浅谈食品机械对智能控制技术的应用

李楠

浅谈食品机械对智能控制技术的应用

李楠

（邢台职业技术学院，河北 邢台 054000）

近年来，随着中国计算机、互联网、大数据等创新科技发展，社会信息化水平不断提升，并逐步开启了人工智能时代。国务院印发的《中国制造2025》正式拉开了中国“工业4.0”发展站序幕。在此宏观背景下，机械制造领域的转型升级势在必行。食品机械对智能控制技术的应用，是打造机械制造新生态的关键一环，相关方面的课题研究备受人们的关注和热议。基于食品机械对智能控制技术的应用价值解析，着重对其发展展开了讨论和研究。

食品机械；智能控制技术；应用价值；运动控制

中国工业4.0时代，智能制造是关键。随着中国社会经济发展，人们的生活品质得到了极大改善，对食品的需求呈爆发式增长，并表现出了多样化趋势。受此影响，食品机械行业迎来了前所未有的发展机遇，并且保持高速增长态势，但是对智能控制技术应用的探索仍处于初级阶段，很多领域的研发亟待创新，是实现其更大经济价值释放的关键。时至今日，食品工业智能化潮流下，食品机械对智能控制技术的应用势在必行。

1 智能控制技术概述

从感觉到记忆再到思维产生智慧，其结果又引导着行为，其表达的过程被称作“能力”，两者的并合即为“智能”。随着人类科技文明发展，基于计算机、互联网等现代技术支持的智能控制，标志着一个新时代的到来，为人们的生产生活带来了诸多便捷性服务体验，提高了相关活动效率及质量。根据百度百科的相关释义，所谓智能控制指在无人干预的情况下能自主驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术，体现了现代控制理论在深度和广度上的拓展。相较于经典控制，智能控制的对象具有不确定性、时变性和非线性的特点，所面向的任务要求更加复杂，若通过传统控制系统可能会变得更加复杂，从而增加了设备投资。但是面对日益复杂的控制问题，传统控制对于线性问题的解决优势明显，是智能控制发展的基础，因而统一规制在智能控制的框架下。综合来讲，智能控制技术是以控制理论、计算机科学、人工职能、运筹学等学科为基础拓展而来的，目前应用最为广泛的技术类型有自适应控制、自组织控制、自学习控制等。正是基于智能控制技术的种种优势，在现代各行各业中的应用愈加广泛，并创造了巨大价值。

2 食品机械对智能控制技术的应用价值

民以食为天，随着中国宏观社会经济发展，人们的生活品质得到了极大改善，对各类食品的需求不断增长。同时，面对激烈的市场经济竞争环境，中国食品机械行业正在经历着重要的转变，部分企业开始按客户要求组织柔性生产，为了满足更高的质量、成本、效率以及安全控制需求，对智能控制技术的应用越来越广泛。自改革开放以来，中国经济增长始终保持着高姿态，与人口红利息息相关。但是客观维度上讲，随着中国社会老龄化现象加剧，以低廉劳动力带来的人口红利日渐消散，尤其对食品工业这种劳动密集型行业造成了巨大的冲击，用工荒、招工难等系列问题逐渐暴露出来。智能控制技术在食品机械领域的应用，很大程度上解决了人力资源消耗，有效解决了上述现实问题。中国工业4.0时代，食品机械的智能化势在必行。另外，经济全球化格局下，国内企业面临着越来越严峻的竞争挑战，传统靠价格和数量取胜的优势不在，食品机械对智能控制技术的应用，实现了更为精准的操作，对提升产品质量显著。智能控制技术应用，正在引领着整个食品行业的转型升级，是实现其可持续发展的关键支撑。

3 食品机械对智能控制技术的应用现状

3.1 成就

在现代机械制造领域，智能控制技术的应用，为那些依赖不够完备或精准数据解决无法预测的情况提供了有效方案。例如，可基于模糊数学、神经网络等典型智能控制方法，对整个生产过程进行动态环境建模，继而通过传感器实现信息的预处理；也可利用专家系统中的逆向推理，及时发现机械系统运行问题，继而修改控制机构或参数，从而构建最佳的控制模式。另外，在食品机械运行实际中，受主客观因素的影响，加之长时间操作，难免会出现故障问题。基于智能传感器生成的预测性维护系统，可将机械的实时运行状态反馈给相关人员，并借助专家系统，实现快速、精准排查，有效缩短停机时间，对提升企业生产能力作用显著。同时，工业4.0兼容的传感器，除了常规系统控制传输功能外，还配备了一个接口连接到云服务，实现了远程操作。时至今日，中国食品机械对智能控制技术的应用探索日臻成熟，尤其是机械人技术在包装行业中的应用发展取得了巨大成就，包括码垛、装箱、拾取等。上海发那科机器人有限公司开发的FANUCM-710iC/50H高速机器人Packing系统，最快抓取节拍可达50次/分钟，大大缩短了食品装箱生产所消耗的时间。

3.2 不足

虽然中国食品工业智能化建设取得一定成就，但仍需客观审视，承认与欧美发达国家在某些领域存在的差距，善于查找其中影响制约因素，继而针对性地予以改进，从而最大限度地释放食品机械对智能控制技术的应用价值，最终更好地应对经济全球化竞争挑战。具体而言，中国当前阶段的食品机械生产企业智能化水平仍处于研发阶段，仅有不足1/3的企业真正迈入了智能制造的应用阶段。由于发展规模不一，食品机械行业企业对智能化建设的投入力度存在差异，对各类研发资源的聚合能力不尽相同，创新创造表现力不足，进而影响了食品机械对智能控制技术的应用水平。尤其是很多中小企业在实现智能制造的过程中存在困难，其相关投入大大提高了企业生产成本，融资难成为解决问题的关键。生产型企业的成本增加，导致食品机械对智能控制技术的应用成本增加，进而影响了用户消费决策，在没有足够的市场需求支持下，该项工作势必无法推进，最终形成恶性循环。

4 食品机械对智能控制技术的应用未来

4.1 精准定位目标

食品机械对智能控制技术的应用，包括机器人技术、运动控制技术、传统控制技术以及传感器等。例如食品包装、摆放工作实践中，应当选择不同类型的机器人进行控制。未来，随着食品生产工艺的持续优化，对各项加工参数提出了越来越多的要求，已建立的标准已然无法满足需求，对智能控制技术的应用提出了新的要求。目前来讲，中国常见的食品机械是集光、电、机、气等于一体的机械化电子设备，在日后的智能化设计中，应注重与计算机技术相结合，从而实现机电一体化控制。同时，运动控制作为食品机械的核心所在，是保障食品机械高质量、连续作业的关键，需对食品机械的运转速度、精度等系列指标进行精准定位，对智能控制技术的应用尤为重要。另外，食品机械对智能控制技术的应用，还可充分运用数控机床的运行原理，实现食品机械各运行环节的数字控制，进而提升其自适应程度，使之生产效能得到最大化发挥。由此，食品机械对智能控制技术的应用，应朝着运动控制自动化、数控化的方向深入发展。未来，随着智能控制技术的发展，其功能负载势必会越来越强大，在食品机械领域中的应用将会体现在更多方面。

4.2 加大各方支持

食品机械对智能控制技术的应用，是推动食品工业智能化的关键，对提升整个行业的市场竞争实力意义非凡，其实现有赖于多方面的支持，包括资金支持、技术支持、人才支持等。在中国食品机械制造行业保持高速增长态势的今天，应逐步加大对智能控制技术的应用投入，从而迎合经济市场需求，使之创造更大的经济价值。一方面，以《中国制造2025》为行动导向，政府高度关注食品机械工业的智能化，充分发挥自有职能，深入了解其在现实中面临的困难和问题，适度提高政策方面的引导与支持，以经济市场为主抓手，营造良好的投融资环境，解决食品机械对智能控制技术应用资金方面的困境；另一方面，充分发挥高等院校、科研单位等智囊组织作用，引导和加强对智能控制技术的应用研究，以产学研一体化建设为切入点，牵引其向食品机械制造业渗入，重点做好知识产权保护工作，鼓励创新创造，一定程度上改善智能控制技术应用成本较高的现象，助力该项工程持续发展。同时，对于食品机械制造企业而言，亦需紧跟时代潮流，高度重视智能化水平提升，深入对智能控制技术的应用研发，提升自身产品竞争力，为实现可持续发展战略目标筑基。

5 结语

综上所述，食品机械对智能控制技术的应用，有着多重方面的价值意义，其实践至关重要，是积极响应国务院《中国工业4.0》战略部署的重要表现。其作为一项相对复杂的系统化工程，现已取得了显著成就，但客观维度上仍旧存在不少阻碍，应当加强对该方面的引导与支持，从而使之价值得以最大释放。希望学术界持续关注此类课题研究，结合实际情况，从不同测度视角入手，分析食品机械对智能控制技术的应用薄弱点，针对性地提出更多有效建议。

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TS203

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.09.066

2095－6835（2020）09－0153－02

李楠（1985—），女，河北邢台人，硕士，讲师，研究方向为智能控制。

〔编辑：严丽琴〕