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驅動(dòng)食品行業(yè)的創(chuàng )新

歐洲創(chuàng )新與技術(shù)研究院（EIT）食品聯(lián)盟由50多家高校、科研院所與企業(yè)（包括西門(mén)子在內）組成。它受歐盟委托，主要利用新技術(shù)使食品生產(chǎn)更具可持續性并促進(jìn)資源的高效利用。已有共計4億歐元的資金可用來(lái)實(shí)現這些宏偉的目標。

食品行業(yè)的現狀令人警醒。盡管它養活了全世界的人口，卻也帶來(lái)了許多問(wèn)題。據總部設在華盛頓特區的世界資源研究所稱(chēng)，食品生產(chǎn)的二氧化碳排放量占全球二氧化碳總排放量的四分之一。同時(shí)，食品行業(yè)的淡水消耗量占全球淡水總消耗量的70%，農業(yè)用地占全球可用土地總面積的37%。不僅如此，食品從離開(kāi)工廠(chǎng)到最后送達消費者手中要經(jīng)歷許多環(huán)節。這個(gè)過(guò)程效率低下，食品浪費率高達32%。一部分食品會(huì )在運輸途中、超市中或消費者家中變質(zhì)，也有些會(huì )成為殘羹冷炙被倒入垃圾桶。為了保護我們的地球家園，改變勢在必行。但改變并不是一件容易的事，尤其據糧食及農業(yè)組織預測，到2050年，為滿(mǎn)足全球90億人口的飲食需要，糧食產(chǎn)量必須增加60%。

科學(xué)家正在檢查溫室里種植的歐芹。EIT食品聯(lián)盟提議，我們應該*重新審視全球食品生產(chǎn)體系，重新構建更加可持續的體系并激勵消費者食用健康的營(yíng)養食品。

那么要如何改變呢？2016年11月，歐盟在布達佩斯設立的歐洲創(chuàng )新與技術(shù)研究院（EIT）宣布了歐洲范圍內一個(gè)有關(guān)食品未來(lái)的競賽活動(dòng)的優(yōu)勝者。該競賽的內容主要圍繞如何在食品行業(yè)創(chuàng )建“知識與創(chuàng )新社區”。獲獎?wù)呤且粋€(gè)名為“FoodConnects”的聯(lián)盟。起初，它只是一個(gè)由包括慕尼黑理工大學(xué)在內的4個(gè)合作伙伴組成的核心團隊。到提交獲獎項目時(shí)，它已發(fā)展壯大為一個(gè)由來(lái)自13個(gè)國家（主要為歐洲國家）的50所高校、科研院所和企業(yè)組成的聯(lián)盟。除慕尼黑理工大學(xué)外，來(lái)自德國的成員還有弗勞恩霍夫協(xié)會(huì )和西門(mén)子。

這個(gè)聯(lián)盟將被稱(chēng)為“EIT食品聯(lián)盟”。在接下來(lái)的七年中，它將獲得由EIT提供的超過(guò)4億歐元的資金以及由聯(lián)盟成員提供的12億歐元的資助。聯(lián)盟成員提供的資金將主要用于支持開(kāi)展當前項目和進(jìn)行內部研發(fā)，所取得的成果將轉移給聯(lián)盟。聯(lián)盟成員的積極參與充分表明他們都認為驅動(dòng)食品行業(yè)變革不僅十分必要，而且有利于業(yè)務(wù)發(fā)展。

將愿景變?yōu)楝F實(shí)

這項變革的計劃是非常宏大的。EIT食品聯(lián)盟提議，我們應該*重新審視全球食品生產(chǎn)體系，重新構建更加可持續的體系，并激勵消費者食用健康的營(yíng)養食品。經(jīng)EIT批準，參與者需要制定能將這個(gè)愿景變?yōu)楝F實(shí)的具體計劃。計劃的實(shí)施需要依托*技術(shù)以及有針對性的具體舉措。Rudolf Sollacher負責在慕尼黑Perlach協(xié)調西門(mén)子在EIT食品聯(lián)盟中的工作。他表示：“西門(mén)子的工作側重于數字化和自動(dòng)化方面。我們主要為EIT食品聯(lián)盟提供基于Teamcenter、COMOS或Mindsphere等的軟件解決方案。”

西門(mén)子的專(zhuān)家為聯(lián)盟提供技術(shù)支持。西門(mén)子已是食品和飲料行業(yè)的領(lǐng)軍人物。

西門(mén)子的核心目標之一是減少生產(chǎn)過(guò)程中以及從生產(chǎn)到消費過(guò)程中的食品浪費。如果一切按計劃進(jìn)行，歐洲的食品浪費將會(huì )減半?？赡懿扇〉呐e措之一是將食物殘渣用作二次原料。例如，燕麥生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的殘余物仍然富含膳食纖維和蛋白質(zhì)。它們可以用于生產(chǎn)穆茲利或動(dòng)物飼料。二次生產(chǎn)所需要的技術(shù)工藝早已存在，只是尚未完成針對工業(yè)規模的應用的開(kāi)發(fā)。另一個(gè)舉措是使用傳感器來(lái)檢測超市或冰箱內的食物是否還能食用。這可以防止人們將已經(jīng)過(guò)了“保鮮期”但仍未變質(zhì)的食物丟棄掉。

重新贏(yíng)得消費者的信任

EIT食品聯(lián)盟還致力于確保將真正的健康食品送到消費者手中。要達成這個(gè)目標，專(zhuān)家們需要了解食品行業(yè)中食品的機器加工過(guò)程。因此，EIT食品聯(lián)盟開(kāi)展了名為“數字化食品供應網(wǎng)絡(luò )”的路徑追蹤項目，西門(mén)子也在其中發(fā)揮了作用。在這個(gè)項目中，西門(mén)子可以利用其產(chǎn)品生命周期管理解決方案（如Teamcenter）幫助創(chuàng )建食品的數字化雙胞胎。通過(guò)讀取數字化雙胞胎的數據，相關(guān)人員就可以知道產(chǎn)品是什么以及來(lái)自哪里。

有一種方案是借助區塊鏈技術(shù)來(lái)追蹤水果或魚(yú)類(lèi)的貨板。區塊鏈技術(shù)是一種成本低廉且基于網(wǎng)絡(luò )的分布式防偽記賬系統。借助這種技術(shù)，數字化將能夠幫助食品廠(chǎng)商重新贏(yíng)得消費者對食品的信任。Sollacher說(shuō)：“如今，消費者對食品配料來(lái)源和加工過(guò)程的要求越來(lái)越高。消費者重視的這個(gè)問(wèn)題也是EIT食品聯(lián)盟關(guān)心的重要問(wèn)題。最終，我們希望消費者能夠追蹤所食用食品的每一種配料。記錄整個(gè)價(jià)值鏈不僅有助于確保提供優(yōu)質(zhì)食品，而且也便于查明問(wèn)題。”

350家初創(chuàng )企業(yè)，10000名學(xué)生、企業(yè)家和員工

在EIT食品聯(lián)盟，個(gè)性化營(yíng)養方案也是備受關(guān)注的重點(diǎn)之一。這也與醫療領(lǐng)域的新研究趨勢相契合，即針對每位患者制定單獨的治療方案。Sollacher表示：“借助自動(dòng)化技術(shù)，食物耐受不良，或有特殊需求的消費者（如敬老院的老人）或偏好特定口味的人，都將獲得符合他們需要的健康食物。在這個(gè)領(lǐng)域，我們可以依靠西門(mén)子設施管理應用COMOS和MindSphere。”

最后，由于食品行業(yè)近年來(lái)的創(chuàng )新步伐十分緩慢，EIT食品聯(lián)盟計劃扶持多達350家初創(chuàng )企業(yè)。這個(gè)計劃的參與者之一就是西門(mén)子的獨立部門(mén)next47。該部門(mén)可為各行各業(yè)的顛覆性技術(shù)給予經(jīng)濟和概念支持。Sollacher指出：“在食品行業(yè)，旨在顛覆市場(chǎng)的創(chuàng )新技術(shù)十分罕見(jiàn)，但在汽車(chē)等其他行業(yè)，創(chuàng )新卻是人們的主要追求。創(chuàng )新對食品行業(yè)可謂有益無(wú)害。”

如何大幅降低電廠(chǎng)和變電站產(chǎn)生的噪聲？西門(mén)子發(fā)電與天然氣集團聲學(xué)部門(mén)的一支團隊為降低噪聲和振動(dòng)進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的模擬和優(yōu)化。

很少人會(huì )對微風(fēng)輕撫樹(shù)葉的沙沙聲感到不悅，但如果電廠(chǎng)在其周?chē)l(fā)出相同強度的聲響（約35分貝），人們將做出截然不同的反應。有鑒于此，西門(mén)子發(fā)電與天然氣集團的一支聲學(xué)專(zhuān)家團隊正在利用高級模擬技術(shù)將電廠(chǎng)環(huán)境噪聲降至最低。

模擬技術(shù)可以在動(dòng)工建造電廠(chǎng)之前，通過(guò)對電廠(chǎng)噪聲源的調整和測試，盡可能降低電廠(chǎng)實(shí)際噪聲值。只有在所有指標都達到后，施工才會(huì )開(kāi)始。這支聲學(xué)家團隊成立于1987年，已成功幫助許多電廠(chǎng)大幅降低噪音。

請安靜。Holger Ennes（站立）與聲學(xué)家團隊正在討論模擬工作。

噪聲云

這支聲學(xué)家團隊的工作地點(diǎn)位于德國埃爾蘭根，他們不僅能優(yōu)化電廠(chǎng)的噪聲水平，處理變電站噪音也不在話(huà)下。專(zhuān)家們用三維模型呈現了大小相當于4個(gè)足球場(chǎng)的電力設施并對每個(gè)細節進(jìn)行了細致的研究。噪聲用彩色云狀物表現。聲學(xué)家團隊首先研究了變電站大廳等建筑物內部的噪聲分布，不放過(guò)任何一個(gè)能想到的參數。同時(shí)，為了使噪聲模擬達到更好的效果，他們還需要了解變電站場(chǎng)址、建筑材料類(lèi)型以及建筑物的形狀和大小等信息。接下來(lái)，他們將借助聲學(xué)軟件和比較測量數據來(lái)確定變電站大廳內部的噪聲水平。根據這些數據，他們就可以進(jìn)行模擬并確定控制噪聲的措施。

阻隔噪聲

當聲學(xué)家團隊計算出建筑物內部的噪聲水平后，他們將模擬建筑物外部的聲音傳播環(huán)境。Holger Ennes這樣描述顯示器上的3D模型：“那里有一棵樹(shù)，這里有一些灌木叢，還有一條小徑、一幢房屋、一條街道、一座橋，模擬將呈現出電力設施建成后周邊的所有細節。我們還要考慮該地區的風(fēng)力風(fēng)向特點(diǎn)、空氣吸收能力、土壤吸收能力，溫度以及阻礙聲音傳播的障礙物等變量。”

開(kāi)關(guān)變電站周?chē)穆曇魝鞑デ闆r模擬圖

隨后，專(zhuān)家團隊會(huì )將所得到的聲音傳播數據與法定噪聲限值及客戶(hù)要求作對比。如果計算值超出這些限值或還有可能進(jìn)一步降低噪聲水平，Ennes及團隊將給出調整電力設施布局的建議以進(jìn)一步降低噪聲水平。有時(shí)，調整措施可能涉及到加厚外墻或設置隔音屏障。在有些情況下，專(zhuān)家也可能建議封閉戶(hù)外設備，例如為變壓器或泵加裝隔音罩。

Ennes興奮地說(shuō)：“我們團隊不僅研究如何控制陸地上的電廠(chǎng)和變電站的噪聲，同時(shí)也研究北海上變電站的噪聲控制措施。在建造海上風(fēng)電場(chǎng)時(shí)，需要將鋼樁固定在海床上，而施工產(chǎn)生的噪聲會(huì )在水中快速傳播，速度是空氣傳播的4倍，但這些噪聲不能超過(guò)規定限值。”過(guò)大的噪聲會(huì )對海洋哺乳動(dòng)物造成傷害。因此，在這種情境下也需要由專(zhuān)家制定并實(shí)施降噪方案。