Til innholdet

Prosjektnummer

900953

Prosjektinformasjon

Prosjektnummer: 900953
Status: Avsluttet
Startdato: 31.10.2013
Sluttdato: 30.04.2017

Robotisert håndlegging av pelagisk fisk: Fase 2

Siden prosjektet er terminert, og siden arbeidet i hovedsak dreier seg om utarbeidelser av dataprogrammering og logaritmer, er resultatene fra prosjektet svært begrenset. Prosjektet har imidlertid tatt risikoen fra næringsaktøren (i dette tilfellet Pelagia) og bidratt til at FHF sine intensjoner har fungert etter hensikten.
FHF vurderer resultatene som svært begrenset. Det samme med næringsnytten. At prosjektet er terminert har sammenheng med dette. Prosjektet har imidlertid aktualisert problemstillingen med muligheter for å få til en robotisert handlegging av makrell. Dette har bidratt til at det i dag er bedrifter som oppforder FHF til å lyse ut problemstillingen på nytt. Denne gang gjennom FHFs “Prosjekt i bedrift”-ordning og på den måten oppnå resultater med god næringsnytte.
“Håndlagt” sild og makrell er hel fisk som i dagens pelagiske produksjonsanlegg er pakket manuelt for hånd i kartonger. Produksjon av handlagt pelagisk fisk er ikke i daglig produksjon, men produseres periodevis i sesongen. På grunn av den arbeidskrevende pakkeoperasjonen er dette i dag begrenset til to pakningsstørrelser og fiskestørrelser – pakking av rund stor makrell 600+ gram i 10 kilos kartonger og storsild 300+ gram i 7 kilos kartonger. I produksjonsperiodene må opptil 23 personer involveres i 10 kilos pakkelinjene for å pakke ca. 6.000 kg/time.

Disse forholdene gjør det svært vanskelig å bemanne pakkelinjene. I tillegg har produktet i dag en begrenset lønnsomhet grunnet økte lønnskostnader, og merprisen på produktet resulterer kun i et lite overskudd. Håndlagt pelagisk fisk er likevel et viktig produkt for å dekke kundens totalbehov.

Robotisert pakking av “håndlagt” pelagisk fisk vil kunne gi økt lønnsomhet på eksisterende pakningsstørrelser. Det gir mulighet for mer nøyaktig sortering og anvendelse av flere størrelser sild og makrell, samt åpne opp for bruk av flere pakningsstørrelser som det i dag ikke er lønnsomt å pakke manuelt. Dette kan resultere i nye markeder og bedre lønnsomhet. En slik robotisering vil også kunne benyttes til andre innovative produkter som for eksempel spesialpakninger av fersk hel sildefilet og makrellfilét. I forbindelse med robotprosjektet, ble det gjennomført en studietur til Korea og Taiwan i mai 2013. I tillegg til mange interessante observasjoner hos prosessorer, fiskemarkeder, supermarkeder og møter med kunder, ser prosjektgruppen at det er et stort potensiale i dette prosjektet. Handlagt makrell ned til størrelse 300–500, samt en mye benyttet kartongstørrelse; 6 kilo ble observert. Tendensen går mot mindre forpakninger, som passer bedre inn i mot supermarkedene og sluttbrukere.
 
Robotteknologi er lite brukt i norsk pelagisk industri, og det finnes ingen tilpassede robotløsninger og pakkelinjer som kan benyttes direkte til robotisert pakking av “håndlagt” pelagisk fisk. Likevel finnes det nærliggende robotteknologi, som ved forskning og utvikling kan tilpasses til pakking av pelagisk fisk. Med bakgrunn i dette er det behov for å gjennomføre et teknologiprosjekt for å få realisert en pakkelinje for robotisert pakking av “håndlagt” pelagisk fisk.
 
Fase 1 av prosjektet, “Robotisert håndlegging av pelagisk fisk: Fase 1” (FHF-900913​) er gjennomført  og fase 2, bygging av prototyplinje med to roboter, er klar for oppstart. Prosjektet vil komme hele den norske pelagiske industrien til gode ved å resultere i utviklet og testet teknologi for robotisert pakking av “håndlagt” pelagisk fisk. På denne måte minimeres investeringsrisiko for andre aktører i den norske pelagiske industrien, ettersom disse aktørene vil kunne få innsyn i pilotlinjen hos Norway Pelagic (NP), samt ha mulighet til å kjøpe tilsvarende eller lignende pakkelinje fra utstyrsleverandøren tilknyttet dette prosjektet. Som i tidligere utviklingsprosjekter, vil også dette prosjektet gi norsk mekanisk Industri nye muligheter.
Å utvikle prototyplinje for robotisert “håndlegging” av pelagisk fisk i eske – med fokus på hel sild og hel makrell. Prototyplinjen skal installeres ved et av Norway Pelagic sine anlegg. Realisering av hovedmålet er omfattende, og prosjektet deles derfor inn i tre faser, hvor hver fase har sitt eget delmål som vist under.

Delmål
Fase 1:
Å velge utstyrsleverandør som grunnlag for å gå videre til Fase 2. (Gjennomført i FHF-prosjekt 900913).

Fase 2:
Å installere prototyplinje med 2 roboter hos en av Norway Pelagic sine produksjonsanlegg, som gjennom forsøk og tester med relevant råstoff skal sannsynliggjøre at en fullskala produksjonslinje vil:
• oppnå tilstrekkelig kapasitet og hastighet
• utføre presis deteksjon og lokalisering, veiing og pakking
• ha stor fleksibilitet med hensyn til ulike leggemønster
• gi nye muligheter for eksakt sortering
• redusere “give away”
• bevare den gode fiskekvaliteten
• bli utstyrt med gripere for skånsom håndtering av fisken
• være bedre tilpasset forskjellige emballasje- og pakkeløsninger

Prototyp-pakkelinjen skal:
• være testkjørt hos Arbor Technologies og godkjent før installasjon av og hos NP
• testkjøres etter industrielle krav
• feilrettes og ferdigutvikles ved et av Norway Pelagic sitt pelagiske anlegg.

Fase 3:
Å bygge fullskala robotisert linje for “håndlegging” av hel sild og hel makrell som forutsetter at det installeres produksjonslinje for robotisert pakking av pelagisk fisk med kapabilitet i henhold til gjeldende kravspesifikasjon.

Dette prosjektet omfatter kun fase 2.
Nytteverdi ved realisering av hovedmål
En måloppnåelse vil ha stor betydning for næringen i konkurranse med utenlandske produsenter, ved at man kan tilby etterspurte produkter med en konkurransedyktig pris og kvalitet. Prisen på sild- og makrellprodukter vil kunne økes ved at en kan komme nærmere sluttbruker. En økt andel “håndlagte” produkter vil medføre en bedre utnyttelse av alle størrelser sild og makrell på en kostnadseffektiv måte. Lønnsomheten vil på sikt kunne bli vesentlig høyere, ettersom en større andel småfisk vil kunne introduseres til bedre betalte markeder.

Som tidligere nevnt er en svært liten del av ferdigvarene fra pelagisk næring produkter beregnet for konsumentmarkedet. Dagens anlegg sorterer svært grovt og produktene er i hovedsak rettet mot prosessorer. For lodde har Norway Pelagic oppnådd merpriser og nye volumer ved å pakke i mindre forpakninger, og man ser klart at dette også vil være mulig for sild og makrell. Individbasert sortering, et emballasjeprosjekt og dette robotprosjektet vil gi nye markedsmuligheter. Ved å ha noe å vise kundene, vil dette raskt åpne for spesialpakninger som kommer nærmere sluttbrukerbehov. Salgsmedarbeidere og utvalgte kunder vil i høstens sesong bli knyttet til robotprosjektet for å designe de nye produktene. Det vil derfor medgå betydelige resurser til markedsutvikling.

Prosjektets betydning for å nå hovedmålet
Basert på nyeste og beste (“state-of-the-art”) innen robotteknologi og tilgjengelig utstyr for robotisert pakking, ser man at det er et betydelig utviklingsarbeid som må gjøres for å kunne realisere hovedmålet – en prototyplinje med to roboter for robotisert “håndlegging” av pelagisk fisk i kartong. Det nødvendige utviklingsarbeidet er betydelig og derfor også kostbart. Selv om tilgjengelige robotsystemer finnes for plukking, veiing og pakking av andre fiske- og matvareprodukter, må det en betydelig utvikling til for å tilpasse systemene til å oppfylle prosjektets hovedmål om å pakke pelagisk fisk med nødvendig kapasitet, nøyaktighet og ressursbruk, samt at riktig kvalitet skal oppnås på produktene. I tillegg skal den nye teknologien, som vil bestå av sensitive sensorer og elektronikk, være robust nok til å stå i et fuktig og korrosivt produksjonsmiljø. I dette prosjektet vil en verdensledende utstyrsleverandør, Arbor Technologies i Frankrike, gjøre utviklingsarbeidet og demonstrere sin løsning av prototypen hos egen bedrift før transport til og installasjon hos et av produksjonsanleggene hos Norway Pelagic. Mye av dette utviklingsarbeidet vil skje ved utvikling av et stabilt og skånsomt griperverktøy og utvikling av algoritmer i robot- og vision-systemer. I tillegg kreves det et stort utviklingsarbeid på det pelagiske anlegget innenfor testing, innkjøring, feilretting og optimalisering for fullkapasitets drift. Et vesentlig forhold som gjør dette interessant når det gjelder å bevege denne industrien fremover mot fremtidens foredlingsanlegg for pelagisk industri er de muligheter som ligger i å automatisere disse arbeidsoppgavene. Ved bruk av maskinsynsystemer og avansert sensorteknologi vil muligheten for å dokumentere levert kvalitet bli mye større. Teknologien vil danne grunnlaget for flere oppgaver i fremtiden. I tillegg til mer nøyaktig sortering på størrelse og art, er automatisk kvalitetssortering av ytre (sårskader, bloduttredelser, bløt fisk, misdannelser etc.) og indre (for eksempel kjønn, rognutvikling og fettinnhold) faktorer interessante forskningsoppgaver. Kostnadene for overnevnte utviklingsarbeid, som utgjør hardware-kostnadene for roboter, generiske vision-systemer og transportører, er relativt lave.

Høye utviklingskostnader og betydelig økonomisk risiko gjør det nødvendig å få FHF og Innovasjon Norge (IN) trukket inn i finansieringen av denne teknologiutviklingen i fase 2.

Prosjektets betydning for norsk pelagisk industri som helhet
Ved oppnåelse av prosjektets hovedmål i fase 2, vil det stå en ferdig prototyplinje hos et av Norway Pelagic sine anlegg. Denne prototyplinjen vil være tilgjengelig for innsyn fra andre aktører i norsk pelagisk industri. Aktører som ser at en pakkelinje av denne typen dekker også deres behov vil kunne kjøpe tilsvarende pakkelinjer fra utstyrsleverandør knyttet til dette prosjektet, uten å betale for kostnader for utviklingsarbeidet som ledet frem til prototyplinjen. Således er prosjektet – med tilskudd fra FHF og IN – svært viktig for å gjøre teknologi for robotisert “håndlagt” pakket pelagisk fisk både praktisk og kostnadsmessig mer tilgjengelig for store deler av norsk pelagisk industri. Med forholdsvis få produksjonsdøgn i en arbeidsintensiv pelagisk industri med høye lønnskostnader i forhold til konkurrerende land, er det påkrevd å utvikle en effektiv produksjonsteknologi for å oppnå god lønnsomheten. Imidlertid vil det eksistere en stor grad av risiko i å investere i dyrt produksjonsutstyr, en risiko det er ønske om å redusere.

Prosjektgruppen anser at ressursbruken i prosjektet står meget godt i forhold til nytteverdien.
Beskrivelsen omfatter fase 2, men beskriver også plan for fase 3 for å vise hvordan det videre løpet er planlagt per dags dato.
 
Prosjektet skal videreføres fra fase 1 til fase 2 og er inndelt i aktiviteter og milepæler. Dette inkluderer en beskrivelse av rollene til Norway Pelagic AS (NP), SINTEF Fiskeri og havbruk AS (SFH) og utstyrsleverandøren Arbor Technologies.
 
NP skal være prosjekteier og bevilgningsmottaker. I tillegg skal bedriften ha prosjektlederrollen og skal stille til rådighet pelagisk anlegg med dedikert teknisk personale, driftspersonale, råstoff, emballasje og driftskostnader (som eksempelvis strøm og vann) for testing av prototyplinje i prosjektets aktiviteter.
 
Hovedrollen til SFH er å bidra med FoU-kompetanse for utviklingsrelatert rådgivning i prosjektet til NP, samt å assistere i utarbeidelsen av nødvendig rapportering til bevilgende myndigheter og formidling av prosjektresultatene til norsk pelagisk industri. Om nødvendig kan SFH etter skriftlig avtale stille med kompetanse til spesifikke utviklingsoppgaver dersom det blir behov for dette. I så fall vil FoU-miljøet i SFH kunne komplettere Arbors FoU-kapasitet og kompetanse.
 
Arbor Technologies blir leverandører av utviklingsarbeid i prosjektet, inkludert leveranse av prototyplinje for installasjon hos NP.
 
Forskningsutfordringer
Det skal utvikles system for innmating av fisk som ideelt sett og i den grad det er mulig blir linet opp i rekker på transportbåndet inn til pakkecellen. Det vil si at fisken ikke bør ligger for tett/over hverandre og i en retning i pakkecellen som reduserer robotenes pakkekapasitet. Robotenes kapasitet blir best utnyttet ved at fisken er lettest mulig tilgjengelig for robotenes griperverktøy.
 
For å sikre bilder av fisk med god og stabil nok kvalitet, må det gjennomføres et utviklingsarbeid for å sikre et belysningssystem med ulike belysningskilder som gir nødvendig belysning av råstoffet. Med riktig kamerateknologi skal dette gi digitale bilder med nødvendig informasjon som bidrar til en sikker prosess for billedanalysen som er hurtig, repeterbar og nøyaktig nok.
 
Det skal utvikles algoritmer som er i stand til å skille mellom sild, makrell og andre arter for plukking og pakking av aktuell art. Videre skal algoritmen sortere på størrelse og sortere ut fisk med sår eller skade. Utvikling av robuste algoritmer krever stort tilfang av råstoff, noe som kan bli en utfordring hos utstyrsleverandøren. En konsekvens av for lite råstoff er at videreutvikling av algoritmene må skje hos NP etter at prototypen er installert og igangkjørt. Det er en risiko at de valg som blir tatt under FoU-arbeidet hos utstyrleverandørene må revideres etter de første testene hos NP. Det kan medføre uønskede kostnader og forlengelse av prosjekttiden.
 
Det skal utvikles griperverktøy som effektivt griper hver fisk uten å påføre råstoffet merker eller skader. Griperne skal holde fisken i riktig posisjon og forflytte fisken i den hastighet som er nødvendig for å oppnå nødvendig pakkekapasitet. Det er en forutsetning at vekten på griperverktøyet og fiskens vekt ikke overstiger robotens kapasitet som medfører at kravet til pakkekapasiteten ikke kan overholdes.
 
Det skal utvikles system for mating av esker til pakkecellene som er tilpasset de ulike emballasjetypene og pakningsstørrelsene samtidig som at fulle esker må fjernes fra pakkecellen. Lokkpålegging og palletering er også en del av utviklingsoppgaven. En av de store utfordringene blir å utvikle ny emballasje for disse produktene. Dagens emballasje med et stort plastark vil ikke fungere i roboten. I samarbeid med emballasjeleverandørene og utvalgte kunder i Asia, må vi utvikle og få godkjent et nytt emballasjekonsept som kan fungere i robotlinjen og ivareta nødvendig beskyttelse av varen helt frem til sluttbruker. I samarbeid med våre markedsavdelinger og utvalgte kunder skal vi også foreta en dypere markedsanalyse for å se på nye markedsmuligheter med flere sorteringer i mindre forpakninger både på sild og makrell.
 
Det skal utvikles teknologi med materialer som skal operere i et fuktig og korrosivt produksjonsmiljø. Dette vil stille store krav til materialet som brukes i utstyret og i tillegg består teknologien av sensitivt utstyr som avansert kamera-/sensorteknologi. Dette må hensynstas i designet av utstyret, i tillegg til at hygienisk design er en forutsetning. Dette kan bli en utfordring for prosjektet da kravet til høy kapasitet, nøyaktighet og repeterbarhet er stort.
 
I og med at det må utvikles flere sider av teknologien parallelt, er det vesentlig at alle parter som er involvert i FoU-arbeidet holder en tett dialog og med et høyt nivå på kommunikasjonen underveis i prosjektet. Forskjeller i språk og kultur kan bidra til misforståelser og kan være vanskelig å identifisere underveis før utfordringene vokser og blir for store til at de kan løses uten høye kostnader. Gode avtaler i bunn sikrer et godt gjennomført prosjekt.
 
Fase 2: Teknologiutvikling og installasjon av prototyplinje
Basert på inngått kontrakt om leveranse fra Arbor Technologies til NP kan utvikling av en prototyp pakkelinje med to roboter starte.
 
A2.1 Kravspesifikasjon for prototyplinje
Arbor Technologies utarbeider kravspesifikasjon for prototyplinjen med 2 roboter. Teknisk- og driftspersonale hos NP, samt forskere ved SFH vil gå gjennom kravspesifikasjonen og påpeke eventuelle endringer som må gjøres før utvikling og bygging av prototyplinje. Eventuelle endringer avklares skriftlig med utstyrleverandør. Dokumentasjon av endringer og entydige beskrivelser er en viktig forutsetning for et godt sluttresultat innen tidsrammen.
 
A2.2 Utvikling og bygging av prototypelinje hos leverandør
Arbor utvikler og bygger prototyplinje hos seg, basert på kravspesifikasjon i A2.1. NP skal ha jevnlig kommunikasjon med leverandøren. SFH bidrar med tekniske innspill og utviklingsrelatert rådgivning ved behov og eventuelle utviklingsoppgaver utføres etter oppdragsbestilling. Bestilling kan gjøres av både NP og utstyrsleverandør.
 
A2.3 Evaluering og justering av prototyplinje hos leverandør
Tilnærmet ferdig prototyplinje hos utstyrsleverandør skal evalueres av teknisk personale og ledelse hos NP, samt av forskere ved SFH. Personale fra NP og SFH besøker utstyrsleverandør for inspeksjon og evaluering av prototyplinjen. NP og SFH identifiserer eventuelle justeringer som må gjøres før aktivitet A2.4. Evalueringen og alle nødvendige endringer skal dokumenteres både med film og skriftlig avtale mellom NP og Arbor Technologies.
 
A2.4 Installasjon av prototyplinje hos Norway Pelagic
Arbor skal ha ansvaret for installasjonen av prototyplinjen hos NP, med assistanse fra personale fra NP. Milepæl M2.1 Installert prototyplinje hos NP er nådd når det er installert og igangkjørt en prototyplinje hos NP.
 
A2.5 Evaluering av prototyplinje
Etter installasjon i aktivitet A2.4, vil prototyplinjen bli evaluert i sesongen med hensyn til kapasitet, levert produktkvalitet, nøyaktighet, driftssikkerhet og fleksibilitet. Nødvendig justering, feilretting og optimalisering vil bli gjort under testkjøringene. NP skal bidra med personale og driftsmateriell for å gjøre denne evalueringen. Forskere fra SFH skal planlegge og å være tilstede på anlegget til NP for gjøre evaluering av prototyplinjen sammen personale hos NP. Alle resultater fra evalueringen av prototyplinjen skal dokumenteres skriftlig basert på data-, film- og billedopptak. Arbeidet i denne aktiviteten er grunnlaget og forberedelse for oppstart og gjennomføring av Fase 3.
 
Fase 3: Innkjøp og installasjon av fullskala robotisert pakkelinje for hel pelagisk fisk
Basert på resultatene fra fase 2 vil NP ta beslutning om å investere i en fullskala produksjonslinje for robotisert pakking. Planlegging, finansiering og gjennomføring av denne fasen vil starte i slutten av fase 2. Arbeidet utvikling og tilpassing av fullskalaanlegget til standard pakningsstørrelse er foreløpig beregnet til kr. 700.000,-.
 
Denne beskrivelsen gjelder bare Fase 2.
Gjennom hele prosjektperioden skal prosjektet ha tett dialog FHFs Faggruppe for pelagisk sektor gjennom møtereferat fra styringsgruppemøter.
 
SFH assisterer NP i utarbeidelsen av
• sluttrapport
• faktaark
• populærvitenskapelig artikkel til fagpresse

Det skal arrangeres en teknologidemonstrasjon hvor faggruppen får se en demonstrasjon av prototyplinjen i drift hos NP i forbindelse med testkjøring i sesongen januar/februar 2014.

Prosjektet skal presentere resultater for FHFs samling for pelagisk sektor.
keyboard_arrow_up