家禽业工人工作安全程度不断提高,机器人在家

家禽业工人工伤和患病发生率较去年有所下降,与1994年相比降低80%。

《中国青年报》的一篇文章评论:国际金融危机爆发之后,发达国家掀起了“新工业革命”热潮,开始从“去工业化”向“再工业化”转变。“再工业化”有人称之为“机器人革命”,就是用机器人替代人。美欧力图重新拿回那些“低利润环节的制造业”,并通过政治、经济、外交、军事、贸易等手段的综合运用,打组合拳,抢占国际市场。美欧的“再工业化”以及智能机器人的应用,已经发出信号,新一轮科技革命正处于大爆发的前夜。目前,机器人主要应用在汽车制造行业,正逐步向其它行业渗透,如服装行业,包装行业,猪肉加工项目等。家禽加工属于劳动密集型产业,目前,整个家禽业已经进入到了“微利”时代,员工费用是对总体生产成本影响最大的因素之一,欧美发达国家在肉屠宰加工的关键环节,已经应用了机器人智能化系统,我国的家禽加工业也将掀起“再工业化”以及应用智能机器人的热潮。

外媒2014年12月11日报道,根据美国劳工部劳工统计局最近发布的2013年工伤和疾病报告,在过去的20年中,家禽行业中家禽屠宰和加工的劳动力工伤和患病事件的发生率降低了80%,目前工伤和患病事件的发生率仍在不断降低。

1家禽加工工艺家禽屠宰加工是一个系统工程,涉及到种禽、孵化、饲养、环保等诸多方面,运转链条长,各环节关联度高,一环扣一环,一个环节的变化将对后续的环节产生很大影响。家禽屠宰加工工艺初步分为:活禽卸载、宰杀沥血、浸烫脱毛、掏膛、内脏及副产品加工、预冷、分割、包装、速冻、换装、冷藏等工艺区段。

2013年家禽加工业员工的工伤和患病事件发生率为4.5%,这与1994年(1994年的数据为劳工统计局网站上最早可用的相关数据)22.7%的数字相比下降了80.2%。这表明家禽行业在劳动力工作安全方面做出了巨大的进步。

2应用机器人的必要性2.1减少基础设施投入由于家禽加工属于操作技巧性行业,雇佣员工多,培训时间长。为了保障大量员工的正常工作,企业需要提供良好的基础设施,包括车间的生活区、员工宿舍、食堂、娱乐场所、交通工具等。这些设施必须依照法规进行布局和设计,辅助工程项目增加,占地面积增大,往往总体工程项目需要几年才能达到生产规模。应用机器人将大大减少员工数量,缩短工程项目建设周期和投资回收期,相应减少了投资费用。2.2员工安全有保障在家禽加工车间内,输送设备遍布于每一个工段,输送设备将操作人员分割在各个工作区,由于人多,遇有火灾等紧急情况时,撤离困难,每年都有人员伤亡的事件发生。采用机器人,车间人员减少,人流、物流通畅,有助于人员迅速撤离。家禽加工的工人,刀不离手,疲劳工作容易发生自伤情况,时刻危及员工安全。手工操作变成机械操作,工人只需要进行一些辅助性工作,实现人机良好配合,降低了劳动强度和危险系数;同时,自动化设备的采用,对于改善加工车间环境也有显着效果,能够有效保护劳动者的健康不受环境的影响。2.2提高食品安全性大量的劳务人员来自于不同地区,多数来自于落后地区,甚至来自于落后国家。人员流动性大,健康状况复杂,健康检查控制困难。员工遍布于各个工区,每天进入车间时需要消毒,工作时需要定时消毒和卫生清理,去卫生间后需要消毒,员工的服装、鞋帽都需要清洗和消毒,这些不但影响工作,而且使危害分析和关键控制点控制难度加大。应用机器人将上述控制变为简单,可以将生产车间的温度降至更低,提高食品安全性。2.3机器人更适合恶劣环境家禽加工车间,劳动环境差,温度低,湿度大,对工人的要求严格:对噪音不能太敏感;对人工光照不能太敏感;不能晕血,能接受处理羽毛、脂肪、胆汁和粪便的工作;能接受地面湿滑、地板可能残留油脂和血液的工作环境;能熟练使用剪刀、刀子和研磨工具等。在条件恶劣的环境中,工人工作时会感到不适和倦怠,这将影响他们的工作效率,降低每位工人在单位时间内的加工数量。解决办法是确保工作区域的所有方面都考虑周全,包括高度、照明、噪音和污染。应用机器人,只需考虑局部人员操作位置,使工艺设备布局更加合理流畅,更重要的是解决了招工难问题。2.4降低运行成本按照国家法律,必须保障员工的福利和公民权利。这需要为员工支付大笔费用,这些费用包括:工资、保险、培训费和辅助时间消耗的损失费等;每年消耗的操作器具:如刀具,砧板等工具;劳动保护:比如防护眼镜、面罩、帽子、靴子和围裙等;配套设施的用水、燃料和管理人员费用等;为了保障员工的工作热情,除了为他们提供必须的物质条件之外,还要满足他们的精神需要,如进行一系列的宣传活动和文化活动。采用自动化设备能够将劳动力缩减至原先的一半左右,大大降低了劳动成本的支出。以一个1万只/小时的肉鸡加工厂为例,员工从1300名可以减少至400名,同时,占地面积、土建投资等费用也能得到有效缩减。2.5减少“自动化孤岛”由于受工艺、技术、设备等诸多因素的影响,在相当长的一段时间内,各区段设备之间衔接不顺畅,存在不同程度的“自动化孤岛”问题,自动化设备仅仅是在局部提高了生产效率,而不能实现真正意义上的全程自动化,如果在这些节点应用机器人,将改善家禽加工的“自动化孤岛”问题,真正实现各区段流水线之间的信息化传递。

2013年家禽加工业员工工伤和患病事件可记录的总发生率是每年每100名全职工人中发生4.5起,相比2012年的4.9起有所下降。按照每100名员工的受伤比率计算,家禽行业员工的伤害发生率为4.5%,低于所有其他动物屠宰和加工领域的5.7%受伤比率;略高于整个生产领域4.0%的受伤比率。

3机器人应用实例机器人在家禽加工方面的关键环节已经得到应用。荷兰的Stork公司、Meyn公司和丹麦的Linco等公司在家禽加工方面都具有先进的技术。几年前,美国乔治亚州立大学和农业研究服务署的研究组,以及VendeeConcept公司的研究人员,在活鸡传输、肉品分份、包装装载、清洗等方面进行了一系列研究,取得了可喜成果。他们采用计算机可视、智能抓取、自动悬挂等先进技术,大大提高了生产效率,并且改善了产品质量。其中DeltaCalibrarobot分份机,分份数量可以达到每分钟110份。近几年,美国的禽肉加工企业在设备方面加大了投资力度,特别在分割加工设备上的投资尤为明显,希望通过设备投入提高生产效率,在现有的基础上增加更多的效益。如Yield Plus公司的自动化计量和分配系统,Rapid HQ公司的自动胸骨剔除机,使生产工人操作更容易,生产效率更高。目前,机器人开发的热点集中在智能剔骨方面。Stork公司广泛宣传其FHF-XB/Sensor-X智能切片解决方案。这套系统采用了X光扫描技术和智能切片技术。FHF-XB自动剔骨系统将禽胴体剔骨后进行切片,切片产品皮朝上并排放入两个单道输送带上,切片被Sensor-X扫描,自动校正摆放位置,将大于2mm的带骨切片分离并返回重新修正,然后再次Sensor-X扫描。这套设备优势:产品厚度一致,高产量、高品质,高出成率,占地空间小,操作简单,维护成本低。双轨型产量可达每分钟150片蝴蝶胸。Meyn公司也在大力宣传其去骨机。美国乔治亚州研究院的研究人员在自动去骨工艺上做了大量的研究工作。研制出“智能切割和剔骨系统”机器人。该系统由一个2轴切割机械臂和一个6轴鸡胴体固定机械臂组成。视频系统对鸡胴体进行探测,固定臂将鸡送到切割臂的位置。运用3D成像技术,将信息反馈到传感器,然后自动调整刀锋位置,精确地去除鸡胴体上的骨头。他们对鸡的形体结构进行了深入研究,基于3D分析系统,根据鸡胴体的形态特征进行统计计算分析,通过外部测量得到的数据,能够很好地匹配鸡胴体的内部结构,因此能够实现理想的切割路径,不论鸡胴体的体积大小都能够进行精准分割,同时很大程度地减少了碎骨残留在成品肉的概率。继GTRI之后,日本Mayekawa公司也推出了去骨机器人,每小时可处理1000只鸡,相当于替代4个工人操作。随着美国“泰森”、“嘉吉”等国际着名公司进入中国,推动了中国家禽加工业的技术进步,肉鸡屠宰加工能力已经达到13500只/h,先后引进了30条自动掏膛生产线,有3条自动分割生产线也投入了使用。国内的“艾斯克”公司也不甘示弱,也推出了自主品牌的自动掏膛生产线。在这些自动生产线中,机器人扮演着重要的角色。

4机器人应用前景当前恶劣的全球经济环境下,很多企业对新设备的投资持谨慎态度,只有机器人行业例外,与其它行业呈现出低迷状况恰恰相反,在机器人行业,新设备的投资前景乐观,经济低迷的确放大了企业生产效率的重要性。企业兴奋的发现寻求成本最低化,机器人已经成为提高效率,减少劳动成本最快捷的途径之一。2010年美国机器人销售势头强劲,共销售13174台。2010年我国进口机器人2.34万台,同比增长130%;2011年进口机器人3.8万台,同比增长62%。预计“十二五”期间,中国市场对工业机器人的需求将有一个井喷式的发展,需求量每年将以15%~20%的速度增长。在《肉类工业“十二五”发展规划》中,明确提出“着力提高我国肉类加工装备国产化率和整体发展水平,改变自主创新能力弱、技术装备水平低、成套性和稳定性差等现状”,“重点开发高效成套屠宰设备”。机器人非常适合劳动密集、环境恶劣的家禽加工行业,它将大幅度提升家禽加工产品质量和工作效率,将给家禽加工这个微利行业带来新的生机。自动化设备及机器人的应用,将为我国禽肉加工企业减少1/3的土地占用面积、减少1/3的土建投资、节省50%的人员,一个大型工厂每年可以节约几百万的运行费用。目前,ABB、FANUC、KUKA等公司的机器人,已经进入了家禽加工领域,这些机器人供应商同家禽加工企业合作,运用一系列先进技术和手段,如超声波、耐热、可视、3D、激光及生物技术,使机器人得到更加广泛的应用。智能自动化系统在家禽加工行业是一次变革性创新,一场系统化、智能化的技术革命浪潮正席卷而来,这场发生在家禽业的变革不仅会促进家禽业的发展,更重要的是实现家禽加工业的全面进步。

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