肉類(lèi)制造業(yè)的未來(lái)可能包括3D掃描儀和自動(dòng)切割。泰森(Tyson)、史密斯菲爾德(Smithfield)、嘉吉(Cargill)和JBS都在尋找實(shí)現更多自動(dòng)化的方法。

在一個(gè)房間里，一個(gè)傳送帶帶著(zhù)一個(gè)帶有機器視覺(jué)攝像機和藍色鉗子的機械手臂，俯沖下來(lái)把雞撿起來(lái)，放到一個(gè)托盤(pán)包裝里。在另一幅圖中，一臺自動(dòng)移動(dòng)機器人叉車(chē)自動(dòng)導航，另一臺巨大的黃色機器人起重機撿起包裹并包裹起來(lái)等待運輸。

這種新時(shí)代的設備可以在泰森生產(chǎn)自動(dòng)化中心位于阿肯色州斯普林代爾的26000平方英尺的工廠(chǎng)里找到 開(kāi)張一年多了。工程總監道格·福爾曼(Doug Foreman)和馬蒂·林恩(Marty Linn)戴著(zhù)口罩，通過(guò)Facetime電話(huà)的鏡頭，帶領(lǐng)“食物潛水”(Food Dive)參觀(guān)了該中心。

泰森食品 是眾多肉類(lèi)公司中的一家嗎該公司的自動(dòng)化戰略強調了其員工的安全擔憂(yōu)。?

長(cháng)期以來(lái)，肉品工廠(chǎng)的自動(dòng)化一直是一項艱巨的任務(wù)，因為成本高昂，而且胴體大小不一，機器人很難精確地切割和處理所有類(lèi)型的胴體。但當冠狀病毒肆虐肉類(lèi)工廠(chǎng)，迫使 許多人暫時(shí)關(guān)閉作為 成千上萬(wàn)的工人生病了在美國，更多的公司加快了他們的自動(dòng)化計劃。

泰森食品的高級工程師表示，疫情加大了該公司自動(dòng)化團隊的壓力。?

“人們的緊迫感更大了……我認為泰森需要找到一種方法來(lái)實(shí)現越來(lái)越多的自動(dòng)化，特別是機器人自動(dòng)化，這已經(jīng)是一段時(shí)間了?！钡?，是的，就像所有人一樣，這次流感讓每個(gè)人都睜開(kāi)了眼睛?！?

盡管面臨這些挑戰，泰森、史密斯菲爾德、嘉吉和JBS都在考慮如何在工廠(chǎng)現代化的過(guò)程中融入更多的自動(dòng)化。Food Dive進(jìn)行了參觀(guān)，采訪(fǎng)了一些公司，并與專(zhuān)家討論了這些肉類(lèi)公司在這一過(guò)程中所處的位置，以及未來(lái)在美國更機械化的肉類(lèi)工廠(chǎng)會(huì )是什么樣子

在泰森的自動(dòng)化中心

在泰森的一個(gè)創(chuàng )新實(shí)驗室里，有一個(gè)機器人在演示，它使用一個(gè)攝像頭來(lái)按顏色分類(lèi)不同的珠子。在一個(gè)玻璃盒子里，散落著(zhù)紅、黃、綠的珠子。在30秒內，一個(gè)帶攝像頭的機器人起重機就能將這些珠子按顏色分成不同的杯子。?

福爾曼已經(jīng)在泰森公司工作了20年，他說(shuō)，緊湊的演示展示了他們試圖將什么整合到他們的過(guò)程中，攝像機不僅能看到形狀，還能看到顏色。他說(shuō)，這種類(lèi)型的機器人相機可以幫助檢測產(chǎn)品上的缺陷，比如不應該出現的不同顏色。?

福爾曼說(shuō)，麥蒂正在為機器人開(kāi)發(fā)更多的視覺(jué)技術(shù)，“因為如果你看不到它，你就無(wú)法用它做任何事情?！彼f(shuō)，視覺(jué)技術(shù)正在快速發(fā)展。

“在過(guò)去的幾年里，成本明顯下降了很多，這開(kāi)始成為一個(gè)開(kāi)始有意義的點(diǎn)。也許10年前，它太貴了，技術(shù)也不夠發(fā)達。但我想說(shuō)的是，未來(lái)的發(fā)展方向是我們的重點(diǎn)?！盕oreman說(shuō)。?

然后，福爾曼和林恩走到工廠(chǎng)的另一個(gè)房間，那里模擬了一個(gè)溫度可以降到35到40度的食品生產(chǎn)環(huán)境。

“真正讓我們在自動(dòng)化方面取得成功的關(guān)鍵之一，是能夠全面測試、全面審查環(huán)境中的自動(dòng)化，以及我們將在何種條件下實(shí)現自動(dòng)化，”曾在通用汽車(chē)(General Motors)擔任機器人技術(shù)首席工程師的林說(shuō)?！拔覀兛梢园研枰庸さ漠a(chǎn)品帶到這里。它給我們帶來(lái)了一個(gè)優(yōu)勢，可以使用一些先進(jìn)的技術(shù)，在環(huán)境中進(jìn)行試驗，而不需要把它們帶到工廠(chǎng)?！?/span>

還有一個(gè)小車(chē)間，他們可以在那里切割、鉆孔和焊接。在一個(gè)創(chuàng )新實(shí)驗室里，不透明的窗口保護了它的知識產(chǎn)權，但只要點(diǎn)擊一個(gè)按鈕，窗口就會(huì )被清除。?

擁有一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于自動(dòng)化的設施，也幫助泰森公司在大流行期間適應需求。機器人中心的一個(gè)房間里有一個(gè)紅外掃描儀，可以在泰森在美國各地的工廠(chǎng)里找到。在冠狀病毒傳播期間，肉類(lèi)公司競相尋找保護員工安全的方法，泰森食品在麥蒂設立了一個(gè)測試設施，以評估需要什么技術(shù)，以及獲得工人精確溫度的最佳系統。隨后，泰森公司在其所有工廠(chǎng)安裝了紅外線(xiàn)體溫掃描儀。?

福爾曼說(shuō):“從舊金山到新澤西，我們派了技術(shù)人員來(lái)安裝這些系統，我們只用了大約8周的時(shí)間?！?

但即使使用了工程師和專(zhuān)家，完成這一過(guò)程也是瘋狂的。?

“這是一場(chǎng)混戰。我們一直在努力獲得這些系統并了解它們，了解如何設置它們，限制是什么，并試圖盡快將它們送入電站，只是為了能夠幫助團隊成員，”Linn說(shuō)。?

在中心周?chē)邉?dòng)的是泰森公司的員工，他們正在接受培訓，并與機器人進(jìn)行互動(dòng)。工程師們說(shuō)，員工們可以來(lái)找麥蒂，了解工程的進(jìn)展以及如何操作。?

“當你開(kāi)始將機器人技術(shù)引入設備時(shí)，會(huì )有一些恐懼因素。所以什么我們可以做的,試圖得到一些熟悉舒適度與我們的團隊成員,和處理機器人,和不關(guān)心這些事情,和自信的能力來(lái)處理這些系統在我們的工廠(chǎng)是一個(gè)大的一部分開(kāi)始這種類(lèi)型的自動(dòng)化,”福爾曼說(shuō)。?

自動(dòng)化仍有局限性。福爾曼說(shuō)，開(kāi)發(fā)這些機器人需要“大量的嘗試和錯誤”。但工程師們表示，他們正在尋找工具，幫助工人們更有效地工作。?

“讓人們在我們的流程中從事更有價(jià)值的活動(dòng)，”福爾曼說(shuō)?！笆褂脵C器人來(lái)完成那些困難、枯燥和高度重復性的任務(wù)。機器人可以一整天都這樣做，不會(huì )感到疲勞、分心或在完成過(guò)程中遇到困難?！?/span>

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“讓人們在我們的流程中從事更有價(jià)值的活動(dòng)。使用機器人來(lái)完成那些困難、枯燥和高度重復性的任務(wù)?！?/p>

道格·福爾曼

泰森制造自動(dòng)化中心制造技術(shù)總監

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林恩舉例說(shuō)，在一個(gè)工廠(chǎng)里，機器人代替人把玉米熱狗排成一條直線(xiàn)，這樣它們就可以正確地放進(jìn)包裝里。?

“這是一個(gè)很好的例子，在這種情況下，一些自動(dòng)化，機器人自動(dòng)化，可以幫助消除這種壓力，讓團隊成員真正坐在那里做這些。老實(shí)說(shuō)，這是人們真的不想做的工作?！?

泰森有 至少投資5億美元在技術(shù)和自動(dòng)化方面的經(jīng)驗，以及在該領(lǐng)域的領(lǐng)導經(jīng)驗。擁有技術(shù)背景的迪恩·班克斯， 成為泰森的首席執行官上個(gè)月。?

“泰森食品和許多《財富》500強企業(yè)在有效利用這些技術(shù)發(fā)展方面處于領(lǐng)先地位，而我們看到，美國企業(yè)界對這些技術(shù)的利用很少?！?班克斯在最近的阿肯色州西北部科技峰會(huì )上說(shuō)。

其他公司是如何規劃機器人未來(lái)的

世界上最大的肉類(lèi)加工企業(yè)JBS 一直在嘗試隨著(zhù)越來(lái)越多的機器學(xué)習 之前說(shuō)的該公司今年將把10億美元資本支出的一部分用于實(shí)現自動(dòng)化。?

JBS首席執行官Andre Nogueira說(shuō):“毫無(wú)疑問(wèn)，更多的自動(dòng)化即將到來(lái)。 他上個(gè)月在《華爾街日報》的全球食品論壇上說(shuō)。

2015年,JBS 購買(mǎi)了控股股權斯科特科技公司是一家新西蘭的機器人公司。斯科特科技公司(Scott Technology)的肉類(lèi)加工主管安德魯·阿諾德(Andrew Arnold)表示，該公司正在與JBS密切合作，研究未來(lái)如何幫助這家科技公司實(shí)現更多的肉類(lèi)加工自動(dòng)化。??"JBS是我們的股東，因此我們與JBS關(guān)系非常密切，這是我們業(yè)務(wù)的重要組成部分，" Arnold表示。

“毫無(wú)疑問(wèn)，更多的自動(dòng)化即將到來(lái)?！?安德烈?諾蓋拉

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首席執行官,JBS

甚至在冠狀病毒出現之前，肉類(lèi)行業(yè)就已經(jīng)開(kāi)始了

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一直在努力解決勞動(dòng)力短缺問(wèn)題

近年來(lái)，疫情的爆發(fā)加劇了這些問(wèn)題。阿諾德說(shuō)，由于流感大流行，斯科特已經(jīng)看到人們越來(lái)越感興趣。 ?阿諾德說(shuō):“在過(guò)去兩三年里，我們看到了來(lái)自世界各地的很多興趣?！薄翱隙ㄓ腥嗽趯ふ医鉀Q勞動(dòng)力短缺問(wèn)題的方法?！?/span>

阿諾德說(shuō)，斯科特在過(guò)去的20年里一直在發(fā)展肉制品行業(yè)的技術(shù)。Scott從自動(dòng)去骨過(guò)程開(kāi)始，現在市場(chǎng)上有很多系統。他說(shuō)，該公司目前正在擴大牛肉、豬肉和家禽的自動(dòng)化程度。

?為了實(shí)現這個(gè)過(guò)程的自動(dòng)化，阿諾德說(shuō)，公司需要對每只動(dòng)物進(jìn)行掃描，因為它們有不同的特征，比如肋骨的數量。

“真正的挑戰在于產(chǎn)品的多樣性。每個(gè)動(dòng)物都是不同的。你必須設計一個(gè)系統來(lái)滿(mǎn)足這種變化，”阿諾德說(shuō)?！拔覀兪褂孟冗M(jìn)的技術(shù)來(lái)了解哪里需要削減，然后相應地削減，以確保我們的削減是準確的?！?/span>

與此同時(shí)，嘉吉蛋白與動(dòng)物健康公司(Cargill Protein and Animal Health)媒體關(guān)系總監丹尼爾沙利文(Daniel Sullivan)在一封電子郵件中表示，該公司正在其供應鏈中“擁抱科技”。沙利文說(shuō)，公司幾乎每個(gè)月都要在硅谷與創(chuàng )新者會(huì )面，以確保他們有最新的見(jiàn)解。

“蛋白質(zhì)的未來(lái)絕對會(huì )包括自動(dòng)化。我們已經(jīng)在分級、包裝和工廠(chǎng)物流方面看到了這些進(jìn)步，”沙利文說(shuō)?！啊F實(shí)情況是，生產(chǎn)動(dòng)物蛋白意味著(zhù)管理不同大小、重量和其他維度的活體動(dòng)物，這使得自動(dòng)化成為供應鏈復雜的初始部分。隨著(zhù)我們離成品越來(lái)越近，自動(dòng)化的機會(huì )也在增加?！?/span>

??史密斯菲爾德食品公司2019年可持續發(fā)展報告稱(chēng)

該公司計劃投資數千萬(wàn)美元在機器人技術(shù)上實(shí)現工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。

史密斯菲爾德公司高級副總裁兼首席全球工程師霍華德·安德森(Howard Anderson)在一封電子郵件中表示，史密斯菲爾德公司預計，到2050年，先進(jìn)的機器人技術(shù)、人工智能和數據分析將“走在現代制造業(yè)的前沿”。?

安德森說(shuō)，Smithfield的工廠(chǎng)已經(jīng)部署了多種自動(dòng)化設備，比如自動(dòng)拉筋和切割設備，在根據長(cháng)度、寬度和厚度進(jìn)行特殊切割之前，使用3D骨模型進(jìn)行切割。史密斯菲爾德的工廠(chǎng)還使用了新的輸送系統來(lái)運輸整個(gè)工廠(chǎng)的肉類(lèi)，這減少了50%以上的叉車(chē)運輸量。

“我們設想，在未來(lái)，自動(dòng)化將影響我們員工、客戶(hù)和消費者的大多數任務(wù)，但設施操作的人工方面仍將是必要的?！?span>?霍華德?安德森

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史密斯菲爾德食品公司高級副總裁兼首席全球工程師

“最先進(jìn)的設備通過(guò)消除符合人體工程學(xué)的危險任務(wù)和減少樓層交通來(lái)解決員工安全問(wèn)題。它還符合嚴格的食品安全準則，同時(shí)提高效率以提高產(chǎn)品產(chǎn)量。

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德勤(Deloitte)和制造業(yè)研究所(Manufacturing Institute) 2018年的一份報告發(fā)現，美國可能出現制造業(yè)勞動(dòng)力短缺，到2028年將有多達240萬(wàn)個(gè)職位空缺。安德森說(shuō)，為了做好準備，史密斯菲爾德公司已經(jīng)成立了一個(gè)特別工作組，加快實(shí)現自動(dòng)化，并正在投資一些項目，以吸引以技能為基礎的人才。?

安德森說(shuō):“我們設想，在未來(lái)，自動(dòng)化將影響我們員工、客戶(hù)和消費者的大多數任務(wù)，但設備操作的人工方面仍將是必要的?！?span>

挑戰依然存在，但一些國家已經(jīng)走在了前面

已經(jīng)有更多的機械解決方案和技術(shù)集成到工廠(chǎng)中。

《連線(xiàn)》雜志報道,

美國的家禽生產(chǎn)已經(jīng)從1970年的每小時(shí)3000只加工雞發(fā)展到今天的每小時(shí)15000只，使用了更多的技術(shù)。 ?但是，加拿大安大略省圭爾夫大學(xué)(University of Guelph)食品科學(xué)系的教授沙伊·巴布特(Shai Barbut)說(shuō)，下一代將擁有更多的機器人技術(shù)。Barbut說(shuō)，先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)可以使用攝像頭、機器視覺(jué)或x光來(lái)定位關(guān)節的位置，然后用刀切割。

?多年來(lái)，越來(lái)越多的機器人技術(shù)在肉類(lèi)行業(yè)找到了不同的應用，比如機器人配料機(Robo Batcher)，它使用一個(gè)升降臂將切好的肉從傳送帶上移動(dòng)，然后將它們排列在托盤(pán)上，

巴布特在他的書(shū)中寫(xiě)道

家禽和肉類(lèi)加工的科學(xué)然而，開(kāi)發(fā)先進(jìn)的機器人技術(shù)是困難的。Barbut說(shuō)，在汽車(chē)工業(yè)中，有相同的部件——例如，所有的螺絲都是完全相同的尺寸——所以機器人更容易處理相同的尺寸。然而，像大翅膀和小翅膀這樣的生物變異會(huì )造成問(wèn)題，而開(kāi)發(fā)更智能的機器來(lái)處理這些問(wèn)題可能會(huì )很困難。 ?

但更先進(jìn)的創(chuàng )新已經(jīng)存在，并正在世界其他地方使用。

例如，在丹麥，機器人做了大部分工作，比如用紅外激光機器人測量豬

丹麥皇冠公司的霍森斯工廠(chǎng)它是國際上最大的生豬屠宰場(chǎng)之一。?該公司告訴《連線(xiàn)》雜志，其自動(dòng)化操作幫助了他們

在大流行早期避免任何重大的冠狀病毒爆發(fā)，但工廠(chǎng)確實(shí)看到了一個(gè)陽(yáng)性病例的增加 上個(gè)月。 更多的工作正在進(jìn)行中。在德國的一個(gè)貿易展上，巴布特觀(guān)看了一場(chǎng)牛肉尸體倒掛的展示，周?chē)辛_攝像機，拍攝照片以繪制其身體，并建立一個(gè)類(lèi)似于MRI機器的3D結構。Barbut說(shuō)，通過(guò)這樣做，他們可以?xún)?yōu)化切肉的方式，知道骨頭的位置，并可以發(fā)送非常高精度的機器人刀具。 ?“我參觀(guān)了歐洲的一些工廠(chǎng)，在家禽加工方面，他們幾乎是完全自動(dòng)化的。在北美，大多數都不是這樣，但這只是投資問(wèn)題。市場(chǎng)上已經(jīng)有很多這樣的設備，但很明顯它們很貴。但我認為，我們會(huì )看到越來(lái)越多的公司開(kāi)始這樣做?！?/p>

甚至在疫情爆發(fā)之前，肉類(lèi)加工一直被認為是一項危險的工作。但由于許多工人感染了冠狀病毒，一些肉類(lèi)加工廠(chǎng)暫時(shí)關(guān)閉，Barbut表示，這是“向自動(dòng)化程度更高邁進(jìn)的非常重要的額外推動(dòng)力”。

?“未來(lái)基本上會(huì )有更多的人在生產(chǎn)線(xiàn)上工作。在過(guò)去，人們會(huì )把家禽或紅肉動(dòng)物的內臟取出來(lái)。如今，由于機器視覺(jué)和其他傳感器的快速發(fā)展，機器人能夠完成同樣的任務(wù)?！?/p>

??“未來(lái)基本上會(huì )有更多的人在生產(chǎn)線(xiàn)上工作?！?/span>

Shai Barbut

Guelph大學(xué)食品科學(xué)系教授

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那么，自動(dòng)化是否意味著(zhù)工作機會(huì )減少呢?

麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology)的研究發(fā)現，從1990年到2007年，每1000名工人中有一個(gè)機器人，使全國的就業(yè)人口比率下降了大約0.2%，這意味著(zhù)全國平均每個(gè)機器人取代了大約3.3名工人。

其他研究表明，自動(dòng)化具有降低成本的潛力。Technavio的分析師預測，到2025年，用機器人取代人類(lèi)將使成本節約增加22%。這些節省下來(lái)的錢(qián)可以用來(lái)支付。

近年來(lái)，像泰森這樣的一些肉類(lèi)加工業(yè)公司已經(jīng)提高了工資，以幫助吸引和留住工人。美國勞工部報告稱(chēng)，肉類(lèi)加工業(yè)工人的平均工資為每小時(shí)13.50美元到14.70美元。

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巴但表示，肉類(lèi)加工廠(chǎng)的工人可能會(huì )減少，但需要具備高技能的工人才能使用機器人，這將意味著(zhù)用高薪工作取代一些低收入工作。

?Barbut說(shuō):“如果你建了一個(gè)耗資5000萬(wàn)美元的新工廠(chǎng)，你希望它大部分時(shí)間或所有時(shí)間都在工作，但找到三班倒、夜班和假期工作的人是一項具有挑戰性的任務(wù)?！薄皺C器人可以一周工作七天，沒(méi)有咖啡休息時(shí)間，沒(méi)有社會(huì )問(wèn)題?！??

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