專題策劃:熙文
本刊記者:葉兮 鴻嬴 潘鳳儀 許呵
一般來說,食品飲料行業的機器人應用集中在產品包裝、分揀、碼垛和搬運等環節,而且多集中在后段包裝環節中。近年來,根據市場應用表現,食品飲料的機器人應用逐漸成為除汽車等傳統行業外,增速排名前三位的細分行業,也是國產工業機器人本體和系統集成商更容易進入的一個領域。
市場綜述
為什么食品飲料行業越來越多的傾向于使用機器人?其原因不外乎以下四點:
首先,食品飲料本身的市場屬性要求。食品及飲料產品已趨向精致化和多元化方向發展,單品種大批量的產品越來越少,而多品種小批量的產品日益成為主流。隨著消費者的消費水平及購買需求的變化,食品及飲料尤其需要注重新鮮、多樣化、精巧化及安全性,食品飲料的安全很大程度上影響著該商品的流通量。
此前,國內食品生產廠的大部分包裝工作,特別是較復雜的包裝物品的排列、裝配等工作基本上是人工操作,難以保證包裝的統一和穩定,可能造成對被包裝產品的污染。有些食品生產廠即使使用包裝機械,也只是應用在整個包裝鏈的某個環節上,例如前段包裝采用機械包裝,而后段包裝則采用人工。因此,提高整個包裝鏈的自動化水平和質量水平,是現代化食品生產企業推行GMP規范非常重要的一環。
其次,機器人產品的市場火熱及本身性能和價格的落地。機器人作為自動化技術最具競爭力的技術,適合重復性、快速性、準確性、危險性的工作。另外,生產廠商都希望尋求更低的生產成本。機器人自然而然的擔任起這個重要角色,因為機器人不僅能導致成本更低,而且也能帶來更高的靈活性。包裝機器人被越來越多的企業所知悉,將會有更多人因為其靈活和可靠的優點而選擇使用它,機器人將替代許多傳統的設備,成為包裝領域的重要助手。
再次,食品飲料企業需要投入新的機器人來獲得企業新的發展動力。作為應用企業,不少地方政府紛紛鼓勵企業進行機器換人,食品飲料行業采用機器人作用不僅對工廠本身的自動化有提升,而且能夠獲得政府的扶持和補貼,更為甚者,成為企業轉型升級的良好契機。
最后,機器人在食品飲料行業大量應用的一個重要原因還在于,食品飲料行業成為近年來我國經濟發展表現持續給力的一個行業,這是國民經濟的命脈,也是任何時間任何情況下都不會出現重大變故的一個行業。
有了種種契機,機器人尤其是工業機器人在食品飲料業的使用量大幅增長。在2011-2016年間,食品飲料行業的機器人增長速度始終保持在20%的增長速度,且占整體工業機器人應用的比重越來越高。
食品飲料業對機器人的需求高漲:未來幾年,物流、3C電子、精密工程、光學、金屬和食品飲料業是對工業機器人需求最多的幾大行業。
國內外公司紛紛搶灘
當前,國內外機器人公司都在食品飲料行業進行布局和規劃,其中部分企業將其作為重點攻關領域。
國外四大家族,ABB、庫卡、發那科以及安川本身的工業機器人就非常成熟,無論是分揀、包裝、搬運和碼垛,都是他們的強項,因此食品飲料行業的應用相對來說較為輕松。
對于國產工業機器人而言,部分工序比如搬運碼垛由于本身的運行相對穩定,動作較為單一,程序也相對簡單,因此國產工業機器人完全能夠滿足其基本要求,且隨著國產工業機器人的價格下降,這一工位將會慢慢接受國產工業機器人。
食品飲料企業自我轉型做機器人
除了專業的機器人公司,極少部分有能力、有魄力、有資金的企業紛紛從內部開始轉型,自主開發機器人應用。杭州娃哈哈就是一個典型的例子。
隨著飲料本身對于機器人的需求愈加旺盛,娃哈哈機電研究院應運而生,宗慶后親自出任院長,帶著100多個專門從事工業機器人研發的技術人員,全情投身機器人產業。這是娃哈哈繼食品飲料之外,眼下最重要的一塊產業。
據悉,娃哈哈設計的碼垛機器人已經應用于企業生產,碼垛機器人平均2分鐘就能碼完80箱飲料,1小時基本上能碼完2000箱。而1個碼垛工人,1小時的工作量是450箱。娃哈哈公司相關負責人表示,碼垛機器人是由娃哈哈自主設計、擁有5項專利,可以根據不同飲料進行不同碼放,對產品進行識別判斷,自動調取碼垛方式。預計到今年年底,娃哈哈準備在全國工廠投入80套碼垛機器人,按照1套機器人換2個人工算,娃哈哈一年可省下人工成本1000萬元。與此同時,機器人產品線也在不斷豐富,除了碼垛機器人工作站,還有搬運機器人工作站、物料投放機器人工作站等。
宗慶后告訴記者,現在,海寧的娃哈哈飲料生產線已經實現了全自動化,一瓶飲料從吹瓶、灌裝到包裝、碼垛,20多道工序都由機器自動完成,幾個操作工人只是檢查設備的運行狀態而已。而即將在喬司建起的“智能工廠”,從下訂單到生產到溯源,更是全都實現智能化。除了生產線上的機器人外,他們還有一個“大數據腦袋”。
“未來幾年內,所有的娃哈哈工廠都變成‘智能工廠’?!弊趹c后給記者暢想了未來的智能工廠:車間內,各種智能機器人快而有序地完成著流水作業,幾個僅有的技術員工都待在中控室內。而宗慶后待在杭州總部的辦公室里,就通過監控能看到全國各地工廠的運行數據。
除了碼垛機器人,目前娃哈哈已經研制和正在研制的機器人涵蓋各種類型,如六軸機器人、并聯機器人、SCARA平面關節機器人及大負載的桁架機器人等。
(未完,下文繼續詳解)