李 君 謝 斌 翟志強 張 鵬 侯松濤

(1. 中國農(nóng)業(yè)大學工學院，北京 100083；2. 中國農(nóng)業(yè)大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備優(yōu)化設(shè)計北京市重點實驗室，北京 100083)

中國是肉類生產(chǎn)和消費大國，肉品總產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的1/3左右，2019年中國肉類總產(chǎn)量達7.759×107t[1]。目前，中國大型屠宰加工企業(yè)主要靠引進國外的裝備進行生產(chǎn)，成本高且受到技術(shù)制約；中小型企業(yè)以半機械化加工方式為主[2]，屠宰加工裝備及智能化技術(shù)落后，投入人力成本大，且存在衛(wèi)生安全問題。因此，自主研究畜禽屠宰加工智能化技術(shù)，開發(fā)智能化裝備已成為中國畜禽屠宰及肉品加工業(yè)的迫切需要。文章擬介紹國內(nèi)外畜禽屠宰加工相關(guān)企業(yè)，結(jié)合國外龍頭企業(yè)的現(xiàn)有裝備和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，從屠宰、分割和分級3個方面概述國內(nèi)外現(xiàn)有的部分智能化裝備和技術(shù)，為畜禽屠宰加工業(yè)的智能化發(fā)展提供相關(guān)參考和研究信息。

1 畜禽加工企業(yè)現(xiàn)狀

目前，國外技術(shù)和裝備較先進的企業(yè)主要集中在丹麥、澳大利亞、荷蘭、美國和德國等國家，主要有德國的Banss公司，荷蘭的Stork公司和Meyn公司，丹麥的SFK公司和Frontmatec公司，奧地利的Voran公司，美國的Jarvis公司，冰島的Marel公司等[2]；中國從事畜禽肉類加工的企業(yè)主要有查維斯機械制造(北京)有限公司、山東華譽機械設(shè)備有限公司、青島建華食品機械制造有限公司、濟寧興隆食品機械制造有限公司、南京市宏偉屠宰機械制造有限公司、吉林省艾斯克機電股份有限公司等，這些公司的主要研發(fā)范圍見表1。

2 畜禽屠宰智能化裝備及技術(shù)

2.1 智能化致暈裝備及技術(shù)

2.1.1 裝備 目前致暈的方式主要有電擊致暈、機械致暈、氣體致暈和電磁力致暈[3]。在禽類致暈方面較多采用水浴式電擊暈，該致暈方式是將家禽倒掛在有動力驅(qū)動的鏈條的金屬掛鉤上，待其行進至水浴式電擊位置時，頭部浸入電擊暈機的正極水槽中(掛鉤帶負極電)而被擊暈，但這種致暈方式會使家禽胸肉中出現(xiàn)針狀出血點，且烹調(diào)時會變黑，影響肉質(zhì)[4]。冰島Marel公司的水浴電擊暈機可實現(xiàn)交流電壓的無級調(diào)速，并且可根據(jù)活禽尺寸調(diào)整擊暈機高度，適合所有類型的家禽；其中PureSine型水浴擊暈機采用純正正弦波電信號，擊暈過程較為順暢，并可在50～1 500 Hz無級變頻，實現(xiàn)擊暈效率和肉質(zhì)的平衡；Marel公司在畜類致暈方面主要采用電擊致暈和CO2致暈系統(tǒng)，每小時可致暈40～1 600頭豬不等[5]。德國Banss公司用于豬致暈的設(shè)備有Restrainer BRT-HH-T*、Restrainer BRT-2和Restrainer BRT-3，三者均采用高頻恒流致暈技術(shù)，實現(xiàn)了輸送機和致暈設(shè)備之間的同步，且傳動裝置位于輸送系統(tǒng)末端，減少了運輸部件的磨損并避免了人員傷害，其中Restrainer BRT-3每小時最高可致暈650頭豬；Banss公司的SOMNIA型CO2致暈系統(tǒng)綜合了歐共體現(xiàn)行的動物福利標準和工業(yè)致暈對肉質(zhì)的要求，在模塊化設(shè)計中采用靈活的系統(tǒng)配置，且處理系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌笮〉娜后w進行致暈，每小時可致暈1 200頭豬[6]。丹麥Frontmatec公司的20509920型致暈箱由配有液壓控制的后門、推桿、地板升降器、頭部固定裝置和側(cè)門組成，液壓控制的升降門確保一次只能有一只動物進入致暈箱，頭部固定機構(gòu)可根據(jù)動物大小進行調(diào)節(jié)，用來牢固地固定頭部和頸部，動物進入致暈箱后被推桿和頭部固定機構(gòu)固定動物進行致暈，致暈后推桿后移，頭部固定裝置解除固定，側(cè)門打開，地板傾斜，動物自動出箱，該致暈箱每小時可致暈100頭小牛或80頭牛[7]；Frontmatec公司CO2致暈系統(tǒng)配備全自動趕豬通道，趕豬區(qū)域噪聲低，提高了動物福利，豬肉品質(zhì)更高，每小時可驅(qū)趕145～1 400頭豬不等[8]。

表1 各公司的主要研發(fā)范圍

2.1.2 技術(shù) 目前國內(nèi)外在致暈方面的研究集中在提高動物福利和減少肉質(zhì)影響兩個方面。Terlouw等[9]認為在屠宰過程中快速誘導昏迷和死亡，同時避免壓力和疼痛，是動物保護兩個主要目標；Llonch等[10]研究了電流低于1.0 A時對羔羊和山羊的電擊效果，發(fā)現(xiàn)0.3，0.5，0.7 A 的電流誘發(fā)的有效致暈效果與電流在1.0 A時相似；Gerritzen等[11]對肉雞進行了多階段CO2致暈試驗，發(fā)現(xiàn)與將肉雞直接置于高濃度CO2中致暈相比，CO2濃度從40%左右分階段逐步增加到高濃度的致暈方式會減少肉雞的痛苦，提高動物福利；張欣等[12]研究了屠宰前不同CO2濃度的混合氣體致暈對肉鵝肝臟品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)40% CO2混合氣體(40% CO2+21% O2+39% N2)致暈的肝臟品質(zhì)較好，79% CO2混合氣體(79% CO2+21% O2)致暈的肝臟脂質(zhì)氧化程度最低。

2.2 智能化掏膛裝備及技術(shù)

2.2.1 裝備 目前，冰島Marel公司的Nuova CoreTech核心掏膛機通過精確定位每只家禽，無需調(diào)整即可準確掏膛，每臺掏膛機帶16或20個掏膛處理裝置，通過一次性自動化操作完整地掏出包括心臟、肺臟、肝臟、禽胗和腸子在內(nèi)的整副內(nèi)臟包，并將其懸掛在背部[13]。荷蘭Meyn公司的新式掏膛機搭配全自動內(nèi)臟在線分揀系統(tǒng)，掏膛機采用掏膛夾式結(jié)構(gòu)將內(nèi)臟包輸送至內(nèi)臟夾，內(nèi)臟夾夾持內(nèi)臟包通過獸醫(yī)檢驗平臺經(jīng)腸膽自動分離機去除腸，經(jīng)肝臟摘取機將雞肝完整摘取，再經(jīng)過心肺分離機和腺胃切割機進行雞心和雞胗的分離和切割，完成全自動在線分揀內(nèi)臟的整道工序[14]。

2.2.2 技術(shù) 家禽掏膛主要有夾取式、挖取式和扒取式3種方式，規(guī)?；a(chǎn)通常采用自動取內(nèi)臟聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)和人工輔助流水線生產(chǎn)兩種方式。中國主要在機器視覺、柔性掏膛和機械手結(jié)構(gòu)及運動設(shè)計優(yōu)化幾個方面進行相關(guān)研究。陳艷[15]利用機器視覺技術(shù)對家禽胴體和內(nèi)臟整體圖像進行分割，對雞心和雞肝等可食用內(nèi)臟器官進行圖像分割、體內(nèi)位置預測、特征提取和離體識別，構(gòu)建了家禽機械手掏膛系統(tǒng)并進行試驗研究，研究技術(shù)和方法為智能化掏膛提供了技術(shù)支持；陶凱等[16-17]利用機器視覺定位技術(shù)設(shè)計了一種家禽屠宰凈膛系統(tǒng)，試驗表明，內(nèi)臟平均破損率為23%，平均殘留率為7.63%；熊利榮等[18-19]用壓力傳感器作為觸覺感知系統(tǒng)檢測機械手對家禽內(nèi)臟的壓力，實時調(diào)整機械手的凈膛力度，有效降低了內(nèi)臟破損率，提高了掏膛的自動化程度；馬朋巍[20]設(shè)計確定了扒取式家禽取內(nèi)臟機械手的前端結(jié)構(gòu)、運動軌跡和控制軌跡，給家禽取內(nèi)臟機械手的開發(fā)提供了技術(shù)基礎(chǔ)；王猛[21]對夾取式家禽自動掏膛機械手結(jié)構(gòu)和運動參數(shù)進行了研究，設(shè)計了夾取式自動掏膛機械手和參數(shù)可調(diào)的取內(nèi)臟實驗臺，并通過正交試驗確定了機械手最優(yōu)運動參數(shù)；王道路等[22-23]設(shè)計了夾取式肉鴨掏膛機械手，由24組夾取式掏膛機械手組成的掏膛機最高理論產(chǎn)量可達5 000只/h，還對QNZ15型掏膛機的凸輪從動件等進行協(xié)調(diào)性設(shè)計、曲線修正與優(yōu)化等方面的改進，改進后的平均內(nèi)臟器官數(shù)量完整度為94.5%，內(nèi)臟器官形態(tài)完整度為91.06%。

整體而言，在畜禽致暈方面，國內(nèi)外以電擊致暈和CO2致暈為主，電擊致暈的研究主要圍繞確定合適的致暈電流、電壓等參數(shù)，CO2致暈的研究主要是針對不同的畜禽種類確定不同的CO2濃度，以期在提高動物福利和致暈效率的基礎(chǔ)上，進一步改善肉質(zhì)，尋求動物福利、致暈效率和肉質(zhì)之間的平衡；禽類掏膛技術(shù)的研究應(yīng)在保證掏膛速度的同時，利用現(xiàn)有先進技術(shù)進一步降低內(nèi)臟器官的破損率。

3 畜禽分割智能化裝備及技術(shù)

3.1 國外

3.1.1 分割裝備 目前，國外的畜禽分割技術(shù)已經(jīng)較為成熟，尤其是在禽類分割方面。其中，冰島Marel公司在禽類胴體分割方面主要裝備性能參數(shù)見表2。在牛羊胴體分割方面，冰島Marel公司的Marel StreamLine剔骨和切割智能化系統(tǒng)，可監(jiān)控、分析和最大化分割剔骨車間產(chǎn)量，剔骨設(shè)備的最低產(chǎn)能為10頭/h左右[27]。

丹麥Frontmatec公司引入自動化垂直羊肉初級分割設(shè)備，用以將胴體分割成羊肩、中段和羊腿(羊臀)，系統(tǒng)可自動調(diào)整刀具高度進行羊腿(羊臀)的切割，分割速度可達到300～400只/h[28]。該公司還研發(fā)了一系列手動、半自動和全自動原始初級分割設(shè)備用于分割羊肉，針對豬肉加工有AiRA機器人系列產(chǎn)品，包括開恥骨機器人、開胸腹機器人、剪頭機器人、劈半機器人等，部分分割設(shè)備及性能見表3。

3.1.2 分割技術(shù) 國外早期在切割刀具和切割方式方面的研究較多，Claudon等[32]研究了刀具鋒利度以及切割角度對分割胴體上肢的影響；還有學者[33]提出利用高壓水槍切割和氣槍清洗的方式，保證了胴體切割的精度和干凈。近年來在畜禽分割方面的研究主要集中在綜合機器視覺、圖像信息、激光掃描等技術(shù)，利用機器人進行分割，丹麥Attec公司綜合X射線斷層技術(shù)和機器人技術(shù)可將豬胴體分割成前、中、后3段；美國喬治亞州研究院的GTRI機器人經(jīng)外部測量可精確匹配雞胴體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，且機器人具有3D意識，可對不同形態(tài)、規(guī)格的雞胴體規(guī)劃切割路徑并進行精準切割[34]。

3.2 中國

3.2.1 分割裝備 在分割設(shè)備方面，濟寧興隆食品機械制造有限公司在2011年研發(fā)出中國第一臺豬體自動劈半機TZ-ZPB160，其應(yīng)用雙刀劈切技術(shù)代替鋸割劈半方法，填補了中國豬胴體自動劈半技術(shù)的空白[35]；王樹才[36]設(shè)計了一種家畜胴體多點夾緊分割裝置，可分割具有一定體態(tài)差異的家畜胴體；謝斌[37]設(shè)計了一種家畜胴體去腿裝置，采用持刀機器人分割四肢，具有分割精準快速，肉質(zhì)損耗少的特點；張德權(quán)等[38-39]設(shè)計了一種羊胴體機器人自主分割方法及系統(tǒng)，通過采集羊胴體的深度圖像和骨骼圖像擬合出立體圖像模型，獲取初始分割軌跡后模擬分割立體圖像模型并結(jié)合模擬分割后的產(chǎn)品等級對初始分割軌跡進行調(diào)整，最后輸出最優(yōu)的分割軌跡并控制分割機器人按該軌跡分割羊胴體；還設(shè)計了一種羊胴體計算機視覺輔助分割系統(tǒng)，包括標準化分級分割數(shù)據(jù)庫，羊胴體信息數(shù)據(jù)庫及信息錄入、調(diào)取、查詢和匹配等諸多模塊，結(jié)合數(shù)據(jù)庫信息，實現(xiàn)了標準化分割，分割準確率達到95%；陳軍委[40]設(shè)計了一種羊胴體分割設(shè)備，包括夾持裝置、吊裝架、掃描裝置、機械臂自動切割系統(tǒng)等，通過機械臂持刀對羊胴體進行分割保證了分割質(zhì)量，實現(xiàn)了自動化分割并降低了人工成本。

表2 冰島Marel公司禽類胴體分割裝備

表3 丹麥Frontmatec公司畜類胴體分割裝備

3.2.2 分割技術(shù) 目前中國主要利用機器視覺和機器人技術(shù)進行分割。楊華[41]進行了禽類胴體分割3P_2R混聯(lián)機器人運動學研究，通過機器視覺和機器人技術(shù)，結(jié)合采集的圖像信息驅(qū)動機器人持刀運動，完成禽胴體的自動分割；孫鑫[42]進行了豬胴體分割的6-DOF混聯(lián)機器人運動學分析與軌跡規(guī)劃，綜合采集的圖像信息和豬肉胴體分割工藝，控制機器人末端刀具的六自由度運動，實現(xiàn)豬肉胴體的精確分割；杜宇[43]設(shè)計了一種豬腹剖切機器人系統(tǒng)，可在屠宰生產(chǎn)線上進行豬胴體劈開恥骨、剖切豬腹操作，實現(xiàn)豬腹剖切自動化；王鶴[44]設(shè)計的機器人系統(tǒng)能夠順利劈開恥骨和豬腹，并且不會對內(nèi)臟造成損傷，工藝性和實用性較強；Cong等[45]基于雙目視覺建立了豬腹部切割機器人系統(tǒng)，用于引導機器人完成腹部切割操作，效果較為理想。此外，Liu等[46]對機器人腹部剖切的軌跡規(guī)劃進行研究，將從圖像中識別到的豬腹部曲線擬合為五次樣條曲線，在腹膜腔不被破壞的約束下，通過對比幾種優(yōu)化算法，提出了基于遺傳算法的最優(yōu)截面軌跡規(guī)劃方法。

目前，國內(nèi)外關(guān)于豬胴體剖腹和劈半的研究較多，劈半鋸和劈半機器人技術(shù)已經(jīng)較為成熟；關(guān)于禽類分割的裝備和技術(shù)也較為成熟，并且分割效率和分割后的肉質(zhì)較好；但關(guān)于牛羊分割的研究還不成熟，研究技術(shù)也沒有很好地應(yīng)用于實際生產(chǎn)，因此應(yīng)增加有關(guān)牛羊胴體分割的技術(shù)和裝備的研究。分割技術(shù)的研究應(yīng)朝著融合多種技術(shù)的機器人智能化分割逐步深入，利用機器視覺和機器人技術(shù)等先進技術(shù)，通過圖像、切割工藝和運動規(guī)劃多種信息，控制末端持刀切割胴體；并應(yīng)增強研究院所和屠宰加工企業(yè)之間的聯(lián)系與合作，進一步提高研究技術(shù)的實用性，促進中國發(fā)分割技術(shù)和裝備的協(xié)同快速發(fā)展。

4 畜禽分級智能化裝備及技術(shù)

4.1 國外

4.1.1 分級裝備 目前，丹麥Frontmatec公司的pH*K21可準確快速地在線測定豬、羊、牛肉中的pH值[47]；NitFomTM將碘值和單分子脂肪酸等脂肪肉質(zhì)性狀的分析直接引入刺殺車間，可以對碘值和脂肪酸進行實時分級，生產(chǎn)線速度可達到1 350頭胴體/h，并且保證了極高的精度[48]。冰島Marel公司的SmartWeigher智能稱重機將重量信息與基于自動視覺技術(shù)的質(zhì)量評估進行結(jié)合，每個整只產(chǎn)品都會被加上帶有質(zhì)量信息的“標記”(在后續(xù)工序中使用)，以便根據(jù)規(guī)格確定產(chǎn)品的最優(yōu)分配；IRIS自動質(zhì)量分級系統(tǒng)，通過稱重及影像技術(shù)可以在最高的加工速度下對產(chǎn)品進行分級，并將所有組織部位正確分配到分割線[49]。冰島Marel公司還有定制式分級機、SensorX SmartSort和SmartLine分級機等一系列分級(配重)系統(tǒng)，可自動分選或配合人工進行分級分選，設(shè)備可獨立工作也可并入完整包裝線，實現(xiàn)高速準確地對禽類胴體產(chǎn)品進行分級[50]。

4.1.2 分級技術(shù) 國外在畜禽分級技術(shù)方面的研究較為深入，研究方法比較多樣化，Barbin等[51-52]對豬肉樣品進行近紅外高光譜圖像采集，從豬腰眼區(qū)域提取光譜信息，采用數(shù)學預處理方法，研究光譜變化對豬肉品質(zhì)性狀預測的影響，并提出了一種基于主成分分析待測樣本分數(shù)圖像生成待測樣本分類圖的算法，結(jié)果表明高光譜成像技術(shù)可以快速評價豬肉品質(zhì)，在對不同等級豬肉進行無損分類方面具有較大潛力； Elmasry等[53]利用近紅外區(qū)高光譜成像系統(tǒng)非接觸測量新鮮牛肉表面顏色、pH值和嫩度，結(jié)果表明用高光譜成像技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的色度計、標準pH電極和通用試驗機分別測量顏色、pH值和嫩度是可行的； Andersen等[54]應(yīng)用拉曼光譜、近紅外光譜和熒光光譜預測豬腰長肌肉質(zhì)，研究證實拉曼光譜提供的信息適用于分析復雜的生物系統(tǒng)；Kipper等[55]對雙能X射線吸收(DXA)設(shè)備進行不同的軟件設(shè)置，以評估豬胴體及其粗切割的解剖組織成分，試驗表明DXA是一種有效的胴體評估工具；Taheri-Garavand等[56]總結(jié)了計算機視覺在魚類、畜類和禽類的肉質(zhì)評價方面的研究進展，發(fā)現(xiàn)機器視覺憑借計算機技術(shù)和高速處理算法，未來會成為食品質(zhì)量檢測的必要手段，并且在手機上使用；Brethour[57]研究發(fā)現(xiàn)在飼養(yǎng)牛期間，利用超聲檢測技術(shù)估計背膘厚和大理石紋進行胴體品質(zhì)預測是可行的。

4.2 中國

4.2.1 分級裝備 近幾年，中國在分級裝備方面的研究也日益深入，閆忠心[58]設(shè)計了肉類智能分級系統(tǒng)用于解決現(xiàn)有人工肉類分級檢測方式中誤差大、效率低的問題；賈淵[59]設(shè)計了一種基于圖像處理的豬肉外在品質(zhì)在線分級裝置，可應(yīng)用于屠宰行業(yè)或是食品檢驗部門，實現(xiàn)在線檢測以及與后續(xù)工段連接；陳林[60]設(shè)計了一種近紅外在線肉品分級自動檢測裝置，能夠?qū)崟r采集肉品光譜信息并轉(zhuǎn)換為肉類指標，再與肉類品質(zhì)分級數(shù)據(jù)庫進行分級匹配后輸出肉類等級；郭楠等[61]開發(fā)了一套氣動式羊胴體自動分級系統(tǒng)，可在線將羊胴體自動分成4～8個等級，實現(xiàn)每班生產(chǎn)1 000～2 000只肉羊。

4.2.2 分級技術(shù) 中國在畜禽分級方面的研究主要集中在計算機視覺、近紅外光譜等技術(shù)。韓宏宇[62]結(jié)合采集的生產(chǎn)線環(huán)境下的豬胴體圖片，構(gòu)建了二進制格式的豬胴體圖像數(shù)據(jù)集，設(shè)計了基于AlexNet的豬胴體圖像分級模型CNN-P，對豬胴體圖像等級的識別效果可以達到92.7%；吳貴茹[63]通過工業(yè)攝像機采集牛胴體眼肌切面圖像，利用色差法對有效眼肌區(qū)域進行分割和信息提取，建立了預測胴體產(chǎn)肉量的回歸模型，在胴體四分體時就可預測出胴體產(chǎn)肉量并對胴體產(chǎn)肉量等級進行評定；伍學千等[64-65]構(gòu)建了豬品質(zhì)等級的計算機視覺檢測硬件系統(tǒng)和肉品質(zhì)等級評定軟件系統(tǒng)，并提出了一種改進的分水嶺算法用來去除背最長肌與周圍肌肉組織之間的粘連；李明靜[66]建立了一套牛肉胴體等級的計算機視覺檢測系統(tǒng)，利用機器視覺技術(shù)檢測牛肉大理石花紋來評判牛胴體質(zhì)量等級，準確率為84.9%；劉曉曄[67]利用便攜式紅外光譜儀進行普通公牛肉與淘汰母牛肉鑒別、牛肉品質(zhì)參數(shù)定量以及嫩度在線分級的研究，建立了相應(yīng)的數(shù)學模型，結(jié)果表明近紅外光譜技術(shù)能夠進行肉質(zhì)鑒別；謝新月[68]基于光譜特性提出了小波變換與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法用于識別肉品種類及新鮮度，并驗證了方法的有效性；姜新華等[69]提出一種稀疏核典型相關(guān)分析方法和多指標光譜特征提取方法，并驗證了高光譜成像與多指標的快速檢測羊肉新鮮度的可行性；陳麗[70]利用近紅外光譜分析進行羊胴體分級，建立了羊胴體分級評定方法，通過試驗建立了肌肉顏色標準板、脂肪顏色標準板和大理石花紋標準板，并在此基礎(chǔ)上建立了羊肉質(zhì)量分級圖示。趙杰文等[71-72]利用嗅覺可視化技術(shù)對豬肉的新鮮度進行了檢測和等級評判，為豬肉新鮮度無損檢測提供了一種新方法；Nassy等[73]利用X射線斷層掃描技術(shù)，檢測胴體瘦肉、肥肉和骨3個主要組分，用來虛擬分割胴體以進行分級，進一步提高了豬肉品質(zhì)評估的精度。

綜上所述，國外的畜禽胴體分割分級技術(shù)歷史悠久，主要是利用近紅外高光譜成像、計算機視覺、拉曼光譜、計算機斷層掃描和超聲波檢測等技術(shù)，這些技術(shù)都可以進行肉質(zhì)檢測、分類或分級，但是部分技術(shù)會對肉品造成一定程度的損壞，或者無法在準確率和成本之間達到平衡。中國的肉質(zhì)分級(分類)技術(shù)在近幾十年也得到了飛速發(fā)展，雖然不及國外的技術(shù)和設(shè)備先進，但也有較大的進步，目前主要是利用機器視覺技術(shù)和紅外光譜等技術(shù)對肉類進行質(zhì)量檢測、分類和分級等，部分新技術(shù)也在研究中，但是也僅限于試驗研究，并沒有將研究技術(shù)應(yīng)用到實際生產(chǎn)中。整體來看，未來關(guān)于肉質(zhì)檢測、分類或分級的研究可以將多種技術(shù)融合，取長補短，盡可能在無損肉質(zhì)和保證成本的基礎(chǔ)上，提高準確性及速度，并將研究成果轉(zhuǎn)化為實際裝備投入生產(chǎn)使用。

5 總結(jié)與展望

5.1 總結(jié)

(1) 目前國內(nèi)外在研究畜禽致暈方面主要以電擊致暈和CO2致暈為主，現(xiàn)有致暈方式產(chǎn)生的致暈效果能夠滿足屠宰過程的基本要求，但會對畜禽的部分器官或肉質(zhì)等在一定程度上造成損害，或者無法較好地保證動物福利；在掏膛方面主要是結(jié)合機器視覺技術(shù)或壓力傳感器，利用機械手進行柔性掏膛，但是也會存在內(nèi)臟損傷和殘留，這也是目前掏膛技術(shù)亟需攻克的一個難關(guān)。

(2) 在畜禽肉類分割方面，應(yīng)用較為廣泛是半劈鋸或者帶有圓形切刀的分割設(shè)備，這類設(shè)備一般與人工配合使用；研究較多的是通過機器視覺(計算機視覺)進行圖像采集和分割，依據(jù)切割工藝，規(guī)劃出分割的運動軌跡，然后控制末端帶有分割刀具的機器人進行分割。機器人分割融合了多種技術(shù)，智能化程度較高，大量減少人工參與，但機器人柔性切割的水平和切割的準確性有待提高。

(3) 在畜禽肉分級方面，主要有計算機視覺、近紅外紅光譜成像、計算機斷層掃描和超聲波檢測等技術(shù)，用于檢測肉質(zhì)的各種評價指標(新鮮度、含水量、脂肪含量等)，進行肉質(zhì)評價、分類或分級，但現(xiàn)有技術(shù)都存在一些弊端，如對肉質(zhì)產(chǎn)生一定的損傷，效率不高或者無法在檢測成本和準確度之間達到平衡等。

5.2 展望

隨著計算機技術(shù)和機器人技術(shù)等先進技術(shù)的進步，現(xiàn)存的問題會得到進一步解決，未來畜禽屠宰加工業(yè)會向著智能化飛速發(fā)展，主要體現(xiàn)在智能化技術(shù)提升、智能化裝備升級、屠宰加工一體化生產(chǎn)線和在線監(jiān)測系統(tǒng)。智能化技術(shù)提升主要包括單一技術(shù)提升和多技術(shù)融合，通過改進現(xiàn)有研究技術(shù)硬件和軟件存在的問題進行技術(shù)升級，通過多種技術(shù)相互配合，取長補短，進行智能化技術(shù)提升。智能化裝備升級主要包括將現(xiàn)有的部分智能化技術(shù)應(yīng)用到原有設(shè)備上使之更加智能化，以及將智能化技術(shù)落地并轉(zhuǎn)化成可以用于實際生產(chǎn)加工的裝備，讓技術(shù)真正為生產(chǎn)服務(wù)，促進屠宰加工裝備的智能化升級。屠宰加工一體化生產(chǎn)線和在線監(jiān)測系統(tǒng)將屠宰加工的各個過程銜接起來，建立各個過程之間的聯(lián)系，做到生產(chǎn)加工的連續(xù)可控，并通過完善的在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)從待宰到售賣每一個過程可追溯，確保肉類食品的衛(wèi)生安全。