食品機(jī)械中智能控制技術(shù)的應(yīng)用探究

食品行業(yè)在我國(guó)具有廣大的消費(fèi)市場(chǎng)，同時(shí)我國(guó)食品企業(yè)的品牌更新迭代速度非常快。消費(fèi)者對(duì)食品的高品質(zhì)需求使其很容易感受到食品口味、口感等方面的變化，如“老干媽”品牌的辣椒醬，在更換原材料后，消費(fèi)者迅速對(duì)產(chǎn)品的變化作出反應(yīng)，并對(duì)“老干媽”產(chǎn)品的銷售造成直接影響。長(zhǎng)期、可持續(xù)的高品質(zhì)生產(chǎn)有助于提升食品企業(yè)的生命力，如“可口可樂”對(duì)飲料產(chǎn)品口味、品質(zhì)的把控，在做好已有產(chǎn)品品質(zhì)管理的情況下，通過開發(fā)新的產(chǎn)品來(lái)提升企業(yè)的市場(chǎng)影響力。因此在實(shí)現(xiàn)食品企業(yè)發(fā)展的過程中，食品機(jī)械的工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是確保其發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

1 食品機(jī)械中智能控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 取得的成就

智能控制技術(shù)是在自動(dòng)化控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)模糊的信息、條件進(jìn)行處理，并選擇與人類接近的思考方式做出更加合理的決策。食品機(jī)械的運(yùn)行過程中，需要控制的參數(shù)較為復(fù)雜，如對(duì)環(huán)境溫度、濕度、微生物等方面的監(jiān)控。傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制手段較為死板，必須在滿足一定條件時(shí)，才能作出相關(guān)的判斷與控制動(dòng)作，對(duì)控制效果帶來(lái)影響的同時(shí)，存在控制的滯后性[1]。而食品機(jī)械中智能技術(shù)的應(yīng)用，可以通過傳感器對(duì)食品加工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，動(dòng)態(tài)處理全部生產(chǎn)數(shù)據(jù)。并在了解食品機(jī)械加工生產(chǎn)情況的同時(shí)，對(duì)其中的異常點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控、分析，自主判斷該異常是否會(huì)給食品加工帶來(lái)不良的影響。相較于傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制方式，智能控制技術(shù)應(yīng)用可以處理在食品機(jī)械長(zhǎng)期運(yùn)行中積累的大量數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)、樣本中進(jìn)行自我學(xué)習(xí)、自我優(yōu)化，從而使食品機(jī)械長(zhǎng)期運(yùn)行在最佳的工作狀態(tài)。對(duì)于保障食品機(jī)械的產(chǎn)量、延長(zhǎng)使用壽命、避免故障的發(fā)生具有重要的意義。特別是在現(xiàn)代傳感器、通信技術(shù)的發(fā)展過程中，關(guān)于食品機(jī)械加工、生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)采集、處理、決策和激活，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，并通過遠(yuǎn)程管理的方式，進(jìn)一步避免食品機(jī)械工作環(huán)境中人員流動(dòng)所帶來(lái)的不良影響，對(duì)于推動(dòng)食品行業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。

1.2 發(fā)展面臨的問題

我國(guó)近年來(lái)對(duì)信息技術(shù)、智能技術(shù)的重視使食品機(jī)械領(lǐng)域的智能控制技術(shù)得到了一定范圍的應(yīng)用。在技術(shù)上已經(jīng)取得了較大的突破，但在實(shí)際應(yīng)用的過程中，依然與發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定的差距。我國(guó)食品加工行業(yè)智能控制技術(shù)的應(yīng)用存在較為單一的現(xiàn)象，雖然可以對(duì)機(jī)械的運(yùn)行效率、質(zhì)量提供可靠的幫助，但并沒有完全發(fā)揮智能控制技術(shù)的全部功能。由于我國(guó)食品機(jī)械企業(yè)對(duì)智能控制技術(shù)的了解并不深入，在制造食品機(jī)械的過程中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用效果與食品機(jī)械企業(yè)的規(guī)模、資金能力有較多的聯(lián)系[2]。例如，根據(jù)智研咨詢統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，我國(guó)食品加工企業(yè)大多數(shù)為中小型企業(yè)，而應(yīng)用智能控制技術(shù)企業(yè)多為大型企業(yè)。中小型企業(yè)很難承擔(dān)起設(shè)備的研發(fā)成本和資金投入，同時(shí)也缺乏對(duì)應(yīng)的技術(shù)人才培養(yǎng)。從而導(dǎo)致我國(guó)食品機(jī)械中智能控制技術(shù)的應(yīng)用依然有限，但同時(shí)也意味著我國(guó)食品機(jī)械中智能控制技術(shù)的應(yīng)用具有較為廣闊的前景。

2 食品機(jī)械中智能控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1 食品質(zhì)量檢測(cè)

食品安全、品質(zhì)是消費(fèi)者最關(guān)注的行業(yè)問題，食品質(zhì)量安全問題會(huì)對(duì)食品企業(yè)品牌帶來(lái)直接影響，甚至決定一個(gè)品牌的生死。隨著我國(guó)居民生活水平的普遍提升，人們的品質(zhì)消費(fèi)意識(shí)得到有效發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)食品安全有了更高的要求。智能控制技術(shù)的應(yīng)用，可以采用更加先進(jìn)、可靠的傳感器，對(duì)食品機(jī)械的加工進(jìn)行全過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。不放過任何一個(gè)細(xì)微的環(huán)節(jié)，也不會(huì)出現(xiàn)漏檢、誤解的現(xiàn)象。如在識(shí)別食品狀態(tài)、品質(zhì)的過程中，傳感器技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于保證食品質(zhì)量檢測(cè)水平具有重要的意義。通過重量、溫度、超聲波以及視頻等傳感器，全面采集食品機(jī)械運(yùn)行過程中的信息。針對(duì)相關(guān)的信息進(jìn)行對(duì)比、分析，保證符合食品質(zhì)量要求的產(chǎn)品進(jìn)入下一個(gè)生產(chǎn)、加工環(huán)節(jié)，同時(shí)通過有效的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、控制，將存在質(zhì)量品質(zhì)問題的食品進(jìn)行廢棄或者二次處理，從而確保食品質(zhì)量檢測(cè)發(fā)揮作用[3]。相對(duì)于傳統(tǒng)人工檢查的方式，智能控制技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提升了食品品質(zhì)檢測(cè)的效率、準(zhǔn)確性，并結(jié)合食品品質(zhì)、口感等方面的要求，進(jìn)一步提升智能控制技術(shù)在食品質(zhì)量檢測(cè)方面的應(yīng)用效果。例如在薯片加工過程中，為保持良好的口感，需要控制每一個(gè)薯片的油炸溫度、時(shí)間，在利用智能控制技術(shù)的情況下，可以精準(zhǔn)對(duì)每一個(gè)薯片的加工過程進(jìn)行控制，并及時(shí)將加工效果不佳、加工時(shí)間過長(zhǎng)的不良品進(jìn)行處理。

2.2 食品分揀

食品的分揀、包裝一直是食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的難點(diǎn)。人工分揀的速度較慢，特別是對(duì)于體積較小、需要混合色彩、品種的食品分揀過程中，分揀信息較多、較復(fù)雜，人為失誤情況十分常見。在提升食品機(jī)械加工效率的過程中，智能控制技術(shù)通過視頻識(shí)別技術(shù)，對(duì)食品的外包裝、食品的顏色特征進(jìn)行智能化識(shí)別，并使用機(jī)械臂快速分揀相關(guān)的食品，從而提升分揀的效率。同時(shí)使用機(jī)械臂的情況下，可以進(jìn)一步減少在食品分揀過程中的人工參與，降低人工勞動(dòng)成本的同時(shí)，還可以進(jìn)一步確保食品分揀過程中的環(huán)境穩(wěn)定安全性，為滿足食品工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)控制、生產(chǎn)效率的需求作出貢獻(xiàn)。同時(shí)，智能控制技術(shù)的應(yīng)用還可以對(duì)不同品質(zhì)的食品進(jìn)行有效分級(jí)和篩選，根據(jù)大小、重量等參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同品質(zhì)的食品進(jìn)行有效分揀，區(qū)分不同的食品品質(zhì)，并進(jìn)一步提升食品的分揀效果。幫助食品企業(yè)通過產(chǎn)品品質(zhì)的控制達(dá)到差異化的產(chǎn)品生產(chǎn)，使其可以應(yīng)對(duì)不同級(jí)別的消費(fèi)市場(chǎng)。

2.3 食品機(jī)械故障診斷

食品機(jī)械在運(yùn)行的過程中，工作的環(huán)境較為復(fù)雜，很容易受到人員、電氣等因素的影響發(fā)生食品機(jī)械故障。而往往食品機(jī)械故障的檢查、診斷具有一定的難度，需要相關(guān)人員具有相應(yīng)的專業(yè)技能。在應(yīng)用智能控制技術(shù)的過程中，該技術(shù)會(huì)隨時(shí)隨地收集食品機(jī)械的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)部件出現(xiàn)故障也可以及時(shí)報(bào)警[4]。在利用專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)展開食品機(jī)械故障檢查的過程中，可以進(jìn)一步提升故障診斷的準(zhǔn)確率與可靠性。而在長(zhǎng)期使用智能控制技術(shù)對(duì)食品機(jī)械故障進(jìn)行診斷的情況下，智能控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)建立該食品機(jī)械設(shè)備的故證檢測(cè)模型，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)對(duì)食品機(jī)械的故障進(jìn)行自動(dòng)判斷和分析，精準(zhǔn)定位故障位置的同時(shí)，向操作、管理人員發(fā)出警報(bào)和提示，提供故障解決措施。從而保證在故障發(fā)生后能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障、解決故障，使食品機(jī)械運(yùn)行的持續(xù)性和生產(chǎn)加工的品質(zhì)得到有效的保障。

3 食品機(jī)械中智能控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 一體化

在全面利用智能控制技術(shù)對(duì)食品機(jī)械進(jìn)行功能完善的過程中，一體化的趨勢(shì)是十分明顯的。智能控制技術(shù)需要大量的數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后建立食品機(jī)械的管理控制模型，進(jìn)一步提升智能控制技術(shù)的運(yùn)行效率和運(yùn)行水平。而在一體化的過程中，可以使食品機(jī)械充分發(fā)揮智能控制技術(shù)信息收集、處理方面優(yōu)勢(shì)，并轉(zhuǎn)化為企業(yè)的產(chǎn)能、競(jìng)爭(zhēng)力。一個(gè)封閉、完善的一體化食品加工流程，可以實(shí)現(xiàn)食品工業(yè)化加工過程的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化[5]。并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用智能控制技術(shù)，使其可以有效應(yīng)對(duì)不同食品加工需求，滿足食品企業(yè)對(duì)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)品質(zhì)把控等多方面的需求。

3.2 智能水平的提升

智能控制技術(shù)的發(fā)展，是為了在不久的將來(lái)取代人工操作，并解決在人工操作過程中存在的產(chǎn)能不足、精準(zhǔn)度欠佳等問題。而在食品機(jī)械中智能化水平依然不足的情況下，進(jìn)一步提升其智能水平，是當(dāng)前食品機(jī)械研究的重點(diǎn)。現(xiàn)階段在食品機(jī)械運(yùn)行前，依然需要做好前置工作。如設(shè)備放置的位置、智能化控制的參數(shù)調(diào)整等，都需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需求進(jìn)行預(yù)先調(diào)整。而在未來(lái)智能水平得到有效提升的情況下，可以進(jìn)一步解放人工，并降低人為因素對(duì)食品機(jī)械運(yùn)行的不良影響，從而進(jìn)一步提升食品機(jī)械的自動(dòng)化水平。發(fā)揮智能控制技術(shù)在數(shù)據(jù)、信息處理方面優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，對(duì)于擴(kuò)大食品企業(yè)的利潤(rùn)空間具有重要的意義。

3.3 數(shù)字化遠(yuǎn)程控制

在食品機(jī)械發(fā)展的過程中，數(shù)字化、智能化同樣是食品機(jī)械發(fā)展的主要方向，智能控制技術(shù)的發(fā)展，可以使食品機(jī)械進(jìn)一步適應(yīng)數(shù)字化的發(fā)展空間。在利用智能化設(shè)備的情況下，食品機(jī)械的數(shù)字控制以及遠(yuǎn)程控制，可以進(jìn)一步提升食品機(jī)械的應(yīng)用范圍，使其功能越來(lái)越完善，并通過無(wú)延時(shí)的遠(yuǎn)程控制，使食品加工行業(yè)的產(chǎn)能、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)水平得到有效提升。例如在使用變頻器對(duì)食品機(jī)械進(jìn)行智能化控制的過程中，數(shù)字化遠(yuǎn)程智能控制，可以顯著降低食品機(jī)械的能耗，并根據(jù)食品加工的實(shí)際需求，調(diào)整加工速度，從而實(shí)現(xiàn)相關(guān)資源的合理分配。

4 結(jié)語(yǔ)

在食品工業(yè)技術(shù)革新的過程中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提升食品機(jī)械的可靠性、生產(chǎn)能力作出了重要的貢獻(xiàn)。我國(guó)食品機(jī)械的發(fā)展中，智能控制技術(shù)已經(jīng)對(duì)食品機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用范圍、應(yīng)用效果帶來(lái)了積極的影響。在進(jìn)一步提升食品機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，為確保食品機(jī)械工業(yè)化生產(chǎn)的可靠性、安全性提供了保障。為進(jìn)一步確保食品機(jī)械技術(shù)水平、加工能力得到發(fā)展，還應(yīng)當(dāng)著眼于未來(lái)，針對(duì)智能控制技術(shù)的智能水平、應(yīng)用范圍進(jìn)行有效研究，為我國(guó)食品行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供強(qiáng)有力的技術(shù)基礎(chǔ)。