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人工智能+粮机

AI & GRAIN MACHINE

智能工厂与智能制造

发布时间:2019-11-11

  • 一年以前,马云说,“未来十到十五年,传统制造业的痛苦将远超今天的想象”,因为“不会使用智能技术的企业,将全部步入失败领域”。埃森哲的调研结果显示,过去三年,率先实施数字化、智能化的领军企业营业收入的复合增长率为14.3%,而其他企业是2.6%,前者是后者的5.5倍。随着水稻加工智能工厂的成功落地,这些变化,也正在粮食加工领域发生,或许,还将加速。

    经过三十多年的发展,我国稻米加工行业已经遭遇到瓶颈:每加工一吨原粮,其利润不过几十元,同质化竞争严重,效率普遍偏低,从长期与宏观发展来看,成本还会继续上涨,稍有变化,仅有的微利还将不保,原因显而易见:

    (1)创新能力严重不足

    加工企业,即使是小企业,虽然也希望自己的产品最能满足消费者需求自己的产品最畅销自己的产品价格更高自己的成品率更高..同时,不甚了解自己车间各种加工设备的原理一粒稻谷的结构每道工序的加工目标与稻米结构之间的关系碾米的本质与终极目标……所以,创新也就无从做起

    不仅如此,大多数中小加工企业甚至都没有严格的质量标准品质监管机构,所谓“标准”,为经销商所掌控,抓到手里看一看,凭个人经验与感官感觉完成对产品品质等级判定

    究竟什么才是真正的好米,如何才能加工出真正的好米,如何将真正的好米卖到真正有需求的消费者手中,数以千计的国内小型稻米加工企业,根本不具有这份改变现状或创新能力甚至连这个想法都不曾有

    (2)产品结构不合理

    虽然大多数加工企业并不是很清楚了解大米中被碾磨的营养成分究竟有哪些,也不是很清楚这些营养成分各自分布在稻米的哪一层,但是却都能确定:稻米的营养物质都被碾去了,剩下的“晶莹剔透”的这一部分不过是仅仅含有淀粉的胚乳。之所以还坚持这种“过碾加工出失去营养成分的大米的过度加工,是因为几乎是所有的加工企业都将之归结于“经销商的要求”或者“消费者的接受程度”。

    另一方面,却是大量有着合理需求的消费者买不到保留了有效营养成分的大米:抗焦虑的,防治肠癌的,防治脚气病的,美容养颜的……

    这是一个畸形的产品供给结构。

    (3)巨大的加工损耗

    背离了根本目标的加工理念,粗犷且凭个人经验与感官判别的加工方式,必然要产生巨大的加工损耗:该被风吸走的稻壳,不该被风吸走的谷粒该一次砻谷脱壳的稻谷,不该砻两次的谷粒甚至糙米该稳定均匀而不均匀的碾米工艺,不该为了掩盖不均匀而更大程度的过碾该选出的异色粒,不该带出的整精米该抛去的糠粉,不该抛出的碎米……其必然结果,就是产生巨大的、不必要加工损耗。

    三十年来,粮食加工行业只需要有产量就能赚钱,只需要机器转起来就能赚钱;时移世易,这种状态正在悄然逝去,而且将一去不回头。产品不能充分满足消费者需求,加工损耗巨大而成品率低,无创新且不知如何改进,期望能获取大量的利润与竞争优势......凡此种种,这本身就是一个悖论。

    因此,在稻米加工产业中,那些充分了解消费需求升级准确掌握并使用正在影响粮食加工关键技术的企业将迅速获得优势,而且,在智能制造环境下,这些获得优势的企业可以借助产业互联网加强对产业链的控制,使在产业链中的优势被无限放大。

    产品的大批量生产已经不能完全满足绝大多数客户尤其是高端客户)的个性化定制的需求消费升级已是必然生产方式升级已是势在必行,要使小批量定制达到大批量生产的成本与效率就必须构建高精密高质量个性化的智能工厂

    然而,水稻加工智能工厂却远不止于此。

    首先,通过构建在线工艺检测系统将每道工序的加工工艺效果“数字化”,每台砻谷机的脱壳率,碎糙米率,未熟粒率;每台碾米机的碾到某一层的达标率,过碾率,碾米不足率,碎米率,留皮率,留胚率,碾减率……每台抛光机、每台色选机等等直到成品、配米,每一道工序每一台设备的加工工艺效果直接以数据的形式呈现;其次,对每台生产加工设备进行数字化改造,改造后呈现的形式,以砻谷机为例淌板当前位置两辊半径两辊的线速度两辊的线速度之差砻谷辊压入料流量工作电流等等指标直接体现为数据,碾米机也是如此,去石机也是如此,抛光机也是如此……

    然后每台设备在智能工厂中呈现出来的就是最为直观的各项数据指标,以示意图表示如下:

    将加工工艺与设备数字化之后,整个加工流程与各环节的设备运行状态、加工工艺效果就变得“可见”而且确定,从本质上改变了依据“经验与感觉”的工艺效果判断方式进而,智能系统根据这些实时的数据尤其是加工工艺各类指标的检测数据进行分析判断,并作出控制决策,驱动伺服控制系统产生精准而“柔性”的控制动作,从根本上改变了基于“经验与感觉”的设备操作方式,因而使整个车间的设备操作变得“透明”而且“精准”,还有据可依,有据可查

    再进一步,将在线工艺检测系统和改造过的生产加工设备都通过工业互联网连接起来,以促进和保障设备之间、工序之间的协调与合作。

    所以,智能工厂能取得这样的效果就不足为奇:不仅能以大批量生产的效率来实现小批量的定制生产,可以大幅度降低加工损耗——同样的目标加工精度,提高标米得率2%-3%,提高整精米得率不少于6%-8%。

    事实上智能工厂更值得重视的是可以精准地将米加工到预定的目标层”。加工到某一层,即保留住了这一层所富含的营养成分,有目标地加工到不同的层次,就产生了大米成品的差异化,这种差异化,是通过智能化的精细加工获得

    由于水稻加工的智能控制必须依据在线工艺检测系统的检测数据,所以在线工艺检测就成为了智能工厂核心且最为关键的一环,而反过来,智能工厂的在线工艺检测系统为加工企业完成了最严谨、最可靠、最准确且看得见数据的质量把关

    智能制造,具有以智能工厂为载体,以关键加工环节为核心,以端到端的数据流为基础,以网络互联为支撑的特征。智能工厂向上连接,就连入了稻米产业互联网,在产业互联网平台上,终端消费者与用户可直接向加工企业下订单,加工企业的经营模式将发生改变:

    (1)需求和订单驱动

        用户由被动接受产品变为主动“定制”产品,加工企业由“预测用户需求”不确定生产变为“依据用户订单”可确定加工,从而大幅降低加工端的无效供给与产品滞销造成的浪费,提升加工企业供应端响应与资源的匹配效果。

    (2)多场景协同

        产业互联网对生产的影响不仅体现在制造过程中高度柔性化的生产方式,更体现在了产品的设计上,包括产品的加工方式和功能设计,在互联网时代设计将会更加强调用户的参与,尊重用户的个性化需求,因为产业互联网平台上有着大量的设计者、开发者,这些角色的参与正弥补了加工企业的创新能力不足,比如,在智能工厂模式下,如何将大米加工到用户订单中所要求的:去除糙米中含有农药与重金属残留的果皮种皮,去除易于变质的糊粉粒,而保留防治肠癌的非水溶性膳食纤维……

    智能工厂,在当下,能大幅度提高稻米加工企业盈利水平与解决加工品质不足的问题;而将来,其潜力更值得期待。

    智能时代,已经来临,产业互联网,让行业在你手中。

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