种技术无论其物理组成还是数据捕获和传输的量和类型均不同[7]。

2.1 传感器技术

传感器是指能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。在包装材料中应用和集成传感器实现智能包装系统，已变得触手可及。除了传统的传感器常用来测量温度、湿度、压力、运动、pH值和曝光量等外，化学传感器近年已引起越来越多的关注，并用于监控食品质量和包装完整性。利用小尺寸柔性化学传感器可开发智能食品包装，以监测与食品腐败变质和包装泄漏相关的挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOCs）和气体分子（H2、CO、O2、H2S、NH3、CO2、CH4等）。

印刷电子技术是利用导电功能油墨印制电路。这是一个迅速崛起的新技术，它实现了在柔性包装材料（薄片、薄膜、纸、复合包装材料）上制造电子元件（射频识别标签、显示器、传感器、电池等）的技术创新。将敏感元件印制在柔性材料上做成传感器，这类柔性印制化学传感器无疑将彻底改变智能包装的开发和生产[7]。如挪威科技公司Thin Film Electronics ASA，开发了一个由电池供电，独立、集成印刷电子温度跟踪智能传感标签系统，用于监测易腐货物[8]。

时间-温度指示剂（time-temperature indicators，TTIs）提供产品物流过程中经历温度的信息，通过时间-温度积累效应指示食品剩余货架寿命。时间-温度指示剂已广泛应用于易腐产品包装、冷链运输和高温杀菌等的监测。时间-温度指示剂按工作机理可分为多种类型，如聚合物型、酶型、化学型、微生物型、纳米型等。

虽然碳纳米材料在制造化学传感器方面展现出了十分诱人的前景，但其商业化应用方面还有许多技术瓶颈，不过近年来已取得了重要的技术突破。碳纳米管可以喷印在PET（polyethylene terephthalate）和纸上制作小于10-6浓度水平，来检测Cl2和NO2的化学传感器[10]。用碳纳米管和石墨可以在纸上制作选择性化学气体传感器，来检测和分辨气体[11-12]。

实例1 物流中果蔬腐败智能化实时监测预警技术系统。该系统由腐败机制与评判数据库、实时传感技术和设备、监测预警系统3部分组成，其系统结构如图4所示。该系统的构建思路如下：

传感器一般输出电信号。随着硅光子学技术的发展，传感器输出光学信号的研究已引起科技界和工业界的关注。相比于电传感器，光学信号传感器不需要电力提供，可利用紫外光、可见光或红外光在一定距离内驱动和读出结果。因此，光学信号传感器的开发有着诱人的前景。用于NH3气体检测的基于绝缘体上硅（silicon-on-insulator，SOI）微环谐振器（microring resonator，MR）的化学传感器的概念验证已经进行[16]。

单个化学传感器或生物传感器主要是针对特定化合物的高度选择性和敏感性而设计，因此常常需要用一维或二维传感器列阵（电子鼻系统）来检测和分辨气味中的每一种化合物。随着现代传感器制造技术的飞速发展，一维或二维传感器列阵将在智能包装领域得到实际应用。

3）由项目单位对监理人员直接进行管理。传统的监理模式中，项目单位会将监理工作直接交给监理单位，通过监理单位内部管理提高监理质量。这一监理模式存在一定的安全隐患，而新的管理方法必须打破传统的管理模式，监理工作人员直接接受项目单位的管理，并由项目单位进行工作发放。

2.2 指示剂

与传感器相比，指示剂不能提供定量信息（如浓度，温度等），不能存储测量数据和时间数据。指示剂通过颜色变化、色彩浓度的增强或沿直线颜色的扩散，提供包装食品的直观、定性（或半定量）的信息[17]。指示剂结合柔性无线射频识别，被认为是目前可集成于智能包装的切实可行的技术。

对于陷入财务困境的上市公司，往往出现越补越亏和政府补助 “依赖症”的情况，政府补助能否同样吸引社会投资者跟进存在争议。潘越等（2009）［8］论证了财务困境企业收到政府补助对促进国有企业和强政治关联的民营企业的长期业绩作用并不明显。杜勇等 （2016）［9］发现获得政府补助的上市公司在亏损当年会减少亏损，但是长期来看，由于寻租等成本加大了企业负担，政府补助对于亏损企业的业绩扭亏存在抑制作用。社会投资者跟进目标在于私人回报最大化，那么对于亏损企业收到的政府补助，其是否会因为顾虑业绩扭转受限等因素而放弃跟进是一个值得思考的问题。

新鲜度指示剂通过其与微生物生长代谢物的反应，直接提供食品中微生物生长或化学变化所引起的食品质量信息，也可用于对易腐产品剩余货架寿命的估计。它可分为多种类型，如对pH值敏感的指示剂、对挥发性物质或气体敏感的指示剂以及病原菌指示剂等。

为满足低检出限、低工作温度、尺寸更小、灵敏度更高、选择性好和连续测量等气体检测要求，用于传感功能特别是气体传感的纳米材料方面的研究论文，近年来呈指数增长的趋势。由于具有高的比表面积，碳纳米材料（如炭黑和富勒烯碳纳米颗粒、石墨烯、石墨纳米纤维和纳米管）呈现出优异的检测灵敏度。结合其优异的电性能和机械特性，碳纳米材料非常适合于制造化学传感器的敏感元件。在实验室条件下，碳纳米管具有10-9浓度水平的检测限灵敏度。石墨烯是由一层原子组成的二维材料，所以其每个原子都可以参与到与气体的相互作用中。理论上石墨烯可以达到最低的气体检测能力，即单个分子的检测能力。富勒烯抗变型能力强并能很好恢复原型。目前，学者们主要关注于富勒烯和富勒烯薄膜作为化学传感器的敏感元件，以及富勒烯薄膜对各种有机和无机化合物吸附特性的研究[9]。碳纳米纤维通过功能化和表面修饰适合于制作化学传感器的敏感元件。

[13]REYES DE CORCUERA J I，CAVALIERI R P.Biosensors[M]//HELDMAN D.Encyclopedia of Agricultural,Food and Biological Engineering.New York：Marcel Dekker，2003：119-123.

冲击指示剂（防震标签）已广泛应用于运输过程货物的监视，常贴于货物的外包装箱上。当指示剂所受的冲击超出其设定阈值时，指示剂晶管便会由白色转变为有色。冲击指示剂可提供若干个感应阈值，不同转变颜色表示激活指示剂的不同的外来冲击设定阈值。冲击指示剂有明显的警示作用，可引导物流工作人员正确操作。

我国最早的书院藏书是建于唐代丽正书院。开元十二年（公元724年），唐玄宗在东都洛阳设立丽正书院。书院集藏书、研究与举贤于一体，是历史上最早、最大的官办书院，藏书量达53915卷。

2.3 无线射频识别技术

无线射频识别（RFID）以及条形码、二维码、磁墨水、语音识别、生物识别等归类为自动识别技术，可提供信息和/或控制材料流，特别适用于物流供应链等大型生产网络。与传感器技术和指示剂相比，自动识别技术不提供如产品质量状况等的定性或定量信息，通常用于识别、自动化、追溯、防盗和防伪。

在无线射频识别系统中，阅读器使用电磁波通过天线与射频识别标签（RFID tag）进行通信。射频识别标签是一种数据携带装置，它由天线及其连接的微芯片组成。射频识别标签基于电力供给可以分为3种类型：无源射频识别标签、半无源射频识别标签、有源射频识别标签。无源射频识别标签没有电池，由阅读器发射的电磁波驱动，阅读范围只有几米。半无源射频识别标签使用电池来维持标签的记忆，或驱动标签调节阅读器天线发出的电磁波。有源射频识别标签由内部电池供电，微芯片电路运行，向阅读器发送信号，阅读范围一般为100 m。

射频识别标签按用于通信的电磁波的频率可分为3类：低频（30～500 kHz），高频（10～15 MHz），超高频（850～950 MHz，2.4～2.5 GHz，5.8 GHz）[7]。频率决定了阅读范围和数据传输率。

要使无线射频识别技术广泛应用于智能包装系统中，目前还需要解决一些技术、工艺和安全方面的问题。现在的研究主要集中在可传感的射频识别标签（sensor-enabled RFID tag）以及它们在物流供应链中的应用[5]。为使射频识别系统更加智能化，射频识别标签应能够提供包装的完整性、产品质量状况以及物流环境条件的信息，这会涉及到如温度、相对湿度、pH值、压力、曝光量、挥发性化合物和气体分子浓度等一个或多个参数的测量。可传感的射频识别标签是将一个或多个传感器连接到射频识别标签，同时确保传感器和其所测数据在标签中储存的能量供给[18-19]。

对于可传感的射频识别标签的开发，目前要解决的主要问题是：在射频识别标签的设计中如何集成一个或多个传感器，以及在包装材料中如何集成可传感的射频识别标签。荷兰Holst Centre开发了一个柔性可传感的射频识别标签样品，可监测温度、湿度和三甲胺[20]。欧盟国家研发项目正在通过提高传感器的灵敏度和选择性，应用印刷电子技术，集成在包装材料中，开发可传感的射频识别标签。

3 智能化包装工业

从包装产业的角度讲，智能化包装工业也可指包装工业的智能化[21-24]。

气体指示剂提供了一种非侵入式的方法来检测包装的完整性及包装内的环境状况。例如，对气调包装的密封泄漏，气体指示剂通常可指示气体（CO2，O2，水蒸气，乙醇气体等）浓度变化的定性或半定量的信息；它可监测整个物流链中气调包装的状况。

所谓包装工业的智能化，一是指包装材料生产和产品包装过程的智能化，如：供送、计量、清洗、裹包、灌装、封合、堆码等包装工序一个或多个的智能化；包装生产线成套装备的网络化与智能化；包装机械手、机器人等在包装工序中的应用。二是指智能化的包装车间或工厂。三是指包装产业信息化、智能化工程建设，如：包装电子商务，包装工业云和大数据平台，包装企业、行业信息化建设等。

4 智能包装发展主要方向

智能包装发展的主要方向可以归纳为4个方面。

在跑过第一圈之后，六（1）班的参赛运动员蒋飞，突然加快了速度。在短短的几十秒后，他就将其他运动员远远抛在了后面，眼看着蒋飞就快把众人超过一圈了，“小飞人”刘相辉有些稳不住了，他也加快速度赶了上去。

1）进一步发展智能包装元件。在这方面的可选技术有：柔性印刷电子技术，即用电子功能油墨在柔性包装材料上印制电子元件；碳纳米材料技术用于气体和化合物检测；硅光电技术用于VOCs 、CO2检测；电子鼻技术（传感器列阵）用于识别复杂气味；生物传感技术用于检测生物成分。混合智能包装元件的研发将更受青睐，例如信息携带标签与指示剂的结合、传感器与指示剂的结合、可传感的射频识别标签等。

2）智能包装元件与包装系统的有机集成。其主要方向为可传感的射频识别标签与包装材料的融合。

3）智能包装与活性包装的融合。二者的这一融合将展现广阔的发展前景，但主要风险是化学物质从活性和智能包装材料向食物的过多迁移[25-26]。

从果酱中苯甲酸和山梨酸检测结果来看，这两种物质添加量符合食品管理要求。而采用高效液相色谱法进行果酱中食品防腐剂的测定，能够快速、准确的完成苯甲酸和山梨酸的定性和定量分析，使食品检测效率得到有效提高，因此，可以满足食品检测技术的应用要求。

4）智能包装的决策支持系统。在这一方面需要研发支撑决策支持系统的各类模型。未来人工智能技术将在决策支持系统中得到重要的应用。

参考文献：

目前，发电企业、电网公司和用户是中国电力市场中三大市场主体。为便于分析，这里所指的电力行业的市场结构由发电企业(发电商)、电网公司(购电商)和用户组成，模型见图1。

企业应根据业务内容制订标准合同文本并鼓励使用，没有标准文本可适用的合同由承办部门起草合同文本，经律师修改并出具法律意见书。

1）研究贮藏环境因子（温度、湿度、气体、防腐等）与果蔬微生物群落、腐败代谢物、果蔬品质之间动态互作和过程变化规律。研究物流运输过程中振动、冲击、动压等机械环境因子作用与果蔬损伤之间的关系，研究运输包装方式与果蔬损伤之间的关系，阐明果蔬损伤导致果蔬腐败的机制。研究果蔬采后贮藏期和物流运输中腐败响应因子与果蔬损伤因子、环境介质调控因子之间的关系，研究腐败代谢挥发物（气味）与腐败响应因子的关系，筛选适用于不同果蔬的腐败评估因子，建立物流中果蔬腐败预测靶点、阈值及评判数据库和评判模型系统。

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关于气氛感，现象学抛弃了一比一比对的传统理性二分法，认为在客观对象、内意识、时间，乃至身体后面，总牵扯、勾连与垫衬着一个晕圈一样的背景场域，所以诸多物事背景中的淡晕、氤氲的气氛，自然得到呈现与关注。沿着这种思路，当今德国美学家吉尔诺特·伯梅(1937～)，提出了“气氛美学”观念，言明气氛是审美中感知者与感知对象互相对话融合的场域氛围，且依赖身体性在场的方式，感受到这种气氛。现象学美学家茵伽登论述文学作品在语音、意义、图式与意象四个复合层次之上，有统摄四者的“形而上质”，此“质”即是一种弥漫一切照亮一切的氛围;恰如本雅明所谓环绕艺术作品的“灵韵”。

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船舶减速过程对航道通航能力有着不可忽视的影响，通过挖掘船舶减速的影响因素对船舶减速过程进行调控，能有效缓解船舶减速对航道交通的影响。下面对船舶减速影响因素进行分析并提取船舶到达率、船舶速度分布标准差和航道长度等3个船舶减速影响因素。

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除社会环境外，家庭环境对当代大学生就业观念的形成也具有重要影响。家庭是学生学习生活的重要场所，父母是学生人生道路上的第一任指导老师，大学生的就业观念极易受到家庭教育观念及家长教育思想的影响。由于大学生涉世未深，对社会就业实践也缺乏一定经验，在进行就业选择的时候，往往会在很大程度上听取家长的意见。现实当中，即使部分学生没有征求家长的意见，大多数家长也会干预学生的就业选择，而不同家庭的教育背景及文化程度等都会给大学生就业观的形成带来直接性影响。

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