针对目前三片罐八宝粥生产线存在的原辅材料消耗大、设备自动化程度低、单位能耗大等问题，在现有生产线的基础上，以自动化升级和技术改造作为实施手段，通过对焊机、制盖、原料挑选、桂圆、莲子添加，及产品杀菌5个工序的技术改造，实现企业材料成本年下降104.19万元、人力成本年下降138万元、能源消耗年下降37.8万元，改造效果明显，一方面减少了企业资源的浪费，另一方面提高了企业在市场上的竞争力，对其他同类生产线有借鉴意义。
20世纪80年代后期，八宝粥的概念和金属三片罐产品从引入，这是一种传统食品与现代罐头加工技术相结合的产品，一经问市，就受到了消费者的追捧。至今，八宝粥三片罐罐头已经成为与肉类、蔬菜类、水果类等并驾齐驱的罐头品种之一
。其市场潜力巨大，仅杭州娃哈哈集团一家2014年三片罐八宝粥产能就达到了57.25万吨 ，可是，伴随着三片罐八宝粥市场地位提高和产能快速增长的同时，却是原辅材料价格的居高不下、生产线的自动化程度不高、和单位产能能耗的巨大消耗。究其原因，一是我们国内的原辅材料生产，设备制造水平落后，造成了原辅材料的进价高，生产过程中消耗大，增加了企业的自身负担；二是企业自身投资规模限制和对国外市场了解的脱节，影响了生产线的自动化升级进程；三是三片罐八宝粥涉及制罐、烘干、原辅料清洗、蒸汽杀菌等诸多工序，能耗多，消耗大也是其作为耗能大户存在的客观条件。基于以上存在的问题，对于想通过降低生产成本，减轻员工劳动强度从而提高企业竞争力的企业来说，与之相关的生产线改进设计显得尤为重要。
罐头线涉及的主要原辅材料为制罐设备所需的马口铁板，灌装用的米类、豆类，配料使用的白糖、小料和包装使用的纸箱，胶带等。
设备名称国别自动化程度底盖冲床中国全自动剪板机意大利全自动焊机瑞士全自动烘干炉瑞士全自动缩颈翻边机全自动空罐封口机全自动颗粒加料机中国全自动灌装封口机意大利全自动杀菌锅中国全自动包装机中国全自动码垛机中国全自动
焊机在焊接罐子的过程中，需要使用到中间电极铜线，铜线的作用是传递电流和压力，同时带走焊接时熔化的锡渣
。目前国内使用的铜线都是回收切断后的铜线重新制作的。多次回用后，存在杂质多，延展率下降等问题，所以在焊接时铜线经常打结(铜线在铜线缠绕桶中出来的时候，铜线经常被压出、缠住，导致铜线突然停止)，而在这个时候焊机还是正常运行的，铜线的突然停止就会造成焊机卡罐(次品增多)、焊轮磨损(假焊、备件消耗)、铜线断裂(需要重新穿铜线，费时、费力)等问题
。经过生产线罐/min的焊机每年上述三部分的损失为441，900元。所以，增加一套铜线打结处理装置是非常必要的。
铜线打结处理装置的改进设计。在原有铜线支架上安装一对直线滑动轴承、一个配重及其铜线导轮、两个铜线变向导轮和一个行程开关，同时将铜线打结装置的行程开关常开点串接到焊机料架的下限感应器的输出线上。铜线打结处理装置上的配重压在行程开关上方，使行程开关的常开触点闭合，电阻焊正常生产。当铜线打结卡住不动时，铜线就会把轴承上配重拉起使行程开关动作，常开触点断开，电阻焊焊完所有成圆站内的罐体后报警停机，经过测算，投入3382元，每年可节约441,900元，预计3天可以收回成本。
(1)底盖冲床的马口铁消耗现状 。目前生产线使用的是浙江金鹰集团的高速数控冲床，冲压板材尺寸为宽度方向910mm，经过研究、分析得出，板材宽度方向还有进一步减少的空间。(2)底盖冲床降低耗材的改进设计。提高马口铁铁皮定位及X轴与Y轴的稳定性，保证X轴上夹手的二次定位及Y轴步进精准，减少八宝底盖马口铁基版尺寸，降低余料尺寸，提高马口铁使用率。首先对X轴上的夹手进行改进，夹铁部位由原来的夹马口铁前端改为两侧前端，并实现二次定位，防止马口铁左右位移。其次，由于首冲位置改变，对机台各参数也相应调整。 最后对X轴进行改进：原来X轴丝杆长，且支撑架是铁架，比较重，在高速运行时惯性大，不够稳定，改进后大大缩短了X轴丝杆，支撑架也更新为铝材料，极大提高X,Y轴的稳定性能。改进后，马口铁宽度尺寸由910mm缩短至906mm，可节约铁皮0.4%，提高马口铁使用率，按保守年产10亿罐计算，一年可节约马口铁34.02吨，约60万元人民币。
罐头生产线作为密集型产业，很多岗位还一直是人工操作，经过自动化设备替换、技术改造，可以减少目前的岗位用工，从而减少总的人力成本，重点需要改造的工序包括原料挑选，桂圆、莲子添加和杀菌锅进出笼。
(1) 原料挑选现状。原料挑选包括对米，豆的初选和复选，按照650罐/min的生产线人/天，人员配置多、劳动强度大、且挑选质量不稳定。
(2) 改造方法。通过对现有原料杂质的分析，杂质主要分为5大类，一是质量较轻，形状不固定的，如稻杆、麸皮、枯草等；二是比重区别较大的，如玻璃、石子等；三是磁性物质，如矿物质土块等；四是异色原粮，如霉变、虫蛀的豆类；五是挑选设备或运输产生的异物，如铁钉、金属碎屑等。针对以上5类杂质，我们引进了进口的除杂设备，配置振动、比重、磁力选别(用于除去磁力土块)、磁选(用于除去设备、运输带入的金属)和比色五重挑选工序，使用效果良好，且整台设备只需4个人操作即可。改造后每条线万元/年工资计算，一年可以节省人力成本54万元，且挑选质量显著提高，工人劳动强度显著下降。
(1)桂圆、莲子添加现状。桂圆来料为速冻块，人为化开，经过清水不断漂洗之后添加到空罐中，桂圆片的形状大小不一，且粘性较强；莲子来料为干莲子，按照工艺需要预煮，预煮后莲子之间的粘性增加，且来料大小亦难控制；所以传统生产中，桂圆、莲子都采用手工添加，按照650罐/min的生产线计算，人员配置为桂圆，莲子每班各6人。
(2)改造方法。经过公司技术人员专项攻关，一款应用于桂圆、莲子添加的自动化设备应运而生，该设备采用卫生级转盘，通过离心力将待添加的产品旋转到转盘的边缘，同时通过特殊设计的风道和吹嘴，实现物料的精确、快速添加，改进后，桂圆、莲子添加工序由每班12人减少到每班4人，且添加过程卫生，准确。
(1)杀菌锅进、出笼现状。罐头产品灌装后经由装笼机将产品装到笼子内，在通过杀菌台车以4笼为单位推进杀菌锅进行产品灭菌，这个过程中，工人们需要将装有4笼产品的台车横向沿着导轨推至所需使用的杀菌锅面前，然后将4笼产品推进杀菌锅，杀菌锅结束后再将锅内的笼子用钩子拉出来，按照650罐/min的生产线人/班，工人劳动强度大，且有安全隐患，人员换岗频繁。
(2)改进方法。为解决这个问题，公司科研人员对现有的手动台车进行了全新的升级改造，新的设备采用电机驱动实现台车横向行走，采用整体式伸缩拉杆实现不锈钢笼的自动缸内进出，大大减轻了人员的劳动强度，设备上线]
[6]。卧式杀菌锅为常用设备，在杀菌升温过程中，为了尽快排出冷气团，保持锅内的热量均衡，有8min的大排气时间，蒸汽直接排放到大气中，存在一定的资源浪费[7-9]
围绕这个问题 ，公司的技术人员经过分析，研究，制作了一套蒸汽的回收利用装置。改造思路和方法是通过在原有φ76大排气管道上加装304不锈钢管式换热器，与10度的一级纯水进行换热(改造后的管理安装图见图2)，吸收杀菌过程中大排气的热量，用来换热配料和锅炉区域用水。改造中需要注意的问题是：要保证改造后设备的热分布测试检测合格。经过测试，改造前后的热分布曲线没有变化，符合要求。
图2改造后的管路安装图1-冷凝水收集器12-新增换热器3冷凝水收集器24-Φ159管道排放5-冷凝水排放口26-八宝杀菌锅
在现有生产线基础上，以降低产品成本，减轻人员劳动强度为目的，从原辅材料消耗控制、自动化设备替代手工和节能减排3个方面入手，以自动化升级和技术改造做为实施手段，技术人员设计了铜线防打结装置，改进了冲盖送铁的夹持部件，实现了焊机和制盖两个工序的原辅材料消耗的降低；引进了大型原料挑选的自动化设备，设计、研发了桂圆、莲子添加设备，提高了原料挑选和添加工序的自动化程度，降低了人力成本；研究、制作了杀菌锅蒸汽热量回收系统，实现了杀菌工序的热能回收。通过技术改造，实现企业材料成本年下降104.19万元、人力成本年下降138万元、能源消耗年下降37.8万元，效果明显，一方面减少了企业资源的浪费，另一方面提高了企业在市场上的竞争力，对其他同类生产线有借鉴意义。
作者简介：段提勇(1982-)，男，硕士，工程师，从事食品设备的研究和管理，通信地址：310018 浙江杭州市下沙经济技术开发区围垦街66-2号 杭州娃哈哈集团有限公司设备工程部，E-mail：
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