智能控制技术在食品机械中的应用探讨

2024-05-20段慧龙

现代食品 2024年3期

◎ 段慧龙

（泰安技师学院，山东泰安 271000）

随着科技的不断进步和人们对食品质量与安全的要求的日益提高，传统的机械控制已无法满足需求。智能控制技术以其高效、精确、可靠的特点，为食品机械注入了新的生命力。通过引入先进的智能控制技术，实现了对食品加工过程的智能监测、优化调控和信息传递，从而提高了生产效率和产品质量，减少了人力成本和风险，同时为食品企业提供了发展方向。

1 智能控制技术在食品机械中应用的意义

1.1 提高食品生产效率

智能控制技术可以通过自动化生产、智能监控和优化调节等方式提高食品生产效率。具体来说，智能控制系统可以准确控制食品机械的运行速度、温度、压力等参数，实现生产过程的精确控制和协调运作，从而提高生产线的运行效率。智能控制技术还能够实时监测生产过程中的数据，并通过数据分析和决策支持以及实现生产流程的优化和改进，进一步提高生产效率。

1.2 降低人力成本和人为错误

智能控制技术的应用还可以极大地降低人力成本，并减少人为错误和失误的发生。传统的食品生产方式往往需要大量的人力参与各种烦琐的操作和监控任务，而智能控制技术可以通过自动化方式实现机器的自主运行和控制。这样可以减少人工操作的需求，大幅度降低企业的人力成本[1]。另外，人们在进行繁重和重复性的工作时容易疲劳和失误，而智能控制技术可以消除这种问题，可以大幅度减少人为操作中的错误和失误，提高产品的质量和一致性。由此可见，智能控制技术在提高生产效率的同时提升了生产的可靠性和质量。

1.3 提升产业的经济效益

智能控制技术的应用可以帮助企业降低生产成本、提高产品质量，进而提升产业的经济效益。通过智能控制系统的精确调节和优化控制，可以减少原材料的浪费和损耗，降低生产过程中的能耗和资源消耗，从而有效控制成本。同时，智能控制技术可以实现产品质量的一致性和稳定性，减少缺陷品率，提高产品的市场竞争力，从而带来更多的销售收入和利润。

1.4 提升产业的竞争实力

智能控制技术的应用可以提升食品产业的竞争实力。通过智能化的生产方式和精细化的管理，企业可以实现快速响应市场需求，灵活调整生产计划，并提供高品质、高效率的产品和服务，满足消费者的多样化需求[2]。此外，智能控制技术还可以提供实时的数据分析和决策支持，帮助企业进行预测性维护和智能化的生产调度，进一步提升生产效率和质量水平，使企业在市场竞争中更具优势。

2 智能控制技术在食品机械中的应用前景和发展趋势

2.1 物联网与云计算

随着物联网和云计算技术的快速发展，食品机械智能控制系统的网络化和智能化程度将得到进一步提升。通过物联网技术将食品机械设备与云平台相连接，可以实现设备运行状态的实时监测，不仅可以监测设备的各项指标，如温度、湿度、压力等，还可以获取设备的工作时间、效率等相关数据。这些数据可以帮助企业管理者及时获得设备的运行状态，以便及时采取措施，确保设备的正常运行和生产质量[3]。云计算技术可以远程控制食品机械设备的运行，通过云平台可以实现远程控制设备的运行，方便管理者对设备的实时监控和调控，提高生产效率和灵活性。当设备发生故障时，通过连接云平台，设备可以将相关故障信息上传到云端，企业管理者可以通过远程访问云平台，获取设备的故障信息，针对性地进行故障分析和处理。

2.2 人工智能与机器学习

人工智能和机器学习技术在食品机械智能控制中的应用也将成为发展的重要方向。通过对大量的生产数据进行分析和学习，机器可以不断优化控制策略，实现自动化的调节和优化。人工智能技术可以利用机器学习算法对生产数据进行分析和建模，从而提取出生产过程中的关键特征和规律。这些特征和规律可以用于构建预测模型，预测食品机械的运行状态和性能表现。通过收集和分析食品机械的运行数据，人工智能系统可以建立反映设备健康状况的模型，实时监测设备的运行状态，并预测设备可能出现的故障。一旦发现异常情况，系统可以及时发出警报，并提供相应的故障诊断和修复建议，以便及时采取措施，避免设备故障对生产造成不良影响。

2.3 人机交互界面与智能化操作

随着科技的发展，食品机械智能控制系统的人机交互界面也将变得更加智能化和用户友好。例如，通过触摸屏技术，操作人员可以通过简单的点击、滑动和缩放等手势完成各种操作，从而简化了操作步骤，提高了操作效率。通过声音识别技术可以将人声指令转化为操作指令，使得操作更加快捷方便[4]。而手势识别技术则可以通过识别手部动作来实现控制操作，进一步增强了人机交互的灵活性和自由度。智能控制系统注重界面的可视化设计，以便操作人员能够直观地了解设备的运行状态、参数设置和工作流程等信息。通过直观的图表、动态图像和色彩等元素，操作人员可以快速获取需要的信息，并及时进行相应的调整和决策。通过采用多种交互方式、学习用户习惯和提供良好的可视化界面，智能控制系统能够大幅度提升操作的简洁性、便利性和效率，减少操作的复杂性和出错的可能性，从而使得食品生产过程更加智能化和高效化。

2.4 无人化与自动化

无人化和自动化生产也是食品机械智能控制技术的发展趋势之一，这一趋势的目标是减少对人力的依赖并提高生产效率和品质稳定性。例如，机器视觉技术可以通过相机和图像识别算法实现产品的自动检测和分拣，可以大大提高产品质量的一致性和准确性，减少对人工检查的需求。此外，机器人技术在食品加工和生产领域有着广泛的应用，这一技术可以将原材料从仓库或储存区取出并放置到生产线上，也可以进行自动的装配和包装工作，进而有效地提高生产效率，减少因人为错误而导致的产品损失[5]。总的来说，实现食品机械智能控制的无人化和自动化生产可以提高生产效率、降低成本并确保产品质量的稳定性。随着技术的不断发展，人们可以预见在未来会有更多先进的技术被引入和应用于食品生产中。

3 促进智能控制技术在食品机械中应用的有效策略

3.1 鼓励企业积极进行技术研发与创新

为促进食品机械中智能控制技术的应用，需要鼓励企业积极进行技术研发与创新。为此，可以采取以下策略。①政府应当增加对食品机械领域的科研资金投入力度，提供给企业更多的研发经费支持。通过增加资金投入，可以推动企业在智能控制技术领域的研究与开发，加快技术创新的进程。②建立食品机械智能化技术研发平台，为企业提供先进的技术设备和专家指导，帮助企业加快研发速度。该平台可以提供实验室条件、技术设备、人才支持等资源，帮助企业降低研发成本，提高研发效率。③鼓励企业与高等院校、科研机构等合作，共同组织科研项目，促进技术创新。通过建立产学研合作机制，可以实现资源共享，加强技术交流与合作，提高科研成果的转化和应用效果。

3.2 为食品行业智能发展提供多方支持

为了推进智能技术在食品机械当中的应用，还要为食品行业提供多方面的支持，推进食品行业的良性发展。①相关部门要制定相关的政策法规，通过鼓励企业采购智能化设备来推动行业智能化发展。政府可以提供财税支持和奖励政策，如减免税收、降低融资成本等，以帮助企业降低成本并提高投资回报率[6]。②相关部门要支持食品企业参加国内外重要的展览会和技术交流活动，为企业提供一个展示自身智能化成果和了解其他企业先进技术的平台，推动行业整体的智能化水平提升。这些措施能够帮助食品行业形成一个良性互动的生态系统，让食品行业智能化水平得到全面提升，为行业的可持续发展奠定坚实的基础。

3.3 优化食品机械智能设备及控制指标

食品机械作为现代化食品发展的产物，能够在食品制造当中，对各个加工环节产生影响。因此，为了充分发挥智能技术在食品加工当中的作用，需要进一步明确控制指标，优化相关智能设备，保证智能控制目标的精确度。在优化智能设备方面，企业需要加大自主研发能力，针对企业内部的主要工作内容，进行针对性的技术创新，为企业效益的提升不断注入动力。在控制指标方面，则要从控制系统、自动化、人机交互等多个角度出发，保证不同环节之间能够实现有效协同，做到精准控制，保证生产效率的稳步提升。

3.4 培养与引进智能控制技术人才

对于食品企业来说，要推进智能控制技术在食品机械当中的应用，也离不开人才的支持。为此，食品企业需要采取有效措施，积极培养并且引进专业人才[7]。①企业可以与高校进行合作，让高校在校内开设与食品机械智能控制相关的专业，如食品机械自动化、食品工程控制等，并引进优秀的教授和专家组成专业团队进行教学和研究。②企业可以引进国际先进的智能控制技术人才，促进跨领域的人才流动和合作，推动食品机械智能化发展。通过与国外高水平研究机构和企业的合作，可以吸引优秀的智能控制技术人员来华工作或进行交流访问，推动跨领域的人才流动和合作。③企业要对在岗的工作人员进行定期培训，组织开展智能控制技术相关的培训课程和研讨会，帮助从业人员了解最新的智能控制技术，并掌握相关的实际操作能力。这样可以满足行业发展的需求，推动食品机械智能化的实际应用和推广。