СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ УПАКОВКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
METHOD AND DEVICE FOR USE IN FOOD PACKING

Область техники
Изобретение относится к способу, используемому в системе упаковки пищевых продуктов с целью оптимизации выхода пищевых продуктов и, в частности, уменьшения количества продукта, отдаваемого бесплатно, а также к оборудованию и программному обеспечению для реализации такого способа.
Уровень техники
Птицефабрика обычно содержит систему подготовки и систему переработки. Домашнюю птицу целиком доставляют в систему подготовки, где ее обычно забивают, ощипывают, удаляют кости и потрошат. Далее подготовленных домашних птиц или «цыплят для жарки» в системе переработки разрезают на нужные части и упаковывают. К частям тушек, помимо прочего, относятся филе грудок, ножки, голени, бедрышки и крылышки.
Птицу обычно упаковывают порциями, например, упаковки бедрышек по 500 г или упаковки целых ножек по 900 г. Части тушек из системы переработки направляют сначала на автоматические весы, которые отвешивают нужные порции. Отвешенные порции затем упаковывают вручную или на автоматическом роботизированном оборудовании в контейнеры, которые в дальнейшем закрывают, маркируют этикетками и проверяют перед тем, как отправить в нужную торговую точку, например в супермаркет.
Однако в некоторых случаях может оказаться невозможным подготовить порции, имеющие точно заданную массу в пределах заданного допуска. Например, порция целых ножек в 900 г должна содержать четыре отдельных ножки. Если ножки от конкретных птиц, обрабатываемых в системе переработки, слишком велики или слишком малы для упаковки, оказывается затруднительным составить порцию в необходимые 900 г из четырех ножек. Эта проблема стоит особенно остро для порций, составленных из небольшого числа отдельных частей тушки, поскольку разброс размеров частей тушек в этом случае сильнее влияет на общую массу порции. Части тушек, из которых невозможно собрать порцию необходимой массы, обычно продают дешевле, «навалом», как нефасованный товар. В качестве альтернативы, порции могут быть проданы с «перевесом», когда, например, целый «крупный» цыпленок может быть продан в качестве цыпленка «среднего» размера. Другим примером порций, продаваемых с «перевесом», является упаковка в 900 г, содержащая 1000 г продукта, давая тем самым потребителю 100 г бесплатно. Оба этих варианта неэффективны и увеличивают количество «бесплатной» продукции. Кроме того, потребители требуют точной маркировки и точного указания веса пищевых продуктов.
В данной области требуются средства для оптимизации выхода пищевой продукции из системы упаковки пищевых продуктов и, в частности, минимизации бесплатной продажи пищевых продуктов при выпуске порций заданного размера.
Раскрытие изобретения
Первый объект изобретения относится к устройству для управления системой упаковки птицы, содержащему первый приемный модуль, выполненный с возможностью получения множества заказов на птицепродукты, включающие целую тушку или часть тушки птицы; второй приемный модуль, выполненный с возможностью получения от измерительного модуля по меньшей мере одного измеряемого параметра по меньшей мере одной тушки птицы; рекомендательный модуль, выполненный с возможностью определения наилучшего соответствия одного из множества заказов по меньшей мере одному измеряемому параметру на основе характеристик каждого заказа и по меньшей мере одного измеряемого параметра по меньшей мере одной тушки птицы; и модуль управления, выполненный с возможностью передачи сигнала в систему переработки птицы для обработки по меньшей мере одной тушки птицы в соответствии с определенным заказом; при этом характеристики каждого заказа включают массу заказа и число отдельных частей тушки птицы, составляющих указанную массу заказа.
«Заказы» в данном контексте означают заявки на птицепродукцию от торговых организаций, таких как супермаркеты или рестораны быстрого обслуживания. Например, супермаркет может заказать конкретное количество куриных грудок. Заказы поступают обычно на порции. Например, супермаркет может заказать упаковки массой 500 г по четыре куриные ножки в каждой, либо ресторан быстрого обслуживания может заказать 5 кг куриных грудок, где каждая отдельная грудка должна весить 120-130 г, чтобы обеспечить возможность точного приготовления (точной кулинарной обработки).
Таким образом изобретение направлено на увеличение эффективности системы упаковки птицы и, в частности, на уменьшение количества «бесплатной» продукции. Термин «бесплатная» в данном контексте означает количество птицепродукции, упакованной сверх заданного номинального веса (с перевесом). Оптимизация согласования тушек птицы, обрабатываемых в системе упаковки пищевой продукции, с принятыми заказами предотвращает ситуации, когда, например, «крупного» цыпленка приходится упаковывать с этикеткой «средний», чтобы не выбрасывать такого крупного цыпленка. При этом излишняя часть цыпленка в «средней» упаковке продается «бесплатно», что снижает эффективность и рентабельность системы упаковки пищевой продукции. Такой вариант также несет риск для здоровья конечного потребителя, поскольку цыпленок обычно готовится в соответствии с инструкциями на этикетке, так что существует вероятность, что потребитель не доварит или не дожарит птицу.
Благодаря определению, какой именно из принятых заказов лучше всего соответствует принятой величине по меньшей мере одного измеряемого параметра, принятые заказы обрабатывают с использованием тушек птицы, наилучшим образом соответствующих этим заказам, тем самым уменьшая «бесплатную» продажу.
Обычно модуль управления генерирует и передает сигнал в систему переработки птицы, так что эта система переработки птицы обрабатывает по меньшей мере одну тушку птицы в соответствии с выбранным заказом.
Обычно в качестве по мере одного измеряемого параметра используют массу тушки птицы и качество этой тушки. Массу по меньшей мере одной тушки птицы измеряют на весах. Это обычно делается после того, как птица была забита, ощипана и выпотрошена (такая птица называется «цыпленок для жарки»), хотя можно также использовать живой вес. Качество тушки птицы определяют на основе таких характеристик, как число кровяных пятен или каких-либо физических аномалий, которые могут ухудшить внешний вид продукции для конечного потребителя. Качество может определять человек-оператор, либо автоматическое роботизированное оборудование, например, инфракрасное устройство для обнаружений каких-либо кровяных пятен. Кроме того, качество можно определить на основе того, где выращивался цыпленок (например, методом лагерного выращивания (на выпасе) или в клетке) перед тем, как его отправили в систему упаковки пищевой продукции.
Если согласно полученному заказу птица должна быть халяльной, ее следует забивать соответствующим образом, а указанный по меньшей мере один измеряемый параметр определяет, является ли птица халяльной.
В одном из вариантов указанный по меньшей мере один измеряемый параметр включает массу по меньшей мере одной тушки птицы, а второй приемный модуль дополнительно определяет массу какой-либо части этой по меньшей мере одной тушки с использованием полученной массы тушки в целом. Масса части тушки птицы (такой как ножка, голень, грудка, крылышко и т.п.) может быть определена точно и с небольшим разбросом от тушки к тушке с применением известных таблиц. Например, специалистам в рассматриваемой отрасли хорошо известно, что два полных крылышка составляют 10-12% всей массы цыпленка для жарки или две голени составляют 13,5-14,5% всей массы цыпленка. Аналогичные процентные доли определены для каждой части тушки. Поэтому, только на основе измеренной массы цыпленка для жарки можно точно определить массу каждой части тушки, что позволяет точно согласовать тушки птицы с полученными заказами. Известны также процентные доли по массе от всей птицы, которые можно использовать, если измерен живой вес птицы.
В одном из вариантов указанный по меньшей мере один измеряемый параметр содержит оценку качества по меньшей мере одной тушки, а рекомендательный модуль определяет на основе этой измеренной оценки качества тушки, следует ли эту тушку обрабатывать в соответствии с заказом на целые тушки или с заказом на части тушек. Как указано выше, заказы могут быть на целые тушки (цыплят для жарки) или на части тушек. Обычно, если конечному потребителю нужно купить целого цыпленка для жарки, он выберет тушку, имеющую наилучший внешний вид (например, без кровяных пятен или физических аномалий). Поэтому тушки птиц наивысшего качества предпочтительно используют для обработки заказов на целые тушки.
В одном из вариантов рекомендательный модуль определяет, какой из полученных заказов лучше всего соответствует принятому по меньшей мере одному измеряемому параметру для каждой тушки цыпленка. Это обеспечивает высокую точность согласования с заказами. В альтернативном варианте второй приемный модуль получает информацию о массе множества тушек и затем: (i) определяет среднюю массу тушки птицы в партии, выбранной из множества тушек; и (ii) определяет среднюю массу части тушки в указанной партии с использованием найденной средней массы тушки, после чего рекомендательный модуль определяет, какой именно из множества заказов лучше всего соответствует средний массе, найденной на этапах (i) или (ii).
Такой подход выгодно увеличивает производительность системы переработки цыплят, поскольку тушки птицы обрабатываются на групповой основе, а не индивидуально. Это особенно выгодно, если полученные заказы имеют относительно широкий допуск, например, заказы на поставку упаковок массой по 500 г, содержащих по четыре голени цыпленка каждая. Если общая масса четырех голеней составляет 500 г, тогда масса каждой отдельной голени имеет меньшее значение. Поэтому, если найдена партия со средней массой голени 125 г (т.е. четверть от 500 г), тогда такую партию можно обрабатывать для выполнения такого заказа.
С другой стороны, если заказ имеет небольшой допуск, например, куриные крылышки имеют допуск в пределах +/-5 г заданной массы, тогда цыплят анализируют на индивидуальной основе. В таком случае цыплят, имеющих «правильный» размер крылышек, используют для выполнения заказа на крылышки, а цыплят с «неправильной» массой крылышек используют для выполнения другого заказа.
Рекомендательный модуль определяет, какой из полученных заказов лучше всего соответствует по меньшей мере одному измеряемому параметру на основе характеристик каждого из полученных заказов и указанного по меньшей мере одного измеренного параметра по меньшей мере одной тушки птицы. Характеристика каждого полученного заказа включает в себя указание массы полученного заказа и числа отдельных частей тушек, составляющих массу заказа, а также может включать в себя указание вида частей тушек, которые нужно упаковать, и/или сроков выполнения заказа.
Предпочтительно рекомендательный модуль устанавливает очередность полученных заказов в порядке выполнения таким образом, чтобы свести к минимуму бесплатную продажу птицепродукции. Такое ранжирование может быть представлено на дисплее оператору вместе с дополнительными сведениями, такими как финансовые последствия выполнения заказов в таком порядке. Как указано выше, заказы предпочтительно оценивают на основе критерия минимизации бесплатной продажи, хотя могут быть использованы и другие показатели для определения, какой именно заказ наилучшим образом соответствует измеренному параметру(ам), таким как сроки выполнения заказов. Предпочтительно оператор может изменить этот порядок ранжирования, если сочтет нужным.
Обычно система переработки птицы содержит по меньшей мере одно режущее устройство, весы для взвешивания порций и стол для комплектования порций. После того как рекомендательная система назначит по меньшей мере одну тушку птицы какому-либо заказу, эту тушку подают, предпочтительно по транспортеру с крюками, в систему переработки птицы, где эту тушку разрезают на заданные части. Эти части тушек затем развешивают по требуемым порциям на весовом дозаторе и упаковывают на столе для комплектования, обычно вручную. Предпочтительно весовой дозатор выполнен в виде компьютерного комбинационного весового дозатора, такого как мультиголовочный весовой дозатор со шнековой подачей.
Затем упакованные порции подают, обычно по транспортеру, для запечатывания или обертывания в упаковочный материал и для выполнения конечных операций перед отправкой в заданную торговую организацию, такую как супермаркет или ресторан быстрого обслуживания. Настоящее изобретение может быть использовано с однорядной, сдвоенной или двухрядной установкой запечатывания или обертывания.
После того как цыпленок разрезается для получения необходимых частей, остальные части тушки передают на соответствующие весы и комплектовочный стол.
Второй объект изобретения относится к способу управления системой для упаковки птицы с помощью компьютера. Способ включает в себя этапы, на которых: (а) получают множество заказов на птицепродукты, включающие целую тушку или часть тушки птицы; (b) получают от измерительного модуля по меньшей мере один измеряемый параметр по меньшей мере одной тушки птицы; (с) определяют наилучшее соответствие одного из множества заказов по меньшей мере одному измеряемому параметру; и (d) передают сигнал в систему переработки птицы для обработки по меньшей мере одной тушки птицы в соответствии с заказом, найденным на этапе (с).
Третий объект изобретения относится к компьютерному программному продукту, содержащему команды, при выполнении которых аппаратурой для обработки данных, указанная аппаратура конфигурируется для реализации способа согласно второму объекту изобретения.
Четвертый объект изобретения относится к системе упаковки птицы, содержащей устройство в соответствии с первым объектом изобретения.
Преимущество изобретения перед известными системами состоит в том, что оно позволяет уменьшить количество отходов и бесплатных продаж на фабрике по упаковке пищевых продуктов. Оно также уменьшает количество пищевых продуктов, продаваемых в нефасованном виде, или порций, продаваемых с перевесом, (например, когда «крупного» цыпленка продают как «среднего» цыпленка), что повышает производительность и уменьшает отходы.
Изобретение способно повысить эффективность заказов пищевых продуктов еще до того, как цыплята даже поступят на фабрику переработки пищевых продуктов. Например, можно заказать поставку на фабрику для обработки пищевых продуктов птиц определенной массы и к определенному сроку, чтобы обрабатывать заказы наиболее эффективно.
Как вариант, согласно изобретению операторы могут предлагать клиентам (таким как супермаркеты) изменять свои заказы (требований массы порций, частей и типов частей), если заранее известно, какой массы тушки поступят на фабрику, и тем самым обеспечить наивысшую эффективность обработки заказов.
Эти преимущества создают выигрыш для каждого из элементов цепочки - для фермера, разводящего домашнюю птицу, для системы производства пищевых продуктов и для конечного потребителя.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематически показана птицефабрика;
на фиг. 2 схематически показан один из вариантов изобретения;
на фиг. 3 показаны индивидуально подготовленные цыплята на крюках транспортера в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 4 показана логическая схема, описывающая этапы в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 5 показаны партии индивидуально подготовленных цыплят на крюках транспортера в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 6 показана логическая схема, описывающая этапы в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения; и
на фиг. 7 показана логическая схема, описывающая этапы в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг. 1 птицефабрика 100 содержит систему 101 подготовки и систему 102 переработки. Целые цыплята поступают в систему подготовки 101 на грузовиках 110, 111, 112. Система 101 подготовки содержит оборудование для забоя, ощипывания, потрошения и удаления костей из цыплят. Цыплята обычно перемещаются между станциями забоя, ощипывания, потрошения и удаления костей на непрерывно движущемся транспортере с крюками, на которых цыплята обычно подвешены за ножки в петлях. Подготовленные тушки птиц (называемые «цыплята для жарки»), забитые, ощипанные и выпотрошенные, взвешивают, проверяют качество и перемещают на транспортере с крюками в холодильник 103. В холодильнике 103 линия транспортера с крюками несколько раз разворачивается на 180°, таким образом при непрерывном движении цыплят по транспортеру через холодильник 103 обычно проходит три часа между моментом входа тушки в холодильник 103 и моментом выхода из него. Размеры холодильников и транспортеров с крюками могут иметь разные размеры для разных птицефабрик.
Система 102 переработки цыплят содержит режущее устройство 105, разрезающее подготовленные тушки цыплят после их выхода из холодильника 103 на заданные части для упаковки. К таким частям тушек помимо всего прочего относятся бедрышки, голени, целые ножки, грудки и крылышки. Полученные части тушек затем взвешиваются на компьютерном комбинационном весовом дозаторе, таком как мультиголовочный дозатор 107а, 107b, и группируют в порции операторами или посредством автоматического роботизированного оборудования на столах 106а, 106b, 106 с для комплектования порций. Например, мультиголовочный дозатор 107а может взвешивать порции по 800 г по четыре куриных бедрышка в каждой для упаковки операторами на комплектовочном столе 106а.
Мультиголовочный дозатор обычно содержит несколько выходных бункеров и может отвешивать несколько различных целевых весов одновременно. Например, один и те же мультиголовочный дозатор может отвешивать порции куриных бедрышек по 800 г и порции куриных бедрышек по 1000 г в разные выходные бункеры. Это преимущество повышает эффективность процесса комплектования порций, тем самым увеличивая пропускную способность.
Операторы или автоматическое роботизированное оборудование помещает отвешенные порции в контейнеры (обычно лотки), которые затем закрывают на упаковочных или оберточных линиях 108. Эту операцию обычно выполняют в установке для запечатывания лотков 108а, 108b, 108с, 108d, которая наносит покрывную пленку поверх заполненного контейнера. Закрытый контейнер затем снабжают соответствующей этикеткой и направляют в заказавшую торговую организацию, например в супермаркет или в ресторан быстрого обслуживания. Упаковочные линии 108 могут быть «однорядными» линиями, которые закрывают только один ряд лотков за раз, или «двухрядными» линиями, закрывающими два ряда лотков одновременно. Каждый из комплектовочных столов и каждая упаковочная линия обычно осуществляют упаковку разных частей тушек цыплят.
Показанное на фиг. 2 устройство 200 содержит систему 201 управления производством, соединенную с измерительным модулем 220, системой 210 планирования ресурсов предприятия, системой 230 переработки цыплят и монитором 250 посредством адаптеров 206 ввода/вывода использующих средства связи, такие как Интернет. В качестве альтернативы можно использовать другие средства связи, такие как локальная сеть (LAN). Система 201 управления производством, система 210 планирования ресурсов предприятия, измерительный модуль 220, система 230 переработки цыплят и монитор 250 могут располагаться на удалении друг от друга или могут быть интегрированы в едином устройстве. В качестве альтернативы некоторые модули могут быть разнесенными, а другие могут быть интегрированными. Например, монитор 250 и система 201 управления производством могут быть выполнены в виде единого модуля, тогда как система 210 планирования ресурсов предприятия, измерительный модуль 220 и система 230 переработки цыплят могут располагаться удаленно.
Система 201 управления производством содержит шину 205, соединяющую первый вычислительный процессор 203, второй вычислительный процессор 204, рекомендательный модуль 207, запоминающее устройство 202 и адаптеры 206 ввода/вывода.
В процессе эксплуатации система 210 планирования ресурсов предприятия принимает заказы на части тушек цыплят. Это может быть, например, заказ из супермаркета на 1000 упаковок куриных бедрышек, где каждая упаковка содержит четыре бедрышка и имеет общую массу 800 г. Система 210 планирования ресурсов предприятия передает данные заказа в систему 201 управления производством через Интернет, LAN или другие средства связи. Эти данные сохраняются в запоминающем устройстве 202 в системе 201 управления производством. Запоминающее устройство 202 может быть энергонезависимым или энергозависимым. В качестве альтернативы, данные можно обрабатывать в реальном времени без сохранения в запоминающем устройстве.
Первый вариант
В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения измерительный модуль 220 получает данные о массе каждого цыпленка из системы 101 подготовки. В этом варианте измерительный модуль 220 представляет собой весы. В качестве альтернативы весы 220 могут получать данные о массе доставленных на фабрику живых птиц до забоя. Измерительный модуль 220 передает эти данные в систему 201 управления производством через Интернет или другие средства связи.
Для обеспечения правильного соответствия между значениями массы, полученной системой 201 управления производством, и конкретными цыплятами, каждого цыпленка нумеруют электронной биркой, содержащей также другую относящуюся к делу информацию, такую как данные о качестве или халяльности цыпленка.
После этого процессор 204 определяет среднюю массу частей тушки цыпленка для каждой отдельной тушки цыпленка на основе измеренной массы всей тушки цыпленка. Специалистам хорошо известно, что каждая часть тушки цыпленка (такая как грудка, бедрышко, крылышко и т.п.) составляет некоторую процентную долю общего веса тушки цыпленка, причем эта доля мало меняется от одной птицы к другой. Например, две голени обычно составляют от 13.5% до 14.5% массы тушки цыпленка; аналогично грудка составляет от 34% до 36% общей массы цыпленка. Таким образом, можно достаточно просто и эффективно определить массу каждой части тушки отдельного цыпленка. Аналогично, существуют известные процентные соотношения для массы живой птицы, поскольку масса тушки цыпленка также составляет некоторую определенную долю от живого веса птицы.
Каждую тушку цыпленка для жарки анализируют отдельно и, в зависимости от заказов, полученных системой 210 планирования ресурсов предприятия, рекомендательный модуль 207 определяет, соответственно, как следует обрабатывать каждую тушку цыпленка в системе переработки цыплят. На фиг. 3 показаны три отдельные тушки 360, 370 и 380 цыплят, подвешенные за соответствующие петли 303 на транспортере 302 с крюками в холодильнике 103. Процессор 204 определяет прогнозируемую массу каждой части тушки каждого цыпленка, как описано выше. На основании этих данных рекомендательный модуль 207 согласует каждого цыпленка 360, 370 и 380 с одним из заказов, полученных системой 210 планирования ресурсов предприятия. Например, цыпленок 360 может иметь идеальную массу голени для соответствия заказу на упаковки с куриными голенями; цыпленок 370 имеет массу крылышек, соответствующую заказу на крылышки в пределах допуска +/-5 г, а цыпленок 380 имеет массу, соответствующую заказу на куриные грудки.
Рекомендательный модуль 207 устанавливает очередность полученным системой 210 планирования ресурсов предприятия заказам в порядке, в котором эти заказы следует обрабатывать, чтобы свести к минимуму бесплатную продажу пищевой продукции и повысить производительность. Оператору через графический интерфейс пользователя на экране монитора 250 сообщается об очередности заказов. Оператора информируют также о других последствиях обработки заказов в порядке, выбранном рекомендательным модулем 207, таких как финансовые последствия образовавшихся объемов бесплатной продажи. Работа рекомендательного модуля 207 направлена на минимизацию перевеса продукции, чтобы уменьшить бесплатную продажу и повысить производительность; однако оператор может отменить рекомендации модуля 207, если сочтет нужным.
После этого рекомендательный модуль передает сигнал(ы) модулю 232 управления в системе 102 переработки цыплят, так что можно выполнить нужные заказы путем переработки тушек цыплят. Система 201 управления производством и модуль 230 управления поддерживают связь через Интернет или другие средства связи. Система 102 переработки цыплят дополнительно содержит режущее устройство 231 и по меньшей мере один компьютерный комбинационный весовой дозатор, поддерживающие связь с модулем 232 управления и работающие под управлением этого модуля. Режущие устройства 231 разрезают тушки 360, 370 и 380 цыплят на заданные части.
Альтернативно, система 201 управления производством может получать заказы на целые тушки цыплят. В таком случае при определении, какой заказ следует обработать, учитывают массу самой тушки цыпленка.
Полученный заказ, для которого можно использовать конкретного отдельного цыпленка, может быть изменен вплоть до момента, когда эта тушка цыпленка выходит из холодильника и входит в систему переработки цыплят. Например, если цыпленок 360 для жарки первоначально предназначался для выполнения заказа на крылышки, но найденная при последующем анализе партия оказалась более подходящей для данного заказа, в таком случае цыпленок 360 будет использован для получения частей тушки для другого заказа.
Система переработки цыплят обычно содержит несколько комплектовочных столов 106а, 106b, 106c, работающих одновременно, так что каждый стол используется для разных частей тушки птицы. Например, голени цыпленка 360 направляют к дозатору, обслуживающему комплектовочный стол 106а; крылышки цыпленка 370 направляют к дозатору, обслуживающему комплектовочный стол 106b, а грудку цыпленка 380 направляют к дозатору, обслуживающему комплектовочный стол 106c. Затем операторы вручную или автоматическое роботизированное оборудование упаковывают части тушек соответствующим образом. В этом варианте каждый дозатор представляет собой мультиголовочный дозатор, способный отвешивать два веса разных частей тушки одновременно. Например, один мультиголовочный дозатор может взвешивать порции куриных грудок одновременно и по 400 г, и по 600 г. Кроме того, можно использовать дозаторы других типов, например, со шнековой подачей.
От тушек цыплят 360, 370, 380 отрезают также части, отличные от рекомендованных частей, и направляют эти части тушек на соответствующий комплектовочный стол для комплектования других заказов. Например, грудку от цыпленка 360 направляют на комплектовочный стол, где обрабатывают порции куриных грудок. Если масса других частей не соответствует ни одному из текущих заказов, другие части тушек могут быть направлены в категорию нефасованной продукции. Нефасованной продукцией в данном контексте называется неупакованная куриная продукция, которая может быть продана дешевле для минимизации отходов. Иногда какая-то доля нефасованной продукции может потребоваться для дальнейшей переработки, например выпуска замороженной продукции. Ее обычно продают по сниженной цене.
Упакованные контейнеры затем закрываются запайщиком лотков соответствующего размера в упаковочной линии 8, снабжают этикетками, выполняют заключительные операции и рассылают по заданным адресам. Различные части тушек цыплят требуют лотков разного размера (например, для голеней нужны лотки большего размера, чем для крылышек), так что упаковочную линию и запайщик лотков для заказа выбирают таким образом, чтобы они могли работать с лотками правильного размера.
Как показано на фиг. 4, на этапе 301 система 201 управления производством получает результаты измерения массы отдельной тушки цыпленка от модуля 220 взвешивания. На этапе 302 система управления производством получает заказ на порции продуктов из цыплят из системы 210 планирования ресурсов предприятия. Специалист должен понимать, что этапы 301 и 302 могут быть выполнены в этом порядке, в обратном порядке (т.е. заказы могут быть получены раньше результатов измерения веса) или одновременно.
Как описано выше, применительно к фиг. 2, на этапе 303 процессор 204 определяет массу части указанной отдельной тушки цыпленка с использованием хорошо известных таблиц.
На этапе 304 процессор 207 сравнивает полученные на этапе 302 заказы с массой частей тушек, найденной на этапе 303.
Наконец, на этапе 305 система 201 управления производством определяет, для какого заказа следует использовать рассматриваемого цыпленка. Например, если цыпленок имеет идеальную массу для выполнения заказа на куриные голени, система 102 переработки цыплят должна обработать этого цыпленка и вырезать голени. После этого происходит возврат к этапу 301, на котором система управления производством получает результат измерения массы следующего цыпленка.
Второй вариант
Согласно второму варианту осуществления изобретения, при выполнении множества заказов, выбор цыплят, находящихся в холодильнике, осуществляется не индивидуально, а партиями. Это особенно предпочтительно, если фабрика перерабатывает большие объемы домашней птицы за короткий период времени, или когда заказы допускают некоторый разброс значений массы индивидуальных частей тушек (т.е. широкие допуски). Например, каждое бедрышко цыпленка в партии куриных бедрышек массой 1000 г может иметь небольшой разброс, если суммарная масса всех четырех бедрышек равен 1000 г.
Аналогично первому варианту измерительный модуль 220 представляет собой модуль взвешивания, который взвешивает каждого отдельно цыпленка (или в качестве альтернативы - живую птицу). После этого всех цыплят разбивают на партии, как это схематично представлено на фиг. 5, где показаны партии 320, 330 и 340 тушек цыплят, висящих на петлях 303 на транспортере 302 с крюками. Численность первой партии 320 цыплят может быть определена как численность цыплят, поступивших в холодильник 103 в течение заданного промежутка времени, например за 30 мин, либо численность партии может быть задана заранее, например 100 тушек цыплят. Затем отбирают вторую партию 330 цыплят аналогичным образом. Партии могут содержать одинаковое число цыплят, хотя понятно, что разные партии могут иметь различное число цыплят. В примере, показанном на фиг. 5, число цыплят в каждой партии постоянно. Размер партии может быть задан заранее или пользователем с использованием графического интерфейса пользователя, представленного на экране монитора 250.
Для обеспечения правильного соответствия данных о величинах масс, полученных системой 201 управления производством, конкретные тушки цыплят нумеруют посредством электронной бирки, содержащей также информацию о качестве тушки. В каждой партии тушки цыплят следуют последовательно одна за другой и расположены одна рядом с другой на транспортере с крюками.
Процессор 203 затем определяет среднюю массу цыплят в партии. Под словом «средняя» обычно понимают среднее арифметическое, хотя могут быть использованы и другие средние величины, такие как медиана или мода. Размер и масса цыплят в партии могут варьироваться; однако для изобретения средняя масса важнее разброса.
Далее процессор 204 определяет среднюю массу части тушки цыпленка в партии с использованием средней массы цыплят в партии, вычисленного процессором 203. Специалистам хорошо известно, что каждая часть тушки цыпленка (такая как грудка, бедрышко, крылышко и т.п.) составляет определенную процентную долю общей массы тушки цыпленка. Причем эта процентная доля мало меняется от птицы к птице. Например, две голени обычно составляют от 13.5% до 14.5% массы тушки цыпленка; аналогично грудка составляет от 34% до 36% общей массы цыпленка. Таким образом, можно достаточно просто и эффективно определить среднюю массу каждой части тушки цыпленка в рассматриваемой партии. Аналогично случаю для процессора 203, под словом «средний» (“average”) обычно понимают среднее арифметическое, однако могут быть использованы и другие средние величины, такие как медиана или мода.
В качестве альтернативы, можно также разбить массу всего цыпленка (в противоположность подготовленной тушке цыпленка) на массу частей этой тушки в соответствии с процентными долями, если птицы целиком были взвешены до начала обработки в системе 101 подготовки.
Полученные от модуля 220 взвешивания данные о массе, равно как и вычисленная средняя масса тушки цыпленка и средняя масса частей тушки, могут быть сохранены в запоминающем устройстве 202 или обрабатываться в реальном времени. Обычно получаемые от модуля взвешивания 220 весовые данные о тушках цыплят или живых птицах, относящиеся к второй, третьей, четвертой и последующим партиям сохраняют в запоминающем устройстве 202 до тех пор, пока они не смогут быть обработаны процессорами 203, 204 в нужное время (например, после завершения обработки данных, относящихся к первой партии).
Затем рекомендательный модуль 207 сравнивает данные о средней массе каждой части тушки, полученной от процессора 204, с несколькими заказами, хранящимися в запоминающем устройстве 202, чтобы определить, какие именно части тушек следует обрабатывать и упаковывать следующими. Способ осуществления этого сравнения будет пояснен на приведенном ниже примере.
Более конкретно, заказ А может быть на порции куриных бедрышек по четыре штуки в каждой порции массой 500 г, а заказ В может быть на порции куриных ножек по четыре штуки в каждой порции весом 1000 г. Обычно, однако, при обработке заказов данные о цыплятах в расчет не принимаются. Например, цыплята в партии 320 могут иметь среднюю массу бедрышка 175 г, что затрудняет комплектование упаковок 500 г по четыре бедрышка в каждой. Использование цыплят из партии 320 для обработки заказа А приведет к большому объему бесплатной продукции или к увеличению объему продукции, продаваемой в нефасованном виде, что снижает эффективность.
Однако цыплята из партии 320 могут иметь среднюю массу ножек 250 г, что делает их идеальными для выпуска партий из четырех ножек, при каждой партии в 1000 г. Согласно изобретению рекомендательный модуль 207 распознает этот факт, так что партия 320 будет использована для выполнения заказа B, а не заказа A, с целью минимизации отходов и бесплатной продукции, а заказ A может быть выполнен с использованием партии 330, которая может иметь более оптимальную среднюю массу куриных бедрышек.
В качестве альтернативы система 201 управления производством может получать заказы на целые тушки цыплят. В таком случае среднюю массу птиц в партии, найденную процессором 203, учитывают при определении, какой заказ выполнять следующим.
Рекомендательный модуль 207 устанавливает очередность заказов, поступающих из системы 210 планирования ресурсов предприятия в порядке, в котором следует выполнять эти заказы с целью минимизации отходов и бесплатной продажи пищевых продуктов и повышения эффективности. Оператора информируют о такой очередности через графический интерфейс на экране монитора 250. Вследствие естественного разброса массы цыплят маловероятно, что партии смогут выполнить массовые требования заказа точно, и поэтому в предпочтительном варианте графический интерфейс показывает величину перевеса продукции в партии, который образуется при согласовании с конкретным заказом, вместе с финансовыми последствиями такого количества отходов. Процессор 207 нацелен на минимизацию величины перевеса продукции с целью уменьшения отходов и повышения эффективности, однако оператор может отменить решение процессора, если сочтет необходимым.
Заказ, на выполнение которого должна быть направлена партия тушек, может быть изменен вплоть до момента, когда рассматриваемая партия тушек покидает холодильник и входит в систему 102 переработки цыплят. Например, если партию 320 первоначально предполагалось использовать для выполнения заказа на крылышки, но анализ последующих партий показал, что одна из них должна обеспечить лучшее соответствие требованию этого заказа на крылышки, то тогда партию 320 можно использовать для получения комплектования других заказов.
После этого процессор 207 передает сигнал(ы) модулю 232 управления в системе 102 переработки цыплят, чтобы можно было выполнить нужные заказы посредством переработки цыплят. Система 201 управления производством и модуль 232 управления поддерживают связь через Интернет или с использованием других средств связи. Система 102 переработки цыплят содержит также режущее устройство 231 и по меньшей мере один компьютерный комбинационный весовой дозатор 107, причем оба этих устройства поддерживают связь с модулем 232 управления и работают под его управлением. Как описано выше, цыплята подвешены в один ряд на транспортере 302 с крюками, так что партию 320 обрабатывают первой после выхода цыплят из холодильника. Может быть определено, что эта партия 320 имеет «правильный» вес крылышек для выполнения заказа на упаковки по 500 г с куриными крылышками. Таким образом, модуль 232 управления осуществляет управление работой режущего устройства 230 для разрезания цыплят из партии 320 на крылышки.
Модуль 232 управления затем управляет дозатором 107 для развешивания крылышек на порции заданной массы (в пределах заданного допуска) и упаковки этих порций в контейнеры на одном из комплектовочных столов 106а, 106b, 106c.
Упакованные контейнеры далее закрывают посредством соответствующих запайщиков лотков в упаковочной линии 8, снабжают этикетками, выполняют окончательную обработку и рассылают заказчикам. Разные части тушек цыплят могут потребовать лотков различного размера (например, для голеней нужны лотки большего размера, чем для крылышек), так что упаковочную линию и запайщик лотков выбирают таким образом, чтобы они могли работать с лотками нужного размера.
Цыплята из первой партии 320 также могут быть разрезаны на части тушек, отличные от крылышек (например, такие как голени или грудки), и эти части тушек могут быть использованы для выполнения соответствующего заказа на такие части тушек.
Следующей партией, которую должна обработать система 102 переработки цыплят, является вторая партия 330, а цыплята будут разрезаны и развешены в соответствии с заказом, который наилучшим образом согласован со средним весом этой партии.
Как показано на фиг. 6, на этапе 401 система 201 управления производством получает от модуля 220 взвешивания данные о массе каждого отдельного цыпленка в партии. Партии определены, как описано выше. На этапе 402 система управления производством получает заказы на порции продукции из цыплят от системы 210 планирования ресурсов предприятия. Специалист должен понимать, что этапы 401 и 402 могут быть выполнены в указанном порядке, в обратном порядке (т.е. заказы могут быть получены раньше информации о результатах взвешивания) или одновременно.
Как описано выше применительно к фиг. 2, процессор 203 определяет среднюю массу цыпленка в партии на этапе 403, а на этапе 404 определяют среднюю массу каждой части тушки цыпленка в этой партии. Хотя в этом варианте используется средняя арифметическая величина, могут быть использованы и другие средние значения, такие как медиана или мода.
На этапе 405 процессор 207 сравнивает заказы, полученные на этапе 402, с найденными на этапе 403 или 404 средними величинами массы. Каждый заказ отдельно сравнивают с весовыми данными анализируемой в текущий момент партии. В частности, если поступил заказ на конкретные части тушек (такие как крылышки или голени), его сравнивают с весовыми данными, определенными на этапе 404. С другой стороны, если поступил заказ на целые тушки цыплят, этот заказ сравнивают со средней массой, найденной на этапе 403. Например, могут быть заказаны «большие» цыплята в некотором диапазоне массы, тогда процессор 207 определяет, попадает ли средняя масса партии, найденная на этапе 403, в этот диапазон.
Наконец, на этапе 406 заказы, полученные на этапе 402, ранжируют по порядку (в таком порядке, который позволил бы получить наименьшее количество отходов от партии, которая при ранжировании определена как наиболее предпочтительная) для рассматриваемой конкретной партии цыплят (при ранжировании заказов учитываются и другие показатели, такие как предельные сроки поставки заказанной продукции). Представленный на логической схеме способ после этого возвращается к этапу 401, на котором система управления производством получает весовые данные следующей партии. Следует отметить, что поскольку цыплята находятся в холодильнике 103 до трех часов, в этом холодильнике может находиться много партий цыплят, которые система 201 управления производством уже сравнила с полученными заказами, но которые еще не были обработаны системой 102 переработки. Поэтому изобретение позволяет анализировать заказы, сравнивая их с несколькими партиями. Например, если заказ самого высокого ранга для партии 320 является заказом на крылышки, а заказ самого высокого ранга для партии 340 также является заказом на крылышки, но при этом выполнение этого заказа с использованием партии 340 должно дать меньше отходов, чем при использовании партии 320, система 102 переработки будет обрабатывать заказ на крылышки с использованием партии 340. Как описано выше, заказ, для выполнения которого будет использована та или иная партия тушек цыплят, можно заменять вплоть до момента, когда соответствующая партия тушек цыплят покинет холодильник.
Третий вариант
В соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения измерительный модуль 220 дополнительно способен определять качество каждого цыпленка прежде, чем он поступит в систему 102 переработки цыплят. В этом контексте термин «качество» обозначает атрибуты каждого цыпленка, такие как число кровяных пятен на цыпленке или наличие каких-нибудь физических аномалий. Это может быть определено человеком-рабочим или автоматически. Если определено, что цыпленок для жарки имеет качество, превосходящее некоторый пороговый уровень, он будет упакован в виде целой тушки без разрезания его на части в системе 102 переработки цыплят. Массу цыплят будут по-прежнему измерять в измерительном модуле 220, так что все цыплята, качество которых превышает заданный пороговый уровень, будут затем упакованы в соответствии с их массой, например, в качестве «маленьких» цыплят, «средних» цыплят или «крупных» цыплят. В качестве альтернативы, если масса цыпленка не попадает в подходящий диапазон для упаковки, такой цыпленок будет разрезан на части в системе 102 переработки цыплят.
Указанный выше процесс показан на фиг. 7. На этапе 701 определяют качество цыпленка. Это может быть сделано в любой момент прежде, чем тушка этого цыпленка достигнет системы 102 переработки цыплят. Качество обычно определяет человек-оператор, который осматривает и проверяет каждого цыпленка, нет ли кровяных пятен, деформаций или других признаков, которые могли бы ухудшить восприятие этого цыпленка конечным потребителем. В альтернативном варианте проверку качества можно осуществлять автоматически, например, для обнаружения кровяных пятен можно использовать осмотр в инфракрасных лучах.
Кроме того, измерительный модуль может определять, были ли забиты цыплята в соответствии с требованиями халяльности, и если это так, эти цыплята для жарки могут быть обработаны отдельно.
На этапе 702, если качество цыпленка для жарки превосходит заданный пороговый уровень, процесс переходит к этапу 703, на котором массу цыпленка, измеренную посредством измерительного модуля 220, сравнивают с заказами, полученными системой 210 планирования ресурсов предприятия. Указанный пороговой уровень может представлять собой, например, некоторое число кровяных пятен. Цыпленок, имеющий число кровяных пятен меньше порогового уровня, перемещается на этап 703 согласно логической схеме, показанной на фиг. 7.
На этапе 703 процессор 207 проверяет, соответствует ли масса цыпленка какому-либо из заказов в системе 210 планирования ресурсов предприятия. Если да, этого цыпленка для жарки упаковывают в виде целой тушки (этап 704) и классифицируют в зависимости от его массы (например, «маленький», «средний» или «крупный»). Этот этап 703 «проверки массы» предотвращает продажу целых тушек цыплят с неправильной массой, тем самым уменьшая бесплатную продукцию и повышая степень безопасности для потребителя. Например, если крупный цыпленок упакован как «средний» цыпленок, тогда есть вероятность, что конечный потребитель будет готовить этого цыпленка недостаточно долго.
Как показано на фиг. 7, если на каком-либо из этапов 702, 703 будет получен отрицательный ответ, процесс переходит к пункту A, показанному на фиг. 4 или на фиг. 6, в зависимости от того, как работает система упаковки пищевых продуктов - на основе обработки партий или каждого цыпленка для жарки отдельно. Признаки третьего варианта могут быть включены по отдельности в первый или во второй вариант. Например, в одном из вариантов цыплят анализируют каждого по отдельности в соответствии с его массой и качеством, а в другом варианте цыплят анализируют партиями также в зависимости от их массы и качества.
Признаки любого из описанных выше вариантов могут быть использованы в любом другом варианте. Например, «индивидуальный» подход первого варианта может быть использован во втором варианте для еще большего повышения эффективности. Например, разные заказы, полученные системой 210 планирования ресурсов предприятия, могут потребовать различных допусков. Например, заказ на куриные крылышки, поступивший от ресторана быстрого обслуживания, может потребовать, чтобы каждое такое куриное крылышко имело конкретную массу с допустимым отклонением в пределах +/- 5 г. С другой стороны, заказ от большого супермаркета на упаковки по четыре куриных бедрышка в каждой с общей массой упаковки 500 г не требует такого точного допуска для каждого отдельного бедрышка, пока полная масса составляет 500 г. Поэтому система 200 может работать в режиме «партий» для выполнения заказов с менее жесткими допусками, но если конкретная тушка цыпленка имеет крылышки подходящей массы для удовлетворения требований узкого допуска в +/-5 г, тогда этого отдельного цыпленка для жарки можно использовать для выполнения заказа на крылышки.
Изобретение обеспечивает гибкость способа обработки цыплят. Процессор 207 анализирует заказы, полученные системой 210 планирования ресурсов предприятия, и может определить, следует ли цыплят обрабатывать в системе 102 переработки цыплят партиями, что повышает производительность и пропускную способность системы, или каждого по отдельности, что позволяет лучше контролировать массу и качество частей тушки.
Кроме того, применение измерительного модуля 220 для определения качества цыплят может быть использовано как в первом, так и во втором варианте.
Изобретение имеет очевидные преимущества перед известными системами, заключающиеся в уменьшении количества отходов на фабрике для упаковки пищевых продуктов. Оно также уменьшает объем пищевых продуктов, продаваемых в нефасованном виде, или количество порций, продаваемых с перевесом (например, «крупных» цыплят, продаваемых в качестве «средних» цыплят), тем самым повышая эффективность и уменьшая отходы.
Также ожидается, что система согласно изобретению способна повысить эффективность заказов на пищевую продукцию даже еще до того, как цыплята поступят на фабрику. Например, если в запоминающем устройстве 202 хранятся несколько заказов, можно потребовать, чтобы цыплята той или иной конкретной массы были бы доставлены на фабрику в некоторые конкретные моменты времени, чтобы выполнить эти заказы наиболее эффективно. Как было пояснено ранее, можно точно определить массу той или иной части тушки на основе птицы целиком (а не только на основе массы тушки цыпленка), так что можно потребовать, чтобы грузовики 110, 111 и 112 доставляли цыплят заданной массы.
Как вариант, согласно изобретению операторы могут предлагать клиентам (таким как супермаркеты) изменять свои заказы (требований массы порций, частей и типов частей), если заранее известно, какой массы тушки поступят на фабрику, и тем самым обеспечить наивысшую эффективность обработки заказов.
Хотя приведенное выше описание относится преимущественно к фабрике для переработки цыплят, настоящее изобретение подходит также для системы упаковки других пищевых продуктов, таких как системы переработки говядины, баранины или свинины.