Automatyzacja procesów w przetwórstwie rybnym wchodzi w etap, w którym kluczową rolę zaczynają odgrywać roboty współpracujące – coboty. To kompaktowe, elastyczne i programowalne maszyny projektowane tak, aby mogły bezpiecznie dzielić przestrzeń roboczą z człowiekiem. W branży rybnej szczególnie interesujący jest ich potencjał w obszarze pakowania: od kompletacji porcji, przez etykietowanie, aż po paletyzację. Odpowiednio wdrożone coboty nie tylko przyspieszają pracę, ale też podnoszą powtarzalność i jakość pakowania, odpowiadając na rosnące wymagania rynku, norm sanitarnych oraz brak rąk do pracy.

Specyfika pakowania produktów rybnych a możliwości cobotów

Pakowanie wyrobów rybnych różni się istotnie od pakowania produktów suchych czy wysoce ustandaryzowanych. Różnice kształtu, wilgotność, delikatna struktura mięsa rybnego oraz wysoki reżim higieniczny sprawiają, że tradycyjna automatyzacja bywa kosztowna i mało elastyczna. Z tego powodu wiele zakładów nadal opiera się na pracy ręcznej, co generuje problemy kadrowe, wahania jakości i trudności z utrzymaniem stabilnej wydajności.

Roboty współpracujące wnoszą do tej rzeczywistości nowe możliwości. Ich konstrukcja – często o gładkich, łatwych do mycia powierzchniach i ograniczonej masie własnej – umożliwia instalację bez skomplikowanych osłon bezpieczeństwa. Dzięki temu mogą być lokowane bezpośrednio przy istniejących liniach pakujących i integrowane z już działającymi stołami roboczymi, transporterami, maszynami do pakowania próżniowego czy termoformowania.

Szczególnie istotna jest elastyczność cobotów: można je szybko przeprogramować na inne zadanie lub inny asortyment. W realiach przetwórstwa rybnego, gdzie często występują krótkie serie produktowe, liczna rotacja asortymentu i sezonowość dostaw surowca, ta cecha staje się jednym z głównych argumentów za inwestycją. Cobot, który rano pracuje przy pakowaniu filetów z dorsza, po krótkiej przezbrojce może po południu kompletować tacki z łososiem w marynacie lub gotowe sushi.

Istotnym wyzwaniem jest natomiast sama „współpraca” z produktem o zmiennej geometrii. Filety różnią się długością, grubością, masą, a pakowane są najczęściej w standardowe pojemniki lub tacki. Oznacza to konieczność stosowania chwytaków dopasowujących się do produktu oraz czujników, które pozwalają cobotowi precyzyjnie określić pozycję kawałka ryby. W tym celu stosuje się m.in. chwytaki próżniowe o regulowanym ciśnieniu, miękkie chwytaki silikonowe o kształcie „palców” oraz systemy wizyjne 2D i 3D identyfikujące położenie produktu na taśmie.

Ważną kwestią jest także temperatura środowiska pracy. Wiele procesów pakowania wyrobów rybnych odbywa się w warunkach chłodniczych, niekiedy przy temperaturach w okolicach 0–4°C, a także przy dużej wilgotności. Z punktu widzenia automatyzacji oznacza to konieczność stosowania komponentów odpornych na korozję, kondensację pary wodnej oraz regularne zmywanie pod wysokim ciśnieniem. Producenci robotów współpracujących oferują już konstrukcje o podwyższonej klasie szczelności, jak również akcesoria ochronne, umożliwiające ich eksploatację w otoczeniu spełniającym wymagania HACCP i innych standardów bezpieczeństwa żywności.

Od strony ergonomii pracy coboty pozwalają przenieść najbardziej monotonne i fizycznie obciążające czynności z człowieka na maszynę. Pracownicy mogą zostać przesunięci do zadań związanych z kontrolą jakości, obsługą systemów, optymalizacją przepływu surowców. Zamiast wykonywać powtarzalne ruchy pakowania przez wiele godzin dziennie, nadzorują kilka stanowisk zautomatyzowanych, reagując na odstępstwa lub przestoje.

Zastosowania cobotów w procesach pakowania ryb: od tacki po paletę

Pakowanie produktów rybnych to rozbudowany ciąg operacji, z których wiele nadaje się do automatyzacji z użyciem robotów współpracujących. Można je zgrupować w kilka głównych kategorii: formowanie porcji w opakowaniu, nakładanie dodatków (np. przypraw, warzyw), zamykanie i obsługa maszyn pakujących, etykietowanie oraz końcowa paletyzacja. Coboty, dzięki niewielkim wymaganiom przestrzennym, są w stanie „wstrzyknąć” automatyzację nawet w istniejącą, mocno zabudowaną linię technologiczną.

Kompletacja porcji i układanie na tackach

Jednym z najbardziej naturalnych zastosowań cobotów w branży rybnej jest układanie porcji na tackach lub w pojemnikach. Po procesie filetowania, przycinania i ewentualnego ważenia kawałki ryby trafiają na taśmę transportową, skąd muszą być odpowiednio rozmieszczone w opakowaniach jednostkowych lub zbiorczych. Dotąd zadanie to wykonywali najczęściej pracownicy ręcznie, co powodowało zmęczenie, zmienność precyzji oraz duże zaangażowanie kadry na nisko wartościowych operacjach.

Cobot może zostać wyposażony w chwytak dostosowany do konkretnego typu produktu: elastyczne „palce” silikonowe delikatnie zaciskają się na filecie, nie uszkadzając jego struktury ani skóry, a regulowane podciśnienie umożliwia przenoszenie nawet cienkich i delikatnych kawałków. Dzięki programowalnym trajektoriom ruchu robot odkłada porcję w zaprogramowany wzór – np. dwa filety równolegle, ogonem w jedną stronę – co poprawia estetykę i powtarzalność wizualną opakowań.

W bardziej zaawansowanych układach cobot współpracuje z wagą dynamiczną: po pobraniu fileta system rejestruje masę, a algorytm decyduje, czy jest ona zgodna z wymaganą przez klienta lub sieć handlową. Jeśli nie, robot uzupełnia porcję kolejnym kawałkiem lub pomija dany element, odrzucając go do strumienia przeznaczonego na produkt mrożony lub przetworzony. Takie podejście minimalizuje straty surowca i redukuje liczbę reklamacji związanych z gramaturą.

Obsługa tacek, wieczek i maszyn pakujących

Kolejną grupą zadań są operacje okołopakowaniowe: podawanie pustych tacek do maszyny, układanie w nich wstępnie zapakowanych próżniowo porcji, zamykanie wieczek oraz odkładanie gotowych opakowań na taśmy wyjściowe. W wielu zakładach czynności te nadal są realizowane manualnie, choć ich charakter idealnie wpisuje się w możliwości robotów współpracujących.

Przykładowy scenariusz to stanowisko, na którym cobot pobiera z magazynka stos pustych tacek, rozdziela je pojedynczo i umieszcza na gnieździe maszyny zgrzewającej. Następnie, po ułożeniu porcji przez innego robota lub operatora, maszyna wykonuje zgrzew, a gotowe opakowanie wyjeżdża na transporter. Kolejny cobot odbiera opakowania, grupuje je np. po 4 lub 6 sztuk i odkłada na tacki zbiorcze lub do skrzynek. Wszystkie te czynności odbywają się na niewielkiej przestrzeni, często bez konieczności wprowadzania wysokich ogrodzeń bezpieczeństwa.

W procesach, w których wymagane jest stosowanie wieczek lub folii z nadrukiem, cobot może również podawać materiał opakowaniowy, a nawet kontrolować jego położenie przy użyciu systemu wizyjnego. W sytuacji wykrycia przesunięcia nadruku, robot powiadamia system sterowania lub osobę nadzorującą, co pomaga utrzymać wysoką jakość estetyczną opakowań i zapobiega marnowaniu materiału.

Etykietowanie, kodowanie i kontrola jakości

Wysoki poziom identyfikowalności (traceability) w branży rybnej wymaga precyzyjnego etykietowania oraz nadruków zawierających dane takie jak gatunek, pochodzenie, numer partii, data połowu, data pakowania czy termin przydatności do spożycia. Coboty coraz częściej są integrowane z drukarkami etykiet, systemami inkjet i kamerami kontrolnymi.

Na stanowisku etykietowania robot współpracujący pobiera wydrukowaną etykietę, nakłada ją na określone miejsce opakowania, a następnie prezentuje je kamerze kontrolnej. System wizyjny sprawdza poprawność kodu kreskowego lub kodu 2D, jakość nadruku oraz pozycję etykiety. W razie niezgodności cobot może automatycznie przenieść opakowanie na linię odrzutową, ograniczając udział człowieka do nadzoru systemu i reakcji na alarmy.

Co istotne, wykorzystanie cobotów w tym obszarze ułatwia szybką zmianę asortymentu. Nowy produkt to najczęściej nowa etykieta, inna wartość gramatury, inny kod partii. Przełączenie programu cobota (np. przez wybór receptury z panelu HMI) pozwala w krótkim czasie dostosować zarówno pozycję etykiety, jak i sposób jej aplikacji, bez długich przestojów związanych z mechaniczną przebudową stanowiska.

Paletyzacja i przygotowanie wysyłek

Ostatnim etapem procesu pakowania jest przygotowanie gotowych produktów do wysyłki: układanie kartonów na paletach, przekładanie warstw przekładkami, owijanie folią i znakowanie. Tradycyjna, ciężka paletyzacja robotyczna zwykle wymaga dużej przestrzeni, ogrodzeń i specjalistycznych fundamentów. Roboty współpracujące wnoszą tu alternatywę – lżejsze, bardziej elastyczne systemy paletyzacji, które można stosować nawet w mniejszych zakładach.

Cobot wyposażony w chwytak kartonowy jest w stanie przenosić opakowania zbiorcze z linii pakującej na paletę, realizując zadany wzór układania (np. krzyżowy, naprzemienny, z określonym offsetem). W przypadku produktów rybnych, które często mają nieregularny rozkład masy w kartonie, istotne jest właściwe rozłożenie ciężaru na palecie – dobrze zaprogramowany robot utrzymuje stały schemat, minimalizując ryzyko przewrócenia się ładunku podczas transportu.

Takie stanowisko może być mobilne: cobot zamontowany na wózku zasilającym można przestawić między liniami pakującymi w zależności od aktualnego obciążenia. Dzięki temu jedna inwestycja obsługuje kilka strumieni produkcji, co ma znaczenie zwłaszcza w zakładach o zmiennej wielkości partii i krótkich seriach produkcyjnych.

Bezpieczeństwo, higiena i integracja cobotów z otoczeniem produkcyjnym

Współpraca człowieka z robotem w jednym obszarze roboczym wymaga ścisłego przestrzegania norm bezpieczeństwa. Coboty są projektowane z myślą o ograniczeniu ryzyka urazów – posiadają zaokrąglone krawędzie, wbudowane czujniki siły i momentu, a ich ruch jest monitorowany przez systemy bezpieczeństwa zatrzymujące robota przy wykryciu kolizji. W branży spożywczej te funkcje nabierają dodatkowego znaczenia, ponieważ przestrzeń wokół linii produkcyjnej jest intensywnie użytkowana, a personel często przemieszcza się między stanowiskami.

Kluczową normą, która opisuje wymagania dla współpracy człowieka z robotem, jest ISO/TS 15066. Określa ona dopuszczalne wartości sił i nacisków na części ciała człowieka. Producenci cobotów uwzględniają te wartości w konstrukcji i oprogramowaniu, co przekłada się na możliwość pracy bez tradycyjnych klatek bezpieczeństwa – przy założeniu, że aplikacja została odpowiednio zaprojektowana i przeanalizowana pod kątem ryzyka.

W przetwórstwie rybnym trzeba równocześnie uwzględniać zasady higieny. Coboty przeznaczone do bezpośredniego kontaktu z produktem spożywczym lub pracujące w strefach wysokiej higieny muszą mieć powierzchnie odporne na korozję i łatwe do mycia. Stosuje się gładkie osłony, brak zbędnych szczelin, a w wielu przypadkach komponenty ze stali nierdzewnej. W połączeniu z odpowiednimi procedurami mycia i dezynfekcji pozwala to włączyć robota w system bezpieczeństwa żywności, obejmujący również dokumentowanie i weryfikację czystości.

Integracja cobotów z istniejącym środowiskiem produkcyjnym oznacza także konieczność połączenia ich z systemami sterowania linii, wagami, skanerami, drukarkami i bazą danych. Współczesne roboty współpracujące obsługują popularne protokoły komunikacyjne, takie jak OPC UA, Modbus czy Profinet, co ułatwia ich wpięcie w architekturę automatyki zakładowej. Dzięki temu możliwe jest np. automatyczne pobieranie receptur produkcyjnych z systemu MES lub ERP oraz rejestrowanie danych o przebiegu produkcji, takich jak liczba zapakowanych porcji, odrzuty czy czasy przestojów.

Z perspektywy cyberbezpieczeństwa włączenie cobotów do sieci zakładowej wymaga kontroli dostępu, aktualizacji oprogramowania i monitorowania komunikacji. W branży spożywczej coraz częściej pojawia się pojęcie Przemysłu 4.0, w którym urządzenia na linii produkcyjnej gromadzą i wymieniają dane w czasie rzeczywistym. Cobot może być elementem takiej inteligentnej infrastruktury, dostarczając informacji o obciążeniu stanowiska, pojawiających się anomaliach oraz zużyciu komponentów (np. chwytaków, uszczelek), co ułatwia planowanie konserwacji i minimalizację nieplanowanych przestojów.

Integracja z systemami wizyjnymi to kolejny etap podnoszenia funkcjonalności cobotów. Kamery mogą służyć nie tylko do identyfikacji pozycji produktów, ale też do kontroli obecności elementów, wykrywania uszkodzonych opakowań czy oceny wypełnienia tacki. Dzięki temu roboty współpracujące zaczynają pełnić podwójną rolę: wykonawczą i nadzorczą. W praktyce oznacza to, że część zadań kontroli jakości może zostać włączona bezpośrednio w proces pakowania, zamiast być realizowana wyłącznie na końcu linii.

Ekonomia, wdrożenie i perspektywy rozwoju cobotów w przetwórstwie rybnym

Decyzja o wdrożeniu cobotów w dziale pakowania produktów rybnych jest zwykle wynikiem analizy ekonomicznej i organizacyjnej. Koszty zakupu robota, chwytaków, systemu wizyjnego oraz integracji muszą zostać zestawione z oszczędnościami wynikającymi z redukcji pracy ręcznej, poprawy wydajności i jakości, a także ograniczenia strat surowca. W wielu przypadkach nakłady inwestycyjne zwracają się w perspektywie od kilkunastu do kilkudziesięciu miesięcy, zwłaszcza jeśli cobot obsługuje kilka zmian roboczych.

Istotnym czynnikiem jest sytuacja na rynku pracy. Przetwórstwo rybne często boryka się z brakiem stabilnej kadry – praca w niskiej temperaturze, w wysokiej wilgotności, w kontakcie z surowcem o specyficznym zapachu nie należy do najbardziej pożądanych. Niska atrakcyjność tych stanowisk sprawia, że rotacja pracowników jest wysoka, a koszty rekrutacji i szkolenia rosną. Coboty pozwalają ograniczyć zależność zakładu od dostępności pracowników wykonujących proste, powtarzalne czynności i przesunąć nacisk na stanowiska o wyższych kwalifikacjach, odpowiedzialne za nadzór procesu oraz utrzymanie ruchu.

Samo wdrożenie robota współpracującego jest z reguły prostsze niż w przypadku klasycznych robotów przemysłowych, jednak wymaga starannego przygotowania. Należy przeanalizować proces pakowania, zidentyfikować czynności o największym potencjale automatyzacji oraz zaprojektować sposób współpracy człowieka z maszyną. Dobór chwytaka jest tu równie ważny jak parametry samego cobota – w aplikacjach rybnych konieczne jest zapewnienie odpowiedniej delikatności chwytu, łatwości mycia i odporności na chemię stosowaną przy dezynfekcji.

Nie bez znaczenia jest kwestia akceptacji technologii przez załogę. Wdrożenia, w których pracownicy od początku są zaangażowani w projekt, biorą udział w szkoleniach i mają możliwość zgłaszania uwag do organizacji stanowisk, przebiegają zwykle znacznie spokojniej. Coboty nie są projektowane jako zamiennik człowieka we wszystkich zadaniach, lecz jako narzędzie do odciążania go od pracy najbardziej monotonnej, powtarzalnej i fizycznie wymagającej. Wyraźne zakomunikowanie tej roli pomaga ograniczyć opór psychologiczny i obawy kadry.

Perspektywy rozwoju cobotów w przetwórstwie rybnym są ściśle powiązane z rozwojem systemów wizyjnych i algorytmów sterowania, w tym uczenia maszynowego. Coraz lepsze kamery 3D i algorytmy rozpoznawania kształtu pozwalają robotom pracować z produktami o dużej zmienności, co jest typowe dla surowca naturalnego, jakim są ryby. Oznacza to, że z czasem coboty mogą przejmować nie tylko proste, powtarzalne ruchy, ale też bardziej złożone zadania wymagające oceny ułożenia fileta, jego jakości wizualnej czy nawet identyfikacji obecności ości.

W obszarze pakowania szczególnie obiecujące są tzw. aplikacje plug-and-play, czyli zestawy składające się z cobota, chwytaka, systemu wizyjnego i gotowych szablonów ruchu. Dla zakładu oznacza to krótszy czas uruchomienia, mniejsze koszty integracji oraz łatwiejszą rekonfigurację linii. W połączeniu z rosnącą standaryzacją interfejsów i protokołów komunikacyjnych może to sprawić, że robot współpracujący stanie się standardowym elementem wyposażenia większości nowoczesnych przetwórni rybnych.

Coraz większą rolę może odgrywać także zdalne monitorowanie i serwis cobotów. Dane z czujników robota, rejestrowane w czasie rzeczywistym, pozwalają przewidywać moment zużycia podzespołów lub konieczność regulacji. Zamiast czekać na awarię, serwis może interweniować z wyprzedzeniem, minimalizując przestoje produkcji. Takie podejście wpisuje się w koncepcję utrzymania predykcyjnego i jest szczególnie cenne w branży, w której surowiec ma ograniczoną trwałość i ewentualne przestoje mogą skutkować stratami w całej partii produkcyjnej.

W dłuższej perspektywie coboty w pakowaniu produktów rybnych będą prawdopodobnie coraz mocniej integrowane z szerszymi systemami zarządzania produkcją i logistyką. Dane o wydajności pakowania mogą być wykorzystywane do dynamicznego planowania produkcji, optymalizacji wykorzystania chłodni, planowania dostaw surowca i mediów. Możliwe staje się podejście, w którym cały zakład funkcjonuje jako zintegrowany, cyfrowy ekosystem, a robot współpracujący jest jednym z jego kluczowych elementów wykonawczych.

FAQ – najczęściej zadawane pytania

Jakie są główne korzyści z zastosowania cobotów w pakowaniu produktów rybnych?

Najważniejsze korzyści to wzrost wydajności i powtarzalności pakowania, ograniczenie zależności od ręcznej pracy na stanowiskach nisko kwalifikowanych oraz poprawa ergonomii. Cobot przejmuje monotonne czynności, takie jak układanie porcji na tackach czy paletyzacja, co zmniejsza zmęczenie pracowników i ryzyko błędów. Dodatkowo, dzięki elastyczności programowania i łatwej rekonfiguracji, jeden robot może obsługiwać kilka produktów i zadań, wspierając szybkie zmiany asortymentu oraz lepsze wykorzystanie zasobów w zakładzie.

Czy coboty mogą pracować w warunkach chłodni i wysokiej wilgotności typowych dla branży rybnej?

Tak, wiele modeli cobotów jest przystosowanych do pracy w obniżonych temperaturach i przy podwyższonej wilgotności, choć wymaga to doboru odpowiedniej wersji urządzenia i osprzętu. Kluczowe jest zwrócenie uwagi na klasę szczelności, odporność materiałów na korozję oraz możliwość regularnego mycia zgodnie z procedurami higienicznymi. W praktyce często stosuje się dodatkowe osłony, specjalne chwytaki spożywcze i dedykowane środki ochrony, które pozwalają spełnić wymagania systemów bezpieczeństwa żywności, takich jak HACCP czy IFS.

Jak wygląda proces wdrożenia cobota na linii pakowania i ile trwa uruchomienie?

Wdrożenie rozpoczyna się od analizy procesu, wyboru odpowiedniego stanowiska oraz doboru chwytaków i ewentualnego systemu wizyjnego. Następnie projektuje się układ stanowiska, opracowuje trajektorie ruchu robota i integruje go z istniejącymi maszynami pakującymi oraz systemem sterowania linii. Czas uruchomienia zależy od złożoności aplikacji – proste systemy można uruchomić w ciągu kilku tygodni, podczas gdy rozbudowane, z wieloma współpracującymi urządzeniami, wymagają kilku miesięcy. Atutem cobotów jest względnie prosty proces programowania i możliwość późniejszej modyfikacji bez dużych nakładów.

Czy zastosowanie cobotów oznacza redukcję zatrudnienia w zakładzie przetwórstwa rybnego?

W praktyce coboty rzadko prowadzą do prostego zastąpienia pracowników. Zazwyczaj zmienia się struktura zadań: zmniejsza się liczba osób wykonujących czynności powtarzalne i obciążające fizycznie, a rośnie zapotrzebowanie na kompetencje związane z nadzorem procesów, programowaniem i utrzymaniem ruchu. W wielu zakładach roboty pozwalają utrzymać lub zwiększyć produkcję przy trudnej sytuacji na rynku pracy, jednocześnie tworząc możliwości rozwoju zawodowego dla obecnej kadry, która przechodzi szkolenia i obejmuje bardziej odpowiedzialne role.

Jak zapewnić bezpieczeństwo ludzi pracujących w pobliżu robota współpracującego?

Bezpieczeństwo opiera się na właściwym zaprojektowaniu aplikacji, analizie ryzyka oraz wykorzystaniu funkcji bezpieczeństwa wbudowanych w cobota. Zalicza się do nich ograniczenie prędkości i siły ruchu, monitorowanie momentu na przegubach oraz automatyczne zatrzymanie w razie kolizji. Dodatkowo stosuje się skanery przestrzeni, kurtyny świetlne lub strefy detekcji, które zwalniają pracę robota, gdy człowiek zbliża się do stanowiska. Wszystkie te środki, w połączeniu ze szkoleniem personelu i regularnymi przeglądami, pozwalają bezpiecznie wykorzystywać coboty w bezpośrednim sąsiedztwie operatorów.