傳統食品也將進入智能製造時代
人們通過使用智能手機，對「智能」兩字不再陌生了。但若將充滿科技感的智能化與傳統的食品生產結合起來，相信是需要一些想像力的。但無論你能否想像得到，食品製造的智能化時代已經來臨。
在「食品藥品行業智能包裝應用前景研討會」上，來自易往信息技術（北京）有限公司的首席運營官何宗東先生介紹說，如今食品工廠多以大量生產模式為主，因食品品種規格繁多且形態各異，包裝環節多以人工為主，稱其為勞動密集型行業也正因為如此。而隨著產業轉型升級，未來食品工廠將朝智能化生產的方向發展，大數據、智能製造和機器人將在未來食品業扮演重要角色，無論是智能化原料管理、製造、配送、銷售和消費系統建構，或是創新產品、服務開發及改善供應鏈，智能科技都將為食品業帶來發展的新力量，為中國傳統食品製造業帶來顛覆性的改變，也會給新興食品工業帶來更多的機遇和發展空間，智能工廠、智能生產將成為未來食品工業發展的主流。
什麼是智能製造？
具有多年從業經驗，並為多家汽車製造企業提供過成功解決方案的何宗東說，智能製造不僅指生產，而且包括智能倉儲、智慧物流、智能排產、智能生產、智能檢測、智能包裝全流程。如智能倉儲包括建立自動化的立體庫，能夠對環境感知並控制，利用RFID與條碼，可方便地掌握庫存品的有效期並實現先進先出。智能排產則是指能夠經濟地計劃投產與批量生產，將生產反應釜與分裝信息聯合起來，制定精準的清洗與消毒計劃。智能生產就是指能實行全過程管控，讓工廠透明化，能實時報工反饋，對設備、能耗、人員管理做到及時準確地把控。智能檢測則包括及時獲取產品參數並進行評判，運用視覺檢查系統對產品進行合格與否的判定，建立產品條碼管理系統，實現產品的可追溯機制。智能包裝則包括自動裝箱與堆碼，且箱碼信息可追溯，在包裝前對不同的產品進行自動金屬檢測防止金屬物殘留，自動重量檢測從而達到定量包裝的要求等。
食品業亟待智能包裝
2016年5月，國務院印發的《中國製造2025》提出，要加快推進位造業創新發展、提質增效，實現從製造大國向製造強國轉變。用機器替代人工成為了許多傳統製造企業的轉型目標。食品行業在這方面顯得尤為迫切，傳統的調味品、烘焙食品及原料、形態各異的休閑食品等行業，在包裝工序集聚了大量人力，從事稱量、裝袋、封箱、轉運等工作。據何宗東分析說，成本是決定因素，人工成本快速上升，且用工緊缺，再加上一線工人的主力已是90後，對於在較好物質條件下長大的他們，枯燥的重複勞動難以讓他們長久地專註於此。因此管理上比其前輩——70、80後要困難。在利潤本來就很薄的這個行業，智能化迫在眉睫。而此時，機器人技術已趨成熟，並正在走向國際化，隨著應用的擴大，成本正在不斷下降。
何宗東還對包裝機器人與人工成本趨勢進行了分析，他說，2010年，人工成本開始快速上升，現仍處於上升中，北上廣一線城市年度工人用工成本約7萬元，內地三線城市約5萬元，對於勞動密集型企業，人工成本佔據了成本的大部分。以食品行業平均20%的毛利潤計，每年人工成本的增長幅度約為5%～10%，而產品的售價不變（事實上食品很少提價）的情況下，4年後將無利可圖。這一說法得到現場聽眾的認同。中山市黃圃鎮泰和食品有限公司的王獻章總經理表示，公司雖然是小企業，資金有限，也在考慮機器換人這件事。一是大勢所趨，二是人工緊缺，招工越來越難，用人成本確實不斷增加。
何宗東說，由於食品行業的特殊性，要嚴格保障食品安全，人工挑選不僅效率低，而且容易產生二次污染，影響產品品質。隨著機器人應用的普及，機器人的價格在不斷下降。國產機器人的價格已接近一線城市工人的2年年薪。考慮到兩班工作，加上輔助設備，達到了用機器換人的成本臨界點。也就是說，現在是機器換人的好時機。
智能包裝智能在哪？
典型的食品包裝過程，以一次包裝為例，包括理料分揀，質量檢查，開箱、裝箱、封箱、碼垛。
而智能包裝碼垛生產線，一次包裝由機器人料理，有廣泛應用的並聯揀選機械手，專業機器人裝箱、開箱、封箱，全部由機器完成。而集成的碼垛系統則由滾筒傳送帶，自動封裝機，轉角傳送帶（含無支撐腳架）、滿垛托盤、碼垛機器人、托盤供給傳送帶，推送裝置、托盤自動供給裝置、條碼讀取裝置以及包材傳送帶等組成。
機器人靈活度高、可重複工作、適應強，在食品工業中可提高整體設備效率，並減少目前包裝線輸送機的長度與數量，簡化布局廠房的空間。另外，機器人按照標準化設定作業，可提升生產衛生安全。過去食品業多是使用「固定型機器人」，用來執行重複性、重勞力、危險性的工作，而運用感測器與視覺系統，單臂或雙臂的「協作型機器人」有更多發揮空間，可應用在食品生產的多個領域。
在此過程中，可插入AI視覺檢測，通過深度學習機制，機器知道什麼樣的產品是好的，哪些是不良品，從而杜絕不良、漏裝、包裝問題產品等進入後道工序。其間還可運用人工智慧演算法和圖像識別技術，開發針對不同食品的智能分撿系統，用於食品的分揀環節。利用3D機器視覺系統對無序來料進行位置定位、品相識別和分類，指導機械手進行抓取、搬運、旋轉、擺放等操作。例如，香菇智能分撿系統，在香菇的分揀中，機器人能夠自主進行深度學習，根據香菇品質的不同進行分類。機器人識別準確率高達99%，而人工只有80%。機器人不知疲倦，效率較人工提升2倍，一套設備能夠取代8個人工，極大地提升生產效率。
通過機器視覺可以獲取產品條碼、加工碼、箱碼、追溯碼等信息，確保食品在原材料、生產加工、包裝、運輸階段的全過程信息可追溯。
智能包裝中的大數據應用
我們知道，絕大多數食品都有保質期，而新鮮的食品其營養保留更全面，這是消費者購買食品時關注的重點。食品生產商多在食品標籤上標註生產日期或產品批號，同一天則會有多件食品的生產日期或批號是一樣的。而大數據可以對每件食品實行編碼，一物一碼，生成海量無序碼，還可以做到快速查詢，這種快速達到毫秒級，通過查詢記錄跟蹤，進行分析，可以實現食品的保質期管理，解決銷售端保質期管理問題。這樣講，可能大家難以理解。何宗東舉例說，不久前，上海市消委會對一些大型超市進行了食品保質期抽查，結果發現部分超市存在過期食品。究其原因，多數超市對食品保質期的管理主要是靠人工巡查，如每天安排人員對在售、庫存的食品進行保質期檢查，發現臨近或到達保質期的產品也是靠人工分揀出來處理，這樣難免會出現遺漏。而食品若在出廠時就有了唯一碼，進入超市便可以全程跟蹤，就不會漏掉一件了。
何宗東說，這只是大數據在智能包裝上的應用之一，還可用於營銷分析，及時、動態、精準的分析產品流向，掌握消費信息。
事實上，大數據可用於食品原材料、生產加工、物流信息、配送信息、購買信息、消費信息等全過程。大數據的搜集和分析應用，不但扮演創新連結的重要角色，智能化供應鏈也正在取代原以機械和生產為重的食品業經營模式。大數據將與生產製造、產品設計和服務交叉鏈接，可促成消費需求主導的供應模式，同時食品業者也能展現自家產品的差異化價值。
未來食品廠是啥樣？
有研究指出，至2020年，將有500億部生產機械設備與網路鏈接，2023年食品生產線將與IT密切合作，改變勞動密集的狀態並降低維修負擔，提升食品安全水平。
沒有熱火朝天的工作場景，沒有一個挨著一個的流水線工人，安靜整潔的車間里，全自動化的機械手臂在靈巧地上下翻飛，將一箱箱食品運送出廠。
大數據、智能製造和機器人將在未來食品業扮演重要角色，無論是智能化原料管理、製造、配送、銷售和消費系統建構，或是創新產品、服務開發及改善供應鏈，智能科技都將為食品業帶來發展的新力量。因此，未來食品工廠的樣子會是由科技串連食品的整體供應，每部機械設備都將和感測器和物聯網技術進行連結，食品企業必須能收集及運用數據，了解顧客需求並重新改變營運思維，才能取得智能化的發展先機。
高科技與智能化的進入，將使食品產業的生產設備體積更為精巧、靈活，生產製造效率、彈性與訂製化能力更高。通過優化生產流程的效率和可靠性，平衡所有零部件的速度，停機時間得以降低，整體設備運轉效率因而大為提升。另外，食品從原料採購至生產製造等龐大數據，藉由物聯網自動、實時搜集，並上傳至雲端平台運算，能協助食品製造業者縮短決策時間、節省大量資源。
雖然大數據、物聯網、機器人等技術，對食品業是另一個領域的專業知識，但卻是必要的投入，食品企業無需從無到有自行研發，目前已有不少專業公司為食品企業提供整體解決方案，這就能事半功倍縮短智能化進程。大數據雖然迷人，但食品生產者更需要掌握的是消費者生活形態的「大數據」，了解消費需求，才能從供給側提供適銷對路的產品。
世界在快速變化中，食品行業也不例外。機器換人，利用數據進行決策，使用人工智慧協助生產，讓生產更高效，讓我們的生活更輕鬆，正是每天變化的主旋律。
TAG:食經 |