Livsmedel är avgörande i vår vardag. Produktionen av dessa produkter blir alltmer automatiserad tack vare implementeringen av avancerade lösningar såsom robotar, digitalisering och maskininlärning.
Tillverkare och fabriksägare söker kontinuerligt efter sätt att öka produktionen och effektiviteten i sina anläggningar. Många av dem använder robotlösningar och omvandlar sina processer till smarta fabriker som förstärks med automation, artificiell intelligens (AI) och maskininlärning. Automation har blivit en viktig del av produktionsprocessen och omdefinierar hur vi närmar oss produktion och distribution av livsmedel.
I denna artikel får du reda på hur automationstekniker förändrar produktionsprocesser och etablerar nya riktmärken för precision, säkerhet och kreativitet inom livsmedelsindustrin.
Introduktion till automation inom livsmedelsindustrin
Livsmedelsindustrin är en av de mest framträdande industrierna globalt, med ett uppskattat värde på 7 221,73 miljarder USD år 2023 och förväntas växa med en årlig tillväxt på 6,3 %. Industrin består av många olika företag som producerar och distribuerar livsmedel, från stora globala livsmedelsbearbetningsföretag till små lokala företag. Den har en betydande roll i den globala ekonomin, inte bara som en leverantör av livsmedel till befolkningen, utan även som en viktig arbetsgivare och en källa till att skapa välstånd och inkomster. Tyvärr är det även en av de mest miljöförorenande industrierna i världen som är ansvarig för stora mängder avfall och utsläpp av växthusgaser.
För att minska miljöpåverkan samt förbättra produktiviteten och effektiviteten inom industrin måste därför tillverkningssektorn införa automationslösningar. Automation är en viktig del av dagens produktions- och distributionsprocesser för livsmedel. Från automatiserade bearbetningslinjer för livsmedel till intelligenta automationslösningar använder tillverkare automationsteknik för att förbättra sin produktion, effektivitet och lönsamhet och för att minska sitt koldioxidavtryck.
Automation ger stora möjligheter att minska jordbrukets inverkan på klimatförändringarna och hjälper bönder att anpassa sig till dess finansiella konsekvenser.
Bland Rob, Ganesan Vasanth, Hong Evania, Kalanik Julia, 31 maj 2023, McKinsey, Trends driving automation on the farm
Fördelar med automation inom livsmedel
Det började med enkla mekaniseringar för uppgifter som förpackning och sortering och har nu utvecklats till att omfatta komplexa robotsystem, artificiell intelligens och sakernas Internet (IoT). Automation förändras och som en viktig del av Industri 4.0 är den ännu mer framträdande i den femte industriella revolutionen. Automation är ett tecken på teknisk utveckling inom industrin.
Robotstyrda monteringslinjer som säkerställer en konsekvent produktkvalitet och avancerade programvarusystem som spårar produktion och hanterar lager är alla exempel på automationstekniker. Automation spelar en central roll inom livsmedelsindustrin och hjälper till i olika aspekter av produktion, bearbetning och distribution. Ta en titt på alla fördelar som automation erbjuder industrin:
- Förbättrad effektivitet − Automation påskyndar produktionsprocedurer, vilket resulterar i en större avkastning på kortare tid.
- Konsekvent kvalitet − Genom att eliminera fel och variation säkerställer automatiserade system en konsekvent produktkvalitet.
- Kostnadsbesparingar − Automation har potential att drastiskt sänka drifts- och arbetskostnader över tid.
- Förbättrad säkerhet − Automation minskar arbetsplatsolyckor och förbättrar livsmedelssäkerheten och hygienen genom att hantera riskfyllda uppgifter.
- Minskat avfall − Mindre materialavfall är resultatet av förbättrad processtyrning och produktionsprecision.
- Skalbarhet − Tack vare automation kan produktionen lättare skalas för att möta variationer i efterfrågan.
- Datadrivna insikter − Data som produceras av automatiserade system kan användas för att förbättra verksamheten och beslutsfattandet.
- Flexibilitet − Som svar på förändringar på marknaden kan dagens automatiserade system snabbt anpassas för en mängd olika produkter eller förpackningar.
- Hållbarhet − Genom att optimera användningen av resurser och minska avfall kan automation bidra till att främja mer miljövänliga metoder.
- Omfördelning av arbetskraften − Automation frigör mänsklig arbetskraft för mer kvalificerade uppgifter, vilket ökar produktionen och arbetsnöjdheten i allmänhet.
Typer av automationstekniker
Varje teknik har en unik funktion för att förbättra produktionsprocessen, från robotarmarnas precision till datadrivna insikter i artificiell intelligens och nätverksfunktioner i IoT.
Se hur denna utveckling inte bara förenklar processer utan även skapar nya möjligheter för effektivitet, kvalitetssäkring och flexibilitet som svar på varierande efterfrågan hos konsumenterna.
Robotteknik
Robotar används redan i stor utsträckning inom tillverkningsindustrin, från robotarmar i fabriker till autonoma och automatiserade styrda fordon (AGV) och drönare. De håller också på att bli allmännyttiga inom livsmedelsindustrin. I allmänhet kan robotar fungera i många olika miljöer och kan utföra en mängd olika uppgifter, från svetsning till plockning och packning till mer avancerade processer som maskinvision och inspektion.
Robotarmar: I verksamheter som produktmontering, sortering och förpackning har dessa blivit oumbärliga. Robotarmar kan hantera ömtåliga föremål som färskvaror eller utarbeta konfektyrer utan skador tack vare deras överlägsna hastighet och precision jämfört med mänskliga förmågor. De används även för uppgifter som kräver mycket konsistens, som portionskontroll och dekoration av mat.
För närvarande är xARM-robotarmen tillgänglig för restorder från Elfa Distrelec, klicka här för att se produktsidan.
Automatiserade styrda fordon (AGV): Materialhantering är en omfattande tillämpning för AGV. De flyttar leveranser, färdiga produkter och råmaterial genom fabriken med så lite mänskligt ingripande som möjligt. Förutom att öka produktivitet och minska risken för olyckor eller skador på produkter är AGV:er designade för att navigera genom tillverkningsanläggningen.
Drönare: Drönare börjar användas för intern logistik och övervakning i större produktionsanläggningar för livsmedel. De används i stora lagerlokaler för att spåra lager och hjälpa till med lagerhantering eftersom de snabbt kan överföra små produkter eller prov från en del av en anläggning till en annan.
Dessa robotsystem är starkt beroende av en pålitlig och effektiv trådinfrastruktur. Detta demonstreras av Amphenol LTW M8– och M12-kontakter, vilket ger betydande tidsbesparingar för installation och underhåll av kabeldragningssystem. Dessa kontakter är särskilt användbara inom livsmedelsindustrin eftersom de underlättar tillämpningen av specialiserade yrkeskunskaper, vilket garanterar en tillförlitlig och effektiv funktion av robotutrustning eller annan industriell automationsutrustning i krävande produktionsmiljöer.
AI och maskininlärning
Artificiell intelligens håller på att bli ett vanligt inslag inom livsmedelsindustrin. AI användas i många olika processer, från lagerhantering till produktutveckling. Förstärkt med maskininlärning kan AI bidra till att skapa säkrare livsmedelsprodukter och effektivisera produktionsprocessen.
Kvalitetskontroll: AI-algoritmer är tränade för att känna igen brister eller variationer i livsmedel. Dessa algoritmer kan identifiera problem som är osynliga för det mänskliga ögat genom att använda visuella inspektionssystem, vilket säkerställer att konsumenterna endast får produkter av högsta kvalitet.
Prediktivt underhåll: Med AI kan utrustningsfel förutsägas innan de inträffar. AI kan identifiera trender som indikerar möjliga haverier genom att analysera data från sensorer och maskiner. Detta möjliggör förebyggande underhåll och minimerar driftstopp. Läs mer i denna artikel om hur AI- och IoT-lösningar, t.ex. olika typer av givare, inklusive induktiva eller kapacitiva givare, används inom jordbruksindustrin för att övervaka och analysera jordkvalitet och frönivåer.
Optimering:Automation inom livsmedelsindustrin innebär inte bara förbättring av produktionsprocesser för livsmedel. Maskininlärningsalgoritmer används för att optimera recept genom att analysera en mängd olika data, t.ex. interaktioner mellan ingredienser, konsumenternas preferenser och bearbetningsförhållanden. På grund av detta kan recept enkelt anpassas för att återspegla förändrade konsumentpreferenser eller tillgänglighet av ingredienser, samtidigt som en konstant smak och konsistens bibehålls.
Sakernas Internet (IoT)
Sakernas Internet och Sakernas Internet för industrin (IIoT) är termer som används för att beskriva sammankopplingen av fysiska enheter (saker) som innehåller inbyggd teknik för att kommunicera och känna av eller interagera med sina interna tillstånd eller den externa miljön. IIoT är en förlängning av IoT som är särskilt relaterad till industriell automation. Inom livsmedelsindustrin växer användningen av IoT snabbt.
Realtidsövervakning: För att övervaka flera egenskaper som temperatur, fuktighet och utrustningens prestanda placeras IoT-enheter ut under hela produktionsprocessen. Tillverkningsmiljön måste upprätthållas inom optimala gränser, vilket direkt påverkar produktkvaliteten och dessa realtidsdata är avgörande för detta syfte.
Hos Elfa Distrelec kan du hitta produkter som mäter temperatur, luftfuktighet och kan användas inom livsmedelsindustrin. En av de produkter som vi erbjuder är fukt- och temperaturproben från E+E Elektronik som har skapats för krävande OEM-tillämpningar. Den övervakar temperatur och fuktighet samt fysiska egenskaper som blandningsförhållande, daggpunktstemperatur och absolut fuktighet.
Andra enheter är resistanstermometrar från Endress + Hauser som är särskilt avsedda för användning i sanitära och aseptiska tillämpningar inom livsmedelsindustrin och biovetenskapsindustrin. När det gäller sensorer, upptäck temperaturgivare med IO-link från Jumo som vanligtvis används för temperatur och mätning och övervakning inom processautomation och livsmedelsindustrin.
Kontroll av produktionsparametrar: Automation och fjärrstyrning av produktionsprocesser möjliggörs av IoT-teknik. För att säkerställa en smidig och effektiv produktionsprocess kan exempelvis ändringar i tillagningstemperaturer, transportbandens hastighet eller förpackningsutrustning utföras automatiskt som svar på data som erhålls från IoT-sensorer.
Festo erbjuder smarta produkter som är lämpliga för livsmedelsindustrin, inklusive decentraliserade ventilterminaler som används i högeffektiva tappnings- och paketeringssystem för drycker eller automatiserade bakningssystem.
Hantering av försörjningskedjan: En viktig faktor för optimering av försörjningskedjan är användningen av IoT-enheter. De ger en bättre lagerhantering, minskat avfall och förbättrad respons i försörjningskedjan genom att erbjuda spårning i realtid av både råvaror och färdiga varor.
Några av Edge-anslutningsprodukterna för IoT-lösningar inkluderar industriella cellulära routrar från Teltonika som är mycket användbara i avancerade industriella tillämpningar, inklusive fjärrövervakning och fjärrhantering av utrustning. Ett annat exempel är gränssnittsportar från Moxa som är lämpliga i industriella tillämpningar som fabriksautomation och andra processautomationsindustrier.
Slutligen finns seriella enhetsservrar från Brainboxes som är utformade för att övervaka utgångar från maskinen, t.ex. för att beräkna matavfallsvolymen. Ett stort urval av artiklar från Brainboxes kan hjälpa till med dina tillämpningar inom automation och styrning, t.ex. bearbetning och förpackning av livsmedel.
Kvalitetskontroll inom livsmedelsindustrin
För att säkerställa att slutprodukter och produktionsprocesser uppfyller säkerhets- och kvalitetsstandarder innebär kvalitetskontroller inom livsmedelsindustrin granskning av råvaror. Detta omfattar säkerhetstester i laboratorier, bedöma konsistens och smak genom sensoriska bedömningar och se till att lagstadgade krav uppfylls.
För att spåra produkter och effektivt hantera eventuella problem är det även nödvändigt att använda spårbarhetssystem. Att säkerställa livsmedelssäkerhet och kvalitet till högsta standard och uppfylla juridiska och konsumentkrav är alla beroende av dessa åtgärder.
För att ta reda på mer om livsmedelssäkerhet i EU läser följande dokument:
För att ta del av reglerna för kvalitetskontroll i olika regioner, se de specifika ländernas regler.
Automationslösningar inom livsmedelsproduktion
Framtiden för livsmedelsindustrin är starkt beroende av automation. Användningen av automatiserade lösningar vid produktion av mat och dryck markerar början på en ny era inom produktivitet, kvalitet och innovation. Fördelarna med automation sträcker sig långt bortom högre produktion och lägre kostnader, som vi har visat. De inkluderar ökad produktkonsekvens, bättre säkerhet och hygien, produktionsflexibilitet och förmågan att snabbt anpassa sig till förändrade kundpreferenser.
Några av hindren på vägen till automation är de initiala kostnaderna och kravet på en arbetskraft med nödvändig kompetens för att använda dessa tekniker. Fördelarna med att införa dessa tekniska framsteg på lång sikt är emellertid uppenbara: operativ effektivitet, hållbarhet och upprätthållande av konkurrenskraft på en marknad som förändras snabbt.
Elfa Distrelec är en distributör av automationsprodukter och automationskomponenter som passar för många olika tillämpningar, t.ex. för livsmedelsindustrin. Om du ännu inte har hittat rätt produkt kan du upptäcka ett brett utbud av produkter genom att klicka på knappen nedan.
