从原来的单机、半自动、半手工到今天的自动化、智能化，我国食品装备制造业历经20多年的发展正逐步壮大。为进一步推动我国食品装备制造业的发展，中国食品科学技术学会日前举办食品机械设备的创新与智能化发展论坛。食品装备与智能制造分会第四届理事会同期成立，江苏大学食品物理加工研究院院长马海乐教授当选理事长，浙江大学生物系统工程与食品科学学院副院长刘东红教授当选秘书长。来自食品装备制造领域的专家学者及生产企业深入探讨了我国食品机械制造业的现状及未来发展。与会科技界和产业界专家学者及企业家表示，要做好“三个对接”，同步推进机械化、自动化和智能化“三化”并行，打造食品装备制造业未来新优势。

论坛现场

机械化、自动化和智能化“三化”同步推进

马海乐对我国食品装备整体状况进行了回顾和展望。马海乐总结到，经过多年的发展，我国食品装备业快速发展，主要表现为：一是单机整体化水平大幅提升。由于需求量大，因此技术标准化程度较高的液态食品制造装备和食品包装机械制造水平提升明显。同时单机大型化趋势明显(如两三层楼高的发酵罐、大型发酵床等)。二是新技术应用成为装备创新的原动力。新技术的应用，使得装备的性能越来越好。三是新业态的出现，既为装备业的发展带来了挑战，同时也成就了一大批装备企业。比如中央厨房的加工装备，可以快速完成蔬菜加工中清洗、分拣、切断等工序。此外，现在网上可以很方便地买到鸡蛋。得益于物流发展，从事大米行业的更倾向于做方便米饭，从事面条生产加工的向各种面食拓展。中央厨房的快速发展从2019年增长速度来看也是非常好的。新业态的发展与食品制造业关系密切，在新业态中，食品的流通、生产、销售都与装备的支撑密不可分。四是智能化成为必然趋势。疫情后随着对社交距离的要求及人口红利的逐渐消失，使“机器代人”成为必然，智能化成为趋势。“要关注机械化、自动化和智能化‘三化’同步推进。从目前来看，食品领域有相当一部分还是靠手工操作，前端作业机械化程度差别大，因此要‘三化’同行，不能在智能化大潮下忽略了机械化。”马海乐同时提醒。

“食品装备行业应该是‘食品+装备+智能’，未来还要加入更多元素，如物流。因为服务食品产业，一定是全方位服务，其要素是多元化的。”在食品装备行业研究多年的马海乐表示。在他看来，要服务好食品装备行业，就要先找到行业发展的根本问题在哪里，帮助行业、企业解决好这些问题。“未来，要横向交叉，推动装备渗透式发展，而不只是研究装备的人在一起谈装备。”马海乐如是说。

“10年前国内一些龙头食品加工企业已基本实现了无人生产，但整体来看，目前，许多食品生产企业还是‘小米加步枪’的状态。智能化，应该是几个梯队的叠加。如果不能实现机械化、自动化，没有数字化做支撑，谈智能化绝对是空中楼阁。”在机器人智能制造领域实践多年的苏州澳昆智能机器人技术有限公司董事长李政德如是说。

李政德分析认为，近几年，智能制造特别是机器人这一领域在国内有了突飞猛进的发展，但目前机器人还未能得到规模化的应用，原因在于智能化方面的差距。他举例说，目前集装箱装车是食品行业的“老大难”问题，随着人口红利的消失，用工短缺将会让装车工人出现“青黄不接”的现象。澳昆在这方面投入了大量的精力进行研究，在自动驾驶、环境感知、数学建模和在线监测方面做了很多扎实的工作。通过装备系统的研发，可以使仓储WMS和运维ERP系统无缝连接，解决物流装箱最后50米、100米的问题。“机器人可以为数字化智能制造赋能。”李政德表示，机器人装备智能化，采用标准化、模块化、系列化的设计理念，将开拓更为广阔的天地。

“未来，带感知的机器人会成为生产线上的标配。”如波士顿推出的视觉感知的自动装车系统，值得进一步关注。北京邮电大学自动化学院物流工程系主任翁迅分享了如何应用物联网技术保障食品供应链。翁迅介绍，还有就是数字孪生，要通过BIM系统做1:1建模，再用平台做数字孪生系统。采集数据后，在做生产线调整时，可以用数字孪生系统模拟判断生产计划安排的合理性。数字孪生还可以延伸到设备的虚拟调试。绝大多数设备生产厂家都有一个很痛苦的经历，即现场安装调试，而数字孪生可以通过虚拟调试，缩短现场调试时间。

在食品行业电商化的趋势中，如何让产品的生产效率更高?翁迅举例说，如三只松鼠，就是把休闲干果这一食品转换到了网络电商的销售模式，这就需要自动化物流系统，如通过多层穿梭车将以往的“人找货”变为“货找人”。此外，在一些非常规的生产环境中，如冷冻食品需要在零下18度的低温环境下生产，这对作业人员而言具有挑战性。在这种情况下，如何用机器代替人就显得尤为重要。

翁迅同时介绍了物联网技术是如何保障白酒产品供应的。由于白酒行业的销售特点，许多企业开始越来越关注产销之间的差异性。大多数的企业不单单做单品的存储，而是针对经销商做同一个库内多种产品的拣选系统。从整托盘到整件都会有不同的处理方式，整件存储一方面对应的是小经销商，另一方面对应的是电商系统。如何在集货装车系统的基础上再配上自动装车系统，加上混码算法，就可以实现整个区域的无人化。

实现食品数字化设计 重点在于夯实科技与人才基础

刘东红分享了食品数字化设计及制造方面的进展。刘东红介绍，随着原辅材料、劳动力及运输成本的不断增加，食品装备业面临着巨大挑战，智能化是未来的必然趋势。要实现食品智能制造，就要在食品设计全过程中更多应用数字化设计技术，同时解决智能感知技术、智能决策系统在食品领域极度匮乏的“卡脖子”问题。

要实现食品数字化设计，就要从基础入手。刘东红介绍，食品装备的数字化设计包括了从食品装备的动力学、运动学，到静力学分析，实现装备的设计以及虚拟装备和虚拟开发，目前已有一些通用仿真设计软件平台，但是还没有在食品装备通用的设计基础和平台。最近在国家“十三五”项目的支持下，已经开始做食品装备设计优化及虚拟装备专业化一体化平台。同时，在她看来，数字孪生技术可以快速地为食品装备的开发、测试提供数字化平台，帮助装备企业更快、更高效、更可靠实现装备的开发，同时也可以实现工艺和装备之间的有机协调，可以把装备和工艺有机融合在一起，使装备更适应于生产的要求。

“我国食品装备的水平提高还不够，那是因为对加工过程的了解和掌握还不够。”刘东红表示，除了装备数字化设计，要做好食品装备，要做好食品生产，还必须对复杂的食品加工系统进行深入地了解。

集美大学研究生处处长刘光明介绍了杀菌技术与装备的研究进展。刘光明介绍，杀菌是食品加工过程中保证食品安全不可缺少的环节。近年来，各种杀菌装备，特别是冷杀菌技术和装备的研发，使得在保证杀菌、灭酶的前提下尽可能地保留食品原有的色泽和风味、营养价值，提升了食品质量。“未来，杀菌技术和装备研究依然是食品加工领域的热点。”刘光明指出，食品杀菌装备的发展方向主要包括：装备的工作温度和压力可适应高温短时杀菌的工艺要求;充分提高传热效率，提高热能和水的利用率;杀菌过程实现温度、时间、加热、冷却、反压操作的自动控制;实现“一机多用”。

北京大森包装机械有限公司董事长杜克飞从自身实践经历入手分享了对国产装备创新升级的思考。在他看来，我国食品装备制造业发展目前面临三大瓶颈：第一大瓶颈是品牌的稳定性和品牌溢价度不高，品牌的知名度和技术附加值亟待提升。技术上的“代差”和光机电一体化人才的匮乏是装备业面临的第二大发展瓶颈。如，饮料行业和方便面行业的主要设备多从国外引进，无论是产品的合格率，还是设备的稳定性，总体相关不大，但短板在于光机电一体化人才的极度匮乏。他谈到，现在许多高校有机电一体化专业，但学生还是学机的就是学机的，学电的就是学电的，原因在于教育体系没有在根本上得到改变，这是困扰整个行业的比较大的瓶颈。第三个瓶颈在于整个供应链的核心部分，无论气动类还是电气类，由于使用寿命和稳定性的影响，总体上还依赖国外，需要跟踪国外生产线的技术指标。

杜克飞分享了大森作为一家跨国企业是如何实现突破的。大森作为一家在不同国家设有分公司的跨国企业，实现了各有侧重、互相贯通。如日本大森在制药及烘焙领域的装备技术领先，而欧洲大森的优势在于肉酱或奶酪领域的包装，北京大森则在方便面和方便食品领域进行重点开发。不同分公司的研发中心互相贯通，通过技术专利实现共享。通过这种国际合作，借助团队优势，就能够在不同行业客户出现不同需求时，快速找到相应的解决方案以满足客户要求。

食品装备业发展要做好“三个对接”

与该论坛同期举办的食品装备与智能制造分会第四届理事会成立会上，中国食品科学技术学会食品装备与智能制造分会第三届理事会秘书长林亚玲在回顾了分会第三届理事会的工作情况时表示，食品工业的快速发展，离不开机械设备这一强劲的“骨骼”支撑。中国食品科学技术学会食品装备与智能制造分会已经走过了18载，助力多国食品装备与制造业的发展，为我国食品产业由“中国制造”到“中国创造”的转变提供了最有力、有效的支撑。在后疫情时代，食品机械设备等相关行业共同携手砥砺前行，弘扬企业家的工匠精神，充分发挥我国食品工业超大规模市场优势，大力推进食品和包装装备科技创新，提升产业链供应链现代化水平，加快关键核心技术研发，为打造食品和包装机械发展未来新优势而努力。

中国食品科学技术学会第六届理事会副理事长兼秘书长邵薇谈到，我国食品工业的发展离不开食品装备的革新，无论是装备的自动化、节能化，还是数智化，都将成为影响食品产业创新发展的关键因素。第四届食品装备与智能制造分会理事会的成立，顺应了整个食品工业和整个时代发展的需求。她希望，分会以科技革新助力产业升级，并提出“三个对接”：一是对接行业。产业创新，装备是关键，同样装备的创新必然依托行业，特别是以方便食品、酿造食品为代表的传统食品行业。希望食品装备与智能制造分会横向发展，对接方便食品、传统酿造、益生菌、特殊食品等多个行业，为行业发展提供更多强有力的支撑。二是对接科技。中国食品装备的发展走过了从完全的引进、消化、吸收到自主创新的成长之路，如今更加需要依靠科技软实力来提升自身的硬实力。三是对接需求。随着我国“双碳”目标的提出，碳达峰、碳中和成为所有生产企业必须要跨越的门槛。同样，我国人口出生率的下降和老龄化程度的加深，带来了人工成本增加、用工招工难等一系列问题。她希望，分会能从食品产业的实际需求出发，做好“三个对接”，能够引领装备行业的发展和创新，为食品企业转型升级提供有力的硬件支持。

食品装备与智能制造分会第四届理事会成立

(胡杨)

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