自动售货机：美国366亿美元的产业巨头

背景

从最初的单分硬币起步，美国的自动售货业务已演变为一个366亿美元的庞大产业。1999年，罐装冷饮是行业的销售冠军，销售额达157亿美元，占行业总销售额的42.9%。包装糖果和零食位居第二，占比19.7%，销售额72亿美元。1999年，美国生产并出货了超过85.7万台投币式自动售货机，其中超过一半（477,102台）是销售罐装和瓶装软饮料的冷藏机型。

自动售货占据了饮料灌装商和零食制造商销售额和利润的重要份额。2000年，自动售货机在大学校园、工厂、企业、医院和学校等场所产生的销售额占餐饮服务总销售额的14%。灌装商向高校、学校和其他机构支付数百万美元，以获得在校园内独家摆放自动售货机的权利。自动售货软饮料销售额可能仅占灌装商年总销售额的15%，但这部分销量却能轻松贡献其年利润的一半。

历史

有记载的第一台自动售货机可追溯至公元前215年，数学家希罗发明了一种装置，投入铜币即可在埃及亚历山大神庙中取出圣水。公元1076年，中国发明家研制出投币式铅笔售货机。18世纪，英格兰酒馆出现了投币式烟草盒。

美国政府自1896年起开始授予投币式售货机专利。然而，直到1888年，自动售货才在美国成为可行的市场。那一年，Adams口香糖公司开发了口香糖售货机，并将其安装在纽约市的高架火车站台上。机器售价仅一美分，即可吐出一块水果味口香糖。

1926年，William Rowe发明了香烟自动售货机，开启了向高价商品销售的趋势，包括软饮料和五美分糖果机，这些在1920年代末和1930年代不断演变。1946年开发出咖啡售货机，1950年推出冷藏三明治售货机。1984年，Automatic Products International Ltd.（APi）推出了一款能现磨现煮新鲜咖啡豆的自动售货机。

凡是能自动售卖的商品，几乎都曾出现在售货机中。最早的饮料售货机可追溯至1890年的法国巴黎，售卖啤酒、葡萄酒和烈酒。曾出现在售货机中的商品包括：服装、鲜花、牛奶、雪茄和香烟、邮票、避孕套、古龙水、棒球卡、书籍、鱼饵、漫画书、磁带和CD、彩票、相机和胶卷。现代售货机甚至能售卖披萨、爆米花和薯条等热食。

原材料

自动售货机主要由四大类原材料构成：镀锌钢、莱克斯安（Lexan）或其他塑料、丙烯酸粉末涂料和聚氨酯保温材料。

机身主体采用10到22号厚度的镀锌钢板。较厚规格用于外部机柜、外门和内部水箱；较薄规格用于内门、隔板、罐堆栈以及硬币验证器和产品托盘等机械部件。

莱克斯安是一种坚韧的聚碳酸酯塑料，用于售货机的前面板。厚度通常在0.13英寸（3.18毫米）到0.25英寸（6.35毫米）之间。它极难破碎、阻燃、易于成型，并可处理以阻挡紫外线、光线和热传递。产品标识、名称和图案通过丝网印刷在莱克斯安板上，再安装在机门的槽道中。

丙烯酸粉末涂料是用于给售货机表面“喷漆”的彩色粉末。粉末均匀涂覆后在制造过程中烘烤固化。相比湿法喷漆，丙烯酸涂层更能经受风吹日晒和人为破坏，且更易符合政府环保标准。

聚氨酯泡沫为售货机内部提供隔热。泡沫被吹入外部机柜与内部水箱之间，固化成坚硬的刚性材料。除了隔热，这种硬质泡沫还能增加机柜和水箱的结构稳定性。

部分制造商（如Dixie-Narco）自行生产售货机内复杂的电子装置，其他厂商则采购预制组件安装。这些组件包括纸币和硬币验证器、计算机控制板、制冷装置和照明系统。

设计

自动售货机的基本设计始于机柜——这个钢制外壳容纳所有内部组件，决定机器的整体尺寸和形状。机柜内部有一个称为水箱的钢制内衬。水箱与机柜紧密贴合，中间预留空间填充聚氨酯泡沫隔热层。水箱与泡沫隔热层共同维持内部温度稳定，保护商品免受外部极端温度影响。严格来说，所有产品和出货机构虽位于机柜内，实则安装在水箱之内。

机柜外表面涂覆丙烯酸粉末涂料并高温烘烤固化。粉末涂层使机器能抵御极端温度、盐雾沙尘、顾客粗暴使用等苛刻环境，具有极高的表面耐久性。

为存储和出货商品，机内安装罐式供料堆栈或供料托盘。每个托盘配备大型旋转钢丝螺旋，用于固定商品。供料托盘可滑入滑出，便于维护和补货。供料堆栈和托盘内含电机控制装置，将商品向前推送至脱离堆栈并落入取货口。顾客选购商品时，转子转动推进单个商品，罐装或瓶装饮料逐个落下；零食托盘的螺旋同样旋转推送商品至脱落。

部分售货机（尤其是冷饮机）采用双门设计。内门密封机器内部并提供额外隔热；外门包含电子控制系统，供顾客购买取货。外门还包含标识和图案，通常丝网印刷在嵌入门前面板的莱克斯安板上。前面板照明通常安装在莱克斯安板后方。外门配备重型插销、锁具和铰链，防盗防破坏。

硬币和纸币验证器等电子组件可检测投入硬币真伪、扫描纸币面额，确保金额正确。控制按钮面板供顾客选择商品，按钮与供料堆栈和托盘的电机控制相连，驱动转子释放商品至取货口。找零器存放硬币并在选购后吐出找零。新型机器还可能配备读卡器（支持借记/信用卡）、显示价格和机器状态的LCD面板，以及语音芯片通过语音播报交易详情。

设计变更最频繁的领域是应对市场上种类繁多的瓶、罐、盒、袋等包装的存储和出货机构。20盎司（592毫升）塑料汽水瓶初上市时易卡机，设计师不得不重新设计存储和出货方式。产品包装的不断变革迫使设计师持续寻找更实用、高效的售货方案。

制造工艺

美国最普及的售货机是冷藏罐装软饮料机，销售传统的12盎司（355毫升）铝罐汽水。此类机器的制造通常在多条自动化、并行运行的装配线上同步完成所有组件。制造工艺因出货商品而异。

机柜由镀锌钢卷料制造。装配线起始端，原料钢经自动压力机压平、切割成板材。机柜常由两个或更多独立部件组成。
其他压力机对板材进行冲孔和切槽。冲孔工艺为螺栓紧固件、电线穿孔、通风口等创建开孔。板材边角按需切槽，以便组件安装。
钢板自动进入重型气压和液压机，每台施力200-400吨以上。钢板平铺，压力机压制边缘、制造弯曲，将钢材成型为机柜基本形状。
接缝采用电阻焊（点焊）固定，利用高压电流通过两接触点熔融金属表面连接。
机柜下线送至表面处理区进行粉末涂装，待内胆安装。
机柜制造同步，另一条产线制作内胆。工艺与机柜类似：镀锌钢从卷料切割，进入自动线冲孔（螺栓、供料堆栈、电机等开孔），切槽以便焊接后更易嵌入机柜。
压力机成型弯曲，分体焊接成整体。
内胆送表面处理区，与对应机柜配对。
粉末涂装前，机柜经历八道预处理：首先挂上空中输送链，行经210英尺（64米）预处理系统。双侧喷嘴各工位喷淋，首道碱洗去除重度表面污垢。
第二道碱洗进一步清洁表面。
水洗、磷酸锌涂覆、再次水洗。
涂覆铬酸密封剂，再次水洗。
最后用去离子水彻底冲洗。进入烘干炉30-60分钟，温度350-400°F（177-204°C），确保表面无水分。
出炉后机柜仍在空中输送链上开始粉末涂装：以丙烯酸粉末涂覆机柜表面并烘烤固化。机柜、内胆、内部机构等均可粉末涂装。
机柜输送进入环境受控的粉末涂装室。涂装室由聚丙烯制造，被认为吸附粉末较少，提高喷涂效率、减少清理。每室单色，配备18-22支喷枪，喷枪可移动以提高覆盖率、深入型腔、跟随工件移动。喷枪喷涂均匀0.0015-0.002英寸（1.5-2微米）厚的丙烯酸粉末层。带正电粉末易附着于接地机柜表面。飞溅粉末回收、与新粉混合再喷涂，涂料浪费极少，回收率高达95%。
粉末涂覆完成，机柜进固化炉20-30分钟，370°F（188°C），粉末涂层永久烘烤固化。
成品机柜与内胆结合进行发泡工艺：将聚氨酯泡沫隔热材料注入机器内部。内胆嵌入机柜，两者预热至约120-150°F（49-66°C）待发泡。温度达标后，高压发泡装置以精确计量注料将隔热材料吹入机柜与内胆之间。泡沫固化，不仅提供高效隔热，还增加机柜和内胆的结构稳定性。
早期制造泡沫结构的树脂添加剂（发泡剂）含大量CFC（氯氟烃）。因环保担忧，改用替代发泡剂，包括氢氯氟烃（HCFC）替代品和水。
发泡完成后，在机柜底部安装制冷装置。制冷装置多为预制采购，滑入定位、螺栓固定、接线，由装配线单人操作完成。
安装罐式供料堆栈。堆栈制造工艺与机柜、内胆类似，经钢材成型、冲孔、切槽、焊接。严格监控确保堆栈尺寸与机型匹配。
最后阶段安装机门。外门承载冷饮售货机大部分精密电子元件：硬币/纸币验证器、选择按钮、控制面板、找零管、标识、照明。内门作为内部额外密封。罐装售货机多数无透明展示窗，门面通常印有广告图案。售卖瓶装、糖果、零食的机器常配莱克斯安等防碎材料制成的透明窗。
门壳体制造工艺与机柜、内胆类似，外门额外冲孔以容纳控制件。门组件常在单一区域尽可能完整组装而非流水线，集中组装可减少门与机柜匹配错误。制造中门置于可旋转、可索引的转盘上，便于操作员翻转移动。
门在转盘上完成所有组件安装：操作员安装硬币/纸币验证器、读卡器、选择按钮、LCD显示屏等外部控件，螺栓/螺丝固定。选择按钮连接相应罐堆电机。丝网印刷莱克斯安面板安装在门槽道中。照明灯具螺栓固定并接线。成品门自动运至机柜安装。完成的罐装汽水售货机即可进行质检测试。

质量控制

组装完成后对成品机器测试。检查所有电子元件功能、罐堆安装正确性、罐装饮料出货准确性和安全性。发现问题则送至可容纳多台机器的返工工位，技术人员维修后再测。若问题仍存，判废标记。

额外测试包括制冷降温测试：将内部温度“拉低”至30-31°F（-1至-0.5°C），验证机器控制和温控系统正常工作。

测试合格机器经最终目检，清洁后用透明塑料收缩膜包装。成品通过输送机送入仓库打包，准备发货给客户。

未来展望

2000年，可口可乐公司宣布投资逾1亿美元采用亚特兰大Marconi Online的在线“Dial-a-Coke”自动售货技术。对运营商而言，该技术将提升效率、数据采集和维护水平。机器将采用远程诊断，在需要补货或维修时向总部发出警报。详细库存状态将传输至中心，路线司机和技术人员出发前即知晓需补货商品。复杂的数据采集将即时反馈畅销品和需替换的滞销品。机器实时传输交易数据，使公司对现金和库存问责实现更严格控制和精准数据。对消费者，Dial-a-Coke技术实现无现金购买：用手机拨打特定售货机号码选购并支付软饮料费用。

数据也可下发至机器。例如调价通常需技术人员上门手动操作，远程售货允许远程修改，供应商可灵活应对促销定价或非高峰时段降价以提升总销量。无现金系统减少机器内现金存量，从而降低盗窃和破坏。APi已开始生产接受信用卡/借记卡的售货机。

2001年初无线机器监控系统的技术进步，使公司能利用互联网作为广域网监控维护远程售货点。手持电脑也日益普及，可直接从机器采集销售和库存数据。

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