到2018年底，美國(guó)食品和飲料行業(yè)將生產(chǎn)足夠的商品，以創(chuàng)造162億美元的收入。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這個(gè)數(shù)字僅次于于中國(guó)，按收入計(jì)算，中國(guó)是世界上最大的食品和飲料生產(chǎn)國(guó)，也是世界上人口最多的國(guó)家，擁有近14億人口。

　　要使美國(guó)龐大的食品和飲料行業(yè)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，需要復(fù)雜的加工、生產(chǎn)、包裝和分銷環(huán)節(jié)。事情并不總是按計(jì)劃進(jìn)行，生產(chǎn)商可能會(huì)發(fā)現(xiàn)自己面臨產(chǎn)品召回、食源性疾病爆發(fā)，甚至出現(xiàn)消費(fèi)者投訴等。工業(yè)4.0提供了一個(gè)智能和有效的方法，在機(jī)器視覺(jué)的幫助下，可以確保最高水平的食品檢驗(yàn)和符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

　　機(jī)器視覺(jué)定義

　　機(jī)器視覺(jué)直到最近才被認(rèn)為是一種廣泛應(yīng)用于食品生產(chǎn)行業(yè)的工具，實(shí)際上，機(jī)器視覺(jué)在20世紀(jì)80年代就首次被用于食品質(zhì)量檢測(cè)。這些早期的機(jī)器視覺(jué)的迭代僅僅由一個(gè)拍照的照相機(jī)組成，用來(lái)檢查松餅生產(chǎn)線，以確保超大的產(chǎn)品不會(huì)進(jìn)入機(jī)器。雖然這個(gè)過(guò)程很粗糙，但它被證明是有效的。

　　今天的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)要復(fù)雜得多。自動(dòng)成像協(xié)會(huì)(AIA)將機(jī)器視覺(jué)分類為硬件和圖像分析軟件的相互組合，通過(guò)捕獲圖像來(lái)協(xié)助設(shè)備工作。當(dāng)今的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)通常都有或多或少?gòu)?fù)雜的人工智能，它可以分析模式，并從其視線內(nèi)的物體中提取數(shù)據(jù)。然后將獲得的數(shù)據(jù)與從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取的任何現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行比較——該數(shù)據(jù)庫(kù)由人工管理，而不是自動(dòng)化。一旦審查了數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就會(huì)得出關(guān)于所捕獲項(xiàng)目的結(jié)論。

　　整個(gè)過(guò)程，從開(kāi)始到結(jié)束，只需要不到一秒鐘。但是，在這么短的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)收集了大量關(guān)于該項(xiàng)目的有用信息。關(guān)于食物的顏色、成熟度、變質(zhì)程度和內(nèi)部溫度的數(shù)據(jù)是一眨眼的功夫就能得到的。甚至有可能獲得人類眼睛無(wú)法探測(cè)到的信息，比如機(jī)器視覺(jué)通過(guò)使用不同的波長(zhǎng)分析食物中的內(nèi)部成分。也可以用于包裝缺陷檢測(cè)，防止材料浪費(fèi)，貼錯(cuò)標(biāo)簽和昂貴的食品召回。

　　食品召回

　　食品檢驗(yàn)，老板雜志根據(jù)美國(guó)食品藥品管理局和美國(guó)農(nóng)業(yè)部食品安全檢驗(yàn)局的數(shù)據(jù)，2017年有456起食品召回事件。其中包括同一產(chǎn)品的多次食品安全違規(guī)/召回。未申報(bào)的食物過(guò)敏原(特別是在乳制品中)是召回原因的首選。李斯特菌是召回的第二大常見(jiàn)原因，通常影響受歡迎的早餐食品。還有24次以沙門氏菌為基礎(chǔ)的召回，以及240萬(wàn)磅即食面包屑雞肉產(chǎn)品含有未申報(bào)的牛奶含量，使乳制品過(guò)敏的人處于危險(xiǎn)之中。

　　盡管召回總數(shù)較2015年和2016年有所下降，但召回仍是食品生產(chǎn)中的一個(gè)主要問(wèn)題。事實(shí)上，作為一個(gè)行業(yè)，盡管機(jī)器視覺(jué)使用的增加可以顯著提高健康和安全標(biāo)準(zhǔn)，但在利用自動(dòng)化方面，食品生產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他生產(chǎn)線行業(yè)。

　　行業(yè)挑戰(zhàn)

　　食品生產(chǎn)行業(yè)走得很好。它必須保持高效率，同時(shí)生產(chǎn)滿足消費(fèi)者需求的食品，以及聯(lián)邦健康和安全法規(guī)。此外，生產(chǎn)商需要權(quán)衡傳統(tǒng)低利潤(rùn)業(yè)務(wù)的成本與食品生產(chǎn)價(jià)值線中更高安全性和質(zhì)量的要求。

　　實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)可能需要初始投資高于許多生產(chǎn)商，但可以提高加工效率，減少代價(jià)高昂的錯(cuò)誤、疏忽和召回(其中一些可能導(dǎo)致更昂貴的訴訟)，可以在較短的視覺(jué)內(nèi)彌補(bǔ)投資成本。

　　此外，還需要考慮消費(fèi)者成本。由于消費(fèi)者的健康和安全受到威脅，食品檢驗(yàn)過(guò)程必須對(duì)錯(cuò)誤采取零容忍政策。品牌或產(chǎn)品一旦失足，就會(huì)失去顧客的信任。標(biāo)記不當(dāng)?shù)氖称坊蛉饣蚣仪葜斜缓鲆暤母腥聚E象可能會(huì)造成生命損失。僅今年一年，F(xiàn)DA就已經(jīng)將44人的死亡與沙門氏菌爆發(fā)聯(lián)