Роботы в пищевой промышленности – что и для чего используется

В этом материале iot.ru узнал у экспертов, какие роботы и для чего используются в пищевой промышленности. Также наш медиаресурс попросил представителей рынка дать прогнозы относительно роботизации отечественного пищепрома и развития робототехники в этой отрасли в целом.

Всё начинается с сырья

Говоря о пищевой промышленности, исполнительный директор Национальной ассоциации участников рынка робототехники (НАУРР) Ольга Мудрова напоминает, что этот сегмент рынка включает в себя несколько десятков отраслей, подразделяемых по типам перерабатываемого сырья, и является приоритетным направлением для развития как в России, так и мире. Чего только стоят данные ООН, согласно которым население Земли к 2050-му достигнет 9,8 млрд человек, и, чтобы прокормить столько людей, производство продовольствия нужно увеличить на 70%.

Что касается непосредственно роботов, то их развитие и масштабирование Ольга объясняет большим количеством повторяющихся, монотонных операций и заменой человека в тяжелых условиях от создания первичного продукта в сельском хозяйстве до его переработки.

Отметим, что о роботизации АПК iot.ru рассказывал не так давно. Напомним лишь, что роботизированные устройства, вроде беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), становятся актуальными как для больших фермерских хозяйств, так и средних и мелких сельскохозяйственников, испытывающих недостаток рабочих рук. И те и другие стремятся увеличить рентабельность, сократив издержки. Так, приходящие на помощь им агродроны позволяют анализировать грунт и поля, высаживать семена, опрыскивать посевы удобрениями и средствами против вредителей, картографировать урожай и проводить геодезические работы, а также отслеживать и организовывать орошение сельхозугодий и мониторинг скота в режиме реального времени.

«Применяемые устройства становятся более универсальными, способными выполнять широкий спектр задач. Например, классические тракторы переходят в разряд агроботов, позволяя работать с различными типами растений и выполняя несколько технологических операций», – говорит Ольга Мудрова.

По словам эксперта, такие решения, как агроботы от Avrora Robotic, тракторы-беспилотники на базе Cognitive Technologies, БПЛА от компаний Optiplane и «Геоскан», а также системы контроля за состоянием животных и роботизированные молочные фермы, уже активно используются в отечественном АПК.

«При этом потенциал для расширения внедрений в сельском хозяйстве очень высокий. Например, по оценке одного из ведущих производителей доильных роботов DeLaval, в ноябре 2021-го уровень роботизации российских ферм достиг 10%», – замечает Ольга.

Ежегодно растет и количество устанавливаемых промышленных роботов. Так, Ольга Мудрова вспомнила, что Международная федерация робототехники по итогам 2021-го спрогнозировала на ближайшие несколько лет ежегодный прирост в 6-10%.

Роботы в пищевой промышленности

Как заметил в одном из последних материалов iot.ru гендиректор компании НТР Николай Михайловский, роботизация в пищевой промышленности достигла 12%. Для сравнения, в таких лидирующих сферах применения роботов, как металлургия и металлообработка, роботизация составила 28%, а в автомобильном – всё те же 12%. Замыкают пятерку лидеров химическая промышленность с 8% и деревообработка с 6%.

Роботам в пищевой промышленности Ольга Мудрова отводит одно из ключевых мест в общем количестве устанавливаемых устройств. «Промышленные роботы на российских предприятиях используются для выполнения задач перемещения, фасовки (упаковки) и дозирования, сортировки, и это соответствует общемировым тенденциям».

Как подчеркнула эксперт, промышленные роботы в указанной сфере имеют высокий потенциал и солидное портфолио применений от первичной обработки сырья, вроде очистки, сортировки, нарезки и упаковки до изготовления полуфабрикатов, украшения тортов кремом и их укладки в красивую праздничную упаковку.

«Для работы с продуктами питания применяют SCARA-роботы, шарнирные роботы и дельта-роботы, позволяющие обеспечивать высочайшую скорость и точность при выполнении операций», – пояснила исполнительный директор НАУРР.

Директор по развитию бизнеса в АПК IT-компании «КРОК» Александр Эдер в беседе с iot.ru добавил, что исторически производственные роботы пришли из автомобильной промышленности. «Однако их универсальность позволяет выполнять различные операции в широком спектре отраслей. Шестиосевые роботы – наиболее универсальное решение. Изначально их применяли и применяют для сварки кузовов авто. Сейчас, если говорить о пищевой промышленности, это упаковка, распаковка, палетирование и складирование. Другими словами – операции, в которых присутствует человеческий труд. Дельта-роботы исторически применялись для выполнения скоростных операций, например, установка электронных компонентов на печатные платы. В пищевой промышленности они нашли свое применение для укладки продукта в упаковку, высокоскоростной сортировке с применением технического зрения (так, российский производитель индейки «Дамате» открыл первый в стране робосклад для ультрасвежих продуктов мощностью 20 тонн хранения в сутки – ред.)».

Применять роботов для работы с такими деликатными продуктами, как фрукты, печенье и мягкие резервуары с кремом, по мнению Ольги Мудровой, позволяют используемые в их устройстве датчики и системы машинного зрения. Причем разрабатываемые в контексте этих технологий решения расширяют использование роботов в пищевой промышленности за счет увеличения количества технологических операций, вроде гибких и мягких захватов.

В целом, по убеждению Александра Эдера, пищевая промышленность достаточно активно внедряет промышленных роботов для замещения ручного труда. «В первую очередь это связано с нехваткой или текучкой кадров, а также с необходимостью снижения себестоимости продукции. Технически и конструктивно зарубежные и отечественные промышленные роботы идентичны: шестиосевые манипуляторы, палетайзеры, высокоскоростные дельта-роботы. Также аналогичны и области их применения: складирование продукции, перемещение, высокоскоростная упаковка и сортировка и т. д. Конечно, зарубежные промышленные роботы (KUKA, FANUC, KAWASAKI) являются проверенными и надежными решениями. Однако, при грамотной компоновке автоматизированного участка и подборе необходимого периферийного оборудования, отечественные решения составляют очень хорошую конкуренцию».

Роботизация отечественного пищепрома

По словам Ольги Мудровой, среди производителей роботов для пищевой промышленности есть российские компании, имеющие в своем багаже широкую линейку устройств и солидное портфолио реализованных проектов. «Причем это компании из разных регионов. Укажу лишь некоторые из них: роботы Grinik новосибирской компании «АвангардПласт», решения казанской «Эйдос-Робототехника», челябинская «Рэди Робот» и столичная Bitrobotics».

Наряду с созданием роботизированных решений отечественные умы со всей страны не забывают про разработку необходимых комплектующих. Так, в Кемеровском госуниверситете стартап 3D Printed Food трудится над удешевлением основных комплектующих для 3D-принтеров, применяющихся в пищевой отрасли. В Кирове же разрабатывают чернила для пищевой 3D-печати, чтобы утилизировать отходы при производстве продуктов питания и сократить финансовые затраты на их транспортировку и хранение.

Прогнозы

По мнению Александра Эдера, если рассматривать состояние отрасли пищевой промышленности на текущий момент, то сигналы положительные. «Играет роль рост выручки агрохолдингов, развитие и цифровизация отрасли. В 2022-ом АПК стала одной из небольшого количества отраслей, где реальная добавленная стоимость выросла, а не снизилась. Но есть и противоположные тренды – например, рост доли полной себестоимости в выручке компании. Эти тенденции говорят, что перспективы дальнейшей цифровизации и роботизации отрасли будут только увеличиваться ввиду необходимости дальнейшего роста эффективности операционной деятельности бизнеса».

Ольга Мудрова в свою очередь надеется, что в перспективе динамика увеличения количества внедряемых роботизированных решений на пищевых производствах сохранится, несмотря на ограничения в поставках ряда технологических решений от зарубежных поставщиков роботов.

Добавим, что качество внедряемых робототехнических решений также будет улучшаться. Чего только стоит эксперимент ученых Кембриджского университета, обучивших своего робота-повара «пережёвывать» пищу для оценки солености и текстуры блюда. Подобные результаты пригодятся как в индустрии полуфабрикатов, предполагающей автоматизированное/полуавтоматическое приготовление пищи, так и для общепита за счет определения роботами вкусовых качеств блюд.

Очевидно и то, что вместе с роботизацией отрасли производители и вендоры будут применять в пищевой промышленности другие высокие технологии, вроде блокчейна. Так, последняя, представляя собой сквозную технологию распределенных реестров, способствуют повышению прозрачности всех этапов и покажет заинтересованность участников производственной цепочки: от фермера до потребителя.