新冠疫情全球大流行導致家禽加工廠遭遇了更為嚴峻的勞動力短缺問題。因此,有助于紓解人力短缺、且能進一步保護工人安全的機器人和自動化技術解決方案,越來越受到家禽加工廠的青睞。
馬瑞奧大客戶經理杰伊羅素(Jay Russell)表示:“在實現完全自動化加工方面,家禽加工業可謂最后的待開發領域。”“歐洲加工廠已經自動化了20多年了。過去,美國加工廠雖有足夠的人手進行操作,然而現在勞動力市場上已經沒有這么多工人了。情況已經變了。”
自動化技術的最終目標并非是要徹底取代肉類和家禽加工廠里的工人,相反,自動化技術需要增加或提高工人的經驗。如果對自動化設備操作得當,技術可以做到最大限度地減少機器停機時間,進一步保護工人安全,并且減少操作中的人為錯誤。
自動化技術還可以改善員工的工作條件。因為那些經常從事的勞動密集型工作的員工可能會遭受傷害。羅素補充說:“將人重新分配,讓他們用腦力思考,處理工作以及其他事宜。加工廠有些工作非常符合自動化邏輯——無論是從安全性、勞動力供應,或者僅僅是執行一個重復動作而言,都是如此。在某些應用場合中,機器可以和人一樣很好地完成這些任務,甚至比人做得更好。”
當執行常規任務時,自動化設備可能比人力更具優勢,如零售包裝(注:Case Ready零售包裝是一種可大量處理能包裝成商品的零售包,它將超市冷藏柜展示的零售包從店內加工轉移到加工廠食品處理中心統一生產包裝,讓賣場只做銷售,Case Ready有高氧包裝、真空貼體包裝等多種形式)。這些任務通常要求包裝為某些特定重量,以避免托盤超重。新的創新技術可以自動連接秤,確保每盤肉重量一致,從而省去一道人工步驟,還能減少儲藏期間肉品發生污染的情況。
足以應對嚴苛環境
家禽加工廠需要執行嚴格的衛生程序——這一點在引入任何自動化設備或機器人解決方案之前都需要仔細考慮到。
史陶比爾北美區的業務發展和市場營銷協調專員馬蒂亞斯科恩(Mathias Konne)說:“現在有了針對真正以家禽加工為主要工作環境而設計的特種機器人。但就加工設備而言,加工廠非常擔心的問題是,設備能否直接接觸食品進行加工,以及能否執行加工廠中苛刻的清洗程序。”與其他行業如汽車行業相比,家禽加工業使用自動化和機器人技術的時間比較晚。
科恩說:“業界剛剛才開始接觸自動化和機器人技術,還有很多知識普及的工作要做。很多人并不太確定該從哪里著手,怎樣開始,應該著眼于哪些加工流程,哪一道加工程序自動化的意義最大,或者是能給他們帶來最佳投資回報。”
科恩補充說,在投資自動化設備之前,對設備的成本、軟件和性能進行研究十分重要。自動化不僅僅需要對設備的采購進行評估,還應該將消耗品、維護、備件、停機時間和員工培訓考慮在內。有時,加工廠甚至可能需要重新設計加工車間,以適合安裝自動化設備。這樣做,有助于確保加工廠的自動化技術最佳地契合其個性化需求。
流水生產線上沉浸式冷卻的動力學優化
目前的技術試圖進行流水生產線上自動化冷卻,但與脫鉤螺旋式沉浸冷卻相比,效果有限。然而,無論是全部還是部分進行流水生產線上沉浸式冷卻,都依然需要強化冷卻,才能被更廣泛地接受。
將先進動力學與傳統冷卻水相結合的新方法冷卻,或可以更高效地進行家禽流水生產線上沉浸式冷卻。這種系統的特點是,它使用了二級滾子鏈鏈輪改良掛鉤,使其可以在整個冷卻系統中實現將去內臟肉雞胴體運輸和反轉,不需要將肉雞胴體從掛鉤上卸載。
佐治亞理工學院研究員科馬斯海恩斯(Co mas Haynes)博士解釋說:“在流水生產線(即被吊掛的生產線)上進行有效的沉浸式冷卻,可省去工人轉掛家禽的工作重擔,還可以避免產品發生次序混亂,以及不具有可追溯性和可重復性等不足,而這些不足通常與脫鉤螺旋式沉浸冷卻有關。”這種方法避免了轉掛家禽胴體工序。這樣做有幾個好處:在整個冷卻過程中,家禽胴體始終懸掛在掛鉤上,這有助于家禽胴體保持良好次序,并保存“單件”家禽胴體的可追溯性,還可以減少和減輕轉掛家禽胴體的工作負擔,節省人工。
采用額外的速度分量,通過疊加的旋轉模式協同增加散熱效果,從而增加流水生產線上沉浸式冷卻的可行性。
海恩斯說:“我們的目標是通過在傳統的線速度上添加額外的移動模式(也就是增加優化的旋轉模式,加快冷卻過程),輔助流水生產線上沉浸冷卻的可能性。”
最大限度地減少零售包裝禽肉供應鏈中斷
新冠疫情大流行期間,禽肉產品供應鏈強韌性的重要作用更加凸顯,此中所汲取的經驗教訓,可用于食品零售中未雨綢繆應對更大的供應鏈中斷風險。
在新冠疫情大流行期間,由于消費者避免在餐廳內就餐以防新冠病毒傳播,人們對食品百貨的需求激增。在美國,人們對電子商務的興趣也急遽上升,2020年美國電子商務市場年增速超過30%,創下近年來最高點。市場的這一轉變對零售商和食品生產商都產生了影響,許多食品生產商正朝著直接向消費者提供食品的方向發展。
在大規模城市化的趨勢下,電子商務文化日益盛行,這使得消費者更頻繁地提交更小的訂單。因此,之前28度房間(注:28-degree rooms-28度房間,指工人暴露在28℉~100℉,即-2.2℃~37.7℃,且100%濕度、50~100分貝噪音的作業環境下,可能從事吊掛、去骨、切割、碼垛、推送、包裝、衛生清理的冷鮮禽肉生產車間,手工處理產品溫度范圍25℉~50℉,即-3.9℃~10.0℃,家禽行業的這一工作部門/部門主管等職位在美國職場非常有名,冰冷、濕熱、異味和噪音在這里匯集,雖然利用工人手工操作的高精度和高效率,但對他們的身體部位、嗅覺和聽覺器官的健康帶來極大挑戰)人工包裝冷鮮禽肉的生產方式將無法應付這些新的購買需求。
在未來,零售包裝禽肉的稱重-標價-貼標(WP L)操作將依賴于自動化和機器人技術,它們能更好、更快、更便宜地完成這項工作。運用自動化技術將生產、稱重-標價-貼標子系統、穿梭車(Shuttle)通道和托盤包裝(Palletizing)機器人通過一個傳送網連接起來,在整個系統中可精確控制和調度每個單獨的零售包裝盒。
自動化技術可以幫助提高零售包裝禽肉的生產效率,包括縮減勞動力,以及處理更小型且更頻繁提交的訂單、改進庫存管理并減少庫存縮水。