Strefa PREMIUM
Uzyskaj dostęp do unikatowych treści.
Usługa jest całkowicie BEZPŁATNA.
Wymagana jest jedynie rejestracja konta w naszym Portalu.
Automatyzacja i robotyzacja procesów technologicznych oraz linii produkcyjnych jest w ostatnich latach coraz bardziej powszechna w szeroko pojętym przemyśle spożywczym. Od wielu lat panuje opinia, że w dobie rozwoju technologicznego przyjęcie tego typu rozwiązań będzie coraz bardziej korzystne. Niewątpliwie znaczenie takiej modernizacji zakładów mięsnych rośnie a ma to podłoże w wielu aspektach.
Przede wszystkim zwraca się uwagę na wzrost opłacalność produkcji poprzez zwiększenie wydajności, w porównaniu, gdy te same etapy produkcji wykonują pracownicy. Szczególnie, że należy podkreślić, że pewne etapy są przeprowadzane w skrajnie niekorzystnych warunkach, np. temperaturowych lub znacznym hałasie. Wprowadzenie robotyzacji w pewien sposób zdaje się łączyć wszelkie wyzwania w dążeniu do osiągnięcia jak najlepszego produktu końcowego o pożądanej jakości dla konsumenta.
Chociaż początkowy koszt wdrożenia urządzenia automatycznego może być dość wysoki i związany z gruntowną modernizacją linii produkcyjnej, to jak pokazują liczne przykłady u czołowych europejskich producentów mięsa np. Danii, jest opłacalne, gdyż zwrot inwestycji możliwy jest w ciągu kilku lat. Warunkiem jest, co podkreślają specjaliści, właściwe rozpoznanie zapotrzebowania i możliwości rozwoju zakładu oraz dobrze zaplanowany zakup automatu o parametrach spełniających możliwości danego podmiotu. Istnieje sporo opracowań na wspomniany temat, czyli o realnych korzyściach z użytkowania rozwiązań automatycznych i robotyki. Wydaje się, że wspólnym mianownikiem dla nich oraz bezpośrednim wnioskiem jest fakt, że coraz większy wzrost znaczenia zastosowania automatyzacji oraz robotyzacji jest w ciągu najbliższych lat nieunikniony ale też wymieniany jest, jako niewątpliwa korzyść a nawet konieczność dla utrzymania konkurencyjności określonego przedsiębiorstwa. Z przeglądu ofert firm komercyjnych, powszechnie dostępnych on-line, również wynika takie spostrzeżenie. Dlatego w tym artykule zrezygnowano z opisu pozytywnych aspektów, gdyż były już wielokrotnie opisywane w literaturze specjalistycznej. Należy również wskazać, że automatyzacja to nie tylko maszyny i urządzenia (roboty) ale również rozwiązania informatyczne, usprawniające procesy produkcyjne a także co warto podkreślić decyzyjne. Może to mieć szczególne znaczenie w zakresie szybkiego a przede wszystkim celowego i skutecznego podejmowania działań, w celu optymalizacji ergonomii pracy np. na linii ubojowej czy rozbiorowej.
W ostatnich latach coraz częściej w branży mięsnej wykorzystuje się: sensory do zobrazowania trójwymiarowego powierzchni tuszy zwierząt rzeźnych a dla zapewnienia większej precyzji czujniki wykorzystujące promieniowanie X a także skanery laserowe lub kamery głębi. Wśród zaawansowanych technologii informatycznych wymienia się: sztuczną inteligencję (AI), blockchain a także analizę obrazu. Zastosowania mają również powszechnie i od dawna znane techniki, w tym np. ultradźwiękowe, rezonansu magnetycznego, spektroskopii bliskiej podczerwieni (NIR) itp.
Sięgając po dane historyczne, można stwierdzić, że już od wielu lat badano możliwości automatyzacji niektórych procesów. I tak np. w latach 90-tych ubiegłego wieku w tylko w niewielu krajach europejskich i w Stanach Zjednoczonych prowadzono doświadczenia naukowe zmierzające do wytworzenia prototypu a następnie wdrożenia do przemysłu systemów, które umożliwiałyby automatyczną klasyfikację poubojową tusz zwierząt rzeźnych. W Europie najbliżej osiągnięcia celu były Dania oraz Niemcy a także Francja i Szwecja. W USA w tym czasie kluczowe były badania nad metodami wizyjnymi w ocenie wartości rzeźnej (nad klasyfikacją w innej formie, niż obecnie stosowany w krajach Unii Europejskiej system SEUROP) tusz wołowych. W Anglii we wspomnianym okresie podejmowano również próby, dość zaawansowane, wprowadzenia robotyzacji cięcia tusz na pół – lub ćwierćtusze. Oczywiście występowały wówczas ograniczenia związane z niedoskonałościami technicznymi użytej aparatury, niemniej jednak należy wskazać, że trend w poszukiwaniu rozwiązań automatycznych ma dość znaczącą i długą tradycję.
Nowoczesne zastosowania robotyzacji zostało przedstawiono na corocznym Międzynarodowym Kongresie Nauk o Mięsie i Technologii (ICoMST), który w ubiegłym roku odbył się w Hiszpanii. Jest to kluczowe wydarzenie skupiające przede wszystkim naukowców zajmujących się branżą mięsną i przedstawiających najnowsze swoje osiągnięcia a także trendy w rozwoju tej gałęzi nauki i przemysłu. W zeszłym roku udział w Konferencji wzięło ponad 500 uczestników reprezentujących 40 krajów z całego świata. ICoMST to również doskonała okazja dla naukowców i firm uczestniczących w światowym całym łańcuchu dostaw i produkcji mięsa do dyskusji, wymiany informacji oraz doświadczeń na interesujące ich tematy a także tworzenia sieci nowych kontaktów branżowych. Forum to sprzyja powstawaniu nowych pomysłów, zdobywaniu wiedzy i możliwości współpracy. Na stronie internetowej Kongresu można znaleźć materiały z wynikami przedstawianych badań. To właśnie na tym wydarzeniu w sesji plenarnej naukowiec z Norwegii stwierdził, że branża mięsna stoi przed wielkim wyzwaniem, by zapewnić coraz większe wykorzystanie nowoczesnych technologii w produkcji mięsa. Wskazał, że przemysł mięsny stoi na progu transformacji technologicznej. Z każdym rokiem pojawiają się innowacje, które można aktywnie wykorzystać.
Badacze z Niemiec (Bolumar i in.) przedstawili obiecujące wyniki swojej pracy nad wykorzystaniem sztucznej inteligencji i robota w budowie prototypu systemu MFC, jako innowacyjnego w zakresie automatyzacji rozbioru tusz wieprzowych. Autorzy opracowali zupełnie inny system rozbioru tuszy, polegający na podziale tuszy (precyzyjnie przez robota) na siedem głównych elementów, nie dzieląc jednocześnie tuszy na półtusze. Celem ich badań było określenie wpływu takiej techniki rozbiorowej, w tym nieco późniejszego wytrzewiania tuszy, niż w tradycyjnej technologii, na jakość mikrobiologiczną mięsa. To zagadnienie jest tylko częścią dużego europejskiego projektu – Robutcher (www.robutcher.eu). Rozwiązanie to wykorzystuje połączenie technik wizyjnych, informatycznych oraz sztucznej inteligencji (AI).
Naukowcy z Irlandii w swoim opracowaniu podkreślili znaczenie automatyzacji dla zmniejszenia ilości odpadów, zwiększenia wydajności ale także poprawie warunków pracy dla pracowników. Ich zdaniem w sektorze produkcji wołowiny wprowadzenie robotyki nadal jest kosztowne, mało elastyczne i nieskalowalne. Przetwarzanie i analiza komputerowa obrazu stały się bardzo ważnym narzędziem do „nauki” sieci neuronowych. Najnowsze badania udowodniły zasadność wykorzystania uczenia maszynowego i głębokiego uczenia do identyfikacji kluczowych elementów tuszy, co ma istotne implikacje dla operacji przeprowadzanych przez robota. Autorzy wskazują jednak, że ograniczone są badania koncentrujące się na precyzyjnej identyfikacji poszczególnych struktur anatomicznych tusz zwierząt rzeźnych (tu: wołowych). Dlatego zaproponowali system Detectron 2, w celu precyzyjnego wykrywania pojedynczych żeber w zmiennej populacji tusz wołowych. System ten wykrywa punkty końcowe poszczególnych żeber z dość znaczącą dokładnością w porównaniu do stanu rzeczywistego. Konieczne są jednak dalsze badania w kierunku poprawy parametrów oceny, w tym szczególnie precyzji i średniej czułości. W tym celu można również uwzględnić dodatkowe granice struktur na tuszach. W przypadku zastosowania, jak w tym badaniu, sieci neuronowej niezbędne jest zwiększenie zbioru danych.
Dość ciekawe opracowanie przedstawili naukowcy z Hiszpanii. Polegało ono na badaniu ankietowym przeprowadzonym na znacznej próbie respondentów, pracowników działów rozwoju (innowacji itp.) w zakładach mięsnych, którzy zostali zapytani o przyszłość automatyzacji w produkcji mięsa. Większość pytanych zgodziła się z faktem, że sztuczna inteligencja i głębokie uczenie pomogą zautomatyzować produkcję. Inteligentne roboty wykorzystujące dane z czujników będą miały kluczowe znaczenie. Wśród pewnych słabych stron ich zastosowania wymieniono przede wszystkim znaczne zróżnicowanie produkcji mięsa, pod względem zastosowanych technologii, warunków i środowiska pracy a także indywidualnej specyfiki zapotrzebowania na pozyskane dane, co sprawia, że zastosowane rozwiązania mogą nie być uniwersalne dla całego łańcucha produkcji a znajdować uznanie jedynie na wybranym etapie. Jednak wyrazili oni jednocześnie pewną obawę związaną z zagrożeniami jakie związane są z cyberbezpieczeństwem i uzależnieniem od zewnętrznych technologii. Ankietowani uważali również, że wdrażanie nowych technologii dla danego zakładu mięsnego nie jest trudne, aczkolwiek znacznie trudniej jest wdrażać, gdy technologia uznawana jest za innowacyjną, ze względu na związane z tym ryzyko. Po wdrożeniu technologii, dzięki funkcjonowaniu na rynku dużej ilości firm komercyjnych codzienna eksploatacja nie stanowi już problemu.
W artykule podkreślono, że automatyzacja i robotyzacja zarówno procesów technologicznych, jak i linii produkcyjnych, jest zjawiskiem coraz bardziej powszechnym i w obecnej sytuacji rynkowej wydaje się być pewną koniecznością. Niektórzy autorzy wskazują nawet na to, że przemysł mięsny stoi na progu transformacji technologicznej. Wskazano również, że prace badawcze prowadzone były już od wielu lat a wraz z rozwojem dostępnych technologii stawały się coraz bardziej zaawansowane. Należy podkreślić, że obecnie występujący trend związany jest głównie z wykorzystaniem sztucznej inteligencji w procesach produkcyjnych i przyjęcia zwiększonego udziału takich rozwiązań należy się spodziewać w najbliższej przyszłości. Jednak, jak podkreślają naukowcy, informatyzacja może również nieść za sobą negatywne konsekwencje, np. zwiększone narażenie na cyberatak hakerski itp. Wydaje się, że wzrastające zapotrzebowanie na mięso i wydajność produkcji przesądzi o przewadze zwiększenia użycia robotów w codziennej praktyce przemysłowej w niedalekiej przyszłości.
Wykaz literatury dostępny jest u autora.
dr Piotr Janiszewski
