Revolutionizing Packaging Kinetics Protocols in 2025: How New Standards and Smart Automation Will Transform the Industry for the Next 5 Years

目錄

• 執行摘要：2025 年及以後
• 行業概述：包裝動力學協議的現狀
• 影響協議發展的新興技術
• 監管與標準更新：全球倡議
• 智能自動化與物聯網在包裝動力學中的整合
• 關鍵參與者與戰略合作伙伴關係（來源：pmmi.org, tappi.org）
• 市場預測：2030 年前的增長預測
• 可持續性協議與環境影響
• 協議推進的挑戰與障礙
• 未來展望：顛覆性創新與長期趨勢
• 來源與參考文獻

執行摘要：2025 年及以後

隨着包裝行業在 2025 年及以後加速向可持續性、循環經濟和合規性轉型，包裝動力學協議的開發正受到重新關注。規範材料與其內容及環境相互作用的協議對於確保產品安全、延長保質期以及滿足嚴格的全球標準至關重要。在過去一年中，幾家主要材料供應商和包裝製造商宣佈了合作倡議和試點項目，以標準化動力學測試，特別是針對生物基和回收材料。

到 2025 年，行業正在見證先進測試框架的出現，這些框架整合了實時監測、加速老化和模擬模型，以預測材料在可變條件下的性能。值得注意的是，陶氏化學和杜邦公司已擴大其研發基礎設施，以開發新型聚合物混合物和阻隔塗層的協議，重點關注遷移動力學、氣體滲透性以及與新回收流的兼容性。這些進展對於歐盟的包裝和包裝廢物法規（PPWR）及其他地區指令在 2026-2027 年推動透明數據報告和統一測試至關重要。

協議協調的運動得到了 ASTM 國際和 ISO TC 122 等標準機構的進一步支持，這些機構正在更新包裝動力學的指導方針，以包括快速發展的材料類別和數字可追溯性要求。包括 Tetra Pak 和 Amcor 在內的行業合作正在試點共享數據庫和數字平台，以促進供應鏈中的動力學數據交換和協議基準測試。

展望未來，機器學習和數字雙胞胎的採用將改變協議開發，通過實現預測分析和虛擬測試環境。SIG 等公司正在投資這些技術，以加速資格認證週期並縮短新包裝解決方案的上市時間。2025 年及以後的前景特徵是數字化、監管對齊和跨行業合作的融合，所有這些都旨在建立強大且具有未來保障的包裝動力學協議，以支持安全性和可持續性要求。

行業概述：包裝動力學協議的現狀

截至 2025 年，包裝動力學協議的開發正經歷加速創新的時期，這一切都受到監管變化和供應鏈複雜性增加的推動。包裝動力學——研究材料如何隨時間與其環境和內容相互作用——在各行業尋求確保產品安全、延長保質期和實現可持續目標時變得至關重要。

包括製藥、食品和飲料以及先進材料在內的幾個關鍵行業正在引領協議設計的進步。製藥公司如輝瑞公司正在越來越多地整合實時監測和高通量測試，以評估化合物的遷移並確保符合不斷變化的全球標準。新的協議正在開發中，以提供更快的驗證週期和更強大的預測建模，以應對監管和市場壓力下的靈活性需求。

在食品行業，像雀巢這樣的組織已經採用動態包裝模擬工具和加速保質期測試，以優化材料選擇和阻隔性能。這些方法正在被編纂為內部協議，並經常與供應商共享，以確保價值鏈的一致性。例如，協議現在通常納入全球分銷過程中遇到的環境因素，如濕度和温度波動。

在標準方面，ASTM 國際等行業機構繼續更新和擴展其關於包裝動力學的指導方針，新的工作組專注於新型生物聚合物和回收材料的影響。這些更新預計將在未來幾年影響協議的採用和協調。

數據驅動的方法越來越成為中心。SGS 等公司正在推出先進的分析平台，以處理來自動力學研究的大型數據集，從而快速識別包裝故障和優化機會。機器學習的整合預計將進一步提高動力學模型的預測準確性，並加速協議的完善。

展望未來，行業前景表明將朝着更大標準化和數字化的方向發展。自動化協議管理、基於雲的數據共享以及包裝系統的數字雙胞胎的使用預計將在 2027 年前成為主流。這將促進跨行業合作，縮短新包裝解決方案的上市時間，並支持遵守日益嚴格的監管要求。

影響協議發展的新興技術

在 2025 年，包裝動力學協議開發領域正在經歷快速轉型，這一轉型受到新興技術的推動，旨在提高包裝性能評估的準確性、可重複性和效率。動力學協議對於評估包裝與其內容物及外部環境之間的相互作用至關重要，尤其是在製藥、食品和敏感電子產品等領域，隨着時間的推移，這種相互作用顯得尤為重要。最近的進展正在以幾種關鍵方式塑造協議開發。

• 智能傳感器和物聯網的集成： 在包裝中部署智能傳感器使得實時監測温度、濕度和壓力等參數成為可能。這些數據流現在被納入協議框架中，允許在實際使用和運輸條件下對包裝動力學進行動態建模。例如，SCHOTT AG 正在開發智能包裝解決方案，通過提供詳細的環境數據來通知協議的改進。
• 基於人工智能的模擬和建模： 人工智能（AI）和機器學習越來越多地用於模擬包裝系統的長期行為。這些工具可以識別關鍵變量並優化加速老化和穩定性研究的協議。DSM 工程材料公司擴展了其模擬能力，使包裝開發者能夠更準確地預測材料降解和性能，從而為協議更新提供依據。
• 先進的高通量材料測試： 自動化的高通量測試平台現在能夠在各種環境壓力下快速評估多種包裝材料配方。這項技術被像 Sealed Air 這樣的公司採用，簡化了協議開發的迭代過程，通過生成大量數據集來指導穩健包裝解決方案的選擇。
• 監管協調和數字化： 監管機構和行業聯盟越來越支持使用數字協議和標準化數據格式進行動力學研究，促進互操作性和全球協調。美國藥典（USP）已宣佈新的舉措，以現代化包裝標準並促進數字協議提交的採用，這將加速協議驗證和監管審查。

展望未來，這些趨勢預計將產生更具適應性和預測性的包裝動力學協議，縮短開發週期，確保產品的安全性和有效性。隨着數字工具在協議框架中的深入嵌入，行業正準備迎接數據驅動的敏捷包裝開發的新紀元。

監管和標準更新：全球倡議

包裝動力學協議的開發持續快速演變，受到監管壓力和全球行業驅動的標準化倡議的影響。截至 2025 年，重點在於協調測試方法，以評估包裝材料與其內容物之間的遷移、降解和相互作用——這是確保產品安全、保質期和符合國際貿易要求的重要步驟。

在歐盟，正在修訂的包裝和包裝廢物法規（PPWR）強調需要經過驗證的協議，以評估包裝組件的動力學行為，特別是在回收和生物基材料的背景下。歐洲食品安全局（EFSA）已加強遷移動力學測試的應用，作為新食品接觸材料批准的前提，並與行業合作，完善更準確模擬現實條件的加速測試方法。

在美國，食品藥品監督管理局（FDA）繼續更新其食品包裝材料的指南，現在建議在新型聚合物和添加劑的提交中提供動力學遷移數據。FDA 的食品安全與應用營養中心（CFSAN）已開始試點項目，以評估快速動力學遷移協議的有效性，旨在縮短批准時間而不影響安全標準。

亞太市場在這一領域也在不斷進步。在日本，日本食品接觸材料協會正在與包裝製造商合作，開發考慮到多樣氣候和供應鏈因素的區域特定動力學協議。中國國家食品藥品監督管理局（NIFDC）已推出草案指南，提及包裝安全評估的動力學建模，標誌着向更科學的監管框架轉變。

包括 PlasticsEurope 和 Amcor 在內的行業團體正在積極資助對標準化動力學測試協議的合作研究。這些努力旨在促進測試結果的相互認可，加速創新包裝解決方案的市場推出。

展望未來，預計未來幾年將帶來更深層次的國際協調，推動因素包括測試數據的數字化和跨境試點項目。預計實時動力學監測技術的採用——如支持 RFID 的傳感器和基於 AI 的數據分析平台——將進一步提高包裝動力學評估的準確性和可擴展性，支持全球的監管合規和可持續發展目標。

智能自動化與物聯網在包裝動力學中的集成

智能自動化與物聯網（IoT）的融合正在迅速重塑 2025 年包裝動力學協議的發展。這些協議是針對包裝機器的精確指令和性能參數的集合，越來越多地考慮到實時數據反饋、自適應控制和無縫的設備間通信。這一演變是由對更高吞吐量、減少停機時間和更可持續運營的需求驅動的，涉及食品、製藥和消費品等多個行業。

今年，主要製造設備供應商正在推出下一代控制器和邊緣設備，將基於人工智能的分析直接嵌入包裝生產線。例如，西門子擴展了其工業物聯網套件，增加了能夠實時監測包裝動力學的模塊——跟蹤輸送帶速度、填充率和封口壓力等參數。這些系統使得機器協議能夠自動調整，以應對產品流動或材料特性的變化。

與此同時，羅克韋爾自動化增強了其集成架構平台，以支持即插即用的物聯網傳感器，創造了一個數據豐富的環境用於動力學分析和預測性維護。包裝協議現在可以基於雲分析進行空中更新，使製造商能夠快速適應新的包裝材料或格式，而無需大量手動重新編程。

另一個關鍵發展是包裝機器與企業系統之間通信協議的標準化。OPC 基金會等組織正在與主要包裝原始設備製造商合作，以確保互操作性和安全的數據交換。這對於將包裝動力學與上下游自動化同步至關重要，例如，將填充、封蓋和貼標站點同步，以優化生產線效率。

展望未來，市場領導者正在試點數字雙胞胎技術，通過虛擬複製包裝系統，在部署前模擬和優化動力學協議。Tetra Pak 正在探索這些數字雙胞胎，以預測協議變更對吞吐量和能耗的影響，進一步減少調試時間並改善可持續性指標。

隨着物聯網集成速度的加快，未來幾年包裝動力學協議可能會變得更加自主、自我優化，並與企業資源規劃（ERP）和質量管理系統緊密關聯。這種融合預計將推動包裝價值鏈在敏捷性、可追溯性和運營效率方面的顯著提升。

關鍵參與者和戰略合作伙伴關係（來源：pmmi.org, tappi.org）

2025 年包裝動力學協議開發的格局由關鍵參與者和戰略合作伙伴關係的協同網絡塑造，推動行業的創新和標準化。PMMI（包裝與加工技術協會）和 TAPPI（紙漿與造紙行業技術協會）等組織發揮着關鍵作用，成為協作、知識共享和技術協議開發的中心。

主要設備製造商和解決方案提供商正日益聯手，以簡化協議開發，專注於包裝動力學的互操作性、數據完整性和實時分析。羅克韋爾自動化和西德爾等公司正在與傳感器製造商和軟件開發商合作，整合先進的跟蹤和監測系統，以捕捉包裝過程中的動力學數據。這些合作旨在實現預測性維護、過程優化以及遵循不斷變化的監管要求。

在 2025 年，針對可持續包裝和循環經濟的重視促成了材料生產商與技術開發者之間的聯盟。例如，TAPPI 的成員與領先的包裝公司合作，完善考慮新生物基和可回收材料的測試協議，確保動力學特性得以保持或改善。這種合作對於與監管變化和消費者對環保包裝的需求保持一致至關重要。

戰略聯盟在 PMMI 等組織內的多方利益相關者工作組的形成中也顯而易見，最終用户、原始設備製造商和標準機構共同定義數據捕獲和協議驗證的最佳實踐。這些舉措正在推動開放源代碼工具和共享數據庫的創建，促進互操作性並加速新動力學測試方法的採用。

• 近期事件： 在 2024 年底和 2025 年初，PMMI 啓動了一個專注於為智能包裝生產線協調包裝動力學協議的工作組，參與公司來自北美和歐洲。
• 數據與展望： PMMI 的行業調查顯示，超過 60% 的包裝公司計劃在 2026 年前增加對動力學協議技術和協作研發的投資。
• 展望： 戰略合作伙伴關係預計將加劇，重點關注基於人工智能的分析、傳感器融合和數字雙胞胎的實時協議驗證，確保該行業在 2027 年及以後具備韌性和適應性。

市場預測：2030 年前的增長預期

包裝行業正在響應監管、可持續性和技術需求經歷重大轉型，先進的包裝動力學協議（PKPs）的開發成為創新的關鍵焦點。截至 2025 年，全球 PKP 相關解決方案市場預計將實現強勁增長，推動這一增長的原因是需要標準化的方法來評估包裝材料與其內容物在各種條件下的動態相互作用。

主要行業利益相關者如 Amcor、Ball Corporation 和 SIG 正在投資研發，以完善應對遷移、保質期預測和運輸壓力下性能的協議。這些努力受到日益嚴格的食品安全法規和對循環包裝模型的推動，要求準確的數據來了解創新材料隨時間的表現。值得注意的是，Amcor 在數字模擬方面加大了努力，以簡化動力學測試，旨在縮短新包裝格式的上市時間。

來自行業聯盟的數據，如靈活包裝協會，表明標準化動力學協議的採用率將在 2030 年前加速，特別是在食品、製藥和個人護理等領域。將智能傳感器和實時分析集成到包裝系統中，這一趨勢正在被 SIG 及其合作伙伴積極追求，預計將進一步提高協議的精確性和合規監測。

未來幾年展望顯示，北美、歐洲和亞太地區的監管框架將越來越多地要求經過驗證的動力學模型作為新包裝材料審批流程的一部分。這預計將推動專業測試服務的擴展和遠程協議驗證數字平台的部署。製造商與 ASTM 國際等組織之間的合作可能會產生新的統一標準，促進全球貿易和創新。

• PKP 的增長將在需要高度保證產品完整性的應用中最為明顯，例如生物製品和主動包裝。
• 根據行業領導者的預測，動力學協議軟件和儀器的市場預計將在 2030 年前經歷兩位數的年增長率。
• 預計將增加對機器學習和數據驅動的協議優化的投資，領先的包裝技術提供商最近宣佈的合作伙伴關係就是證明。

總之，2030 年前包裝動力學協議開發的預測特點是市場快速擴張、技術整合和統一標準的重要性上升，為更靈活和合規的全球包裝行業奠定了基礎。

可持續性協議與環境影響

到 2025 年，包裝動力學協議的發展與可持續性和環境管理日益交織。包裝價值鏈上的公司正在完善方法論，以分析包裝材料如何與其內容物和環境隨時間相互作用，明確關注於最小化生態影響。協議現在常規整合對生物降解率、可回收性以及從包裝遷移到食品或藥品的物質的評估，以符合日益嚴格的全球法規和消費者期望。

一個主要趨勢是將動力學測試標準與生態設計原則進行協調。例如，Tetra Pak 投資於先進的模擬和測試協議，以評估其植物基和可回收材料的生命週期和分解動力學，確保其產品滿足功能性和可持續性目標。同樣，Amcor 實施了測量新型高阻隔可回收薄膜環境持久性的協議，分享降解路徑和生命週期末端場景的數據，以支持其到 2025 年所有包裝可回收或可重複使用的目標。

這些動力學協議的數據不僅用於內部研發，而且越來越多地在可持續性報告中披露。例如，SIG 每年發佈其無菌紙箱的遷移和降解率指標，使客户和監管機構能夠獲取這些信息。這種透明度有助於指導採購決策，並支持遵守不斷發展的標準，如歐盟一次性塑料指令和擴展生產者責任（EPR）計劃。

展望未來，未來幾年將加速採用數字工具和原位監測技術。像 Nestlé這樣的公司正在試點嵌入包裝中的實時傳感器，以跟蹤環境交互，為完善動力學模型和協議提供詳細數據。此外，基於人工智能的分析的出現預計將優化材料選擇和協議設計，減少對資源密集型物理測試的需求。

行業前景受到協作方法的影響：跨行業倡議——如 Packaging Europe 和材料供應商主導的倡議——正在標準化動力學協議框架。這些努力預計將促進全球可比性和監管協調，對於在多個司法管轄區內運營的公司至關重要。從 2025 年開始，可持續性和包裝動力學將越來越趨同，協議開發將作為監管合規和環境領導力的關鍵。

協議進展的挑戰與障礙

隨着行業在 2025 年及未來幾年內的演變，強有力的包裝動力學協議的發展面臨着幾個挑戰和障礙。一個主要挑戰仍然是國際市場測試標準的協調。北美、歐盟和亞洲等地區的不同監管要求為希望開發具有全球適用性的協議的公司帶來了複雜性。例如，儘管美國食品和藥物管理局強調化學遷移測試，但歐洲委員會維持其自身的一套食品接觸材料法規，可能導致協議開發中的冗餘或空白。

數據變異性和可重複性帶來了額外的障礙。包裝材料日益複雜，通常由多層結構或新型生物基聚合物組成。這些材料在不同環境條件下的表現可能不可預測，從而使質量轉移、氧氣滲透或污染物遷移的建模變得複雜。因此，協議開發者必須不斷完善測試方法和驗證策略，以考慮變異性——這些努力既耗費資源又耗時。ASTM 國際和 ISO 等組織正在積極更新標準，但創新的步伐往往超過了監管或共識標準化的進程。

將可持續性要求融入包裝動力學協議是另一個新興挑戰。隨着品牌擁有者和轉換商增加回收材料和生物可降解材料的使用，協議必須考慮與原材料不同的特性。這引入了關於保質期、屏障有效性和產品安全性的諸多不確定性。例如，可口可樂公司和 Tetra Pak 公開討論了驗證可持續材料性能的新測試方法的必要性。

展望未來，克服這些障礙的前景謹慎樂觀。數字化和先進分析提供了通過改進材料建模和預測模擬加速協議開發的潛力。行業聯盟和標準組織等協作努力預計將推動更大的協調和知識共享。然而，監管適應的步伐以及新興材料的技術複雜性將在未來幾年繼續構成重大障礙。

未來展望：顛覆性創新與長期趨勢

隨着行業適應不斷變化的監管、環境和技術格局，包裝動力學協議開發的未來正處於重大轉型之中。到 2025 年，可持續性要求、智能包裝技術和數字化的融合正在加速包裝動力學（涵蓋遷移、保質期和相互作用研究）的建模、測試和驗證的演變。

領先的包裝製造商正在整合先進的分析工具和高通量篩選平台，以實現更快、更可靠的動力學評估。例如，Amcor 正在投資數字模擬和預測建模，以優化材料性能和遷移特性，提前進行物理原型製作。這種以模擬為驅動的協議減少了開發時間和資源消耗，與行業對生命週期評估和循環經濟的推動相一致。

與此同時，智能傳感器和實時監測設備在包裝材料中的應用將重新定義協議標準。Sealed Air 和 SIG 正在試點嵌入式傳感器技術，以跟蹤環境條件和材料變化，從而進行動態動力學研究，反映真實的處理和存儲場景。這種以數據為中心的方法支持更具適應性和響應性的包裝解決方案，對於易腐商品和藥品至關重要。

監管機構也在塑造協議創新。歐盟對食品接觸材料立法的收緊促使供應鏈中遷移和動力學測試的協調。Tetra Pak 等公司正在通過開發專有和開源測試協議來應對這一挑戰，預見並超越合規要求，利用物理和計算測試框架。

展望未來幾年，人工智能（AI）和機器學習在協議開發中的整合將成為一種顛覆性力量。基於 AI 的模型可以以越來越高的準確性預測遷移行為、保質期和降解路徑，使製造商能夠在物理驗證之前虛擬篩選新材料和設計。陶氏和杜邦的舉措突顯了向 AI 增強研發的轉變，承諾提供不僅更快而且更穩健和可預測的協議。

總之，2025 年及以後的包裝動力學協議開發前景以數字化、智能材料整合、監管協調和 AI 驅動的預測分析的崛起為特徵。這些趨勢共同預示着全球行業向更靈活、數據驅動和可持續的包裝創新轉變。

來源與參考文獻

• 杜邦
• ASTM 國際
• ISO TC 122
• Amcor
• SIG
• SGS SA
• SCHOTT AG
• DSM 工程材料
• Sealed Air
• 美國藥典（USP）
• 歐洲食品安全局
• 日本食品接觸材料協會
• PlasticsEurope
• 西門子
• 羅克韋爾自動化
• OPC 基金會
• PMMI – 包裝與加工技術協會
• TAPPI – 紙漿與造紙行業技術協會
• Sidel
• 靈活包裝協會
• Packaging Europe
• 歐洲委員會

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