工業(yè)4.0又稱第四次工業(yè)革命，對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)食品制造業(yè)帶來(lái)顛覆性的改變，也會(huì)給新興食品工業(yè)帶來(lái)更多的機(jī)遇和發(fā)展空間。智能工廠、智能生產(chǎn)將成為未來(lái)食品工業(yè)發(fā)展主流。我國(guó)將大力支持智能化食品工業(yè)的發(fā)展，未來(lái)，食品機(jī)械用武之地將更加廣泛。 
    一、食品工業(yè)4.0模型的四大主題 
    中國(guó)特色食品工業(yè)4.0不應(yīng)該只有智能工廠和智能生產(chǎn)，還應(yīng)該打通從終端消費(fèi)者到種子時(shí)的全程可聽可視系統(tǒng)----智能信息系統(tǒng)。并且智能信息系統(tǒng)灌穿整個(gè)循環(huán)鏈中，形成獨(dú)立的系統(tǒng)。所以在食品工業(yè)4.0中，應(yīng)該分成智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流、智能信息等四大系統(tǒng)來(lái)探討或者來(lái)實(shí)現(xiàn)。 
    智能工廠 ，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。 
    智能生產(chǎn) ，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和物流過(guò)程中的應(yīng)用等。 
    智能物流 ，主要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。 
    智能信息系統(tǒng) ，主要是智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流各系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)之間的信息交換，智能物流系統(tǒng)里面包含了作為終端消費(fèi)者的產(chǎn)品需求和服務(wù)需求。 
    這四個(gè)部分又都分別由各個(gè)跨越行業(yè)的企業(yè)和部門組成。所有智能生產(chǎn)、智能工廠、智能物流都需要智能信息系統(tǒng)的支持才可能實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行。這是一個(gè)立體空間式跨行業(yè)邊界的可聽可視的協(xié)作系統(tǒng)。更透明、更直接的信息獲取系統(tǒng)和獲取更為高效便捷的產(chǎn)品與服務(wù)。 
    二、智能食品工廠模型 
    一個(gè)智能食品工廠可能與七個(gè)體系多個(gè)行業(yè)有關(guān)。由不同的單位為智能食品工廠提供不同的產(chǎn)品和服務(wù)，在先進(jìn)通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)虛擬空間環(huán)境下充分協(xié)作，跨越時(shí)間和空間的即時(shí)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)需求方的訂單。 
    智能運(yùn)輸工具廠接到食品工廠、食品研究院、食品技校、陸海空物流企業(yè)、智能農(nóng)場(chǎng)、食品原料供應(yīng)商、食品機(jī)械廠對(duì)運(yùn)輸工具的采購(gòu)需求后，通過(guò)系統(tǒng)審核，通過(guò)后由系統(tǒng)回復(fù)需求方接受訂單并進(jìn)入訂單生產(chǎn)階段，未通過(guò)則由系統(tǒng)回復(fù)需求方需作訂單修改或者協(xié)商訂單。需求方接到回復(fù)提示后系統(tǒng)自動(dòng)作出下一步的安排。 
    食品研究院生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)。在一個(gè)智能化工廠里，產(chǎn)品零部件、工具、運(yùn)輸箱、機(jī)器等每一個(gè)環(huán)節(jié)都配備有傳感器和通信設(shè)備，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和業(yè)務(wù)溝通。這種全面的信息自動(dòng)化代表了當(dāng)前最先進(jìn)的制造業(yè)水平。為進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)，企業(yè)需按以下順序不斷改進(jìn)工業(yè)流程：產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實(shí)施以及生產(chǎn)服務(wù)。其中，服務(wù)環(huán)節(jié)還包括：產(chǎn)品維修及維護(hù)，以及節(jié)能環(huán)保服務(wù)等。食品生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)首先要考慮食品品種的不同特性，在每一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的物理的和化學(xué)的變化。食品在各生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)的次品的返工返修，廢品的報(bào)廢流程、食品經(jīng)銷商及終端消費(fèi)者反饋回來(lái)的產(chǎn)品缺陷信息處理等。食品下腳料、報(bào)廢品、附屬?gòu)U品的處理是否實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的規(guī)范要求等等。所有上述流程都需要智能設(shè)備的監(jiān)控和實(shí)施。 
    食品職業(yè)技校培訓(xùn)體系應(yīng)該在食品生產(chǎn)流程的基礎(chǔ)上，充分考慮食品流程需要配備什么樣的技術(shù)人才，技術(shù)人才需要哪方面的知識(shí)等來(lái)設(shè)計(jì)課程，以滿足智能生產(chǎn)的需要，更要考慮到智能設(shè)備設(shè)施的更新?lián)Q代所需要的技術(shù)知識(shí)和技能，針對(duì)性的分別設(shè)計(jì)理論和實(shí)踐課程。 
    陸海空物流供應(yīng)體系的建立，需要滿足各環(huán)節(jié)智能設(shè)備的需要以及供應(yīng)物資及產(chǎn)品的及時(shí)性、準(zhǔn)確性送達(dá)，不同客戶需求，選擇不同的運(yùn)輸工具、運(yùn)輸方式、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等。物資移動(dòng)的智能化自動(dòng)化程度的實(shí)現(xiàn)過(guò)程設(shè)計(jì)。 
    智能農(nóng)場(chǎng)供應(yīng)鏈和食品材料供應(yīng)鏈：此供應(yīng)鏈的支持軟件應(yīng)該具備分析食品的生產(chǎn)周期，食品原材料、包裝材料、農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，材料運(yùn)輸周期、材料供應(yīng)周期、預(yù)估訂單量和最大產(chǎn)能，運(yùn)動(dòng)或者變化中的安全庫(kù)存量自動(dòng)計(jì)算與報(bào)警系統(tǒng)鏈接等，此供應(yīng)鏈的智能化可能可以實(shí)現(xiàn)各種材料在使用時(shí)準(zhǔn)確的時(shí)間點(diǎn)送到工廠現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)食品產(chǎn)成品剛生產(chǎn)出來(lái)后，物流系統(tǒng)的運(yùn)輸工具剛好到了裝卸現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)地將產(chǎn)成品運(yùn)輸?shù)叫枨蠓街付ǖ牡攸c(diǎn)。并且努力實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)場(chǎng)A到現(xiàn)場(chǎng)B再到現(xiàn)場(chǎng)C再到現(xiàn)場(chǎng)D，均是滿負(fù)荷的運(yùn)輸，不會(huì)空車運(yùn)輸浪費(fèi)資源。 
    智能食品機(jī)械廠除了向食品廠提供食品機(jī)械外，還有遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控賣出去的設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備的參數(shù)偏離正常范圍值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)嘗試修正參數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)不能自動(dòng)修正時(shí)，會(huì)自動(dòng)報(bào)警，請(qǐng)求工作人員協(xié)助遠(yuǎn)程修正技術(shù)參數(shù)。如果不能遠(yuǎn)程修正，可能會(huì)向離生產(chǎn)設(shè)備最近的技術(shù)人員發(fā)出指令，要求服務(wù)人員到現(xiàn)場(chǎng)修正，最大限度地保證設(shè)備滿負(fù)荷全天候運(yùn)行，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，也可以把各項(xiàng)成本和損失降到最低。 
    以上各農(nóng)場(chǎng)，食品加工廠、食品職業(yè)學(xué)校、食品研究院，陸海空物流企業(yè)、運(yùn)輸工具制造企業(yè)，食品貿(mào)易的線上和線下銷售企業(yè)，均在一個(gè)信息共享平臺(tái)，可以通過(guò)信息平臺(tái)獲取各種企業(yè)即時(shí)資訊。即時(shí)信息互通也有利于互為供需方的企業(yè)與企業(yè)之間的協(xié)作更為密切，更為高效。比如食品研究院在設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程的時(shí)候，可能需要來(lái)自食品機(jī)械廠、農(nóng)場(chǎng)、材料供應(yīng)商等各個(gè)與食品生產(chǎn)有關(guān)的信息，才有可能設(shè)計(jì)出更科學(xué)更合理、智能化程度更高的食品生產(chǎn)工廠的設(shè)施設(shè)備。 
    這個(gè)信息系統(tǒng)可能打破了行業(yè)的邊界，打通了行業(yè)之間的協(xié)作，形成了跨越邊界的產(chǎn)業(yè)鏈。在這條產(chǎn)業(yè)鏈中，己經(jīng)不再是某個(gè)企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換了，而是通過(guò)跨企業(yè)和跨行業(yè)的大數(shù)據(jù)交換來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化程度的提高。 
    三、智能食品生產(chǎn)模型 
    相對(duì)于高精尖的產(chǎn)品，那些對(duì)于科技含量要求不高的產(chǎn)品，即使在體積、重量上超過(guò)前者，其價(jià)值卻遠(yuǎn)少于前者。運(yùn)輸成本份額在產(chǎn)品總份額中的比例還是相當(dāng)大的。假設(shè)生產(chǎn)商將其產(chǎn)品生產(chǎn)場(chǎng)地設(shè)置在產(chǎn)品投放產(chǎn)地附近，雖然能減少一定的運(yùn)輸成本，但卻分散了生產(chǎn)且增加了生產(chǎn)的復(fù)雜性。這就是一個(gè)矛盾體，大眾化休閑食品就是這樣的一個(gè)產(chǎn)品。請(qǐng)問(wèn)，是集中工廠生產(chǎn)，把各地的原材料都集中到一個(gè)工廠生產(chǎn)成本更低，還是在產(chǎn)地設(shè)工廠生產(chǎn)，把產(chǎn)成品發(fā)往消費(fèi)者需求地的成本更低呢 
    但是，設(shè)備的自動(dòng)化、先進(jìn)的通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)虛擬空間系統(tǒng)可能會(huì)給這種生產(chǎn)的復(fù)雜性找到解決的答案。 
    食品研究院對(duì)食品工廠在生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際生產(chǎn)操作是否符合技術(shù)流程參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控和可視監(jiān)控，對(duì)偏離技術(shù)參數(shù)的環(huán)節(jié)報(bào)警并進(jìn)行自動(dòng)化的參數(shù)修正。 
    食品職業(yè)技校監(jiān)控食品生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中操作人員的操作是否符合技術(shù)參數(shù)要求，比如設(shè)備開啟、系統(tǒng)開啟的用時(shí)多少、操作過(guò)程是否出現(xiàn)多余操作，人工操作環(huán)節(jié)的用時(shí)和完成量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，如果數(shù)據(jù)不在操作標(biāo)準(zhǔn)的范圍，系統(tǒng)自動(dòng)提示是否需要進(jìn)行再培訓(xùn)再培訓(xùn)環(huán)節(jié)是否有備選的職務(wù)代理人選等等。 
    食品貿(mào)易商訂貨供貨系統(tǒng)，設(shè)置了安全庫(kù)存，低于安全庫(kù)存時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，指定人員作出選擇，是否啟動(dòng)訂貨系統(tǒng)，如果啟動(dòng)，只要按下按鍵，系統(tǒng)自動(dòng)向食品工廠下達(dá)訂貨單。當(dāng)客戶向食品貿(mào)易商訂貨，貿(mào)易商系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)庫(kù)存是否可以滿足訂單需求，如果是，啟動(dòng)按鍵，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入供貨系統(tǒng)。 
    陸海空物流配送系統(tǒng)接收到各行業(yè)各企業(yè)的物流指令，系統(tǒng)自動(dòng)分配物流工具和人員，規(guī)劃出路線圖，發(fā)送給需求方，進(jìn)行定位跟蹤。 
    食品研究院產(chǎn)品研發(fā)系統(tǒng)。收集客戶服務(wù)系統(tǒng)和其它系統(tǒng)的關(guān)于客戶需求、市場(chǎng)行情、競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，市場(chǎng)潛力，未來(lái)市場(chǎng)預(yù)測(cè)等信息，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)生成研發(fā)方向，并由3D打印機(jī)打印出經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析而生成的新產(chǎn)品。也就是說(shuō)，食品的新產(chǎn)品研發(fā)可以點(diǎn)一下鼠標(biāo)或者按鍵，在幾秒鐘的時(shí)間里面就完成了設(shè)計(jì)，在幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間里面，新研究開發(fā)的食品就交貨了。 
    讓我們來(lái)看一些案例： 
    在2012年，中國(guó)共有42款新手機(jī)問(wèn)世。消費(fèi)品行業(yè)中，漢高集團(tuán)生產(chǎn)的清潔產(chǎn)品有42%的投產(chǎn)時(shí)間都不到三年。與此同時(shí)，該集團(tuán)的旗下品牌，碧浪、寶瑩、施普雷和白黎斯總共推出了37款產(chǎn)品。它們利用眾多的產(chǎn)品種類，打敗了對(duì)手。產(chǎn)品種類的增加和研發(fā)周期的減少成為了所有行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。與此同時(shí)，這種趨勢(shì)帶動(dòng)了企業(yè)成本的變化并令企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。 
    需要強(qiáng)調(diào)的是，新產(chǎn)品的研發(fā)的速度和數(shù)量，對(duì)于任何企業(yè)來(lái)說(shuō)，可能都是核心競(jìng)爭(zhēng)力之一，占有新產(chǎn)品研發(fā)的優(yōu)勢(shì)的企業(yè)，更具成長(zhǎng)性和競(jìng)爭(zhēng)力。一個(gè)企業(yè)擁有一個(gè)新產(chǎn)品研發(fā)能力強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)，也就擁有了核心競(jìng)爭(zhēng)力。而智能化的產(chǎn)品研發(fā)不論在時(shí)間上和空間上，都更具挑戰(zhàn)性和競(jìng)爭(zhēng)力。