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机器代替人工,盘点全球4家大型肉类加工机器人公司

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发表于 2020-4-26 21:13:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
机器代替人工,盘点全球4家大型肉类加工机器人公司 肉类, 1465 厨师之家www.cnchu.cn
根据Technavio的市场研究报告,全球肉类工业机器人市场将以近11%的复合年化增长率扩张。肉类行业对高生产率日益增长的需求被认为是刺激整个肉类工业机器人市场增长的主要驱动力之一。

肉类相关企业主越来越倾向于在日常生产运营中引入机器人技术,以通过在规定的时间内从禽类体中提取最大化的可食用肉来优化生产率。现代机器人的技术也进一步增强了肉类的各种操作,例如加工、切割和包装等。该行业使用的机器人可以达到高达95%的自动化切割准确性,因为它们可以通过一些算法来准确确定被切割动物体内骨骼的特定位置从而来提取高质量的肉。
在2008年金融危机导致全球经济放缓之后,2009年的机器人销售大幅下滑,但之后的数据显示,2010年后机器人的销量呈现了继续增长趋势。如今,在面临着COVID-2019的挑战下,全球多家大型肉类供应商其工厂工人因大量感染新冠或预防感染而导致停工,但是消费者对肉类的刚需仍然需要得到满足,因此关于肉类加工领域的机器人自动化发展,在疫情影响下能够发挥多大的作用尤其值得我们关注。
机器人可以为整个肉类行业带来许多优势。首先,机器人可以替代熟练的人工,寻找合格的工人来从事这项困难且具有潜在危险的工作可能是工厂经营者的一个重大挑战之一。
机器人还可以帮助制造商更好地遵守各个国家制定的严格的政府卫生法规。因为只要有人类接触,那么始终就有与人体细菌接触的可能性,从而产生在食品中传播细菌的风险,因此机器人可能是最卫生的选择,它们大多由不锈钢制成,可以经受超大压强清洁以及全面覆盖,可以防止机器人任何部件中的可能存在的任何物质与食物接触。
美国肉类消费规模最大的是牛肉和其他家禽。因此,北美地区拥有完整的肉类产业链,该地区的许多肉类行业经营者正在努力扩大红肉的生产率,以满足普通消费者不断增长的需求。反过来,这也将进一步扩大机器人技术在美国肉类行业中的采用比例。
全球机器人技术市场按类型一般分为切肉机器人、肉类加工机器人和肉类食品包装机器人,同时它们还有按最终用户(例如家禽业和养牛业)以及地理位置(美洲、亚太地区和欧洲、中东和非洲市场)的进一步区分。
35斗梳理了以下4家涉及肉类加工机器人业务公司,包括KUKA、SCOTT Automation & Robotics、Mayekawa和JLS Automation,以观测机器人技术在肉类加工行业的实际应用情况。
德国KUKA机器人
KUKA Robotics成立于1898年,总部位于德国柏林。KUKA Robotics提供广泛的工业机器人和机器人系统。KUKA Robotics于 2016年5月18日被美的集团所收购。
KUKA Robotics为客户的具体应用和所处行业提供量身定制的自动化解决方案,并可以根据客户的特定需求开发机器人系统。同时它提供全面的技术服务,包括机器人协作计划等,以帮助客户实现其机器人产品的全部潜力。
图:KUKA不同定制大小规模的机器人组合
机器代替人工,盘点全球4家大型肉类加工机器人公司 肉类, 489 厨师之家www.cnchu.cn 图片来源:KUKA公司官网

库卡机器人(上海)有限公司是KUKA Robotics设在中国的全资子公司,成立于2000年,是世界上顶级工业机器人制造商之一。公司工业机器人年产量超过1万台,至今已在全球安装了15万台工业机器人。库卡可以提供负载量从3千克至1000千克的标准工业6轴机器人以及一些特殊应用机器人,机械臂工作半径从635毫米到3900毫米,全部由一个基于工业PC平台的控制器控制,操作系统采用Windows XP系统。
我们都知道,肉制品加工是一个劳动密集型的行业,需要一致的安全协议,以保护操作人员的健康和安全 ,从而保证消费者的健康和安全。
KUKA Robotics表示,其旗下的KR 125机器人可以高成本效益和高标准切割猪肉。切割机器人会使用图像识别系统来判断其切割的准确性。由于可以实现预判来进行切割,因此机器人切割之后的猪肉的后侧面仍可以保持附着状态,这样可以提高肉质的新鲜度和部位的可追溯性。现代机器人切肉机也可以根据用户的规格进行定制。例如,与切割普通培根相比,切割猪肉的力度会更大,反之亦然。
SCOTT Automation & Robotics
SCOTT Automation & Robotics 是自动化和机器人解决方案的提供商,于1913年在新西兰但尼丁成立,当时名为J&AP Scott工程公司。该公司于1997年通过从多元化公司Donaghy's Limited手中以发行股份形式(以实物发行)的方式在新西兰证券交易所上市。在那个阶段,SCOTT只专注于家电行业,主要将生产的家电销往北美市场。
2018年初,阿尔维集团(Alvey Group)被SCOTT Automation & Robotics 收购,该公司总部位于比利时,在法国、捷克共和国和英国设有业务。斯科特集团的这一重要增添带来了250多名高素质的员工,他们的专业知识极大地增加了SCOTT Automation & Robotics 的现有产品范围和软件功能。
也是在收购阿尔维集团之后,SCOTT Automation & Robotics 紧锣密鼓地收购了总部位于美国的AGV(自动导引车)制造商Transbotics。这个时候SCOTT Automation & Robotics 正在完成从原材料接收到最终分销的整个生产过程,从而构建了完整的端到端机器人产品,这也为 SCOTT Automation & Robotics 后来进军肉类加工行业奠定了基础。
SCOTT Automation & Robotics 如今专门从事自动化生产、机器人技术和相关机械的设计和制造。作为全球自动化和机器人解决方案专家,SCOTT Automation & Robotics 旨在提高工业制造商和加工商的生产率、可靠性、产品质量和安全性,尤其在全球的电器、肉类加工、采矿、材料处理和工业自动化行业。
以下是SCOTT Automation & Robotics 在肉类加工领域的相关产品。
牛肉自动划线器机器人
该系统结合了X射线(DEXA)、3D扫描仪、彩色相机和机器人技术。正在与澳大利亚肉类和畜牧业合作开发机器人牛肉划线器 。
——可以利用与划线锯和感应技术集成的机器人在切割前准确地确定需要切割的位置和轮廓;
——每个工作班次可节省约2-3个操作员的人工;
——消除使用危险设备造成的人工劳损,或可能出现伤害和外伤的风险;
——更高的处理效率,而且由于机器人一致且可重复的操作,减少了返工的可能性;
——操作质量的大幅度提高:机器人操作的一致性和质量保证;
——减少污染,与手动操作相比,减少了污染的源头。
图:SCOTT Automation & Robotics的牛肉自动划线器机器人
机器代替人工,盘点全球4家大型肉类加工机器人公司 肉类, 5374 厨师之家www.cnchu.cn 图片来源:SCOTT Automation & Robotics公司官网

另外还有与牛肉自动划线器机器人配合的机器人——SCOTT Striploin Saw,经过专门设计,SCOTT Striploin锯带有滑台、倾斜刀片、激光导板、控制手柄和紧急停止装置,以提供最安全,最有效的方法从脊椎骨中去除肋肉。
SCOTT Striploin Saw使去骨机的手与带锯条保持安全距离,并通过激光线辅助他们设置最佳切割轮廓。Striploin锯的设计意味着它比传统锯需要更少的强度和技能,并能产生一致的整齐和直的切口,从而可以进行简单而准确的切割,同时改进的安全功能,在提高产品质量同时增加切割的有效肉类的产量。具体来说,去除骨头上的残余肉后,Striploin锯可以对剔除的骨头上残余的肉进一步提取,同时保证肉在保持骨头完整的情况下被分离提取出来。
图:牛肉自动划线器机器人配合的机器人——SCOTT Striploin Saw
机器代替人工,盘点全球4家大型肉类加工机器人公司 肉类, 6857 厨师之家www.cnchu.cn Mayekawa
1924年,前川喜作(Kisaku Mayekawa)在日本东京成立了Mayekawa&Co.。Mayekawa一开始是开展制冰和冷藏业务的。自1924年成立以来,他们始终坚持与环境和谐相处的理念来进行协同创造。在跨过千禧年,进入21世纪以来,在全球变暖已经加速的背景下。为了实现可持续发展的社会,Mayekawa使用称为“自然五种” 的五种天然制冷剂:氨,二氧化碳(CO 2),空气,水和碳氢化合物(HC),开发了几种适合所需温度和湿度的制冷系统。
同时,由于在工业制造领域的出色发展,Mayekawa凭借他们独特的组件和工程技术,为制冷行业以外的工业领域做出了贡献,例如开发和交付了用于自动剔骨鸡肉和猪肉的专用机器人等。
2019年,Mayekawa交付了第一台名为“ LEGDAS”自动鸡整腿去骨机。Mayekawa的机器人技术可提供等同于熟练工人的性能。只需简单学习机器操作,即可在短时间内培训优质的劳动力,并减少以往工人常见的肌腱炎等职业伤害,从而使机器人为工人提供了一个更加友好的工作环境。

图:Mayekawa在食品加工领域的做法
机器代替人工,盘点全球4家大型肉类加工机器人公司 肉类, 7252 厨师之家www.cnchu.cn 图片来源: Mayekawa公司官网

Mayekawa的机器人通过在加工肉类时保证与人体的接触尽可能地减少,从而实现了高度卫生的操作。此外,自动化本来就减少了污染源头。除了针对每个特定生产线工艺进行独特的工程设计外,Mayekawa还通过结合以先进设备和软件工程为中心的热工技术(包括用于生产管理系统和可追溯性的热工技术),为不同客户的生产线需求提供最佳解决方案,以保持稳定的生产和供应。特别是对那些有劳动力短缺的工厂,例如如今在疫情影响下,相信绝大多数的工厂都有不同程度的劳动力短缺问题,Mayekawa针对这种情况,利用自动化技术为稳定的肉类产品生产和供应做出了贡献。
例如,Mayekawa的肉类加工机器人HAMDAS-R可以处理形状不规则的软物体,并且比手动加工具有更快的加工速度,这可以保证HAMDAS-R可以生产出以前只有手动处理才能提供的外观好且质量高的产品。
近年来,愿意从事肉类加工的员工变得越来越稀少,这样的情况会无法满足人员配备需求以确保加工厂的持续生产。此外,相关工人的离职率非常高,并且这些工人难以维持有效进行长时间的去骨工作。
由于肉质的柔软且每块都具有不同的形状,因此去骨过程的自动化已成为一项挑战,迄今为止,这项工作一般是手工完成的,因为高效率有效地从肉中去除骨头需要专业技术,然而很少有专业的技工可以快速、轻松地进行这项工作。
Mayekawa的肉类加工机器人HAMDAS-R使得某些去骨分割环节可以实现全自动加工,同时保证更快速和精确的加工效率,加工成品的一致性更好。在分割过程中将不会有原料肉跟工作人员接触,并且操作人员的手与最终产品间的接触,也会被减到最少。
图:Mayekawa的肉类加工机器人HAMDAS-R
机器代替人工,盘点全球4家大型肉类加工机器人公司 肉类, 5134 厨师之家www.cnchu.cn 图片来源:Mayekawa公司官网

通过使用HAMDAS-R代替劳动密集型且需要熟练技能的手动猪肉火腿去骨工作,肉类加工公司可以在去骨相关领域减少50%~60%的劳动力(从12人减少到6人)。
此外,HAMDAS-R减少了工人可能出现的与工作有关的伤害,例如工人减少了肌腱炎和割伤的可能性。同时,对于去骨工人的高离职率,需要培训高技能的劳动力以及难以熟练去骨的问题,都可以通过安装HAMDAS来解决。HAMDAS可以保持去骨肉质量的稳定性, 通过以恒定的加工速度去骨,产生与手工完成相当的产量,同时保持所需水平的去骨技术,最后确保了稳定且一致的去骨肉品质。
JLS Automation
JLS Automation是一家工业自动化公司,提供机器人箱包装系统。由Joseph L. Souser于1955年成立,JLS具有在许多需要精确度和可靠性的工业应用中成功实施高级运动控制技术的经验。他们对包装自动化的历史可以追溯到1993年,当时他们已经跟相关的食品加工商签约,以实现对其现有的自动化机器和系统进行改造和升级相关肉类和家禽包装解决方案。
如今,JLS Automation提供了简单易用的卫生型机器人包装解决方案,旨在可优化食品行业的操作性能。JLS专为保证安全健康的卫生环境而设计,JLS定制的视觉引导一级和二级机器人具有用户友好、易于操作、启动迅速并确保工人和食品安全的优点。该公司专有的机器人工具和泄漏检测系统已获得多项专利。
无论是将新鲜的鸡胸肉还是需要将切成薄片的肉装入托盘或其他包装机,JLS都可以为客户提供解决方案。通过将包装进行真空隔离,同时对新鲜肉类进行MAP(气调包装)。
图:JLSTalon®机器人
机器代替人工,盘点全球4家大型肉类加工机器人公司 肉类, 4779 厨师之家www.cnchu.cn 图片来源:JLS Automation公司官网


以下是JLS Automation生产的肉类包装机机器人处理的一般步骤:
首先JLS包装机器人会将一些牛排(如菲力)或其他排骨切成可装盘的块状并移入MAP托盘, 然后再将装好食物的MAP托盘放入主包装箱或主包装袋,接着进行食品行业的真空包装,最后再统一进行自动装箱、自动整理、热成型袋装等后续收尾工作,就可以进行交付。
同时,JLSTalon®机器人取放系统是一种高度卫生且用途广泛的食品包装产品处理解决方案,它可以确保安全操作下保证食品安全,同时可以将未加工或裸露的产品直接装入热成型包装,然后进入下一步的流动包装,MAP或泡沫托盘,这样可以尽可能地减少食品包装过程中可能出现的卫生污染或其他潜在风险,最终目的是尽量减少人工操作,实现高效的在线工艺,从而加快加工时间,节省人工,提高产品质量。
小结
过去,机器人总是被人类小看,认为他们不能从事诸如切肉之类的复杂任务,因为人们一直认为自动化机器无法与人类的精准表现相提并论。但是随着技术的不断发展,越来越多的公司可以根据用户需求对机器人切割机进行广泛的编程和定制化设计,机器人技术在食品行业中的应用有望在未来得到进一步扩展。
我国也非常重视机器人在禽畜养殖、肉类加工中的应用,在“智能机器人”重点专项 2019 年度项目申报指南中,畜禽类肉品高效精准机器人自主分割系统是重点之一。
该项目的研究内容为:针对我国畜禽肉分割效率低、损耗多、肉品容易污染及无法溯源等问题,研究快速、精准分割控制技术,基于视觉、力觉的识别与定位技术,研制畜禽类肉品机器人自主精准分割系统,实现精准扫描、快速自主剔骨、肉品追溯等功能,研制基于国产工业机器人的畜禽类肉品机器人自主精准分割工作站,并基于该工作站研发畜禽肉自主分割生产线,在国内大型畜禽肉分割企业开展综合应用验证。
我们有理由相信,疫情终将过去,全球机器人行业未来的持续增长仍然值得我们的期待。而且,考虑到加工食品的劳动密集型性质以及人类对肉类食物加工始终如一的高生产率的特殊需求,肉类加工行业可能是机器人技术大放异彩的特有市场。 机器代替人工,盘点全球4家大型肉类加工机器人公司 肉类, 2305 厨师之家www.cnchu.cn


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