17 декабря 2021

Роботы захватывают мировое производство продуктов питания

Роботы захватывают мировое производство продуктов питания

Использование роботов в производстве продуктов питания растет. Хотя роботы более распространены в США, чем в ЕС, несколько стран Евросоюза могут похвастаться самым высоким уровнем роботизации. Более совершенные технологии, необходимость сохранять конкурентоспособность и безопасность работников являются движущими силами этого процесса, а Covid-19 ускоряет этот процесс.

Рост робототехники в производстве продуктов питания и напитков продолжается

Продолжающийся процесс автоматизации в производстве продуктов питания и напитков отражается в постоянном росте числа промышленных роботов. Промышленный робот определяется как «автоматически управляемый, перепрограммируемый, многоцелевой манипулятор, программируемый по трем или более осям, который может быть как фиксированным на месте, так и мобильным для использования в системах промышленной автоматизации».

Согласно последним данным Международной федерации робототехники (IFR), в 2020 году общее количество роботов в мировой пищевой промышленности увеличится на 8 600 единиц. В результате непрерывного роста количество роботов увеличилось почти вдвое с 2014 года. Большинство вновь установленных роботов среди производителей продуктов питания в 2020 году предназначено для ЕС (27%), Китая (26%) и США (22%). Хотя роботы становятся все более распространенными в производстве продуктов питания, их присутствие ограничено малым количеством предприятий: например, только один из десяти производителей продуктов питания в ЕС в настоящее время использует роботов.

Рис. 1. Оперативный парк роботов в производстве продуктов питания и напитков по данным IFR и ING Research.

1 парк роботов в пищевой промышленности.png

Причины продолжающейся автоматизации и роботизации в пищевом производстве

Пандемия стимулирует дискуссии об автоматизации и роботизации. Это особенно актуально для тех видов деятельности, которые в прошлом было трудно автоматизировать, например, мясопереработка. Но помимо коронавируса существует несколько структурных причин, по которым производители продуктов питания и напитков могли бы рассмотреть возможность инвестирования в роботов. Их можно разделить на три категории, причем доводы в пользу роботизации особенно весомы, когда она служит достижению нескольких целей.

1. Конкурентоспособность затрат: стоимость рабочей силы растет, а производители продуктов питания испытывают трудности с наличием рабочей силы в связи с подъемом экономики и старением рабочей силы. Следовательно, автоматизация может помочь повысить производительность, снизить себестоимость единицы продукции и сделать компании менее зависимыми от рабочей силы при выполнении конкретных задач.

2. Необходимость дальнейшего повышения качества продукции: клиенты, такие как розничные торговцы, устанавливают более строгие спецификации продукции, а автоматизированные производственные процессы могут повысить безопасность продуктов питания (меньше загрязнений) и улучшить консистенцию продукции.

3. Тип работы: многие виды работ на пищевом производстве выполняются в холодных условиях или связаны с повторяющимися задачами и поднятием тяжестей. В этих случаях роботы могут помочь улучшить самочувствие сотрудников и повысить безопасность на рабочем месте.

Рис. 2. Удельные затраты на рабочую силу (индекс 2010 года = 100). По данным Бюро статистики труда США и ING Research. ЕС на графике не показан из-за ограниченной доступности данных, но с 2011 по 2018 год стоимость рабочей силы в ЕС выросла на 11%.

2 Удельные затраты на рабочую силу.png

Плотность роботов в разных странах значительно различается

Общее использование роботов является показателем уровня автоматизации производства продуктов питания в той или иной стране. Для сравнения уровня роботизации принято рассматривать плотность роботов, которая может быть выражена количеством роботов на 10 000 сотрудников. Анализ ING Research показывает, что в 2020 году производители продуктов питания в США в среднем использовали 89 роботов на 10 000 сотрудников, в то время как в странах ЕС-27 их было 75. Однако внутри ЕС существуют значительные различия между странами: роботы гораздо более распространены в таких странах, как Нидерланды, Дания, Швеция и Италия.

Рис. 3 и 4. Количество роботов в производстве продуктов питания и напитков на 10 000 сотрудников в 2020 году.

3 Количество роботов в производстве продуктов питания и напитков на 10 000 сотрудников в 2020 году.png
4 Количество роботов в производстве продуктов питания.png

Различия между странами обусловлены стоимостью рабочей силы и специализацией

Чтобы объяснить различия между странами, следует выделить две переменные.

Во-первых, важна относительная стоимость рабочей силы. Данные ЕС показывают, что страны с более высокой стоимостью рабочей силы, как правило, имеют и более высокую плотность роботов (см. график). Мы могли бы ожидать некоторых различий между штатами в США из-за разницы в стоимости рабочей силы, но из-за отсутствия данных о роботах на уровне штатов провести более детальный анализ не представляется возможным.

Во-вторых, определенную роль играет уровень специализации. Экспортеры продуктов питания должны быть в состоянии предложить лучшую цену за свою продукцию, чем иностранные конкуренты (если только у них не премиальный продукт, как шампанское). Поэтому среди ориентированных на экспорт производителей молочных продуктов в Нидерландах или свинины в Дании потребность в роботизации, скорее всего, будет сильнее, чем у аналогичных компаний, которые в основном обслуживают крупные внутренние рынки, такие как США и Германия.

Рис. 5. Уровень затрат на рабочую силу (на эквивалент полной занятости) и плотность роботов (на 10 000 работников) по сравнению со средними общими затратами на рабочую силу и плотностью роботов в производстве продуктов питания и напитков в ЕС.

5 Уровень затрат на рабочую силу (на эквивалент полной занятости) и плотность роботов (на 10 000 работников.png

Перспективы 2025: драйверы роботизации продолжают действовать...

По данным IFR, ожидается, что в ближайшие три года число новых установок роботов во всех отраслях промышленности будет расти на 6% в год. Совершенствование технологий создает дополнительные возможности для компаний по внедрению промышленных роботов, а цены на роботизированные устройства снижаются. Эти тенденции, а также проблемы, связанные с ростом стоимости рабочей силы и качества продукции, дают веские основания для будущего роста применения роботов в производстве продуктов питания. В США более чем каждый третий руководитель крупных американских производителей продуктов питания указывает, что они инвестируют в робототехнику и искусственный интеллект. Такие крупные производители, как JBS и Tyson, инвестировали в робототехнические компании, а такие компании, как Bell & Evans, Swift Prepared Foods и Koch Foods, недавно объявили об инвестициях в новые высокоавтоматизированные производственные предприятия.

... и приводят к постепенному росту плотности роботов в США и ЕС

Исторический рост численности роботов и занятости в пищевой промышленности в США и ЕС был довольно устойчивым. Это также отражает характер отрасли как бизнеса, где волатильность спроса относительно низкая, а соотношение активов и работников высокое. По мнению авторов, исторические тенденции в отношении роботов и занятости являются хорошей отправной точкой для прогнозирования будущей плотности роботов. Ожидается, что будущий рост в США и ЕС будет происходить постепенно, поскольку производство продуктов питания уже в значительной степени индустриализировано. Согласно прогнозу ING Research, плотность роботов к 2025 году вырастет до 135 на 10 000 работников в США и до 110 в ЕС. Что касается оперативного парка, ожидается, что к 2025 году количество промышленных роботов в пищевом производстве в США составит от 23 500 до 32 000, а в ЕС — от 45 000 до 55 000.

Рис. 6. Количество роботов в производстве продуктов питания и напитков на 10 000 сотрудников

6 Количество роботов в производстве продуктов питания и напитков.png

Большие силы роботов будут обеспечивать более широкий спектр задач

Вполне вероятно, что не только количество, но и разнообразие роботов на предприятиях пищевой промышленности станет больше. Во многих случаях роботы впервые появились в начале и в конце производственной линии, выполняя довольно простые задачи, такие как (де)палетирование упаковочного материала или готовой продукции. Производители продуктов питания продолжают инвестировать в эти типы роботов, но развитие программного обеспечения, искусственного интеллекта, сенсорных технологий и технологий технического зрения позволяет роботам выполнять более сложные задачи. Эти задачи могут варьироваться от выполнения определенной разделки в мясной промышленности до комплектации и упаковки кондитерских изделий, а также размещения различных начинок на свежей пицце или салатах.

Стоимость внедрения остается проблемой...

Автоматизация сложнее, а значит, и дороже, когда продукция менее похожа друг на друга. Поэтому внедрение робототехники на предприятиях по переработке птицы, свинины или говядины, где форма и размер каждого животного отличаются, а каждый разрез должен быть очень точным, скорее всего, будет сложнее, чем на заводе по розливу безалкогольных напитков. Еще одним фактором, который может увеличить стоимость, является ассортимент продукции, которую производит компания. Компании, выпускающие большой и разнообразный ассортимент продукции на одной производственной линии, столкнутся с большими трудностями при внедрении роботов. Это часто случается с производителями свежих продуктов и продуктов повседневного спроса, таких как свежие блюда. Хотя роботы могут быть запрограммированы на выполнение различных задач, для этого требуется специальное программное обеспечение и большее количество настроек, а эти элементы составляют большую часть общей стоимости установки робота.

... поэтому производители продуктов питания будут выбирать проекты по своему усмотрению

Производители продуктов питания видят все больше возможностей для использования роботов на своих производственных линиях. Но по сравнению с наймом дополнительного персонала, проекты по созданию роботов требуют больших первоначальных инвестиций, чтобы со временем повысить рентабельность. Поэтому производители продуктов питания выбирают те инвестиции, которые либо быстро окупаются, либо помогают решить самые узкие места в производственных процессах. Последнее часто требует более длительного времени подготовки и более интенсивного сотрудничества с поставщиками оборудования. Из-за больших требований к капиталу, более высокий уровень автоматизации требует, чтобы производственные предприятия работали на постоянно высокой мощности, чтобы получить хорошую прибыль на постоянные затраты.

Роботы получают все большее распространение и в других звеньях цепи поставок продуктов питания

Рост робототехники в пищевой промышленности не ограничивается промышленными роботами в производстве продуктов питания. Согласно данным IFR, в 2020 году было продано более 7 000 сельскохозяйственных роботов, что на 3% больше, чем в 2019 году. В сельском хозяйстве роботы-дояры являются самой большой категорией, но только часть всех коров в мире доится таким образом. Кроме того, заметна большая активность вокруг роботов, которые могут собирать урожай фруктов и овощей. Для таких роботов необходимо иметь возможность свободно передвигаться в условиях открытого пространства или теплицы, а также отбирать и собирать только те продукты, которые готовы к сбору. Но прорыв в этой области облегчит трудности с привлечением сезонной рабочей силы. Ниже по цепочке поставок продуктов питания роботы все чаще используются в распределительных центрах, например, автоматизированные управляемые транспортные средства, укладывающие коробки или поддоны, и роботы, собирающие продукты для доставки на дом. Роботы также появляются в ресторанах (быстрого питания) для выполнения таких задач, как прием заказов или приготовление простых блюд.

Авторы статьи: Thijs Geijer и Coco Zhang

Источник: ING Bank NV

Популярные статьи