食品工業(yè)有別于其他行業(yè)，工人越多不僅生產(chǎn)成本居高不下，也增加了食品安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，不管是從企業(yè)自身的發(fā)展來(lái)看，還是保障食品安全來(lái)考慮，機(jī)器人代替人工操作正成為一種趨勢(shì)。在歷年國(guó)內(nèi)外知名的機(jī)器人展會(huì)、食品工業(yè)展會(huì)上，總少不了機(jī)器人的身影。

在2016食品飲料創(chuàng)新論壇上，庫(kù)卡作為全球頂級(jí)的工業(yè)機(jī)器人制造商之一，與來(lái)自全球食品及包裝企業(yè)的高管、知名研究學(xué)者等800余人，共同探討工業(yè)4.0時(shí)代食品生產(chǎn)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。庫(kù)卡機(jī)器人（上海）有限公司銷售總監(jiān)華臻認(rèn)為：“越來(lái)越多的食品飲料企業(yè)開始打造‘智能工廠’，未來(lái)食品加工及包裝實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能化是大勢(shì)所趨。工業(yè)機(jī)器人恰逢其時(shí)，為實(shí)現(xiàn)工廠智能化而被廣泛使用，成為助力食品包裝行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵。”

全球機(jī)器人家族的三個(gè)代表瑞士ABB、日本發(fā)那科和瑞士史陶比爾悉數(shù)亮相今年第94屆全國(guó)糖酒會(huì)。ABB全方位展出高速袋狀產(chǎn)品智能包裝生產(chǎn)線，運(yùn)用IRB360和IRB460機(jī)器人進(jìn)行包裝堆垛，速度快、柔性強(qiáng)、負(fù)載大，可達(dá)到每分鐘360袋。

在今年初于湖南長(zhǎng)沙舉行的瑞森可機(jī)器人大中國(guó)區(qū)戰(zhàn)略合作發(fā)布會(huì)上，湖南瑞森可機(jī)器人科技有限公司與美國(guó)RethinkRobotics公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，將世界領(lǐng)先的智能協(xié)作機(jī)器人技術(shù)引入中國(guó)，現(xiàn)場(chǎng)展示了迎賓、倒水、戴帽子、智能識(shí)別和批量搬運(yùn)等場(chǎng)景應(yīng)用，并與來(lái)賓們頻頻互動(dòng)，充分展現(xiàn)了協(xié)作機(jī)器人打破傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的局限性，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器人并肩工作。

今年日本東京國(guó)際食品工業(yè)展展出了多種食品加工機(jī)器人和機(jī)械設(shè)備，其中不僅有切蔬菜和水果并區(qū)分種類的機(jī)器人，甚至還有能挖去土豆芽的機(jī)器人。該機(jī)器人能用手臂抓住土豆，使用激光和攝像頭定位發(fā)芽的位置，然后挖除發(fā)芽部分。

人機(jī)協(xié)作引領(lǐng)食業(yè)升級(jí)

“在過(guò)去5年間，勞動(dòng)力成本翻了一倍，我們也越來(lái)越難招聘到愿意從事手工分揀工作的年輕人。一臺(tái)分選設(shè)備可替代生產(chǎn)線上的40名手工分揀工人，且能保持每小時(shí)1噸產(chǎn)品的加工能力。更重要的是，分選機(jī)能辨識(shí)出人眼難以識(shí)別出的細(xì)小外來(lái)雜質(zhì)。此外，該設(shè)備的雙面檢測(cè)功能甚至能夠發(fā)現(xiàn)嵌入葡萄干內(nèi)部的葡萄柄等異物，相對(duì)于人工分揀具有顯著優(yōu)勢(shì)?！鄙綎|煙臺(tái)魯順食品董事長(zhǎng)張魯霞表示。

機(jī)器人正逐步走入食品企業(yè)中，它真能全面替代人工嗎？

食品設(shè)備制造商陶朗食品事業(yè)部中國(guó)區(qū)總監(jiān)StevenVanGeel在評(píng)論自動(dòng)化趨勢(shì)時(shí)表示：“得益于自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，全球食品制造和加工業(yè)安全性更強(qiáng)、產(chǎn)出率和產(chǎn)能更高、盈利能力也越來(lái)越強(qiáng)，這將是食品行業(yè)的大勢(shì)所趨。自動(dòng)化的確意味著某些類型的人工將被機(jī)器取代。然而，我們?cè)诙鄠€(gè)發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體中的經(jīng)驗(yàn)表明，隨著自動(dòng)化程度的提高，食品加工企業(yè)也將雇傭更多的技術(shù)工人來(lái)操作這些機(jī)器?！?/p>

施耐德電氣食品飲料行業(yè)全球業(yè)務(wù)總裁MikeJamieson認(rèn)為，在當(dāng)前全球人口總量增加、食品需求井噴式增長(zhǎng)、供應(yīng)鏈體系越來(lái)越復(fù)雜以及環(huán)境污染日益嚴(yán)重的背景下，實(shí)現(xiàn)安全高效、可追溯且可持續(xù)的發(fā)展運(yùn)營(yíng)是全球食品飲料行業(yè)的共同訴求。在“智慧工廠”的提法中，智慧不是目的，而是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的手段?！爸腔酃S”的建設(shè)就是讓涉及生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都可以“自行思考”，從而避免不必要的損耗。

據(jù)MikeJamieson介紹，目前國(guó)外機(jī)器人在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在包裝和物料搬運(yùn)環(huán)節(jié)，而對(duì)于食品飲料行業(yè)而言，并不像汽車制造行業(yè)一樣具有流程的連續(xù)性，一些生產(chǎn)環(huán)節(jié)無(wú)法通過(guò)機(jī)器人手段實(shí)現(xiàn)。為此提出“泛智慧”概念，通過(guò)整合上層軟件產(chǎn)品、咨詢服務(wù)、運(yùn)營(yíng)升級(jí)等，加之機(jī)器人應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的提升。他認(rèn)為，中國(guó)將會(huì)引領(lǐng)此次全球產(chǎn)業(yè)升級(jí)的進(jìn)程。

延伸:食品和包裝機(jī)械工業(yè)頂層設(shè)計(jì)勾畫“智能”藍(lán)圖

《食品和包裝機(jī)械工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》明確提出，“十三五”期間，我國(guó)食品和包裝機(jī)械行業(yè)將以《中國(guó)制造2025》發(fā)展綱要為指導(dǎo)，全面推進(jìn)智能制造、綠色制造和優(yōu)質(zhì)制造，努力實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變、中國(guó)速度向中國(guó)質(zhì)量轉(zhuǎn)變、中國(guó)產(chǎn)品向中國(guó)品牌轉(zhuǎn)變。

重視現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、先進(jìn)制造技術(shù)及數(shù)控裝備的應(yīng)用

食品機(jī)械和包裝機(jī)械行業(yè)應(yīng)構(gòu)建現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)體系，采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)和數(shù)字化設(shè)計(jì)等先進(jìn)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)信息化和智能化的深度融合，實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)計(jì)與分析、標(biāo)準(zhǔn)化集成、互聯(lián)服務(wù)增值，提高產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)的質(zhì)量與水平。

積極采用快速制造、精密加工、表面處理、數(shù)控加工等先進(jìn)制造技術(shù)和裝備，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工序智能化、關(guān)鍵崗位機(jī)器人替代、生產(chǎn)過(guò)程智能化控制、供應(yīng)鏈優(yōu)化、建設(shè)重點(diǎn)領(lǐng)域智能工廠、車間，搭建智能制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)，提高關(guān)鍵零部件的制造質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)食品裝備制造的現(xiàn)代化。

食品裝備制造與食品加工網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)管理系統(tǒng)

基于食品原料快速檢測(cè)及分級(jí)技術(shù)、MES制造執(zhí)行系統(tǒng)、SCADA和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，開發(fā)食品原料品質(zhì)、加工安全、成品質(zhì)量無(wú)損快速檢測(cè)儀器、食品質(zhì)量在線監(jiān)控裝備、食品裝備柔性制造生產(chǎn)管理及食品加工廠網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管理系統(tǒng)，建設(shè)數(shù)字化車間，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、質(zhì)量體系、制造管理等全程監(jiān)控及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)訪問(wèn)、遠(yuǎn)程調(diào)試、視頻監(jiān)控、質(zhì)量跟蹤等管理服務(wù)功能，并優(yōu)先在食品包裝設(shè)備制造企業(yè)和飲料加工企業(yè)等應(yīng)用示范。

高效食品粉碎技術(shù)與裝備

重點(diǎn)開展?jié)穹ǔ?xì)粉碎技術(shù)的創(chuàng)新研究，解決傳統(tǒng)濕法粉碎設(shè)備效率低、能耗高的缺陷，研發(fā)高效節(jié)能的食品粉碎裝備，提升產(chǎn)品綜合品質(zhì)、生產(chǎn)效率和降低能耗。重點(diǎn)開展干法超細(xì)粉碎技術(shù)研究及大型裝備研發(fā)、氣流沖擊磨粉碎技術(shù)與裝備研發(fā)，解決目前干法超細(xì)粉碎物性不穩(wěn)、產(chǎn)量低、能耗高、效率低的問(wèn)題。

食品殺菌技術(shù)與智能裝備

重點(diǎn)開展殺菌技術(shù)的創(chuàng)新研究、殺菌技術(shù)集成應(yīng)用研究、節(jié)能技術(shù)的研究、智能控制技術(shù)的研究，降低殺菌對(duì)食品品質(zhì)的影響程度，提高殺菌效率、降低能耗。重點(diǎn)開發(fā)智能型全自動(dòng)多工位間歇?dú)⒕c高效連續(xù)殺菌釜、固態(tài)食品微波殺菌和高溫短時(shí)蒸汽殺菌裝備，面向工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的電磁場(chǎng)殺菌設(shè)備、輻射殺菌設(shè)備、電子束滅菌無(wú)菌灌裝設(shè)備以及基于微波技術(shù)的流態(tài)食品UHT加工新技術(shù)與裝備等。

食品干燥技術(shù)與裝備

以保證食品品質(zhì)、提高效率、降低能耗為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)開展食品物性與干燥方法的優(yōu)化及集成研究，優(yōu)化食品干燥工藝，提高設(shè)備智能化水平。重點(diǎn)開發(fā)節(jié)能高效的熱風(fēng)干燥技術(shù)與裝備、負(fù)壓紅外熱輻射干燥技術(shù)與裝備、高效熱泵干燥技術(shù)與裝備、太陽(yáng)能干燥技術(shù)與裝備、真空微波干燥技術(shù)與裝備、連續(xù)真空冷凍干燥以及多熱源組合節(jié)能干燥技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

高效食品分離技術(shù)與裝備

重點(diǎn)開展離心分離、膜分離、萃取分離、物態(tài)轉(zhuǎn)化分離等方法研究。開展高速離心機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究和關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)與制造，開發(fā)高速碟片離心機(jī)和臥式離心沉降分離機(jī)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化、替代進(jìn)口。開展膜分離技術(shù)的研究，開發(fā)新型的膜分離過(guò)濾材料，提高膜分離關(guān)鍵部件的技術(shù)水平，開發(fā)高效智能的膜分離裝備。開展綠色萃取溶劑的研究，優(yōu)化萃取工藝，提高萃取效率和質(zhì)量，開發(fā)大生產(chǎn)能力的智能化超聲與微波輔助提取等萃取生產(chǎn)裝備。開展過(guò)濾工藝和可再生聚苯乙烯顆粒的無(wú)土過(guò)濾技術(shù)研究，采用新型過(guò)濾工藝及過(guò)濾元件徹底取代以往的添加介質(zhì)過(guò)濾，研發(fā)食品多功能智能化過(guò)濾系統(tǒng)技術(shù)及裝備。

食品冷凍冷藏技術(shù)與裝備

重點(diǎn)開展高效節(jié)能制冷冰蓄冷技術(shù)、蒸發(fā)器換熱技術(shù)、高效節(jié)能配風(fēng)技術(shù)和除霜技術(shù)等研究，開展高效無(wú)軌螺旋輸送裝置、連續(xù)凍干裝置等關(guān)鍵裝置的研發(fā)，開發(fā)高效節(jié)能的流態(tài)化速凍機(jī)、雙螺旋速凍機(jī)、液氮超低溫速凍機(jī)、真空凍干機(jī)、流態(tài)化制冰機(jī)等，提高裝備的生產(chǎn)效率、自動(dòng)化水平，降低能耗。

食品物性重組關(guān)鍵技術(shù)與裝備

重點(diǎn)研究擠壓膨化工藝技術(shù)，開發(fā)高低水分大豆組織蛋白、大型谷物食品加工單雙螺桿擠壓膨化技術(shù)和裝備。

食品加工潔凈技術(shù)與裝備

對(duì)有潔凈、無(wú)菌要求的食品加工、食品包裝環(huán)節(jié)，積極采用潔凈技術(shù)，建立潔凈生產(chǎn)環(huán)境，確保食品潔凈生產(chǎn)和食品安全。結(jié)合食品加工工藝，研發(fā)潔凈技術(shù)與裝備。

盤點(diǎn)食品工業(yè)中的機(jī)器人

近年來(lái)，不同種類的機(jī)器人設(shè)備的出現(xiàn)，在人力成本、資源投入、產(chǎn)能效率、食品安全等方面影響著食品工業(yè)所有環(huán)節(jié)，為食品工業(yè)貼上現(xiàn)代化、智能化的標(biāo)簽。

揀選機(jī)器人

揀選機(jī)器人是指根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)，按照一定的原則，將無(wú)規(guī)則堆放和散放在一起的一種或多種物品挑選、揀取、放置的機(jī)器人。原來(lái)依靠人工進(jìn)行的揀選及配置到指定位置的作業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化之后，有望節(jié)省勞力并減少作業(yè)錯(cuò)誤。由于還可移動(dòng)比較重的物體，有助于減輕作業(yè)者的負(fù)擔(dān)。食品產(chǎn)業(yè)的揀選機(jī)器人技術(shù)難點(diǎn)與其他行業(yè)的同類機(jī)器人類似，在于必須利用機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)象識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)智能揀選并進(jìn)行相應(yīng)的操作。

加工機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人在食品加工中的應(yīng)用層出不窮，花樣繁多。如自動(dòng)切割牛肉機(jī)器人、刀削面機(jī)器人、凝乳切片機(jī)器人等。要使機(jī)器人系統(tǒng)熟練地模仿一個(gè)熟練屠宰工人的動(dòng)作，最終的解決辦法是把傳感器技術(shù)、人工智能和機(jī)器人制造等多項(xiàng)高技術(shù)集成起來(lái)，使機(jī)器人系統(tǒng)能自動(dòng)適應(yīng)產(chǎn)品加工中的各種變化。

包裝機(jī)器人

包裝是目前食品產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人最為廣泛的領(lǐng)域。在食品產(chǎn)業(yè)中，機(jī)器人之所以受歡迎，主要是因?yàn)樗鼈兙哂徐`活性。包裝商要滿足消費(fèi)者的不同需求，機(jī)器人比傳統(tǒng)包裝設(shè)備更能適應(yīng)不同尺寸和形狀的包裝物。例如，一條生產(chǎn)兩種包裝量的薯片生產(chǎn)線，一個(gè)機(jī)器人就能完成包裝任務(wù)，操作人員只需調(diào)整一下抓手即可。傳統(tǒng)設(shè)備則需要更多的零部件調(diào)整。

碼垛機(jī)器人

使用機(jī)器人碼垛速度快、效率高，而且可以搬運(yùn)較重的物品，大大節(jié)省了人力成本。

碼垛機(jī)器人定位精度能達(dá)到0.1毫米，平均2分鐘就能碼完80箱飲料，1小時(shí)基本上能碼完2000箱。而1個(gè)碼垛工人，1小時(shí)的工作量是450箱。

餐飲機(jī)器人

目前，全國(guó)多地餐廳應(yīng)用的機(jī)器人均以送菜機(jī)器人為主。除了為餐廳節(jié)約人力成本外，機(jī)器人在餐飲中的普及還對(duì)餐飲產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化起到了積極作用。中國(guó)烹飪協(xié)會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，餐飲機(jī)器人的專業(yè)稱呼為烹調(diào)用機(jī)械設(shè)備，目前此類設(shè)備除了可用于前端服務(wù)的機(jī)器人外，還有后方烹飪?cè)O(shè)備，可以炒出宮保雞丁、熗炒圓白菜、酸辣土豆絲等30余種菜品，而且能保證菜肴口感和味道的一致。此類產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在于復(fù)制力強(qiáng)、生產(chǎn)速度快，適合菜式種類固定、客流量大且用工成本高的餐企選擇。餐飲機(jī)器人的應(yīng)用在未來(lái)還將帶動(dòng)餐飲上游原料環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。