食品饮料行业物流机器人技术创新与应用探索
2022年12月13日
在食品饮料行业的物流作业环节中，包装、码垛、搬运和拣选等环节均可见机器人技术和设备的应用。随着食品饮料行业朝着数字化和智能化方向升级发展，各类物流机器人在行业内将会发挥更大作用。
食品饮料行业是较早在物流运作环节应用现代物流技术的行业之一。近些年，随着信息技术快速普及应用，食品行业整体也不断朝着数字化和智能化方向升级发展，物流运作环节也不例外。物流机器人在食品饮料行业中的应用，正是这种潮流的典型体现。此次，我们采访了多家物流机器人企业的专家，请他们就物流机器人如何为食品行业物流运作带来智能化升级进行了解读。
机器人抓袋装商品
行业现状及挑战
中国是全球最大的食品饮料市场之一，随着经济发展，食品饮料市场规模也持续增长。在后疫情时代，食品饮料行业受疫情冲击后逐步恢复，整体仍呈现韧性。根据国家统计局的统计，在2021全年整体消费表现相对疲弱的情况下，食品饮料行业体现出较好韧性：从2021第二季度开始，食品行业同比增速就由负转正；尽管烟酒类消费在第一季度冲高后，后三个季度有所回落，但全年消费增速仍稳定在疫情前的中枢水平。可以畅想，随着疫情逐步缓解直至结束，食品饮料行业有望迎来新一轮发展，但同时也面临一些新的挑战。
正是在这样的市场预期下，食品饮料行业迎来一波投资小高潮。在2021年9月，华润怡宝长白山饮用水生产基地项目进行正式签约，该项目总投资规划预计逾5亿元；10月，华润怡宝华东（太湖）生产基地落户江苏宜兴，该项目预计总投资额超过10亿元。2021年10月12日，东鹏饮料以6090万元摘得长沙一宗工业用地，用于建设华中区域总部及生产基地。据此前东鹏饮料与长沙金霞经开区签订的入园协议，该项目总投资约6亿元，集总部办公、生产、销售、物流配送等于一体，配备6条自动化智能生产线及相关配套设施，项目达产后，预计可实现年产值10亿元。2021年10月29日，农夫山泉确认投资建设广东第三生产基地项目。据了解，该项目计划总投资30亿元，占地面积约420亩，全面投产后预计年产值可达32亿元以上。
2021年食品饮料行业宣布工厂改扩建的项目还有很多，如娃哈哈的文成工厂启动智能化改造；太古可口可乐将扩容重建其郑州生产基地，预计将新建厂房8.8万平方米，两年后投产使用，实现最大产能100万吨。
这些投资将带动包括机器人在内的行业相关专用设备的销售和应用。有机构预测，到2026年底，全球食品行业机器人应用市场价值将达到7.45亿美元，2021～2026年复合年增长率为9.1%。食品和饮料行业对工业机器人的采用增长率，正在赶超汽车和电子等传统行业。食品行业机器人应用市场的想象空间巨大。
关于食品饮料行业物流运作面临的挑战，多位专家都不约而同提到几点：一是产业发展对物流运作效率的要求愈发苛刻。如灵动科技的专家表示，随着食品饮料行业销售渠道日益多元化，疫情推动了线上销售进一步发展，都要求其物流运作更加高效，以满足销售时效。二是食品饮料企业降成本压力巨大。随着人工成本不断攀升，在物流运作环节应用智能机器人进行替代是企业必然的选择。三是行业数字化升级需求明显。无论是基于自身仓储物流运营还是食品安全监管的需求，食品饮料行业效期的管理等要求，都要求企业在各个环节加速信息化、数字化转型，这是打通食品企业物流上下游的信息交互、保证物流的顺畅、提高物流运作效率的必要条件。
饮料自动化灌装生产线
行业面临的挑战，也正是行业对于仓储物流机器人解决方案提出的需求。仓储物流机器人解决方案不仅需要协助拣选效率以确保时效性，同时也需要实现劳动力补充的作用，降低人力成本，提高整个食品物流的智能化、数字化作业水平，从各个环节实现食品物流的降本增效。
物流机器人应用场景
目前，在食品饮料行业物流作业环节中，包装、码垛、搬运和拣选等环节均可见机器人技术和设备的应用。
1.包装环节。在食品饮料行业，由于大多数制造厂商已经升级为大批量、流水线式的生产，因此已经较早实现了包装的自动化以适应这种生产方式。当然，这里的包装自动化是指“后道包装”环节。后道包装自动化设备包括装箱机、封箱机、打包机、码垛机、封切收缩机、贴标机、喷码机、缠绕机等。有时，需要把多件零散的食品或者瓶装饮料包装在一个包装袋或者包装箱内，这种操作就需要人工或者智能化机器人。这种操作不仅考验机器人（机械手）的灵活性和准确度，而且要求机器人具备视觉和可计算的功能。机械手需要根据要抓取的物件的形状、材质、重量以及对洁净度等要求，完成抓取和置放的操作。对装箱包装（物品）的抓取，目前主要有机械式和气吸式两种。
2.码垛环节。近年来，智能机器人码垛取代传统机械码垛成为发展趋势，并且由于国内企业的努力，国外码垛机器人在我国市场一统天下的局面已经打破。自动码垛机器人（FMS码垛机器人）是一种仿真人操作、自动操作、重复编程、在三维空间完成规定作业的设备，包括抓起和放置系统，能从一个或多个地点抓起一个或多个商品，然后将它们放置到预先设置好的货盘上。FMS码垛机器人具有很强的操作灵活性，一般位于生产线的后端，用来处理生产线上的物料，替代人工搬运码垛，不仅大大提高生产效率和产量，同时也能节省费用。FMS码垛机器人主要有直角坐标式机器人、关节式机器人和极坐标式机器人，码垛机器人能适应于纸箱、袋装、罐装、箱体、瓶装等各种形状的包装成品码垛作业。
3.搬运环节。搬运是最典型的物流机器人应用场景，自动化的搬运设备包括无人叉车、类KIVA机器人等。这些设备主要功能就是完成食品饮料进出库的搬运和仓库内上下货架的拣选工作等。搬运机器人是一种柔性化和智能化物流搬运设备，目前已经在食品饮料企业中得到普遍应用，尤其是乳品和饮料行业。
4.拣选环节。在食品饮料行业，对于整包装（整箱或整托盘），在智能系统的指引下，很多智能化设备，如穿梭车、堆垛机和无人叉车等都有自动化拣选的能力。除此之外，在拆零拣选环节，也有采用智能化机器人进行抓取分拣的试验和应用。比如将小颗粒的巧克力、糖果或者盒装或者袋装的食品饮料，快速抓取并放置到指定的分拣传输带或者包装盒中，这种机器人不仅像人的双手一样灵巧，而且有足够的判断能力。一旦这些智能化的分拣机器人应用于拆零分拣环节，将进一步替代仓储环节中的人工作业，提高仓储管理的工作效率。
从应用案例看物流机器人的价值
据灵动科技的专家介绍，灵动科技根据客户仓储的业务模式不同，分别为2B仓和2C仓提供不同的解决方案。对于2B的场景以及2C中件仓的场景来说，行业大多是以整托和整箱拣选为主。在整托拣选的情况下，需要无人叉车自主实现整托商品的点对点搬运。灵动科技Apex1400-L智能无人叉车可实现自主搬运，减轻工作人员劳动强度。
整箱拣选场景在食品饮料行业十分常见，不仅需要较高的拣选效率，还有长距离的重物搬运劳动，一直以来都是仓储物流拣选的一大难题，目前行业内可以通过“订单到人”的方式，以人机协作的模式完成高效拣选。
灵动科技AMR在饮料仓储物流场景的应用
对于2C小件的场景来说，在关注拣选效率的同时还需要注重拣选的准确率，通过边拣边分或者先拣后分等方式完成拣选。灵动科技Flex系列AMR小巧灵活，更适用2C短订单的拣选和分拣作业。
灵动科技以一个宠物类食品项目为例进行了具体说明。该项目的业务模式为2B+2C的综合场景，2B业务使用立库进行批量存储，出库的模式主要为整托出库。灵动科技针对2B业务使用Max1200-L系列产品，AMR自主接驳立库，自主导航运输，实现整托商品出库至复核台，复核台的空托盘回收入立库的整个闭环流程，完全取代人工高强度、长距离的搬运工作，在劳动力供给减少的背景下，灵动科技AMR实现了劳动力补充的作用。
灵动科技针对2C业务使用Flex300系列产品，代替原有刚性输送线的方式，通过“订单到人”柔性拣选解决方案，使用边拣边分的拣选模式，通过“一人对多车、一车对多人、人车相汇、动态分区”的方式，提高人的拣选密度，拣选同时实现商品的复核，从而提高拣选人员的作业效率，降低拣选差错率。
智能化的机器人方案是未来趋势
灵动科技专家最后谈到，后疫情时代，仓储物流业的不确定性增加，需要物流自动化系统更加柔性。物流场景存在多样化，作业方式不同、存储方式不同、拣选方式不同、商品特性不同，随着业务发展企业会调整自己的作业模式，在不同的发展时期满足不同的场景需求，也对物流自动化提出更高的柔性需求。
食品饮料行业必将成为机器人应用的重要市场之一，相信在未来包括物流机器人在内的工业机器人的使用，一定能够将极大地帮助和改变食品饮料行业，助推行业最终走向智能化和数字化的时代。
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图文来源：灵动科技ForwardX
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展会预告：
· AHTE 2023
2023年7月5-8日 上海新国际博览中心
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2023年10月11-13日 深圳国际会展中心（宝安新馆）
