“食品裝備行業(yè)應(yīng)該是'食品+裝備+智能’，未來(lái)還要加入更多元素。要推進(jìn)機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化'三化’并行，打造食品裝備制造業(yè)未來(lái)新優(yōu)勢(shì)。”在日前舉辦的中國(guó)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)食品裝備與智能制造分會(huì)第四屆理事會(huì)成立會(huì)暨食品機(jī)械設(shè)備的創(chuàng)新與智能化發(fā)展論壇上，來(lái)自科技界和產(chǎn)業(yè)界的代表如是表示。從原來(lái)的單機(jī)、半自動(dòng)、半手工到今天的自動(dòng)化、智能化，我國(guó)食品裝備制造業(yè)歷時(shí)20多年逐步壯大。
同步推進(jìn)機(jī)械化、 自動(dòng)化和智能化 “要關(guān)注機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化同步推進(jìn)。從目前來(lái)看，食品領(lǐng)域有相當(dāng)一部分還是靠手工操作，前端作業(yè)機(jī)械化程度差別大，因此要'三化’并行，不能在智能化大潮下忽略了機(jī)械化。”新當(dāng)選的食品裝備與智能制造分會(huì)第四屆理事會(huì)理事長(zhǎng)、江蘇大學(xué)食品物理加工研究院院長(zhǎng)馬海樂(lè)談及我國(guó)食品裝備發(fā)展時(shí)表示：“國(guó)內(nèi)一些龍頭食品加工企業(yè)在10年前就已基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)人生產(chǎn)，但從整體來(lái)看，許多食品生產(chǎn)企業(yè)目前還處于'小米加步槍’的狀態(tài)。智能化應(yīng)該是幾個(gè)梯隊(duì)的疊加，如果不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，沒(méi)有數(shù)字化做支撐，談智能化只能是空中樓閣。” 馬海樂(lè)分析，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)食品裝備業(yè)快速發(fā)展，主要表現(xiàn)為：一是單機(jī)整體化水平大幅提升。由于需求量大，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的液態(tài)食品制造裝備和食品包裝機(jī)械制造水平提升明顯。同時(shí)，單機(jī)大型化趨勢(shì)明顯，如出現(xiàn)了兩三層樓高的發(fā)酵罐、大型發(fā)酵床等。二是新技術(shù)應(yīng)用成為裝備創(chuàng)新的原動(dòng)力。新技術(shù)的應(yīng)用使得裝備的性能越來(lái)越好。三是新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)既為裝備業(yè)的發(fā)展帶來(lái)挑戰(zhàn)，同時(shí)也成就了一大批裝備企業(yè)。如中央廚房的加工裝備，可以快速完成蔬菜加工中清洗、分揀、切斷等工序；現(xiàn)在網(wǎng)上可以很方便地買(mǎi)到雞蛋，同樣得益于物流發(fā)展。在新業(yè)態(tài)中，食品的流通、生產(chǎn)、銷(xiāo)售都與裝備的支撐密不可分。四是智能化成為趨勢(shì)。疫情后，隨著對(duì)社交距離的要求及人口紅利的逐漸消失，“機(jī)器代人”將成為必然。 “食品裝備行業(yè)應(yīng)該是'食品+裝備+智能’，未來(lái)還要加入如物流等更多元素。因?yàn)榉?wù)食品產(chǎn)業(yè)，一定是全方位服務(wù)，其要素是多元化的。”在馬海樂(lè)看來(lái)，要服務(wù)好食品產(chǎn)業(yè)，就要先找到阻礙行業(yè)發(fā)展的根本問(wèn)題，幫助行業(yè)、企業(yè)解決好這些問(wèn)題。“未來(lái)，要橫向交叉，推動(dòng)裝備滲透式發(fā)展，而不只是研究裝備的人在一起談裝備。” 北京大森包裝機(jī)械有限公司董事長(zhǎng)杜克飛從自身實(shí)踐經(jīng)歷入手分享了對(duì)國(guó)產(chǎn)裝備創(chuàng)新升級(jí)的思考。“目前，我國(guó)食品裝備制造業(yè)發(fā)展面臨三大瓶頸：第一大瓶頸是品牌的穩(wěn)定性和品牌溢價(jià)度不高，品牌的知名度和技術(shù)附加值亟待提升。技術(shù)上的'代差’和光機(jī)電一體化人才的匱乏是我們面臨的第二大瓶頸。”他談到，如飲料行業(yè)和方便面行業(yè)的主要設(shè)備多從國(guó)外引進(jìn)，無(wú)論是產(chǎn)品的合格率，還是設(shè)備的穩(wěn)定性，總體相關(guān)不大，但短板在于光機(jī)電一體化人才的極度匱乏。“現(xiàn)在許多高校有機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)，但學(xué)生還是學(xué)機(jī)的就是學(xué)機(jī)的，學(xué)電的就是學(xué)電的，原因在于教育體系沒(méi)有在根本上得到改變。”他還表示，第三個(gè)瓶頸在于整個(gè)供應(yīng)鏈的核心部分，無(wú)論氣動(dòng)類(lèi)還是電氣類(lèi)，由于使用壽命和穩(wěn)定性的影響，總體上還依賴國(guó)外，需要跟蹤國(guó)外生產(chǎn)線的技術(shù)指標(biāo)。 帶感知的機(jī)器人 將成為生產(chǎn)線標(biāo)配 蘇州澳昆智能機(jī)器人技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)李政德分析認(rèn)為，近幾年，國(guó)內(nèi)智能制造特別是機(jī)器人這一領(lǐng)域有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但目前機(jī)器人還未能得到規(guī)模化的應(yīng)用，原因在于智能化方面的差距。他舉例說(shuō)，目前集裝箱裝車(chē)是食品行業(yè)的“老大難”問(wèn)題，隨著人口紅利的消失，用工短缺將會(huì)讓裝車(chē)工人出現(xiàn)“青黃不接”的現(xiàn)象。“機(jī)器人可以為數(shù)字化智能制造賦能。”李政德表示，機(jī)器人裝備智能化，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化的設(shè)計(jì)理念，將開(kāi)拓更為廣闊的天地。澳昆在這方面投入了大量的精力進(jìn)行研究，在自動(dòng)駕駛、環(huán)境感知、數(shù)學(xué)建模和在線監(jiān)測(cè)方面做了很多扎實(shí)的工作。通過(guò)裝備系統(tǒng)的研發(fā)，可以使倉(cāng)儲(chǔ)WMS和運(yùn)維ERP系統(tǒng)無(wú)縫連接，解決物流裝箱最后50米、100米的問(wèn)題。 “未來(lái)，帶感知的機(jī)器人會(huì)成為生產(chǎn)線上的標(biāo)配。如波士頓推出的視覺(jué)感知自動(dòng)裝車(chē)系統(tǒng)，值得進(jìn)一步關(guān)注。”北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院物流工程系主任翁迅分享了如何應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)保障食品供應(yīng)鏈。翁迅介紹，值得關(guān)注的還有數(shù)字孿生技術(shù)，通過(guò)BIM系統(tǒng)做1:1建模，再用平臺(tái)做數(shù)字孿生系統(tǒng)。采集數(shù)據(jù)后，在做生產(chǎn)線調(diào)整時(shí)，可以用數(shù)字孿生系統(tǒng)模擬判斷生產(chǎn)計(jì)劃安排的合理性。數(shù)字孿生還可以延伸到設(shè)備的虛擬調(diào)試。“絕大多數(shù)設(shè)備生產(chǎn)廠家都有一個(gè)很痛苦的經(jīng)歷，即現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試，而數(shù)字孿生可以通過(guò)虛擬調(diào)試，縮短現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間。”翁迅說(shuō)。新當(dāng)選的食品裝備與智能制造分會(huì)第四屆理事會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)劉東紅也認(rèn)為，數(shù)字孿生技術(shù)可以快速地為食品裝備的開(kāi)發(fā)、測(cè)試提供數(shù)字化平臺(tái)，幫助裝備企業(yè)更快、更高效、更可靠實(shí)現(xiàn)裝備的開(kāi)發(fā)，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)工藝和裝備之間的有機(jī)協(xié)調(diào)，可以把裝備和工藝有機(jī)融合在一起，使裝備更適應(yīng)于生產(chǎn)的要求。 在食品行業(yè)電商化的趨勢(shì)中，如何讓產(chǎn)品的生產(chǎn)效率更高？翁迅舉例說(shuō)，三只松鼠把干果這一休閑食品轉(zhuǎn)換到了網(wǎng)絡(luò)電商的銷(xiāo)售模式，這就需要自動(dòng)化物流系統(tǒng)，通過(guò)多層穿梭車(chē)將以往的“人找貨”變?yōu)椤柏浾胰恕薄４送猓谝恍┓浅Ｒ?guī)的生產(chǎn)環(huán)境中，如冷凍食品需要在零下18度的低溫環(huán)境下生產(chǎn)，這對(duì)作業(yè)人員而言具有挑戰(zhàn)性。在這種情況下，如何用機(jī)器代替人就顯得尤為重要。 翁迅同時(shí)介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是如何保障白酒產(chǎn)品供應(yīng)。由于白酒行業(yè)的銷(xiāo)售特點(diǎn)，許多企業(yè)開(kāi)始關(guān)注產(chǎn)銷(xiāo)之間的差異性。大多數(shù)企業(yè)不單單做單品的存儲(chǔ)，而是針對(duì)經(jīng)銷(xiāo)商做同一個(gè)庫(kù)內(nèi)多種產(chǎn)品的揀選系統(tǒng)。從整托盤(pán)到整件都會(huì)有不同的處理方式，整件存儲(chǔ)一方面對(duì)應(yīng)的是小經(jīng)銷(xiāo)商，另一方面對(duì)應(yīng)的是電商系統(tǒng)。如果在集貨裝車(chē)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加配自動(dòng)裝車(chē)系統(tǒng)，搭載混合編碼算法，就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域的無(wú)人化。 智能感知技術(shù) 和決策系統(tǒng)在“卡脖子” “隨著原輔材料、勞動(dòng)力及運(yùn)輸成本的不斷增加，食品裝備業(yè)面臨著巨大挑戰(zhàn)，智能化是未來(lái)的必然趨勢(shì)。要實(shí)現(xiàn)食品智能制造，就要在食品設(shè)計(jì)全過(guò)程中更多應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)。”劉東紅分享了對(duì)食品數(shù)字化設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)。在劉東紅看來(lái)，要實(shí)現(xiàn)食品數(shù)字化設(shè)計(jì)，就要從基礎(chǔ)入手，要解決智能感知技術(shù)、智能決策系統(tǒng)在食品領(lǐng)域極度匱乏這一“卡脖子”問(wèn)題。 劉東紅介紹，食品裝備的數(shù)字化設(shè)計(jì)包括了從食品裝備的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)到靜力學(xué)分析，實(shí)現(xiàn)裝備的設(shè)計(jì)以及虛擬裝備開(kāi)發(fā)，目前已有一些通用仿真設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)，但是還沒(méi)有食品裝備通用的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和平臺(tái)，國(guó)家“十三五”項(xiàng)目已著手于做食品裝備設(shè)計(jì)優(yōu)化及虛擬裝備專(zhuān)業(yè)化一體化平臺(tái)。 “我國(guó)食品裝備的水平還有待提高，主要是因?yàn)閷?duì)加工過(guò)程的了解和掌握還不夠。”劉東紅表示，除了裝備數(shù)字化設(shè)計(jì)，要做好食品裝備、食品生產(chǎn)，還必須對(duì)復(fù)雜的食品加工系統(tǒng)進(jìn)行深入的了解。 “未來(lái)，殺菌技術(shù)和裝備研究依然是食品加工領(lǐng)域的熱點(diǎn)。”集美大學(xué)研究生處處長(zhǎng)劉光明談到，殺菌是食品加工過(guò)程中保證食品安全不可缺少的環(huán)節(jié)。近年來(lái)，各種殺菌裝備，特別是冷殺菌技術(shù)和裝備的研發(fā)，使得食品在保證殺菌、滅酶的前提下盡可能地保留原有的色澤和風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提升了食品質(zhì)量。劉光明表示，食品殺菌裝備的發(fā)展方向主要包括：裝備的工作溫度和壓力可適應(yīng)高溫短時(shí)殺菌的工藝要求；充分提高傳熱效率，提高熱能和水的利用率；殺菌過(guò)程實(shí)現(xiàn)溫度、時(shí)間、加熱、冷卻、反壓操作的自動(dòng)控制；實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。 做好“三個(gè)對(duì)接” 推動(dòng)食品裝備業(yè)發(fā)展 食品裝備與智能制造分會(huì)第三屆理事會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)林亞玲表示，食品工業(yè)的快速發(fā)展，離不開(kāi)機(jī)械設(shè)備這一強(qiáng)勁的“骨骼”支撐。在后疫情時(shí)代，食品機(jī)械設(shè)備等相關(guān)行業(yè)共同攜手砥礪前行，弘揚(yáng)企業(yè)家的工匠精神，充分發(fā)揮我國(guó)食品工業(yè)超大規(guī)模市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，大力推進(jìn)食品和包裝裝備科技創(chuàng)新，提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈現(xiàn)代化水平，加快關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)，為打造食品和包裝機(jī)械發(fā)展未來(lái)新優(yōu)勢(shì)而努力。 中國(guó)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)第六屆理事會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)邵薇談到，我國(guó)食品工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)食品裝備的革新，無(wú)論是裝備的自動(dòng)化、節(jié)能化還是數(shù)智化，都將成為影響食品產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵因素。第四屆食品裝備與智能制造分會(huì)理事會(huì)的成立，順應(yīng)了整個(gè)食品工業(yè)和整個(gè)時(shí)代發(fā)展的需求，希望分會(huì)以科技革新助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)。邵薇對(duì)分會(huì)提出“三個(gè)對(duì)接”要求：一是對(duì)接行業(yè)。產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，裝備是關(guān)鍵，同樣裝備的創(chuàng)新必然依托行業(yè)，特別是以方便食品、釀造食品為代表的傳統(tǒng)食品行業(yè)。希望食品裝備與智能制造分會(huì)橫向發(fā)展，對(duì)接方便食品、傳統(tǒng)釀造、益生菌、特殊食品等多個(gè)行業(yè)，為行業(yè)發(fā)展提供更多強(qiáng)有力的支撐。二是對(duì)接科技。中國(guó)食品裝備的發(fā)展走過(guò)了從完全引進(jìn)、消化、吸收到自主創(chuàng)新的成長(zhǎng)之路，如今更加需要依靠科技軟實(shí)力來(lái)提升自身的硬實(shí)力。三是對(duì)接需求。隨著我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的提出，碳達(dá)峰、碳中和成為所有生產(chǎn)企業(yè)必須要跨越的門(mén)檻。同樣，我國(guó)人口出生率的下降和老齡化程度的加深，帶來(lái)了人工成本增加、用工招工難等一系列問(wèn)題。“希望分會(huì)能從食品產(chǎn)業(yè)的實(shí)際需求出發(fā)，做好'三個(gè)對(duì)接’，能夠引領(lǐng)裝備行業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新，為食品企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供有力的硬件支持。”邵薇說(shuō)。