◎ 丁澤瀚

（洛陽鐵路信息工程學(xué)校，河南 洛陽 471000）

由于人們對食物的需求不斷增長，食品加工活動的規(guī)模不斷擴大，食品加工企業(yè)的經(jīng)營管理與控制變得越來越困難，對于整個食品行業(yè)的健康發(fā)展極為不利。智能控制技術(shù)在食品機械中的應(yīng)用，不僅能有效解決目前食品生產(chǎn)中存在的問題，使食品生產(chǎn)水平得到進一步提升，還能推動食品企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，從而推動我國現(xiàn)代化和經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。因此，為了提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，必須充分認(rèn)識到智能控制技術(shù)在食品機械中的作用。

1 智能控制技術(shù)概述

智能控制是利用智能計算機實現(xiàn)自動控制的一種技術(shù)。隨著科技的持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展，以及實踐的積累，智能控制技術(shù)已經(jīng)深入到各個工業(yè)領(lǐng)域，形成了具有不同產(chǎn)業(yè)特點的智能控制機械。隨著智能控制技術(shù)的廣泛運用，人類進入了一個全新的時代，在滿足各種需要的同時，也為人類提供了更方便的服務(wù)[1]。食品機械中智能控制技術(shù)的應(yīng)用能有效解決傳統(tǒng)食品加工設(shè)備的操作不規(guī)范、不合理等問題，滿足不同的生產(chǎn)需求，保證產(chǎn)品滿足生產(chǎn)需求；能夠極大地優(yōu)化食品機械的生產(chǎn)過程與效率，減少不必要的工序，節(jié)省人力，從而達到提高生產(chǎn)效率、降低成本、推動食品工業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的目的；針對復(fù)雜而又困難的生產(chǎn)要求，可通過自組織控制、自適應(yīng)控制等手段提高食品機械的生產(chǎn)效率。

2 我國食品機械發(fā)展與智能控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 食品機械發(fā)展現(xiàn)狀

我國的食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度很快，但由于我國工業(yè)發(fā)展的時間較短，食品機械發(fā)展的時間較短，在此方面的經(jīng)驗和歷史積累較少。當(dāng)前，我國食品機械工業(yè)還處在一個發(fā)展時期。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，食品機械技術(shù)的不斷進步，不斷向智能化方向發(fā)展；隨著綠色理念的不斷深入，食品機械技術(shù)逐漸走向綠色、節(jié)能化，并獲得了較好的應(yīng)用效果。在研究人員發(fā)展食品機械技術(shù)的同時，也在不斷發(fā)展新的工藝技術(shù)。同時，隨著我國制造業(yè)的不斷發(fā)展和投資的不斷深入，食品生產(chǎn)系統(tǒng)得到了進一步的改善，生產(chǎn)能力得到了極大的提高，食品機械的技術(shù)水平也得到了穩(wěn)步發(fā)展。

2.2 智能控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

智能控制技術(shù)能使食品機械的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、完整，從而使食品加工設(shè)備的生產(chǎn)能力得到極大的提升。尤其是在智能控制技術(shù)如模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的作用下，利用傳感器對加工過程進行實時采集，并建立動態(tài)的環(huán)境模型，對加工數(shù)據(jù)進行分析與處理。通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，能對食品企業(yè)的生產(chǎn)情況有一個全面的認(rèn)識，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，防止出現(xiàn)問題。同時，在長期應(yīng)用中，食品機械可以累積大量的運行數(shù)據(jù)，并對其進行分析，使食品機械達到最優(yōu)的控制狀態(tài)與最佳工作狀態(tài)，從而達到最大的生產(chǎn)效率，提升食品機械的使用壽命。即使是在食品機械設(shè)備長期使用后，出現(xiàn)了諸如磨損等問題，由傳感器生成的預(yù)見性維修系統(tǒng)也可以在發(fā)生故障之前進行預(yù)警，在故障發(fā)生后迅速進行故障診斷，縮短停機時間[2]。在工業(yè)4.0 時代，傳感器被開發(fā)出來，可以通過ECS 實現(xiàn)大規(guī)模的遙控，使食品機械的智能化控制范圍和效率得到進一步改善，從而更加適用于大型的食品機械。此外，食品機械的智能化控制技術(shù)也在不斷發(fā)展，包括食品生產(chǎn)、加工、包裝和運輸?shù)确矫娴闹悄芑刂?。通過這種方式，可以形成更加完整的綠色食品產(chǎn)業(yè)鏈，從而推動我國的工業(yè)化進程，推動我國食品工業(yè)的迅速發(fā)展。

盡管在食品機械中智能控制技術(shù)已經(jīng)有了一定的應(yīng)用，并取得了很大的成效，但同歐美等發(fā)達國家相比，還有一定的差距。其應(yīng)用領(lǐng)域不大，主要是因為對智能控制技術(shù)的了解和掌握程度不夠，以及各大生產(chǎn)企業(yè)之間的規(guī)模差距太大，很難協(xié)調(diào)其實際應(yīng)用需求，制約了其研究開發(fā)的資源，致使其研發(fā)投入高，只有少數(shù)大公司參與。部分中小型企業(yè)在實施和研究過程中面臨著巨大的困難，技術(shù)人才培養(yǎng)水平也較低，不利于實現(xiàn)智能控制技術(shù)的良性應(yīng)用。同時，我國在技術(shù)人才培養(yǎng)上還存在著較大的差距，目前食品機械智能化控制技術(shù)研究還處于起步階段。當(dāng)某些食品機械應(yīng)用智能控制技術(shù)出現(xiàn)故障時，難以從專業(yè)技術(shù)人員中得到有效的解決方案，從而保證食品機械的安全與穩(wěn)定，同時也無法推動智能控制技術(shù)在食品設(shè)備中的應(yīng)用。因此，必須加強對食品機械的智能控制技術(shù)的研究與應(yīng)用，將智能控制技術(shù)和食品機械的實際應(yīng)用相結(jié)合，并針對各種問題進行針對性的改善，從而解決在實際生產(chǎn)中遇到的問題，推動食品機械智能化控制的發(fā)展。

3 智能控制技術(shù)在食品機械中的發(fā)展趨勢

3.1 食品機械智能化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

近年來，高科技已經(jīng)在食品工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，對我國的食品工業(yè)、食品機械工業(yè)發(fā)展起到了很大的推動作用，同時也為我國社會、經(jīng)濟發(fā)展作出了重大貢獻。將先進的科技應(yīng)用于食品加工，是食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇，同時也是企業(yè)提高生產(chǎn)效率和保證食品質(zhì)量的重要途徑。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的食品生產(chǎn)中出現(xiàn)了許多高技術(shù)含量的產(chǎn)品，其中一種就是智能控制技術(shù)。在食品加工中引入智能控制技術(shù)，不僅可以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量，而且可以使產(chǎn)品的質(zhì)量和衛(wèi)生得到最大程度的改善[3]。智能控制技術(shù)的發(fā)展得益于計算機技術(shù)，它主要是利用智能化的機器、設(shè)備和先進的技術(shù)實現(xiàn)對食品加工過程的智能化控制，從而有效解決食品加工過程中涉及的一些問題，同時減少生產(chǎn)過程中的煩瑣工序。智能控制技術(shù)能有效降低食品生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染，保證食品的安全性，對整個生產(chǎn)過程進行控制，對生產(chǎn)線進行有效監(jiān)控，科學(xué)、高效地降低人工生產(chǎn)的壓力，簡化復(fù)雜的工序，降低人力成本，提高經(jīng)濟效益。

3.2 食品機械中智能化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

目前，食品機械領(lǐng)域的智能控制技術(shù)主要有機器人、運動控制、常規(guī)控制等。在食品加工過程中，要選用功能各異的機械臂進行控制。今后，隨著食品生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化與完善，對各種工藝條件的要求也不斷發(fā)生變化，目前的標(biāo)準(zhǔn)已無法適應(yīng)市場的發(fā)展。將智能控制技術(shù)與食品機械的工作原理相結(jié)合，能有效控制食品機械的多個運行過程，實現(xiàn)對食品加工多環(huán)節(jié)的管理與控制，提高其適應(yīng)性與生產(chǎn)效率。因此，在食品機械中，智能控制技術(shù)應(yīng)逐漸向著運動控制的自動化方向發(fā)展，它的功能負(fù)荷也會逐漸增加，應(yīng)用范圍也會越來越廣。

4 食品機械中智能控制技術(shù)的應(yīng)用策略

4.1 為食品行業(yè)智能化發(fā)展提供更多支持

在食品機械行業(yè)中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用對于推動食品行業(yè)智能化發(fā)展有著重要的意義。當(dāng)前，我國食品機械工業(yè)發(fā)展迅速，為了保證其經(jīng)濟效益，必須在目前的經(jīng)濟形勢下，逐漸加大對智能控制技術(shù)的投入。①要充分發(fā)揮政府的指導(dǎo)和扶持功能，智能食品機械應(yīng)得到政府的高度關(guān)注，并根據(jù)實際情況，提供政策上的支持，幫助企業(yè)解決生產(chǎn)上的問題。除了要創(chuàng)造良好的投資和融資環(huán)境，更要充分發(fā)揮政府的橋梁和紐帶作用，促進企業(yè)之間的信息技術(shù)共享，促進信息技術(shù)的迅速發(fā)展；要以《中國制造2025》為指導(dǎo)，全面加強對我國食品機械工業(yè)的投資，充分發(fā)揮其作用，深刻認(rèn)識到當(dāng)前各類實際問題，并通過適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和政策扶持，以市場經(jīng)濟為中心，創(chuàng)造一個良好的投融資環(huán)境，解決目前食品機械智能化技術(shù)在我國的應(yīng)用中遇到的問題。②充分發(fā)揮同行、高校、科研單位的力量，指導(dǎo)和改進智能控制技術(shù)的研究與應(yīng)用，將產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，實現(xiàn)集成設(shè)計和研發(fā)，加強對知識產(chǎn)權(quán)的保護，以從根本上解決利用智能控制技術(shù)的資源過剩問題，從而為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。高校、科研院所必須與有能力進一步開展智能管理技術(shù)的企業(yè)進行長期的科研協(xié)作，學(xué)校與企業(yè)間的有效協(xié)作，能夠持續(xù)提升智慧管理的水平[4]。同時，建立生產(chǎn)、教育、科研相結(jié)合的智能控制技術(shù)人才的培訓(xùn)體系，進一步加強對高技術(shù)食品機械的研究，積極保護知識產(chǎn)權(quán)，鼓勵科研工作者主動進行技術(shù)革新，從而有效減少食品機械智能控制技術(shù)的應(yīng)用成本。企業(yè)要順應(yīng)市場的潮流，根據(jù)自身的發(fā)展需求，科學(xué)選用和運用智能控制技術(shù)，對技術(shù)的成本進行有效的控制，從而為食品生產(chǎn)的質(zhì)量和技術(shù)的革新提供可靠的保證。

4.2 提高食品機械的質(zhì)量控制指標(biāo)

食品機械是現(xiàn)代食品機械綜合發(fā)展的產(chǎn)物，它能完成原料加工、食品加工、質(zhì)量檢驗、包裝和運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)，在此過程中，智能控制必須應(yīng)用傳感器、運動捕捉、控制和智能機器人等多種技術(shù)。在制定控制指標(biāo)時，為保證和優(yōu)化智能控制目標(biāo)的精確度，必須對食品機械進行進一步的開發(fā)，以實現(xiàn)不同控制目標(biāo)的精確、標(biāo)準(zhǔn)化處理與控制[5]。在此背景下，食品機械的控制內(nèi)容得到了進一步拓展，完成了對光、電、機、氣、熱和濕等的精確采集與控制，實現(xiàn)了對食品機械的轉(zhuǎn)速和動力的調(diào)整。另外，智能控制技術(shù)還可應(yīng)用在食品機械加工及制造工藝中，如計算機數(shù)控（Computer Numberical Control，CNC）技術(shù)，在食品機械加工中，對其性能及參數(shù)有較大的改善作用，利用計算機進行數(shù)字化控制，可提高食品加工的精確度，并利用智能控制技術(shù)對其系統(tǒng)運行方式和速度進行遙控，從而達到更好的加工方式，保證食品機械性能的持續(xù)改進。

4.3 以市場為導(dǎo)向的智能化設(shè)計

隨著人們生活水平的提高，食品的要求日益多樣化。因此，必須對食品加工工藝進行深入的研究，以適應(yīng)不同的市場需求，精確調(diào)整其加工工藝，以適應(yīng)不同的食品需求。在食品生產(chǎn)中，食品機械能根據(jù)消費者對食品的口味、甜味等方面的需要，對其進行精密的調(diào)節(jié)與控制，從而提升食品機械的可靠性，滿足消費者的需要[4]。同時，要針對各大企業(yè)的實際需要，進一步完善其人性化設(shè)計，利用智能控制與智能學(xué)習(xí)技術(shù)，提升其加工能力，并有效降低生產(chǎn)成本。必須根據(jù)市場需要，正確選擇適用的食品機械，并決定采用的工藝。企業(yè)繼續(xù)按照市場需要，不斷提高食品機械的生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制水平，以適應(yīng)更大范圍的市場需要，為我國食品機械行業(yè)的可持續(xù)、高效發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐。

5 結(jié)語

將智能控制技術(shù)應(yīng)用于食品機械行業(yè)，既能在技術(shù)上推動其長遠(yuǎn)發(fā)展，又能改善其經(jīng)濟效益，推動我國食品產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級，極大提升我國食品工業(yè)在國際和國內(nèi)的競爭優(yōu)勢，同時也能滿足人們更高、更多樣化的食物需要。但是，目前的食品機械智能化控制技術(shù)還存在著很多問題，有待于進一步完善。因此，必須加大對智能控制技術(shù)的研究力度，為其提供充足的資源、人才和技術(shù)支撐，以保證其在實際中的廣泛應(yīng)用，從而推動食品機械的多元化，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。