食品和飲料制造商長期以來一直轉(zhuǎn)向技術(shù),以使其運營更快、更高效。但是,由于這些加工商面臨著許多其他挑戰(zhàn),他們在評估傳感器,控制器和其他自動化系統(tǒng)的用途時,越來越多地考慮生產(chǎn)以外的問題。
食品和飲料行業(yè)目前在傳感器和控制技術(shù)方面正在尋找什么?
傳統(tǒng)上,目標(biāo)是實現(xiàn)更快、更好、更高效的生產(chǎn)。但是今天,雖然生產(chǎn)優(yōu)化仍然至關(guān)重要,但這并不是食品和飲料生產(chǎn)商在建造、擴建或現(xiàn)代化生產(chǎn)線時唯一考慮的事情。
越來越多的生產(chǎn)商也希望通過控制器、傳感器和其他自動化技術(shù)來幫助他們解決當(dāng)今最大的挑戰(zhàn)。例如,新技術(shù)將如何幫助他們應(yīng)對當(dāng)今的勞動力現(xiàn)實,例如不斷變化的人口結(jié)構(gòu)和稀缺的人才?或者它將如何幫助他們應(yīng)對來自消費者和投資者的壓力,以創(chuàng)造更可持續(xù)的運營?
對于勞動力問題,食品和飲料生產(chǎn)商正在質(zhì)疑其運營中的工作應(yīng)該是什么樣子。鑒于勞動力市場緊張,他們希望確定在哪里可以最好地利用人類的獨特技能和知識,以及哪些活動可能更適合現(xiàn)代控制技術(shù)。
例如,一些生產(chǎn)商正在使用自動導(dǎo)引車(AGV)等機器人將食品從打樣站轉(zhuǎn)移到烹飪站。這是通過工業(yè)控制系統(tǒng)實現(xiàn)的,這些系統(tǒng)允許人和機器人以安全的方式并肩工作。
提供增強機器人集成的現(xiàn)代控制系統(tǒng)也可以使機器人的集成、使用和維護(hù)變得更加容易。例如,工程師可以使用與生產(chǎn)線或機器其余部分相同的界面對機器人進(jìn)行編程,而無需學(xué)習(xí)專門的機器人編程語言。
在創(chuàng)造更可持續(xù)的運營方面,食品和飲料生產(chǎn)商發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代控制和自動化技術(shù)具有固有的可持續(xù)性優(yōu)勢。
例如,變頻驅(qū)動器(VFD)代替全壓啟動器時可以節(jié)省大量能源。同樣,機上驅(qū)動器可以使用更節(jié)能的接線,并減少電機絕緣或繞組的磨損。這可以幫助電機更有效地運行,從而減少能源使用。
雖然傳感器技術(shù)不斷改進(jìn),為過程和傳感器本身的健康狀況提供了更大的可見性,但可持續(xù)發(fā)展并不總是需要這種傳感器。相反,在某些情況下,一個基本的溫度傳感器就足夠了。它顯示了食品和飲料生產(chǎn)商可以做多少事情來應(yīng)對最大的挑戰(zhàn),例如以最少的投資甚至他們已經(jīng)進(jìn)行的投資來解決可持續(xù)性等主要挑戰(zhàn)。
食品加工商如何使用互聯(lián)系統(tǒng)和其他工業(yè)4.0技術(shù)?
克服持續(xù)技能短缺等增長障礙或?qū)崿F(xiàn)凈零排放的最佳方式是實現(xiàn)更智能、更互聯(lián)的運營。食品和飲料生產(chǎn)商知道這一點。這就是為什么他們采用數(shù)字技術(shù),使他們的運營和員工隊伍更具彈性和敏捷性。
例如,數(shù)字工具可以大大減輕生產(chǎn)工人的工作負(fù)擔(dān)。在一個案例中,一家乳制品生產(chǎn)商使用 OEE 軟件將其工人從驚人的 2,500 小時的手動數(shù)據(jù)收集中解放出來。數(shù)字專家捕獲工具可用于在資深操作員或技術(shù)人員退休前保留他們的關(guān)鍵知識。然后,捕獲的信息可以編織到操作員說明、培訓(xùn)視頻、故障排除指南等中。
更好的連接性和數(shù)據(jù)訪問也有助于食品和飲料公司提高可持續(xù)性。
一家缺乏能源使用情況洞察的植物油生產(chǎn)商部署了互聯(lián)能源管理解決方案,該解決方案提供了企業(yè)、站點和生產(chǎn)線層面的能源使用情況可見性。該解決方案還為員工提供了基于角色的儀表板以及預(yù)測性和規(guī)范性分析。這有助于該公司確定節(jié)能 10%。
同樣重要的是要知道數(shù)字化運營可以帶來寶貴的間接收益。例如,隨著移動設(shè)備、虛擬現(xiàn)實設(shè)備和機器人等技術(shù)滲透到生產(chǎn)設(shè)施中,它可以打破人們認(rèn)為該行業(yè)的工作乏味和依賴數(shù)十年前技術(shù)的看法。這有助于使食品和飲料制造業(yè)的職業(yè)對在日常生活的幾乎每個方面都使用數(shù)字技術(shù)的年輕人更具吸引力。
人工智能對行業(yè)有什么影響,未來可能會如何變化?
如今,人工智能在食品和飲料生產(chǎn)中最受歡迎的用途之一是優(yōu)化產(chǎn)量。這可能涉及使用模型預(yù)測控制軟件,該軟件持續(xù)監(jiān)控過程,將其與以前的批次或運行進(jìn)行比較,并根據(jù)需要驅(qū)動過程。每次迭代時,軟件都會根據(jù)生產(chǎn)線速度、溫度和質(zhì)量測量等變量加強對過程的控制,直到在定義的質(zhì)量規(guī)格內(nèi)實現(xiàn)最佳生產(chǎn)。
模型預(yù)測控制已被證明在產(chǎn)品規(guī)格狹窄和關(guān)鍵質(zhì)量變量的食品和飲料應(yīng)用中特別有用。例如,在粉狀乳制品生產(chǎn)中,它用于幫助優(yōu)化干燥過程,這既是能源密集型的,也是滿足質(zhì)量規(guī)范所必需的。在冷凍食品生產(chǎn)中,它有助于管理可能決定產(chǎn)品質(zhì)量的水分含量。
人工智能不僅在軟件的食品和飲料運營中激增。它還越來越多地內(nèi)置于生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備中,以創(chuàng)建更智能、具有自我意識的資產(chǎn)。一個很好的例子是具有預(yù)測性維護(hù)功能的VFD。它可以在關(guān)鍵部件接近使用壽命時提醒工人,因此工人可以在導(dǎo)致計劃外停機之前更換它們。