目前,机器人正逐步渗透到猪肉加工项目、家禽加工项目等。目前,整个家禽业已经进入到了“微利”时代,员工费用是对总体生产成本影响**的因素之一,欧美发达**在肉鸡屠宰加工的关键环节,已经应用了机器人智能化系统,我国的家禽加工业也将掀起“再工业化”以及应用智能机器人的热潮。这将是智能自动化系统在家禽加工行业是一次变革性创新。
1家禽加工工艺
家禽屠宰加工是一个系统工程,涉及到种禽、孵化、饲养、环保等诸多方面,运转链条长,各环节关联度高,一环扣一环,一个环节的变化将对后续的环节产生很大影响。
家禽屠宰加工工艺初步分为:活禽卸载、宰杀沥血、浸烫脱毛、掏膛、内脏及副产品加工、预冷、分割、包装、速冻、换装、冷藏等工艺区段。
2应用机器人的必要性
2.1减少基础设施投入
2.2员工**有保障
在家禽加工车间内,输送设备遍布于每一个工段,输送设备将操作人员分割在各个工作区,由于人多,遇有火灾等紧急情况时,撤离困难,每年都有人员伤亡的事件发生。采用机器人,车间人员减少,人流、物流通畅,有助于人员迅速撤离。
家禽加工的工人,刀不离手,疲劳工作容易发生自伤情况,时刻危及员工**。手工操作变成机械操作,工人只需要进行一些辅助性工作,实现人机良好配合,**了劳动强度和危险系数;同时,自动化设备的采用,对于改善加工车间环境也有显着效果,能够**保护劳动者的健康不受环境的影响。
2.2**食品**性
大量的劳务人员来自于不同地区,多数来自于落后地区,甚至来自于落后**。人员流动性大,健康状况复杂,健康检查控制困难。
员工遍布于各个工区,每天进入车间时需要消毒,工作时需要定时消毒和卫生清理,去卫生间后需要消毒,员工的服装、鞋帽都需要清洗和消毒,这些不但影响工作,而且使危害分析和关键控制点(HACCP)和卫生标准操作程序(SSOP)控制难度加大。
应用机器人将上述控制变为简单,可以将生产车间的温度降至更低,**食品**性。
2.3机器人更适合恶劣环境
家禽加工车间,劳动环境差,温度低,湿度大,对工人的要求严格:
(2)对噪音不能太敏感;
(3)不能有幽闭恐惧症;
(4)对人工光照不能太敏感;
(5)不能晕血,能接受处理羽毛、脂肪、胆汁和粪便的工作;
(6)能接受地面湿滑、地板可能残留油脂和血液的工作环境;
(7)能熟练使用剪刀、刀子和研磨工具等。
2.4**运行成本
采用自动化设备能够将劳动力缩减至原先的一半左右,****了劳动成本的支出。以一个1万只/**的肉鸡加工厂为例,员工从1300名可以减少至400名,同时,占地面积、土建投资等费用也能得到**缩减。
2.5减少“自动化孤岛”
3机器人应用实例
机器人在家禽加工方面的关键环节已经得到应用。荷兰的Stork公司、Meyn公司和丹麦的Linco等公司在家禽加工方面都具有先进的技术。
几年前,美国乔治亚州立大学和**研究服务署的研究组,以及VendeeConcept公司的研究人员,在活鸡传输、肉品分份、包装装载、清洗等方面进行了一系列研究,取得了可喜成果。他们采用计算机可视、智能抓取、自动悬挂等先进技术,****了生产效率,并且改善了产品质量。其中DeltaCalibrarobot分份机,分份数量可以达到每**110份。
近几年,美国的禽肉加工企业在设备方面加大了投资力度,特别在分割加工设备上的投资尤为**,希望通过设备投入**生产效率,在现有的基础上增加更多的效益。如YieldPlus公司的自动化计量和分配系统,RapidHQ公司的自动胸骨剔除机,使生产工人操作更容易,生产效率更高。
目前,机器人开发的热点集中在智能剔骨方面。
Stork公司广泛宣传其FHF-XB/Sensor-X智能切片解决方案。这套系统采用了X光扫描技术和智能切片技术。FHF-XB自动剔骨系统将禽胴体剔骨后进行切片,切片产品皮朝上并排放入两个单道输送带上,切片被Sensor-X扫描,自动校正摆放位置,将大于2mm的带骨切片分离并返回重新修正,然后再次Sensor-X扫描。这套设备优势:产品厚度一致,高产量、高品质,高出成率,占地空间小,操作简单,维护成本低。双轨型产量可达每**150片蝴蝶胸。
Meyn公司也在大力宣传其去骨机。
美国乔治亚州研究院(GTRI)的研究人员在自动去骨工艺上做了大量的研究工作。研制出“智能切割和剔骨系统”机器人。该系统由一个2轴切割机械臂和一个6轴鸡胴体固定机械臂组成。视频系统对鸡胴体进行探测,固定臂将鸡送到切割臂的位置。运用3D成像技术,将信息反馈到传感器,然后自动调整刀锋位置,精确地去除鸡胴体上的骨头。他们对鸡的形体结构进行了深入研究,基于3D分析系统,根据鸡胴体的形态特征进行统计计算分析,通过外部测量得到的数据,能够**地匹配鸡胴体的内部结构,因此能够实现理想的切割路径,不论鸡胴体的体积大小都能够进行精准分割,同时很大程度地减少了碎骨残留在成品肉的概率。
继GTRI之后,日本Mayekawa公司也推出了去骨机器人,每**可处理1000只鸡,相当于替代4个工人操作。
随着美国“泰森”、“嘉吉”等国际着名公司进入中国,推动了中**禽加工业的技术进步,肉鸡屠宰加工能力已经达到13500只/h,先后引进了30条自动掏膛生产线,有3条自动分割生产线也投入了使用。国内的“艾斯克”公司也不甘示弱,也推出了自主品牌的自动掏膛生产线。在这些自动生产线中,机器人扮演着重要的角色。
4机器人应用前景
当前恶劣的全球经济环境下,很多企业对新设备的投资持谨慎态度,只有机器人行业例外,与其它行业呈现出低迷状况恰恰相反,在机器人行业,新设备的投资前景乐观,经济低迷的确放大了企业生产效率的重要性。企业兴奋的发现寻求成本**化,机器人已经成为**效率,减少劳动成本**快捷的途径之一。2010年美国机器人销售势头强劲,共销售13174台。2010年我国进口机器人2.34万台,同比增长130%;2011年进口机器人3.8万台,同比增长62%。预计“十二五”期间,中国市场对工业机器人的需求将有一个井喷式的发展,需求量每年将以15%~20%的速度增长。
在《肉类工业“十二五”发展规划》中,明确提出“着力**我国肉类加工装备国产化率和整体发展水平,改变自主创新能力弱、技术装备水平低、成套性和稳定性差等现状”,“重点开发高效成套屠宰设备”。
机器人非常适合劳动密集、环境恶劣的家禽加工行业,它将大幅度提升家禽加工产品质量和工作效率,将给家禽加工这个微利行业带来新的生机。自动化设备及机器人的应用,将为我国禽肉加工企业减少1/3的土地占用面积、减少1/3的土建投资、节省50%的人员,一个大型工厂每年可以节约几百万的运行费用。
目前,ABB、FANUC、KUKA等公司的机器人,已经进入了家禽加工领域,这些机器人供应商同家禽加工企业合作,运用一系列先进技术和手段,如超声波、耐热、可视、3D、激光及生物技术,使机器人得到更加广泛的应用。
智能自动化系统在家禽加工行业是一次变革性创新,一场系统化、智能化的技术革命浪潮正席卷而来,这场发生在家禽业的变革不仅会促进家禽业的发展,更重要的是实现家禽加工业的全面进步。