食品和飲料生產中的物聯網、工業物聯網和數位孿生
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| 不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測 |
瞭解物聯網如何改變整個食品供應鏈。
#1：簡化物流和營運效率
每個食品製造商都努力簡化物流流程，並最大限度地提高營運效率，如果他們希望保持競爭力。在物聯網技術的幫助下，製造商有能力降低成本，節省時間，並最終變得更有利可圖。這裡的關鍵在於整合工作流程、連線系統，以及流程的精簡和自動化。
透過對物流的利用，公司可以捕捉資料，並不斷最佳化其操作，以更有效地運作。這種辨識整個供應鏈中潛在問題和風險的積極主動的方法，有助於企業在長期內變得更具彈性。
生產和加工
物聯網在食品製造過程的這一部分派上用場，因為它們能夠追蹤並預測機械維護。這節省了時間和金錢，因為它避免了意外的停機或中斷。它還確保機器得到主動維護，而不是被動維修，從而提高整體裝置效率（OEE）。
透過在生產階段的智慧閥門和執行器的幫助下，監測成分的溫度、流量和分佈，製造商可以最大限度地提高其監管流程和產品品質。這項技術對擁有多條產品線的製造工廠特別有價值，因此需要啟動無縫、資源節約的轉換。特別是使用校準的智慧閥，用於保持食品品質，因為不符合既定標準的原材料，或最終食品可以被標記甚至從生產線上彈出。
倉庫和庫存管理
物聯網感測器允許對產品進行實時跟蹤，即使它們在儲存中。透過監測水分或陽光等暴露，可以在產品出售或運輸之前識別和分析潛在的危害。倉庫中的物聯網自動化允許食品儲存輕鬆組織成區域，以避免因處理不當或害蟲而出現的問題。透過使用移動的機器人或超聲波系統，可以比僅僅依靠人眼更有效地識別害蟲。
透過實施倉庫庫存跟蹤裝置，食品製造商和批發商可以實時最佳化訂單和供應鏈流程。這涵蓋了從最佳化可用儲存空間到基於可用資源的載入時間的一切。 這方面的一個流行例子是「視覺挑選」，這是一個使用自動引導車輛（AGV）或機器人等技術從倉庫的儲存區域檢索產品的過程。此外，物聯網解決方案可以幫助跟蹤產品庫存，並提醒倉庫經理注意到期日期，這反過來又可以避免庫存過剩和浪費，並節省資金。藉助從壓力敏感感測器檢索的資料，食品製造商還可以跟蹤客戶的行為趨勢，並利用這些資訊來避免短缺。這對受季節性限制的食物特別有幫助，例如聖誕節前可可。
產品包裝和交付
當涉及到包裝時，必須儘可能避免停機。這對食品製造商來說尤其具有挑戰性，他們從第三方採購包裝，並將其納入物聯網生產計劃。
產品或包裝在交付過程中損壞的情況並不少見。物聯網感測器能夠檢測從退化到損壞的任何東西，使製造商能夠制定措施來避免將來發生這些事件。同樣，資料點可以幫助評估和最佳化生產線時間，這可能會直接影響公司履行訂單和滿足緊迫交貨截止日期的能力。
為了確保無縫交付，公司可以引入數位連線的供應鏈網路——從供應商和批發商到運營商和運營商。 用於物流目的的一些最流行的技術包括射頻識別（RFID）和GPS系統，允許公司在整個供應鏈中監控其產品。
在本系列的下一篇報導中，我們將探索物聯網如何促進食品行業的可追溯性和透明度。
#2：可追溯性和透明度
從農場到餐桌，從農場到餐桌，從農場到餐館，從農場到冰箱——可追溯性是鎮上的話題，這不是什麼秘密。任何希望跟上快速發展和競爭激烈的全球格局的食品生產商和製造商，都必須開始在整個供應鏈中追蹤他們的食品，並主動向消費者傳達有關其成分的資訊。
下面，我們簡要介紹了物聯網如何幫助促進食品供應鏈的可追溯性和透明度。
據《全球通訊社》報導，到 2025 年，全球食品可追溯性市場的年年成長率預計為 9.3%，這將使其成為一個價值超過 220 億美元的行業。推動這一成長的一些最大參與者包括 IBM Food Trust、微軟的 AzureFarmBeats、Trimble for agriculture。沃爾瑪和聯合利華等大型行業參與者，一直在打擊供應商，並要求他們實施物聯網和區塊鏈等技術，以支援他們的可追溯性工作。
歸根究底，從農業到食品製造商，從零售商到消費者，物聯網和區塊鏈技術正在迅速實現資料的高效收集和共享，即使在複雜的全球化環境中，也允許端到端可追溯。物聯網不僅允許公司瞭解故障或警報，而且客戶還能夠看到他們的產品來自哪裡以及他們走了多遠。同樣，Zest Labs 等新創公司甚至能夠追蹤和顯示，有關食品新鮮度的資訊。
如今，透明度非常重要，被認為是 2021 年食品行業的首要趨勢之一。確保成分的可追溯性和保持透明度，對於建立消費者忠誠度和信任至關重要。物聯網技術幫助公司和消費者，在整個供應鏈中追蹤他們的產品，從而確保資訊始終可訪問。這包括有關原材料（例如田間觀察）、用品（例如有效監測水準）、成分（例如趨勢和模式）和最終產品（例如合規性）的廣泛資訊。預計這些技術，將在即將到來的十年中成為常態。
#3：食品安全、員工安全和食品真實性
提高食品安全
在物聯網的幫助下，食品製造商可以訪問和使用即時食品安全資料，如二氧化碳、重金屬、溼度和溫度，或運輸時間和儲存條件。這通常被歸類為主動冷鏈管理。一些智慧感測器和基於雲的預測分析技術非常先進，它們甚至可以辨識供應鏈上的病原體，並幫助緩解其傳播。如何？透過在收穫點、製造甚至運輸過程中，辨識化學和生化反應。高光譜成像 —— 一種相對較新的廣譜成像技術 —— 引起了食品製造商的興趣。這項技術可以透過測量某些化合物和生物成分的光譜來即時提高警報。
當用於危害分析關鍵控制點（HACCP）核對清單和流程時，這些技術在食品行業尤為重要。物聯網可以標記潛在的違規行為，並提醒工作人員可能需要進行食品安全檢查，以評估是否確實發生了汙染，或者可能危及食品安全的安全鏈是否已中斷。因此，這個過程是主動的，而不是被動的，這可以為企業節省大量資金。全面的跟蹤和跟蹤機制使快速有效地採取行動變得容易。 因此，召回需求大大減少。
人力資源和機械營運
食品安全不僅與食品有關，還與員工安全和機器安全有關。透過監測員工疾病等因素，食品製造商可以不斷最佳化現場的安全標準。即使在新冠疫情之前，追蹤員工體溫以確保只有健康工人接觸食物的能力，在收穫和加工廠中也非常重要。同樣，透過利用預測軟體在發生之前，標記潛在的機械磨損或損壞，可以減少停機時間，避免不必要的傷害。
食物的真實性
物聯網也在證明它們在有機食品行業，打擊食品詐欺的努力中的價值。透過為任何給定的產品分配數位辨識標誌，企業可以將它們與假冒產品分開。因此，在食品包裝上的數位標籤的幫助下，整個供應鏈的參與者，包括批發商和消費者，都有權檢查產品的真實性。這些產品真實性標籤的例子，包括簡單的二維碼和更複雜的微晶片。利用這些技術的品牌可能會很快發現，它們在建立消費者信任方面非常有利。
#4：減少浪費
在食品製造中，物聯網可以透過控制原材料和庫存，來大幅減少浪費。統計資料顯示，僅在歐盟，每年就有 8800 萬噸糧食被浪費，聯合國的第 12 個永續發展目標，承諾在未來十年內將糧食浪費 50%。據估計，大約 11% 的食品浪費發生在生產中，9% 發生在加工過程中，這意味著食品製造商約佔食品浪費的 20%。
在物聯網的幫助下，可以即時追蹤食品庫存，並根據實際需求而不是估計來訂購新食材或用品。此外，食品製造商也可以利用物聯網技術，使這些自動化，以確保更高的效率。
物流中的一個例子是，當食物被收穫和運輸時，在托盤中實施物聯網感測器，以監控和計算運輸時間和溫度。這與可追溯性和食品安全主題直接相關。有時，食物的傳播時間可能比最初預期的要長，或者暴露在不太理想的（但不是不安全）的冷卻條件下。在這些類型的事件中，物聯網可以提醒接收倉庫注意這些事件，從而允許它們相應地調整環境成分，如溼度或溫度，從而為這些食物增加一層額外的保護，以確保它們能夠留在供應鏈中。
其結果是在供應鏈的任何特定位置上，都優化和食品的品質和數量。有些人甚至表示，在未來，可以利用物聯網來預測市場需求，這反過來又會避免過度生產，從而防止變質，即浪費。
減少浪費不僅僅是減少食物浪費。此外，它還目的在為食品製造業務的所有領域，帶來更永續的做法。這還可能包括追蹤滿足監管要求，或審查和最佳化企業能源消耗所需的資源。此外，透過提醒製造商食品安全，可能在供應鏈的某個地方受到損害，企業能夠迅速將這些食品從供應鏈中撤出，避免進一步的損失或浪費。
最後但同樣重要的是，減少廢棄物的最關鍵領域之一，與減少食品製造商的碳排放有關，這對全球和全行業應對氣候變化至關重要。2019 年的一項研究顯示，每年有大量碳排放到大氣中，全球生產的 10 億噸食物被浪費。如果我們考慮到農業和食品工業，對生物多樣性和淡水消費的影響，廢棄物的實際「成本」將進一步上升。
圖片：（1）Michael Dziedzic，（2）Daniel Vogel，（3）Phuc Long，（4）The Blowup，（5）和（6）Walter Otto，（7）Charles Deluvio 透過unsplash.com | 影片：（1）物聯網，工業物聯網，以及 Tech Clarity 在食品和飲料生產中的數位雙胞胎，（2）農場到叉子 - 物聯網如何改變食品可追溯性 - 物聯網 TiE Inflect 2018 透過YouTube
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