หุ่นยนต์และเทคโนโลยีการตรวจจับในการแปรรูปเนื้อแดง: บทวิจารณ์ (2023)

เนื้อแดง¹การแปรรูปเป็นอุตสาหกรรมที่มีสภาพแวดล้อมการทำงานที่ลำบาก ลักษณะของงานที่ทำในโรงฆ่าสัตว์นั้นต้องใช้ทั้งร่างกายและจิตใจ เพื่อตอบสนองต่อความท้าทายเหล่านี้ อุตสาหกรรมกำลังมุ่งไปสู่การบูรณาการเทคโนโลยีอัตโนมัติเพื่อปรับปรุงความปลอดภัยในที่ทำงานและประสิทธิภาพการทำงาน ระบบอัตโนมัติในบทความนี้เกี่ยวข้องกับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อควบคุมกระบวนการทางกายภาพโดยอัตโนมัติโดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์ ระบบอัตโนมัติประเภทนี้ใช้เครื่องจักรจริงและระบบควบคุมเพื่อทำให้งานที่หลากหลายเป็นไปโดยอัตโนมัติภายในกระบวนการทางอุตสาหกรรม ในทางกลับกัน วิทยาการหุ่นยนต์หมายถึงการใช้ระบบเมคคาทรอนิกส์ที่ซับซ้อน หรือที่เรียกว่าหุ่นยนต์ ที่มาพร้อมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เซ็นเซอร์ แอคชูเอเตอร์ และซอฟต์แวร์เพื่อทำงานเฉพาะอย่างโดยมีระดับความเป็นอิสระที่แตกต่างกัน (Haidegger, 2020) เพอร์เนลและคณะ ได้สรุปเหตุผลที่พิสูจน์ได้ว่าเหตุใดการแปรรูปเนื้อแดงจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรวมเอาระบบอัตโนมัติไว้ในห้องแยกกระดูก (Purnell & Grimbsy Institute of Below & Higher Education, 2013):

• -

  อุณหภูมิที่ใกล้จะเยือกแข็งของสภาพแวดล้อมการทำงานนำไปสู่ปัญหาสุขภาพที่ร้ายแรงในระยะยาว

• -

  ลักษณะซ้ำๆ ของงานที่ทำในห้องแยกกระดูกทำให้เกิดความเหนื่อยล้าทางร่างกายและจิตใจ

• -

  ผู้ปฏิบัติงาน 'เครื่องแยกกระดูก' ในห้องแยกกระดูกทำงานใกล้กับเครื่องมือมีคม ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการบาดเจ็บที่นำไปสู่การขาดงาน การเรียกร้องค่าชดเชย และความสม่ำเสมอในการผลิตที่ลดลง

• -

  การมีพนักงานที่เป็นมนุษย์อยู่ในห้องแยกกระดูกอาจทำให้สิ่งแปลกปลอมและจุลินทรีย์ถูกถ่ายโอนเข้าไปในเนื้อ ทำให้จำเป็นต้องใช้งบประมาณจำนวนมากเพื่อรักษาสุขอนามัยในระดับสูง

ยิ่งไปกว่านั้น เส้นโค้งการเรียนรู้สำหรับการตัดแบบต่างๆ นั้นอยู่ในระดับสูง ห้องแยกกระดูกทั่วไปมีความเร็วของโซ่ที่ผู้แยกกระดูกทุกคนมีเวลาจำกัดในการทำงานตัดที่ได้รับมอบหมาย นั่นทำให้การแปรรูปเนื้อแดงไม่น่าดึงดูดสำหรับการสรรหาพนักงานใหม่และสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่ไม่น่าให้อภัยสำหรับคนงานใหม่

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ออสเตรเลียเป็นหนึ่งในประเทศชั้นนำของโลกในการส่งออกเนื้อแดง ซึ่งรวมถึงเนื้อวัว เนื้อแกะ และเนื้อแพะ ในปี 2019 ออสเตรเลียเป็นผู้ส่งออกเนื้อวัวและเนื้อลูกวัวรายใหญ่เป็นอันดับสอง และเป็นผู้ส่งออกเนื้อแกะรายใหญ่ที่สุด (Meat & Livestock Australia, 2020) อุตสาหกรรมเนื้อแดงมีบทบาทสำคัญในเศรษฐกิจของออสเตรเลีย โดยจัดหางานให้กับบุคคลประมาณ 434,000 คนจากภูมิภาคต่างๆ และพื้นที่ห่างไกล ไม่ว่าจะโดยตรงภายในอุตสาหกรรมหรือผ่านธุรกิจที่เกี่ยวข้อง (Meat & Livestock Australia, 2020; Ruberg, 2021) ด้วยความสำคัญของอุตสาหกรรม ออสเตรเลียมีแรงจูงใจที่จะใช้ประโยชน์จากโอกาสที่เกิดขึ้นใหม่

อุตสาหกรรมเนื้อแดงเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญเกี่ยวกับต้นทุนการแปรรูปเนื่องจากแรงงาน โดยออสเตรเลียประสบกับต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับพนักงานที่แตกต่างกันอย่างมากเมื่อเทียบกับประเทศผู้ส่งออกเนื้อแดงชั้นนำอื่นๆ (Ruberg, 2021; SG Heilbron Economic & & Policy Consulting, 2018) ตัวอย่างเช่น ค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับพนักงานสำหรับเนื้อวัวคิดเป็น 57.7% ($210.54) ต่อหัวของค่าใช้จ่ายทั้งหมด $360.62 ในขณะที่สำหรับแกะและเนื้อแกะอยู่ที่ 55.2% ($22.4) ของ $40.67 (SG Heilbron Economic & & Policy Consulting 2561). เมื่อประเทศอื่นๆ พัฒนาคุณภาพผลิตภัณฑ์ของตนให้ทัดเทียมกับผลิตภัณฑ์ของออสเตรเลีย ออสเตรเลียจึงแข่งขันในตลาดโลกโดยเสียเปรียบด้านต้นทุน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับผู้บริโภคที่อ่อนไหวต่อราคา (Ruberg, 2021) สถิติแสดงให้เห็นว่าอัตราค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับแรงงานของออสเตรเลียสูงกว่าสหรัฐอเมริกา 1.6 เท่า มากกว่าบราซิล 2.8 เท่า และสูงกว่าอาร์เจนตินา 2.4 เท่า (SG Heilbron Economic & & Policy Consulting, 2018) นอกจากนี้ยังมีแรงกดดันให้เพิ่มการผลิตเนื้อแดงอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาด เนื่องจากการบริโภคโปรตีนในแต่ละปีเพิ่มขึ้น (Ruberg, 2021) หุ่นยนต์เป็นเทคโนโลยีหลักที่สามารถนำไปสู่การผลิตที่ต้องการ เพิ่มและลดต้นทุนแรงงานเพื่อรักษาความสามารถในการแข่งขัน

การแปรรูปสัตว์มีชีวิตให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่จำหน่ายในท้องตลาดนั้นเกี่ยวข้องกับการดำเนินงานหลายอย่างภายในโรงฆ่าสัตว์ แม้ว่าลำดับของการดำเนินการเหล่านี้อาจแตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างสายพันธุ์และประเทศ Kim et al. ให้โครงร่างทั่วไปของลำดับสายโรงฆ่าสัตว์ทั่วไป (Kim, Kwon, Kim, Seol และ Cho, 2023):

• 1)

  น่าทึ่ง

• 2)

  เลือดออก

• 3)

  การถลกหนังหรือการกำจัดขน

• 4)

  การตัดอวัยวะ

• 5)

  การตัดซาก (จุดเน้นของบทความนี้)

ทุกขั้นตอนของการแปรรูปเนื้อแดงมีความสำคัญต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย และจะได้ประโยชน์อย่างมากจากระบบอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม บทความนี้มุ่งเน้นไปที่การตัดแต่งซากสัตว์ ซึ่งการตัดแต่งที่ประณีตและมีค่าที่สุดเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายของห้องแยกกระดูกเย็น บทความนี้แสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนบางประการเกี่ยวกับเนื้อแดงในฐานะวัสดุธรรมชาติ และนัยยะของลักษณะการทำงาน เช่น การจัดการและการจับซากสัตว์ นำเสนอข้อบกพร่องของระบบหุ่นยนต์อัตโนมัติที่มีอยู่และเทคโนโลยีการตรวจจับในการจัดการผลิตภัณฑ์เนื้อแดงในห้องแยกกระดูก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การทบทวนนี้ตรวจสอบความสามารถในการปรับให้เข้ากับเส้นทางการตัดที่ไม่สม่ำเสมอและลักษณะที่ผิดรูปของเนื้อเยื่อเนื้อแดง

เอกสารระบุว่าโซลูชันอยู่ในเทคโนโลยีการรับรู้เพื่อนำทางหุ่นยนต์ที่เลียนแบบความสามารถในการรับรู้ของมนุษย์โดยแยกแยะเหตุการณ์และสถานะเพื่อแจ้งฟังก์ชันการควบคุมเครื่องจักรแบบเรียลไทม์ โซลูชันเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ที่ได้รับการตรวจสอบใช้วิธีการรับรู้ที่ไม่เกิดปฏิกิริยาในการนำทางใบมีดระหว่างการตัด โดยใช้การสแกนก่อนการผ่าตัดที่กำหนดเส้นทางการตัดสำหรับหุ่นยนต์ อย่างไรก็ตาม แนวทางนี้จำกัดเฉพาะการตัดงานที่ไม่ต้องการการปรับเปลี่ยนเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยระหว่างการตัด บทความนี้ยังนำเสนอเทคโนโลยีช่วยเหลือบางอย่างที่มีศักยภาพสำหรับการใช้งานในระยะสั้น ขณะเดียวกันก็ปูทางไปสู่ระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบของอุตสาหกรรม

โครงสร้างของบทความนี้มีดังนี้ ส่วนที่ 2 กล่าวถึงความท้าทายด้านเทคนิคและการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับการบูรณาการหุ่นยนต์เพื่อตัดเนื้อแดง ส่วนที่ 3 อธิบายวิธีการค้นหาที่ใช้ในระหว่างกระบวนการทบทวนวรรณกรรม ส่วนที่ 4 นำเสนอความพยายามที่ทันสมัยในปัจจุบันในการตัดเนื้อแดงโดยอัตโนมัติและทบทวนเทคโนโลยีการตรวจจับเบื้องต้นที่ใช้ในระบบเหล่านี้ สุดท้าย ส่วนที่ 5 เน้นเทคโนโลยีช่วยเหลือต่างๆ ที่สามารถนำมาใช้ในห้องตัดกระดูก