食品飲料行業物流機器人技術創新與應用探索

文 / 本刊記者 喜崇彬

在食品飲料行業的物流作業環節中，包裝、碼垛、搬運和揀選等環節均可見機器人技術和設備的應用。隨著食品飲料行業朝著數字化和智能化方向升級發展，各類物流機器人在行業內將會發揮更大作用。

食品飲料行業是較早在物流運作環節應用現代物流技術的行業之一。近些年，隨著信息技術快速普及應用，食品行業整體也不斷朝著數字化和智能化方向升級發展，物流運作環節也不例外。物流機器人在食品飲料行業中的應用，正是這種潮流的典型體現。此次，我們采訪了多家物流機器人企業的專家，請他們就物流機器人如何為食品行業物流運作帶來智能化升級進行了解讀。

行業現狀及挑戰

中國是全球最大的食品飲料市場之一，隨著經濟發展，食品飲料市場規模也持續增長。在后疫情時代，食品飲料行業受疫情沖擊后逐步恢復，整體仍呈現韌性。根據國家統計局的統計，在2021全年整體消費表現相對疲弱的情況下，食品飲料行業體現出較好韌性：從2021第二季度開始，食品行業同比增速就由負轉正；盡管煙酒類消費在第一季度沖高后，后三個季度有所回落，但全年消費增速仍穩定在疫情前的中樞水平。可以暢想，隨著疫情逐步緩解直至結束，食品飲料行業有望迎來新一輪發展，但同時也面臨一些新的挑戰。

正是在這樣的市場預期下，食品飲料行業迎來一波投資小高潮。在2021年9月，華潤怡寶長白山飲用水生產基地項目進行正式簽約，該項目總投資規劃預計逾5億元；10月，華潤怡寶華東（太湖）生產基地落戶江蘇宜興，該項目預計總投資額超過10億元。2021年10月12日，東鵬飲料以6090萬元摘得長沙一宗工業用地，用于建設華中區域總部及生產基地。據此前東鵬飲料與長沙金霞經開區簽訂的入園協議，該項目總投資約6億元，集總部辦公、生產、銷售、物流配送等于一體，配備6條自動化智能生產線及相關配套設施，項目達產后，預計可實現年產值10億元。2021年10月29日，農夫山泉確認投資建設廣東第三生產基地項目。據了解，該項目計劃總投資30億元，占地面積約420畝，全面投產后預計年產值可達32億元以上。

2021年食品飲料行業宣布工廠改擴建的項目還有很多，如娃哈哈的文成工廠啟動智能化改造；太古可口可樂將擴容重建其鄭州生產基地，預計將新建廠房8.8萬平方米，兩年后投產使用，實現最大產能100萬噸。

這些投資將帶動包括機器人在內的行業相關專用設備的銷售和應用。有機構預測，到2026年底，全球食品行業機器人應用市場價值將達到7.45億美元，2021～2026年復合年增長率為9.1%。食品和飲料行業對工業機器人的采用增長率，正在趕超汽車和電子等傳統行業。食品行業機器人應用市場的想象空間巨大。

關于食品飲料行業物流運作面臨的挑戰，多位專家都不約而同提到幾點：一是產業發展對物流運作效率的要求愈發苛刻。如靈動科技的專家表示，隨著食品飲料行業銷售渠道日益多元化，疫情推動了線上銷售進一步發展，都要求其物流運作更加高效，以滿足銷售時效。二是食品飲料企業降成本壓力巨大。隨著人工成本不斷攀升，在物流運作環節應用智能機器人進行替代是企業必然的選擇。三是行業數字化升級需求明顯。無論是基于自身倉儲物流運營還是食品安全監管的需求，食品飲料行業效期的管理等要求，都要求企業在各個環節加速信息化、數字化轉型，這是打通食品企業物流上下游的信息交互、保證物流的順暢、提高物流運作效率的必要條件。

行業面臨的挑戰，也正是行業對于倉儲物流機器人解決方案提出的需求。倉儲物流機器人解決方案不僅需要協助揀選效率以確保時效性，同時也需要實現勞動力補充的作用，降低人力成本，提高整個食品物流的智能化、數字化作業水平，從各個環節實現食品物流的降本增效。

靈動科技AMR在飲料倉儲物流場景的應用

物流機器人應用場景

目前，在食品飲料行業物流作業環節中，包裝、碼垛、搬運和揀選等環節均可見機器人技術和設備的應用。

1.包裝環節。在食品飲料行業，由于大多數制造廠商已經升級為大批量、流水線式的生產，因此已經較早實現了包裝的自動化以適應這種生產方式。當然，這里的包裝自動化是指“后道包裝”環節。后道包裝自動化設備包括裝箱機、封箱機、打包機、碼垛機、封切收縮機、貼標機、噴碼機、纏繞機等。有時，需要把多件零散的食品或者瓶裝飲料包裝在一個包裝袋或者包裝箱內，這種操作就需要人工或者智能化機器人。這種操作不僅考驗機器人（機械手）的靈活性和準確度，而且要求機器人具備視覺和可計算的功能。機械手需要根據要抓取的物件的形狀、材質、重量以及對潔凈度等要求，完成抓取和置放的操作。對裝箱包裝（物品）的抓取，目前主要有機械式和氣吸式兩種。

2.碼垛環節。近年來，智能機器人碼垛取代傳統機械碼垛成為發展趨勢，并且由于國內企業的努力，國外碼垛機器人在我國市場一統天下的局面已經打破。自動碼垛機器人（FMS碼垛機器人）是一種仿真人操作、自動操作、重復編程、在三維空間完成規定作業的設備，包括抓起和放置系統，能從一個或多個地點抓起一個或多個商品，然后將它們放置到預先設置好的貨盤上。FMS碼垛機器人具有很強的操作靈活性，一般位于生產線的后端，用來處理生產線上的物料，替代人工搬運碼垛，不僅大大提高生產效率和產量，同時也能節省費用。FMS碼垛機器人主要有直角坐標式機器人、關節式機器人和極坐標式機器人，碼垛機器人能適應于紙箱、袋裝、罐裝、箱體、瓶裝等各種形狀的包裝成品碼垛作業。

3.搬運環節。搬運是最典型的物流機器人應用場景，自動化的搬運設備包括無人叉車、類KIVA機器人等。這些設備主要功能就是完成食品飲料進出庫的搬運和倉庫內上下貨架的揀選工作等。搬運機器人是一種柔性化和智能化物流搬運設備，目前已經在食品飲料企業中得到普遍應用，尤其是乳品和飲料行業。

4.揀選環節。在食品飲料行業，對于整包裝（整箱或整托盤），在智能系統的指引下，很多智能化設備，如穿梭車、堆垛機和無人叉車等都有自動化揀選的能力。除此之外，在拆零揀選環節，也有采用智能化機器人進行抓取分揀的試驗和應用。比如將小顆粒的巧克力、糖果或者盒裝或者袋裝的食品飲料，快速抓取并放置到指定的分揀傳輸帶或者包裝盒中，這種機器人不僅像人的雙手一樣靈巧，而且有足夠的判斷能力。一旦這些智能化的分揀機器人應用于拆零分揀環節，將進一步替代倉儲環節中的人工作業，提高倉儲管理的工作效率。

從應用案例看物流機器人的價值

據靈動科技的專家介紹，靈動科技根據客戶倉儲的業務模式不同，分別為2B倉和2C倉提供不同的解決方案。對于2B的場景以及2C中件倉的場景來說，行業大多是以整托和整箱揀選為主。在整托揀選的情況下，需要無人叉車自主實現整托商品的點對點搬運。靈動科技Apex智能無人叉車可實現自主搬運，減輕工作人員勞動強度。

整箱揀選場景在食品飲料行業十分常見，不僅需要較高的揀選效率，還有長距離的重物搬運勞動，一直以來都是倉儲物流揀選的一大難題，目前行業內可以通過“訂單到人”的方式，以人機協作的模式完成高效揀選。

對于2C小件的場景來說，在關注揀選效率的同時還需要注重揀選的準確率，通過邊揀邊分或者先揀后分等方式完成揀選。靈動科技Flex系列AMR小巧靈活，更適用2C短訂單的揀選和分揀作業。

靈動科技以一個寵物類食品項目為例進行了具體說明。該項目的業務模式為2B+2C的綜合場景，2B業務使用立庫進行批量存儲，出庫的模式主要為整托出庫。靈動科技針對2B業務使用Max1200-L系列產品，AMR自主接駁立庫，自主導航運輸，實現整托商品出庫至復核臺，復核臺的空托盤回收入立庫的整個閉環流程，完全取代人工高強度、長距離的搬運工作，在勞動力供給減少的背景下，靈動科技AMR實現了勞動力補充的作用。

靈動科技針對2C業務使用Flex300系列產品，代替原有剛性輸送線的方式，通過“訂單到人”柔性揀選解決方案，使用邊揀邊分的揀選模式，通過“一人對多車、一車對多人、人車相匯、動態分區”的方式，提高人的揀選密度，揀選同時實現商品的復核，從而提高揀選人員的作業效率，降低揀選差錯率。

勱微機器人公司的專家介紹了該公司無人叉車類機器人的特點及運作。他表示，一些食品飲料行業的生產銷售有明顯淡旺季特點，尤其來到旺季，物流作業量大，對物流作業效率要求很苛刻。在這樣的情況下，利用無人叉車機器人揀選和搬運不僅能夠解決這些問題，還能夠跟后端ERP等系統進行連接，讓企業實現數字化的生產與倉儲管理，減少相關的壞料壞賬損失，使得物流環節更能適應產線和銷售的節奏。

飲料自動化灌裝生產線

國自機器人專家介紹了該公司產品與緊密對接，提高效率的解決方案。國自某客戶是國內啤酒行業龍頭企業，隨著其業務不斷擴大、訂單不斷攀升，急需把傳統生產和物流體系改造為智能化體系。針對企業需求及痛點，國自提供適用于食品飲料行業的智能物流解決方案，項目中設置產線上下料點、立庫口和空托盤垛緩存位，REX系統下發任務指令后，可通過機器人完成取放料、現場空托盤上線及滿物料下線的搬運需求，機器人調度系統、WMS系統、REX系統、立庫系統互通互聯，高效運作。這套食品飲料行業智能物流解決方案，幫助客戶提升了生產線整體生產效率提升30%，訂單交付時間同比縮減50%，助力該公司完成智能制造數字化升級。

智能化的機器人方案是未來趨勢

靈動科技專家最后談到，后疫情時代，倉儲物流業的不確定性增加，需要物流自動化系統更加柔性。物流場景存在多樣化，作業方式不同、存儲方式不同、揀選方式不同、商品特性不同，隨著業務發展企業會調整自己的作業模式，在不同的發展時期滿足不同的場景需求，也對物流自動化提出更高的柔性需求。食品飲料行業必將成為機器人應用的重要市場之一，相信在未來包括物流機器人在內的工業機器人的使用，一定能夠將極大地幫助和改變食品飲料行業，助推行業最終走向智能化和數字化的時代。