工業4.0與食品飲料業：數字化轉型的挑戰與機遇
http://m.moduwu.com 2024-01-18 11:11 來源：HMS
在數字化浪潮中航行
到 2030 年，全球食品飲料市場預計將達到 11.9 萬億美元。因此，工業物聯網（IIoT）的角色變得愈發重要。工業物聯網技術通過從各種工業設備中采集關鍵信息，并將其傳輸至 IT 系統，從而在制造過程中實現信息的實時處理和數據更新。
被譽為「第四次工業革命」的工業 4.0，標志著制造業的計算機化，工廠間的互聯互通以及智能化的全面提升。在這篇文章中，我們將探討這一變革如何塑造食品行業的未來，以及 HMS 工業網絡 如何通過加強生產過程中的通信和協作能力來應對挑戰。
食品行業的四次工業革命
在過去的 300 年里，技術進步不斷重塑工業界，尤其是食品行業。這一過程可以分為四次主要的工業革命。
第一次工業革命（18 世紀初）：標志著農業進入機械化時代，煤炭成為新的能源形式，并廣泛使用蒸汽機。這不僅加快了貨物運輸，還催生了其他創新技術，為工業進一步發展奠定基礎。
第二次工業革命（19 世紀下半葉）：以電力和天然氣等新能源的利用為特征，出現了制冷和食品加工設備等新技術，汽車和化肥提升了行業生產效率。
第三次工業革命（20 世紀 70 年代）：核能發現和電子技術的出現帶來了計算機、生物技術、機器人和自動化技術的發展，提高了食品飲料加工行業的效率和生產能力，為工業 4.0 奠定了基礎。
第四次工業革命（工業 4.0）：正在進行中，結合了之前所有技術和創新，創建了更加智能的自動化生產系統。依托物聯網（IoT）、人工智能（AI）和機器人等先進技術，領先的食品公司能在整個供應鏈中進行溫度調節、產品跟蹤，最大限度地減少延誤。
物聯網對食品行業的影響
數據訪問、遠程管理和無線解決方案的結合極大增強了食品公司在市場的競爭力，特別是在工業 4.0 的背景下。這些技術推動了智能包裝的發展，通過集成的傳感器和數字技術實現產品新鮮度的實時監控、追蹤和可追溯性，顯著提升客戶體驗。
此外，隨著包裝生產實現自動化，生產流程也在不斷改進，從而降低勞動力成本，提高生產效率，減少浪費。通過提供實時數據和深入了解生產過程，從而加強供應鏈管理，使企業能夠優化運營，提高交付速度和效率。
隨著食品飲料行業朝著更加數字化的方向發展，對未來進行投資非常重要。這超越了實體店的范疇，預計到 2024 年，在線食品飲料銷售額將達到 2500 億美元，占食品和飲料銷售總額的 15% 以上。
Ewon Cosy+ 遠程訪問網關
食品飲料行業的數字化轉型涵蓋了將數字技術和數據驅動的洞察力融入生產、分銷和消費的各個環節。這包括利用傳感器、軟件和云平臺等數字工具來優化運營、提高質量和安全性，以及增強整體客戶體驗。主要的數字化轉型舉措包括：
精準農業：運用數字工具和數據分析優化作物產量，減少浪費，提高可持續性。
自動化食品生產：借助數字技術自動化生產流程，提升效率、質量和安全性。
食品可追溯性：利用數字技術和區塊鏈實現食品全過程追蹤，確保食品安全和可持續發展。
預測性維護：通過數據分析預測和預防設備故障，降低停機時間和維護成本。
數字化轉型的優勢有哪些？
食品飲料加工行業的數字化轉型旨在建立一個更可持續、高效的食品體系，讓農民、生產商、消費者和環境等各方面都受益。
Ewon i4 Connected 解決方案
在競爭激烈的市場環境中，數字化工廠模式因以下原因具有優勢：
提升效率：通過數字化生產流程，優化運營，減少浪費，提高效率，降低成本，提升生產率和質量。
加強數據洞察力：收集和分析來自傳感器和生產設備的大量數據，使企業能夠實時監控生產流程，作出明智決策，迅速響應市場變化。
提高敏捷性：數字化模式使企業能夠快速適應市場和客戶需求的變化。借助自動化生產流程和實時數據，企業可以靈活應對需求變化，快速推出新產品和服務。
加強合作：通過使用數字技術，企業能夠與供應商、客戶和其他利益相關者更有效合作，實時共享數據和信息，促進更好的決策。
因此，通過優化運營、改善客戶體驗和快速適應市場變化，企業才能夠保持競爭力，發展業務并實現長期成功。
影響食品飲料行業的趨勢
自動化和數字技術正在深刻地改變食品和飲料行業，從農場到餐桌的每一個環節都受到其影響。主要的影響包括：
提高食品安全性：利用自動化系統和數字技術監控和跟蹤食品，從而提高食品安全性并降低污染風險。
簡化生產流程：自動化系統優化食品生產流程，減少浪費，提高效率和產能。
個性化食品飲料產品：技術使食品飲料公司能夠根據消費者的喜好和需求提供個性化產品。
降低成本：通過自動化和技術降低勞動力成本，提高生產率，從而幫助公司降低成本，提高盈利能力。
提升客戶體驗：技術改變了消費者與公司的互動方式，使訂單和配送更加快速便捷。
提高可持續性：自動化和數字技術優化運營，減少浪費，提高環境可持續性。
生產設施的改造：通過改造現有生產設施，實現成本效益的業務增長，協議網關使新舊機器有效通信。
總的來說，技術和自動化正讓食品行業的公司能夠更高效地生產高質量產品，降低成本，并改善用戶體驗。在快速變化的市場中，投資這些技術的公司將獲得競爭優勢，更易于脫穎而出。
食品飲料行業面臨的挑戰
食品飲料公司在食品污染、交叉污染和質量控制方面面臨挑戰，但他們正在通過以下措施應對這些挑戰：
- 部署 HACCP（危害分析和關鍵控制點）體系：識別潛在食品安全危害，并采取控制措施以減輕危害影響，確保食品安全。
- 增強可追溯性：使用 RFID 和條形碼技術追蹤供應鏈中的食品，快速定位污染或質量問題源頭。
- 改善衛生條件：實施更嚴格的清潔標準和使用化學消毒劑，以降低污染風險。
- 員工培訓：加強對員工的食品安全培訓，確保他們掌握防止污染和維持質量控制的技能。
- 加強檢測：提高食品檢測的頻率和嚴格程度，確保符合高質量標準。
- 實施自動化：采用自動化提高效率和降低污染風險，例如減少食品加工過程中的人工處理環節，降低交叉污染風險。
- 價格干擾下的調整：借助數據收集技術，公司能夠更好地了解生產流程并提高靈活性，從而更敏捷地響應市場趨勢。
這些措施共同幫助食品飲料企業最大限度地減少污染風險，改善質量控制，確保產品安全。
Ewon Flexy 205 IIoT 及遠程訪問網關
「如今的價格空前地高漲。電價、工人工資和原材料價格都在上漲。這種局面讓我們非常困難。」
某領先食品生產商，2022 年 3 月
深入解析數字化帶來的收益
最大限度地延長正常運行時間，降低機器總擁有成本
世界各地的生產設施都有可能發生機器故障，導致派遣維修人員的高昂成本和停機帶來的巨大損失。借助遠程訪問功能，無論機器位于何處，維修人員都可以通過安全的互聯網連接快速解決任何問題。
例如，英國的 Packaging Automation Ltd (PA) 利用遠程訪問技術最小化機器故障和停機。他們通過安全的寬帶連接遠程診斷和解決全球客戶的機器問題。HMS 提供的 Ewon 物聯網路由器和云解決方案使這成為可能。
食品和飲料原始設備制造商面臨的挑戰在于制造既可靠又靈活、能夠快速生產且節約成本的機器。由于終端用戶的生產線常年運行，機器的停機會導致巨大的收入損失。機器需要適應產能的快速變化，并且在勞動力短缺的情況下，機器的易用性和維護變得更加重要。HMS 的 Ewon 產品允許用戶、工程師和設計師快速訪問機器數據，提高設備效率，輕松跟蹤維護情況，改善整體運行狀況。
然而，調查顯示只有 15% 的機器制造商能夠遠程為用戶提供服務，主要障礙是資源有限和對安全問題的擔憂。
在法規日益嚴苛的當下保持競爭力
世界各地正在通過更多法規來保障食品安全。在法規日益嚴苛的背景下，許多企業發現自己難以獲得所需的數據。使用物聯網數據，企業可以監控供應鏈中的食品，減少浪費并防止食品安全事故。例如，企業使用傳感器來遵守溫度、濕度和食品保質期等具體規定。
對這些傳感器進行遠程監控，他們可以全天候控制機器運行，隨時隨地監視機器的狀態。在英國，Howard Town Brewery 將傳感器用于釀造過程，對生產實現全面控制。這既確保了啤酒符合最高質量標準，又節省了人力資源。通過遠程監控這些傳感器，甚至可以啟動、停止和調整生產設備。此外，遠程監控解決方案還可以通過電子郵件生成報告，繪制一段時間內性能的在線趨勢圖，這對于優化機器和原材料處理非常有用。
使用物聯網解決方案保持競爭力
這場變革的主要阻力在于對安全的擔憂。由于擔心黑客攻擊、劫持攻擊和競爭對手竊取信息，企業在這場變革中畏手畏腳。
要想避免這些 IT 問題，關鍵是要選擇經過認證、安全可靠且持續測試的云解決方案。HMS 將安全視為重中之重，我們將安全保障整合到解決方案框架的每個層面。
企業擔心的另一個問題是技術難以落地。許多新機器都具有互聯網訪問功能，但他們擔心一些舊款機器可能無法適配新的技術。我們的工業物聯網解決方案完全沒有這方面的問題，許多舊款機器經過調整后都可以使用網絡設備。路由器和交換機等網絡設備可直接連接互聯網，將現有機器上的傳感器連接到工業物 聯網。
減少停機時間，打造靈活工廠
網絡數據的利用主要優勢在于幫助理解機器故障原因，并尋找減少停機時間的解決方案。這包括使用更堅固耐用的部件或尋找替代配置方案。
一個常見的機器網絡連接問題是物理介質的機械故障，如電纜斷裂或漏電。特別是在使用滑環的旋轉系統中，這類故障尤為常見。滑環作為觸點零件，會隨時間磨損和失效，增加維護需求。此外，強效洗滌劑的頻繁使用也可能損害數據線和連接器。
為應對這些問題，人們開始轉向無線技術連接機器至網絡。無線連接技術無需電纜和滑環，從而減少機械故障。它還提高了機器的模塊化程度，使得工廠配置更加靈活。例如，瑞典面包生產商 Östras bröd 的面團攪拌機就采用了這種技術。他們在烘焙機頂部和控制柜上安裝了無線設備，這不僅降低了布線成本，還消除了潛在的故障點，從而延長了機器的正常運行時間。
降低工廠生產風險，確保工人安全
美國勞工部的 OSHA 事故數據顯示，最常見的違規行為中，與自動化機器相關的包括上鎖/掛牌、機器防護和電氣安全。在食品飲料工廠中，確保工人安全是至關重要的。
降低這些安全風險的一種方法是提供機器數據，使機器所有者能夠實時了解設備何時進入不安全狀態，并采取相應的保護措施。這些數據還有助于用戶更容易預測重大故障，并在危及工人安全之前及時進行糾正。邊緣網關在此過程中起到關鍵作用，它將數據提供給多個計算平臺。
最有效保護工人的方法是減少他們與自動化機器的物理交互。實現這一目標的技術包括使用無線網絡進行機器外的本地連接和使用遠程訪問網關，使維護人員能夠隨時隨地進行機器的軟件管理和更改。
與 HMS 攜手，擁抱工業 4.0
HMS 工業網絡是一家領先的工業網絡和通信解決方案提供商，專注于為食品飲料行業提供多種產品和服務。這些解決方案旨在幫助客戶應對行業關鍵挑戰，包括：
食品安全性監控：HMS 提供的工業通信解決方案能實時監控食品生產過程中的溫度、濕度等關鍵參數，以防止食品變質。
可追溯性和質量控制：公司的解決方案能夠在整個供應鏈中跟蹤產品軌跡，快速定位食品污染或質量問題的源頭。
生產流程自動化：HMS 為制造商提供工業通信技術，以實現生產流程的自動化，從而提高生產效率并降低成本。
數據管理和分析：該公司提供的解決方案還包括管理和分析工業設備和機器生成的數據，幫助客戶洞悉運營狀況，提取有價值的信息，以作出更明智的決策。
HMS 的技術將為客戶帶來包括節約成本、減少停機時間、追蹤產品、提高安全性等多項優勢。
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