更简单的自动化有助于食品生产

食品制造商需要变得更加敏捷和灵活，以满足零售商和消费者不断变化和日益苛刻的需求，在一个市场中，消费者购买智能日益强大，互联网订购迅速增长，物流变得高度动态。

在工业化国家中，英国的生产率排名倒数第二;如果生产率能提高到美国的水平，每个家庭每年的收入将增加25,669美元(21,000英镑)。

Trakrap首席执行官Martin Leeming表示:“对于机器设计师来说，根本不可能采用许多现有的解决方案来实现制造商正在寻找的生产率的阶梯式变化。”“整个系统架构需要从下到上改变，你真的必须回到绘图板上重新开始。”

上市速度快，资产利用率高

和其他人一样，Leeming认为答案在于机器和流程的数字化，以及大数据的获取和正确使用。“提高生产力的一个重大变化并不在于用更少的人简单地完成同样的过程。它要求企业重新思考其他事情，比如上市速度、资产利用率、节能、缩短转换时间以及按订单生产，而不是按库存生产。”他说，仍然存在许多障碍:只有48%的制造商声称已经为工业4.0做好了准备，而且人们认为，要实现英国所需的跨步变革，现有机器中有40%到50%需要更换。

西门子英国和爱尔兰食品和饮料业务经理基思•桑希尔(Keith Thornhill)表示，目前工业环境中的技术变革速度没有放缓的迹象，因此食品行业预测不是一门精确的科学。即便如此，“随着竞争和不断变化的消费者需求日益被视为行业驱动力，很明显，自动化流程，无论是物理的还是数字的，都将帮助食品制造商提供具有成本效益、可重复使用和安全的产品，”他说。

然而，要实现这一点，需要关注生产力、效率和敏捷性等关键领域。通过寻求最大限度地提高效率，有可能采取重大步骤，为未来竞争激烈的岁月创造必要的技术驱动解决方案。

Thornhill说，一些可识别的领域需要特别关注。他建议食品制造商制定一个明确的数字化集成中长期愿景，这样工厂就可以在产品开发和生产的所有领域采用最大的透明度。

Thornhill说:“这包括需要从企业资源规划(ERP)层面一直到生产、单个资产表现和返回的闭环数据集成。”“详细的机械和自动化规格也需要达成一致，这样数据透明度才能支撑战略决策，生产力目标才能得到解决。”Thornhill还建议公司寻求减少过时，以降低成本，并为未来提供可用资产。

自动化投资驱动因素

Festo食品和饮料经理安德鲁•麦克弗森(Andrew Macpherson)也认为，零售商和消费者要求以可持续的价格和高质量安全生产更多种类的食品的压力，正在推动对自动化的投资。他预测，10年后食品行业的自动化水平将彻底改变食品生产环境。

“未来，来自不同制造商的食品生产机器将需要共享数据并相互通信，使用开放的通信协议，并能够自动进行必要的调整。这些机器还能够告诉操作员是否出现问题，性能是否下降或能耗是否上升，更重要的是需要采取什么措施来解决问题。”Macpherson说。

食品制造商、供应商和客户也将变得更加紧密地联系在一起。将共享与消费者需求和趋势有关的数据，以确保根据实时需求调整生产。“所有这些可用数据都将带来新的挑战，涉及安全性以及如何解释这些数据。他说:“工程师将不得不与他们的资讯科技同事更紧密地合作，以使他们的业务获得最大的利益。”“随着消费者和食品制造商之间的联系越来越紧密，生产机械将需要变得更加灵活，能够快速地进行小批量生产。”

麦克弗森认为，未来生产机器中使用的材料也可能与今天使用的标准材料完全不同。以等离子涂层等纳米涂层技术的发展为例。他说:“这可以让标准材料被涂上涂层，以提高细菌的抵抗力，有可能取代食品领域的不锈钢。”

有助于延长食品保质期的新技术也将出现。这些可能涉及新的工艺或使用不同的气体，例如臭氧。麦克弗森总结道:“这将给食品机械生产商带来进一步的挑战，比如如何在确保员工安全工作环境的同时处理这些新工艺。”

灵活的轨迹和轨迹

三菱电机自动化系统部英国市场营销和运营集团经理克里斯·埃文斯表示:“对效率监控、产品跟踪和可追溯性、更快、更安全、更低成本的加工和包装解决方案以及工厂灵活性的需求在食品工业的所有部门都在增长。”这导致了自动化技术的快速发展。其中最大的变化之一是越来越多地使用小型铰接臂和scara式机器人来执行重复性任务。

埃文斯说:“三菱定期举办关于机器人在食品工业中的应用的研讨会，与会者通常对其低廉的包装成本、易用性和简单的集成感到惊讶。”“平台整合是实现多重利益的一个重要主题。当更换单个自动化组件(如驱动器，伺服系统和plc[可编程逻辑控制器])时，用户期望逐步改进。然而，如果你对你的自动化系统有一个整体的看法，那么你可以获得一些真正显著的收益。”

例如，用于管理生产线的功能强大的PLC可以协调引导操作员拾取，光系统，提高体力工人的质量和吞吐量，输送机系统，加工工厂烤箱和冷却器，高速包装机，机器人切割，包装和堆叠线。

埃文斯总结道:“食品工业自动化的未来肯定会以工厂和自动化平台的整合为中心，因为生产者需要的普遍进步离不开它。”

自动化有助于个性化

随着消费者对高度个性化产品的需求，大规模生产正在发生变化。在汽车工业中，在灵活的生产线上生产之前，可以选择汽车的细节。食品市场也出现了类似的选择。现在，你可以自己设计巧克力，并在3D巧克力打印机上制作巧克力(见相关图片)。在英国，

个性化糖果生产商Boomf的业务在第二年增长了600%。消费者的选择对消费者来说是件好事，但“往往代表着对建立在大批量、大规模生产基础上的传统商业模式的挑战。SMC食品和包装业务经理史蒂夫•阿诺德(Steve Arnold)表示:“如果你想生存下去，就必须与众不同，做一些与众不同的事情。”

新技术正在兴起，以帮助企业满足更灵活、敏捷和智能制造的需求。数据似乎是关键，首先要收集数据，然后能够解释数据，让企业做出更明智的决策。

阿诺德继续说道:“像‘网络物理系统’这样的新流行语已经允许机器制造商将一个简陋的电动驱动器或过程阀转变为智能传感器，允许制造商购买标准生产线，但能够以大批量和小批量运行许多不同的产品格式，并仍能盈利。”“汽车行业多年来一直在这样做，食品行业面临的挑战是也要接受这项新技术，以实现更大的灵活性和敏捷性，以满足不断变化的消费者需求。”

跟上竞争对手的步伐

ABB英国机器人公司的销售和市场经理Mike Wilson表示，机器人自动化将成为食品和饮料行业生产和包装应用中更具吸引力的解决方案。机器人使生产者能够跟上对更多品种、质量和更快交货的需求。生产商需要找到新的方法来跟上步伐。

近年来，英国食品和饮料行业一直在加大对自动化的投资，以帮助其在超市价格战中生存下来。然而，需要在自动化方面进一步投资，以确保持续的竞争力。”“其他国家的自动化速度要快得多，食品和饮料行业生产率最高的国家是芬兰。”国际机器人联合会(International Federation of Robotics)提供的数据显示，2014年，芬兰每万名员工中使用的机器人比英国多55台。

随着世界各地的工厂开始增加对智能技术的使用，英国的食品制造业也需要关注这个问题。“作为执行智能制造中涉及的各种流程的工具，机器人是在实施完整的工业4.0战略之前应该考虑的主要技术，”威尔逊建议道。

“作为使用数据与工厂中的其他元素进行操作和通信的网络物理系统，机器人是任何工业4.0模型中最普遍的自动化机器之一。它们也有利于任何希望克服食品生产商面临的典型挑战的人，例如不一致的产品质量，灵活性和可靠性问题。机器人还可以执行被健康与安全管理局(HSE)认定为高风险的流程。”

劳动力成本，aiv

欧姆龙欧洲食品和饮料行业营销经理罗伯特·布鲁克斯(Robert Brooks)说:“英国食品行业是一个劳动力密集型经济体，我认为这种情况不会很快改变。”“然而，我们看到，在成本和需求的双重驱动下，企业正在继续‘重新部署’劳动力，以提高资源效率。”布鲁克斯表示，该行业缺乏技能，同时由于需要更高的生产率和灵活性，自动化程度更高。“这意味着任何自动化解决方案，如机器人，都需要易于使用，”他说。

布鲁克斯认为，现在食品行业对机器人解决方案的需求越来越大。自动智能汽车(aiv)等过程机器人也将成为未来食品制造工厂的基本组成部分。这种解决方案的最初应用可能包括原材料的更换和补充，以及将备件和维修带到生产线上，这些解决方案的设计目的是在工厂内动态移动材料，而不需要对设施进行修改。

布鲁克斯说:“将人们从重复性的工作中解放出来，并有可能将这些机器人与生产和维护过程或ERP系统联系起来，食品工业可以为这种新型机器人找到大量的应用。”“在食品生产环境中有很多采用它们的机会，而且这将受到更高效率需求的推动。”

Brooks还希望看到越来越多的仿真技术被采用，以提供一种低成本的解决方案，从而在购买前可视化任何潜在的新自动化解决方案的总拥有成本和概念验证。

布鲁克斯说:“人工智能(AI)是另一项正在敲响食品工厂大门的技术。“我们应该期待看到这些认知思维系统被用来理解智能系统提供的越来越多的数据。例如，人工智能技术可以帮助制造商将消费者的购买模式与天气和环境联系起来。认知思维解决方案可以在食品行业的许多领域得到应用。”

不过，布鲁克斯建议，目前工程师们需要更密切地关注他们现有的工具。“我相信今天的机器人和视觉解决方案可以实现更多的目标。重要的是要确保充分利用现有技术，同时还要密切关注新兴技术。同样重要的是，要花时间找出这些技术在现在和将来如何适合你的组织，因为你可以肯定，你的一些竞争对手正在这样做。”

苏珊娜吉尔、编辑、欧洲控制工程;编辑:Mark T. Hoske，内容经理，控制工程CFE Media mhoske@cfemedia.com网站2月6日的一篇文章中写道欧洲控制工程，“一窥食品生产过程的未来。”

更多的建议

关键概念

• 自动化提高生产力、质量和食品安全。
• 食品加工商设备制造商在工业4.0中有机会。
• 数字集成有助于提高透明度和灵活性。

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