Внедрение роботов для сборки блюд на производстве замороженных продуктов

Amy’s Kitchen — компания по производству вегетарианских замороженных продуктов из Калифорнии. В ее ассортименте более 250 наименований порционных продуктов - от супов и макаронных блюд до энчиладас, пиццы, бургеров и чили.

Во время пандемии Amy’s Kitchen столкнулась с резким ростом числа заказов на свою продукцию и, соответственно, с проблемами с наймом и удержанием рабочей силы. Она рассматривала доступные на рынке решения по автоматизации, но они не подходили по ряду причин:

- низкая точность автоматического размещения ингредиентов, что вело к неэстичному виду готовых блюд и ухудшало клиентский опыт;

- ограниченное количество ингредиентов, которые подходили для автоматического размещения. Например, они не могли работать с различными замороженными ингредиентами, рисом, готовыми блюдами из овощей типа рагу;

- долгое время переналадки, которое может занимать 3-4 часа с учетом всех необходимых процедур на отключение, очистку, перенастройку оборудования. При этом рабочая смена в компании длится 8 часов и в течение дня происходит несколько смен блюд на линии.

Вторая ее проблема заключалась в недостаточном контроле качества и накладывании правильного количества разных ингредиентов при сборке блюд сотрудниками на конвейере. В компании были установлены разные допустимые погрешности для разных ингредиентов, при этом обычно превышение на линии составляло от 2 до 12%.

Целевой рынок стартапа Chef Robotics - производители порционных блюд и продуктов питания, которые размещаются в контейнерах или на подносах. Такие блюда используются авиакомпаниями, больницами и т. д., также это могут быть замороженные продукты для потребителей.

Производство осуществляется на конвейерах, где сотрудники добавляют разные ингредиенты в порционные контейнеры, миски или подносы в зависимости от заказа или рецепта. Применение робототехники для этого типа производства раньше была нецелесообразным из-за большой изменчивости составляющих.

Идея Chef Robotics заключалась в использовании роботизированного манипулятора, который мог бы работать с различными ингредиентами на конвейере и легко адаптироваться к требуемой укладке с помощью машинного обучения в рамках собираемого рецепта.

Компания Amy’s Kitchen начала работать с Chef Robotics в 2022 году, в условиях критической нехватки линейного персонала, когда на самом большом предприятии компании в Санта-Роза, Калифорния, были установлены четыре ее робота

Особенностью решения является то, что роботизированная ячейка устанавливается сразу на существующие линии, без необходимости их адаптации, и работает вместе с сотрудниками. Для работы системы требуется подключение к электричеству, источнику сжатого воздуха и WiFi. Устройства работают под управлением ChefOS - собственного оригинального ПО для манипулирования продуктами питания .

Устройство оснащается различными видами захватов продуктов и готовых блюд с разными размерами порций, весами для точного взвешивания. Система машинного зрения воспринимает расположение контейнеров для еды и топологию блюд для точного размещения ингредиентов в разные позиции контейнеров (размещение может осуществляться в четыре секции контейнера).

Система собирает данные по каждому действию наполнения и, соответственно, позволяет повысить прозрачность производства за счет этой информации.

Для каждого ингредиента разрабатывается своя политика искусственного интеллекта, определяющая, как с ним работать, учитывающая различия в составляющих блюд, размерах порций, конвейерах, контейнерах и расположении в них. В процессе работы также происходит дообучение системы.

Роботы поставляется по принципу RaaS (робот как услуга). Другими словами предприятие несет операционные затраты вместо капитальных.

В настоящее время компания Amy's использует восемь систем (каждая с двумя манипуляторами) на двух своих заводах.

Каждая система может выполнять работу от двух до четырех рабочих в зависимости от того, какие ингредиенты упаковываются.

Пропускная способность устройств Chef Robotics составляет 34 контейнера в минуту. Время переналадки составляет менее 10 минут на разборку, очистку и сборку каждого модуля. В день можно работать с двумя сменами продукции.

К лету 2024 года роботы сделали порядка 3.5 млн сервировок. Они на 25% более постоянны в весе накладываемых порций, чем люди и на 17% более производительны.

Например, при накладывании продукта "Кукуруза и оливки" люди склонны к перерасходу этого компонента на 12%, тогда как робот способен удержать погрешность в пределах 1% от целевого веса. В целом перерасход продуктов был сокращена на 4%.

Отмечается, что решение обеспечивает приемлемую для кулинарных стандартов Amy's Kitchen эстетику продуктов.