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原材料存在差異是食品加工的顯著特征之一，尤其是以動(dòng)物為基礎(chǔ)的產(chǎn)品，更是如此。這種差異造成的結(jié)果就是，牛肉、豬肉和家禽的加工工藝為自動(dòng)化帶來(lái)了特別挑戰(zhàn)。 

傳統(tǒng)用來(lái)判斷自動(dòng)化程度的標(biāo)準(zhǔn)是所能節(jié)省的勞動(dòng)力：如果一臺(tái)機(jī)器取代人工所能節(jié)省的成本可以產(chǎn)生可接受的率，那么這筆投資就是可行的。但工傷的成本也需要加以考慮，正因如此，肉類(lèi)和家禽加工對(duì)自動(dòng)化的視角又有所不同。 

在牛肉分割室里，工人們拿著鋸條，盡可能把接近骨頭部分的肉剔干凈。當(dāng)Steve Dunivan 開(kāi)始在自己的工廠里嘗試自動(dòng)化肋骨屠宰系統(tǒng)時(shí)，受到了操作工人的熱情響應(yīng)。“幾乎每個(gè)人都有傷疤可以展示給你看。”他說(shuō)。 

Dunivan 是德州Midwest Machine公司的所有者，曾在自動(dòng)化肋骨切除這個(gè)難題上鉆研了四年。早年的機(jī)器根本無(wú)法提供工作所需要的精度。 大約在18 個(gè)月前，他開(kāi)始與Hermary OptoElectronics 公司合作。這家公司主要提供三維視覺(jué)系統(tǒng)。 

Hermary 公司主營(yíng)木材行業(yè)，業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Wes Henderson 解釋說(shuō)。其“光掃描儀片”在多年的鋸木應(yīng)用中被硬化。2013 年11 月，Dunivan 通過(guò)編寫(xiě)代碼將立體視覺(jué)系統(tǒng)整合到鋸條上，開(kāi)始在Cargill 的Schuyler 工廠進(jìn)行試驗(yàn)。自那時(shí)起，超過(guò)120 萬(wàn)磅的脊髓被剔除。 

Hermary 的相機(jī)以三角方式測(cè)量物體，每秒掃描高達(dá)1,000 次。這比肋骨剔除系統(tǒng)所需要的次數(shù)多很多，可能會(huì)不必要地影響加工速度。因此Dunivan將頻率調(diào)整到每秒掃描200 次，這個(gè)頻率足以生成幾何形狀，引導(dǎo)兩根鋸條的運(yùn)動(dòng)，誤差在1/16 英寸以內(nèi)。超過(guò)這個(gè)范圍的切割被認(rèn)為是不理想的，如果每件成品產(chǎn)量損失1 盎司，工廠每年的損失將高達(dá)75 萬(wàn)美元。 

Dunivan 較新設(shè)備的切割完好率為99%，之前版本在90％左右，而手工僅能做到70%。 

牛肉肋骨通過(guò)SL-1880E 3D 掃描儀進(jìn)行模擬，掃描儀和自動(dòng)鋸條的控制器相連。此外，目前測(cè)試的還有自動(dòng)剔除牛脊髓的系統(tǒng)。 

Hermary 是羅克韋爾自動(dòng)化的合作伙伴，Henderson 強(qiáng)調(diào)。Hermary 的設(shè)備簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)/ IP 下載到MES或ERP 項(xiàng)目的時(shí)間，使跟蹤和管理報(bào)告變得更便捷。 

一個(gè)操作員可以完成兩個(gè)人的工作聽(tīng)起來(lái)對(duì)成本具有很大吸引力，但度和安全性才具有更大價(jià)值。 “切割是一項(xiàng)復(fù)雜又的工作，但同時(shí)又是一個(gè)粗活。”Dunivan 認(rèn)為， “每天需要處理2,500 份，發(fā)生意外的可能性可想而知。” 

機(jī)器視覺(jué)同樣對(duì)Gainco 公司開(kāi)發(fā)的禽肉系統(tǒng)起到關(guān)鍵作用。然而，工人的生產(chǎn)力是主要目標(biāo)，并不是安全。 

在這種情況下，3D 成像成為了機(jī)器人切割雞胸肉系統(tǒng)的一項(xiàng)發(fā)展。機(jī)器人的軸運(yùn)動(dòng)永遠(yuǎn)無(wú)法匹配人手的表現(xiàn)，但機(jī)器人的工作過(guò)程中可以有辦法計(jì)算骨架內(nèi)剩余的肉量，確定產(chǎn)量損失。亞特蘭大的Georgia Tech 技術(shù)研究所研究工程師John Daley說(shuō)。 

GTRI 將這項(xiàng)技術(shù)*給了Gainco，Gainco 隨后在2014 年亞特蘭大舉辦的生產(chǎn)與加工博覽會(huì)（IPPE）上展示了一臺(tái)原型設(shè)備。 

通過(guò)將骨架放置在半透明錐體上，Daley 發(fā)現(xiàn)通過(guò)錐體傳輸?shù)腖ED 光波強(qiáng)度可以由近紅外傳感器讀取，以確定肉和骨頭的分別含量?；谖鍌€(gè)不同位置上獲取的肉的克數(shù)，可以按照Yaeger Gore 標(biāo)準(zhǔn)化分?jǐn)?shù)計(jì)算出產(chǎn)量損失，佐治亞州Gainco 公司銷(xiāo)售和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)介紹說(shuō)。 

家禽加工商定期進(jìn)行刮片測(cè)試來(lái)評(píng)估操作人員的工作表現(xiàn)，這項(xiàng)測(cè)試通過(guò)手工完成，用勺形刀片需要至少5 分鐘。骨架上殘留的肉將在下游的MDM 過(guò)程中被回收，但回收后的價(jià)格遠(yuǎn)不及之前在切割環(huán)節(jié)中獲取的白色雞胸肉。 

他將自己的快速產(chǎn)率分析器定義為是一種教學(xué)工具，為操作人員提供快速反饋，向超過(guò)目標(biāo)損失水平的人員進(jìn)行提示，并識(shí)別骨架上較容易殘留肉的部位。 

僅有少數(shù)加工商就原型設(shè)備進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，并在今年1 月展會(huì)之前就表示值得推薦。很多海外觀眾根本不為所動(dòng)，但半數(shù)本土家禽公司對(duì)進(jìn)行試驗(yàn)表示感興趣，Daley 說(shuō)。這也表明了美國(guó)禽肉加工行業(yè)的高產(chǎn)和效率。