玛氏通过数字模拟技术加速包装生态转型

今年早些时候，玛氏公司宣布已经开始使用仿真模拟软件。业内专家认为，该举措将助力这家跨国消费品公司通过数字技术重新构建包装创新的流程。

M&M's、皇家宠物食品（Royal Canin）和士力架（Snickers）等知名品牌的制造商和包装商，正在利用一种新的模拟方法对其零食产品的包装创新进行虚拟测试和原型设计。Ansys公司的多物理场模拟技术能显著减少包装开发过程中进行大量物理测试的需求。

“建模和模拟工具在过去几年已被广泛应用于航空航天和汽车行业，而现在，这些先进工具也开始应用于日常产品中，比如快速消费品和包装。这一点尤为重要，因为像玛氏这样的公司正在努力优化其可持续发展目标和方向。”玛氏科学与技术部科学研究副总裁Darren Logan说。

那么它是如何工作的呢？Ansys进行了深入阐释。

Ansys通过数字数据创建模型以进行分析。这些数据可以通过扫描获得，并转换为有限元模型（FEM）。

 “Ansys通过数字数据创建模型以进行分析。这些数据可以通过扫描获得，并转换为有限元模型（FEM），”Ansys应用工程经理Amit Nair解释道，“Ansys的工程模拟技术用于设计那些需要在特定操作条件和负载下高效运行的产品。为了解产品在实际使用中的反应，像玛氏这样的品牌客户使用我们的多物理场模拟来研究各种物理力（如结构应力、流体动力学和电磁学）之间复杂的相互作用。这个过程就像一个虚拟沙盒，工程师可以在其中自由地操控和测试虚拟原型，从而预测其在特定操作条件下的表现。这使得他们能够提升产品性能和可靠性，并经常省去因设计缺陷导致的失败原型制作过程，从而节省大量时间和成本。我们的广泛模拟解决方案组合涵盖了所有物理学领域，允许客户模拟几乎任何事物，从5G天线到系统的光学性能。”

 两家公司表示，该技术还有助于深入了解复杂生产阶段的各个方面，包括包装、跌落测试和故障场景等。在整个企业层面，这项投资最终旨在大力推进实现产品包装100%可重复使用、可回收或可生物降解的目标。

Logan表示：“由于我们的制造和包装过程复杂，玛氏最初采用Ansys的工具和工程软件来设计生产流程和设备。我们深知，玛氏是一家以人为本、品牌为导向且目标明确的全球企业。我们也坚信，未来的理想世界取决于我们今天的经营方式。这是我们‘可持续发展计划’的核心愿景——地球健康、人和宠物茁壮成长、社会包容。为了加快实现这一愿景，玛氏开始应用Ansys的软件工程工具和模拟技术来改进产品和包装，以期为消费者带来更好体验。”

玛氏开始在其他部门应用和扩展这类Ansys建模和模拟工具，包括玛氏食品与营养和玛氏宠物护理部门。

模拟软件的实施为玛氏创造了一个更加灵活、以数字为核心的开发环境，覆盖从设计到制造的全过程。这使得公司研发专家团队在流程上更加轻松、高效，加快了包装生态系统的整体进步速度。玛氏对Ansys公司及其技术早已熟悉，但如今，这项技术在优化可持续性和节省测试材料方面的能力，正逐渐展现出其真正的价值。

 “我们与Ansys的合作关系已超过13年。在此期间，我们成功利用他们的工具开发了专有包装机，优化了各种流程，并设计了创新的包装解决方案。”玛氏零食研发模拟首席科学家Elias Taye补充道，“为支持我们的净零排放目标，我们正在探索使用可持续纸张作为巧克力棒的包装材料。Ansys的优化工具使我们能够更高效地进行实验设计模拟，从而改进纸张包装工艺。”

  “研究那些不会对环境造成危害的新材料对我们来说至关重要。通过建模和模拟技术，我们可以加速这一过程的进程。Ansys提供的工具能帮助我们在真正引入材料之前在虚拟环境中对其进行详细分析和理解。”玛氏计算科学学科负责人Jim Kennedy补充道。

玛氏研究人员报告称，通过计算机建模，开发时间缩短了多达40%，而玛氏用于测试的塑料采购量截至2024年3月已减少约246吨。

作者：Matt Reynolds
译自Packaging World杂志

来源：荣格-《 国际食品加工及包装商情》

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