穩(wěn)增長的食品飲料行業(yè)對自動化提出新挑戰(zhàn)

本刊記者/顧碩

穩(wěn)增長的食品飲料行業(yè)對自動化提出新挑戰(zhàn)

本刊記者/顧碩

編者按：作為消費品市場的主要產品，食品飲料行業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長，其周邊產業(yè)同樣發(fā)展勢頭良好，特別是在包裝、印刷、檢測等方面，發(fā)展速度極為迅猛，因食品飲料而帶動的食品加工和包裝機械制造業(yè)，近年來更逐步發(fā)展為中國國民經濟中增長最快、最具活力的支柱產業(yè)之一。盡管市場潛力巨大，但目前我國與發(fā)達國家相比，食品飲料工業(yè)的設備與技術仍然落后，生產效率低，產品質量也不夠穩(wěn)定。身處中國工業(yè)轉型升級的大潮中，我們深知，與民生密切相關的食品飲料行業(yè)正在迎來發(fā)展的黃金期，而用戶們所缺乏的是自動化設備替代人工的意識，以及專屬于食品飲料行業(yè)、符合用戶需求的完整解決方案。本期《自動化博覽》邀請不同產品領域的自動化設備制造商，共同探討關于食品飲料行業(yè)的話題，用他們的Know-how解決用戶的問題。

被采訪者：

施耐德電氣（中國）食品飲料與生命科學行業(yè)解決方案經理王文亮

倍福中國包裝行業(yè)經理 陳翀宇

Microscan大中華區(qū)南區(qū)銷售經理 成斌

Endress+Hauser中國食品&飲料行業(yè)經理 陳帥

■自動化博覽：貴公司所應用在食品飲料行業(yè)的產品有哪幾類？

王文亮：施耐德電氣提供創(chuàng)新的EcoStruxureTM集成化管理平臺，涵蓋工藝控制與機器自動化、配電管理、樓宇管理、安防管理以及IT機房管理等五大領域，為食品飲料行業(yè)提供可視化全價值鏈管理工具；同時施耐德電氣還提供卓越制造系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、專業(yè)電力服務與Wonderware信息化系統(tǒng)，幫助客戶實現(xiàn)卓越運營、精益能效、可靠運維與食品質量安全可追溯。

陳翀宇：倍福在食品飲料行業(yè)中涉及所有工藝流程，從填充、成型、封口、貼標、集裝和二次包裝到堆垛等，都可以通過倍福的工業(yè)PC和TwinCAT自動化軟件實現(xiàn)。例如，Beckhoff包括全新的多點觸控面板系列和一套針對食品行業(yè)的采用不銹鋼設計的完整控制解決方案。

成斌：眾所周知，供應鏈中的準確標記和可追溯性對食品飲料行業(yè)至關重要，如今的生產商需要提高生產效率，同時還要確保符合政府質量和安全管理規(guī)定的相關要求。 食品、飲料生產商使用邁思肯產品以在應用中滿足監(jiān)管標準、提高生產力并增強品牌認知度，包括：

（1）自動識別跟蹤和追溯

· 使外包裝和箱內產品相匹配；

· 物品的可追溯性；

· 質量保證；

· 防偽措施。

（2）機器視覺

· 日期和批號驗證；

· 檢查填充程度；

· 安全封條檢查；

· 標簽有/無及定位；

· 檢查包裝是否完整；

· 缺陷檢查。

陳帥：Endress+Hauser應用在食品飲料行業(yè)的產品有流量、分析、物位、壓力、溫度儀表，解決方案及擴展服務產品，產品線比較全面，可以應用在食品飲料的各個工藝段中。

施耐德電氣（中國）食品飲料與生命科學行業(yè)解決方案經理 王文亮

倍福中國包裝行業(yè)經理 陳翀宇

Microscan 大中華區(qū)南區(qū)銷售經理 成斌

Endress+Hauser中國食品&飲料行業(yè)經理 陳帥

■自動化博覽：貴公司在食品飲料行業(yè)是將產品直接銷售給最終用戶，還是銷售給OEM制造商（系統(tǒng)集成商）？您認為這種銷售方式為貴公司在食品飲料行業(yè)的發(fā)展帶來了哪些優(yōu)勢？

成斌：邁思肯以通過系統(tǒng)集成商進行銷售為主，此舉也是為了協(xié)助世界各地的生產商降低成本和損耗、實現(xiàn)關鍵生產流程的自動化并提高生產效率，同時能為用戶提供一個解決方案而不僅僅是單一的產品，更能符合用戶真實需求。這樣的銷售方式是雙贏的方式，即提高了我司產品的行業(yè)專業(yè)度，節(jié)約了我司的技術人力資源同時，用戶也在享受邁思肯帶來的自動化生產效率的提升以及成本的控制。

王文亮：施耐德電氣為食品飲料行業(yè)提供的系統(tǒng)與服務面向整個價值鏈，因此，作為價值鏈中關鍵環(huán)節(jié)的最終用戶和OEM制造商都是我們重要的客戶。國內設備制造商正積極改進設備性能，以期在日益激烈的市場競爭中占得先機。針對食品飲料OEM這一施耐德電氣重點服務的細分領域，致力于通過研發(fā)帶動競爭實力的本土客戶，通過為其提供適合中國市場需要的創(chuàng)新解決方案，由此促進包裝業(yè)OEM的產業(yè)升級及可持續(xù)發(fā)展。隨著我國食品飲料包裝行業(yè)日漸成熟及規(guī)?；陌l(fā)展趨勢，施耐德電氣食品與飲料行業(yè)正努力和配合客戶的需求。

陳帥：對于Endress+Hauser，最終用戶、OEM客戶及系統(tǒng)集成商都是我們的重要客戶，所占的份額都比較大。公司會根據客戶的不同需求，安排更為靈活便捷的銷售和服務方式。

陳翀宇：兩者皆有，而且兩種類型的客戶都很重要，OEM是橫向客戶，最終客戶是縱深客戶，只有兩者緊密結合才會構成完整的銷售網絡。

■自動化博覽：您認為中國的食品飲料行業(yè)亟待解決的問題是什么？自動化技術在該行業(yè)起到了怎樣的作用？

王文亮：中國的食品飲料行業(yè)還存在著較多問題，一是我國食品飲料行業(yè)企業(yè)普遍規(guī)模較小，生產力量分散；二是食品飲料行業(yè)企業(yè)大多管理水平低、企業(yè)效益差、生產效率低、質量安全水平較差；三是很多企業(yè)自動化程度低、信息化水平落后，使食品飲料行業(yè)發(fā)展舉步維艱。自動化技術的應用，尤其是生產過程自動化以及機器自動化，提高了工廠的生產效率，改善質量安全水平，減少生產浪費，增加工廠車間的靈活性。

成斌：供應鏈中的準確標記和可追溯性是對食品飲料行業(yè)至關重要的挑戰(zhàn)，如今的生產商需要提高生產效率，同時還要確保符合政府質量和安全管理規(guī)定的相關要求，這是他們所面臨的第二個問題。邁思肯的解決方案都有助于實現(xiàn)多種關鍵性應用，例如質量控制，生產層面的在制品監(jiān)測，引導貨品的傳送，零部件追溯，歸類和批次跟蹤等。實現(xiàn)生產商降低成本和損耗、關鍵生產流程的自動化并提高生產效率等作用。

陳帥：我認為食品飲料行業(yè)亟待解決的問題是食品安全問題。自動化技術可以起到規(guī)范流程、限制人為手動干預等作用，降低發(fā)生食品安全事故的風險。

■自動化博覽：貴公司的產品在食品安全方面是否有所涉及？能為此提供哪些幫助？

陳帥：Endress+Hauser的產品能夠提供高級通訊功能，可以更便捷地將現(xiàn)場測量數據傳送至工廠的自動控制系統(tǒng)或MES系統(tǒng)，方便客戶對現(xiàn)場生產進行更為詳實具體的追溯，杜絕發(fā)生食品安全事故。

陳翀宇：食品和飲料行業(yè)是比較特殊的行業(yè)，相關的國際標準和國家標準非常嚴格，對衛(wèi)生的要求很高，設備和車間每天都要清洗。倍福公司非常重視食品和飲料行業(yè)，專門為食品行業(yè)開發(fā)了相應的產品和解決方案。比如不銹鋼控制面板以及面板型PC，不銹鋼面板外殼采用無縫和齊平安裝設計，可以防止灰塵進入，外殼輪廓采用圓角設計，液體能夠自然流下，還能防止污染物堆積。不銹鋼面板和觸摸屏能耐清洗劑和消毒劑，完全達到了食品飲料行業(yè)嚴格的衛(wèi)生要求及潔凈室規(guī)范。倍福最新推出的AM8800系列防水電機采用的也是不銹鋼設計，防護等級達到了IP67標準，最高甚至還可達到IP69K，能夠應用于極端惡劣或腐蝕環(huán)境中，不銹鋼外殼極為堅固，不容易受到劃痕和機械損傷，AM8800電機甚至適合用食品工業(yè)中用到的高壓清洗機進行清洗。近期，倍福針對包裝行業(yè)推出了新型 XTS（eXtended Transport System），其采用緊湊型設計，徹底改變了驅動技術，提供了全新的包裝機械理念。

王文亮：施耐德電氣在食品與飲料行業(yè)的整體解決方案，通過全生命周期可追溯確保產品的安全性以及高品質。為了確保食品飲料質量安全，EcoStruxureTM采用多種技術手段對生產過程進行全程可視化監(jiān)控和管理，比如在生產線上配備自動化控制與生產監(jiān)控系統(tǒng)，保障生產流程符合食品安全法規(guī)；整個生產過程采用門禁安全系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)，杜絕人為因素對食品安全造成的干擾。并且，從源頭的原材料采購、運輸，到生產過程，以及分銷、運輸，甚至終端的銷售，施耐德電氣為整個流程建立了一套完整的信息化系統(tǒng)，企業(yè)可對每一個產品追溯其批次、來源、品種等具體信息，使其有據可查，便于及時糾正紕漏，減少食品安全問題的發(fā)生。施耐德電氣生產追溯系統(tǒng)幫助食品飲料制造企業(yè)實現(xiàn)“從農場到餐桌”的全供應鏈可視化與可追溯，做到“來源可溯，去向可查，過程可控，責任可究”，為食品安全保駕護航。

成斌：邁思肯可在食品飲料方面提供日期和批號驗證、檢查填充程度、安全封條檢查、標簽有/無及定位、查包裝是否完整等以防安全方面的隱患。

■自動化博覽：隨著轉型升級、兩化融合的不斷深入，食品飲料行業(yè)也正經歷著一場變革。貴公司能為客戶提供的最大幫助是什么？市場競爭優(yōu)勢是什么？

成斌：技術領先——邁思肯的技術創(chuàng)新歷史非常悠久。我們在20世紀80年代早期就發(fā)明了第一臺激光二極管條形碼掃描器以及Data Matrix二維碼，在自動識別（Auto ID）行業(yè)掀起一場革命。我們憑借高級視覺和光源產品在機器視覺行業(yè)遙遙領先。如今，邁思肯在機器視覺和自動識別領域不斷開發(fā)新產品，仍然是公認的技術領先者。

關注質量——邁思肯在1996年就已獲得ISO 9001認證，先鋒品質獲得全美認可，驕人歷史引以為豪。我們通過秉承既定標準、鼓勵創(chuàng)新，并激勵員工實現(xiàn)卓越以確保品質。致力于不斷改善流程、產品和服務，使得我們提供的方案超越客戶預期。

精準性——邁思肯產品是高精密儀器。在各種任務中，無論是高速條碼采集，還是利用機器視覺進行高精度導引，定位和坐標校正，邁思肯的產品都能進行復雜的數據采集，性能可靠。

以上的幾方面都是為了給用戶提供數據采集與控制解決方案，為用戶降低成本和損耗、實現(xiàn)關鍵生產流程的自動化并提高生產效率，提供專業(yè)的產品和豐富的行業(yè)經驗，縮短客戶升級產線的時間周期，節(jié)約成本。同時也還是邁思肯的核心競爭力所在。

王文亮：我國的兩化融合提出“以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進信息化，走新型工業(yè)化道路”，同時今年的政府工作報告也明確提出“互聯(lián)網+行動計劃，推動互聯(lián)網與現(xiàn)代制造業(yè)的結合。因此網絡化、數字化、智能化是食品飲料企業(yè)未來的發(fā)展方向，產業(yè)轉型升級勢在必行。施耐德電氣為食品飲料行業(yè)提供創(chuàng)新的解決方案和服務，融合信息化與自動化，為企業(yè)轉型升級與節(jié)能減排貢獻力量。

施耐德電氣從以下幾個方面幫助食品飲料用戶提高自主創(chuàng)新能力和市場競爭力：

（1）可持續(xù)性運營：減少能源消耗與碳排放，增強人員安全、健康保障；

（2）提高競爭力：提高運營效率，降低維護成本，縮短項目周期，降低成本與風險；

（3）食品安全：控制關鍵點，產品可追溯，確保產品系譜；

（4）柔性與創(chuàng)新：導入新的產品與包裝，管理柔性車間，調整工藝與包裝線。

陳翀宇：PC控制技術以IT為基礎，將世界上先進、成熟的技術用于自動化控制。從80年代開始就已經有了PC控制技術，伴隨著IT產業(yè)的蓬勃發(fā)展，PC控制技術近10年的發(fā)展非常迅速，為企業(yè)自動化控制提供了多樣化的選擇。倍福作為PC控制技術的先鋒，以英特爾X86架構硬件和微軟Windows操作系統(tǒng)為基礎，站在IT產業(yè)巨人肩上發(fā)展自動化控制技術，滿足了企業(yè)從智能化設備到智慧工廠的需求，符合德國工業(yè)4.0發(fā)展思路。

從硬件發(fā)展角度看：借助IT產業(yè)的發(fā)展硬件體積將越來越小，性能越來越高；外觀越來越漂亮；穩(wěn)定性越來越高；價格越來越便宜。

從軟件發(fā)展角度看：（1）將互聯(lián)網和物聯(lián)網技術應用于PC控制，實現(xiàn)人與機器，ERP企業(yè)管理系統(tǒng)、MES車間制造執(zhí)行系統(tǒng)與設備的高效便捷交互，逐步實現(xiàn)智慧工廠理念。（2）基于PC的控制軟件可實現(xiàn)硬實時，其確定性非常好，掃描周期很短，比如倍福的TwinCAT軟件 PLC掃描周期可達到50微秒。（3）借助于PC的強大處理能力，PC控制能實現(xiàn)的功能越來越多，可集成針對某一行業(yè)或某種技術的專用軟件模塊，這樣用戶可大大縮短開發(fā)周期。

陳帥：Endress+Hauser能夠為客戶提供全方位的測量解決方案，幫助企業(yè)進行轉型升級，加深兩化融合的力度；對于食品行業(yè)，Endress+Hauser的衛(wèi)生型儀表齊全，對食品行業(yè)各種苛刻的工況都有完美的應對方案。

今年的政府工作報告也明確提出“互聯(lián)網+行動計劃，推動互聯(lián)網與現(xiàn)代制造業(yè)的結合。因此網絡化、數字化、智能化是食品飲料企業(yè)未來的發(fā)展方向，產業(yè)轉型升級勢在必行。

■自動化博覽：自動化技術在中國食品飲料行業(yè)的應用與國外相比存在哪些差距？

王文亮：近年來國內食品飲料行業(yè)的發(fā)展有了長足的進步，市場規(guī)模不斷擴大，食品飲料加工和包裝機械因此也取得了很大的發(fā)展和進步，但是和發(fā)達國家相比，還存在設備和技術落后，生產效率低，產品質量不穩(wěn)定等問題。企業(yè)以傳統(tǒng)設備為主，生產水平和信息化程度低，難以保證產品質量，食品飲料加工和包裝的在線質量檢測，以及產品安全措施的重視不夠。總之，我國設備的技術含量低，在生產速度、產量、精度、設備運行的穩(wěn)定性方面都低于國外。我們要認清現(xiàn)狀，在節(jié)約能源和勞動力的同時提升產量，準確控制整個生產過程的產品流；爭取零浪費，100%安全有保障，擴大生產，抓住新市場，把握盈利機會；通過全生命周期的可追溯確保產品的多樣性以及高品質，推動我國食品與飲料行業(yè)的發(fā)展。

陳帥：近年來，中國的食品飲料行業(yè)自動化程度迅速提高，但跟國外相比，現(xiàn)場人員仍然比較多，人為干預或測量的現(xiàn)象依然存在。

■自動化博覽：您認為中國食品飲料行業(yè)的市場發(fā)展現(xiàn)狀如何？未來又會向怎樣的方向發(fā)展？

陳翀宇：目前我國食品裝備大部分以單機控制為主，應用PLC、工控機、DCS及現(xiàn)場總線技術的設備不到總數的10%。食品和包裝生產線以機械傳動為主，控制驅動技術的綜合應用水平低。在自動化技術方面，我國的食品機械工業(yè)與國外發(fā)達國家的差距較為明顯。驅動控制、檢測傳感、網絡控制與遙操作技術、信息處理技術等應用得少。

總的來說，食品裝備自動化技術將會呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢：

（1）高速高精度伺服驅動技術的應用不斷深入

隨著高效、節(jié)能、環(huán)保、降噪的要求日益提高，高速度高精度伺服驅動技術、多軸同步控制技術、全數字交流伺服驅動、直線伺服驅動和集成化、智能化、網絡化伺服驅動技術得以深入應用。

倍福運動控制部門在開發(fā)戰(zhàn)略性產品方面獲得了迅猛發(fā)展。在經過一年半的開發(fā)周期后，推出了最新的 AM8000 系列伺服電機。這款標準型同步旋轉伺服電機采用不銹鋼設計，具有高動態(tài)性能、高能效和低成本的特點。AM8000 的技術亮點在于采用了最新的單芯電纜傳輸技術，使用該項技術可以將電源和反饋系統(tǒng)集成到一根標準的電機電纜中。從而大幅降低材料和調試成本。AM8000 系列可與 AX 系列的伺服驅動器配套使用，它們在額定功率和繞組方面可完美匹配，能夠更加靈活地滿足客戶要求。除了高可用性和靈活性之外，開發(fā)和生產全部在德國，這也確保了產品的高品質。

（2）食品工業(yè)機器人技術的應用已勢不可擋

隨著成本壓力的增大，食品安全衛(wèi)生要求的提高，以及要求更高的精準性，食品工業(yè)對應用機器人技術的態(tài)度已發(fā)生轉變。

倍福推出TwinCAT 機器人運動轉換自動化軟件包，能夠將機器人技術及其交互和同步運動與 PLC 和運動控制功能集成在一起。從而能夠將它們無縫集成到整個系統(tǒng)中，無需使用附加的機器人 CPU。TwinCAT 運動轉換軟件可支持下列運動： 直角坐標運動、剪切運動、滾軸運動（H Bot）、SCARA、二維運動、二維并聯(lián)運動和三自由度 Delta 運動。

（3）現(xiàn)場總線、網絡控制、遠程監(jiān)控、物聯(lián)網技術的應用發(fā)展迅速

國內大型食品加工企業(yè)應用現(xiàn)場總線技術已比較普遍，物流自動化技術的發(fā)展已成大勢所趨（啤酒、飲料灌裝），在線監(jiān)測和網絡遠程診斷和維護系統(tǒng)正在發(fā)展，使得控制更為精準，衛(wèi)生更有保證，與ERP系統(tǒng)的集成更為便利。隨著食品安全問題日益引起重視，保障食品安全的食品信息采集系統(tǒng)中開始應用物聯(lián)網技術，使得食品安全信息更直觀、透明。

Beckhoff 超高速過程通訊的基礎是 EtherCAT 工業(yè)以太網系統(tǒng)，它特別適用于包裝機械。控制器與 I/O 信號之間的高速通訊，無需特殊硬件，為機械制造商提供超乎想象的可能性。多軸運動控制通過分布式 EtherCAT 分布式時鐘進行同步，可精確到納秒。

EtherCAT 具有拓撲結構選擇靈活和系統(tǒng)調試簡單等特點，與此同時，通過行業(yè)領先的通訊速度和可用的數據傳輸速率，它也可為超高速控制提供所需的技術。

王文亮：即使在全球經濟不景氣的情況下，中國食品飲料行業(yè)未來幾年仍將實現(xiàn)穩(wěn)定增長。這一結論主要基于兩點：一方面是在過去幾年，中國食品飲料行業(yè)的年增長率一直都保持在兩位數；另一方面，在國家發(fā)布的“十二五”規(guī)劃中，明確提出了2015年食品飲料行業(yè)的目標。根據這一目標，我們計算出未來幾年食品飲料行業(yè)的復合增長率仍將保持在兩位數。近年來，食品飲料生產企業(yè)對可持續(xù)運營、柔性與創(chuàng)新、食品安全等問題愈加重視；同時，食品飲料消費市場也越來越注重食品安全、食品健康及食用愉悅感，更多的消費者愿意選擇綠色健康的食品。這些都為中國食品飲料行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。面對這些挑戰(zhàn)，施耐德電氣有一系列的創(chuàng)新解決方案，這些方案能幫助食品飲料企業(yè)建設柔性化生產線及可視化供應鏈，滿足食品安全合規(guī)并使其更具競爭力和靈活性。

成斌：食品飲料行業(yè)的市場前景廣闊，畢竟食品飲料是民用品消費類產品的主體。對于未來，介于現(xiàn)在食品安全屢出問題的情況下，食品飲料行業(yè)未來幾年應該會更加關注食品飲料的安全問題。所以對于識別、追蹤、追溯越來越注重。當然未來除了這個環(huán)節(jié)的加強注重之外，應該還是會做到更加大型化、集中化和自動化。

陳帥：食品飲料行業(yè)作為關系到國計民生的非周期性行業(yè)，近年來發(fā)展勢頭較好。隨著中國經濟的增長，食品飲料行業(yè)未來還會有穩(wěn)步的增長。

■自動化博覽：施耐德電氣在食品飲料行業(yè)的發(fā)展理念是什么？

王文亮：“兼容并蓄，臻于至善”是施耐德電氣食品飲料行業(yè)團隊的口號，它一方面體現(xiàn)了施耐德電氣使用信息化技術應對客戶在全價值鏈的需求，整合多領域的應用；另一方面，施耐德電氣認為，任何一處改進都不是一蹴而就的，都是經過了縝密的思量和嚴格的考證，是需要通過點滴積累、循序漸進的過程才能最終抵達的目標。從長遠來看，用戶的目標也是我們努力地方向，我們的大部分精力都用在了對客戶企業(yè)的持續(xù)改進方面，用循序漸進的‘調理’方式，從工廠管理的手段和措施方面去改善客戶的運營環(huán)境?！爸袊瓌?chuàng)”一直是施耐德電氣的戰(zhàn)略之一。未來，我們將繼續(xù)在國內市場深耕細作，專門開發(fā)針對中國市場的解決方案，助力食品飲料企業(yè)在愈加激烈的市場競爭中占得先機。

■自動化博覽：邁斯肯的公司定位是什么？

成斌：邁思肯是一家專注于精確數據采集和控制解決方案，為眾多行業(yè)的自動化和OEM客戶提供服務的全球技術領先公司。