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食品與飲料產業數位化現況—機器人與溯源技術能確保更好的回報率與利潤 State of Digitalization of the Food and Beverage Industry
2023/06
Frost and Sullivan
https://research.frost.com/
全球大趨勢對於食品與飲料產業(簡稱F&B)的影響,主要來自於數位化與自動化等顛覆性技術開創的商業機會、數位轉型帶動商業模式創新開拓新的財源、地緣政治紛亂產生新的生產管理需求等,這些重要驅動力促使食品與飲料產業的快速質變與轉型。因此本報告針對F&B的產業鏈,從生產、加工、物流、分銷到零售服務,從硬體到軟體與服務的所有數位化解決方案進行現況盤點,進而提供區域與全球的商業機會分析,以供決策參考。

F&B產業除了必須兼顧營養與安全以外,還要顧及消費者飲食偏好,才能在確保價值的同時也能獲利。此領域與航太等高科技領域相較之下,顯得較為傳統而且跨足多元產業,大多在其他領域採用創新技術後才會跟進,因此轉型步調較高科技產業為慢。從價值鏈來看數位化對產業的衝擊,大抵不外乎提高生產效率與溯源性、提高食品安全、更好的顧客體驗、更有效率的分銷與營運等。隨著消費者的偏好多元化、對營養與安全的需求提升,在原始設備製造商的數位化與自動化推力之下,機器人、物聯網、大數據分析、RFID與雲服務將在未來4年內普遍應用於F&B,除了提供消費者更多元的選擇與保障以外,對於業主的營運效率與工人的安全也將隨之提升。

一、目前F&B的趨勢主要包括:
1. 潔淨標章:在標示中標榜不含人工添加物與香料。
2. 從實驗室到餐桌:無感染、不含沙門氏菌與抗生素、對地球為害最小的天然食品。
3. 以AI優化庫存:幫助業者減少浪費與庫存壓力,也可確保食品新鮮。
4. 永續性:包裝、容器與吸管等追求無塑膠、可重複使用與可分解性。
5. 雲應用:從採購、運輸、倉管、物流到財務管理都可應用。
6. 數位可視的供應商:透過區塊鏈與雲端資料庫可清楚掌握產品的移動與合規性。
7. 透明度:從智慧感測器瞭解產品的外觀與品質特性,除了品管追蹤以外還可減少退貨的可能性。
8. 特定產業的解決方案:針對不同類型的食品與特定要求,提供客製化的解決方案,有助於降低不必要的成本與規模化生產。

二、數位技術在F&B的應用:規模小、應用少的技術包括擴增實境;規模稍大但應用不多的包括3D列印;規模小但應用多的包括虛擬實境;規模大且應用多的包括AI、數位分身、雲端運算、邊緣運算、網路安全、協作機器人、預測性維護與分析以及RFID、二維條碼與視覺系統等技術。這些技術對於產業鏈各環節的衝擊不一,同時也有不同的參與者參與其中,但可預見的事未來產品透過物聯網與大數據分析,溯源越來越透明,產品特性更貼近消費者需求。

三、針細分自動化技術再加以區隔並提供2022年在價值鏈中的產值與競爭態勢,包括:分散式控制系統DCS($42M)、可程式化邏輯控制器PLC($35M)、資料採集與監視系統SCADA($21M)、製造執行系統MES($19M)、資產效能管理APM ($4M)、機器安全系統($5M)、企業資產管理系統EAM($7M)、視覺系統($8M)、感測器與發射器($80M)、網路安全硬體($3M),及其他輔助工具、服務與檢修等。再將全球F&B產業分為歐洲、拉美與北美、中東與非洲、亞太等4大區域,分別列出各區域的主要競爭廠商供參。

四、未來5年內成長動力來源主要為:食品安全、感測器與物聯網、大數據分析的應用,成長的限制則包括可執行解決方案的勞動力、全球各地對於食品法規要求的差異、標示監管的複雜度、溯源的需求越來越大等。若要產業快速數位轉型,可採取的策略包括:1.製造商、研究機構與ICT公司採取跨領域合作。2.讓各環節的法規與利害關係人達成一致共識。3.以公共投資或倡議帶動投資的金流。4.以全球共通的標準化法規協議降低貿易障礙。5.利用跨領域技術融合驅動創新,以滿足不斷成長的消費者需求。

五、為有效預測市場成長狀況以及產業演化軌跡,本研究訪問超過100位競爭者,建立資料庫及預測分析模型,並針對自動化對F&B產業的影響加以分析。全球F&B在疫情過後,預測2020~2027年的年複合成長率為5.5%,成長率以美洲最高、亞太次之;以產品類型而言,則以APM、MES與網路安全硬體較具成長性。

六、區域發展重心方面:美洲以美國市場最為活躍,創新關鍵技術包括檢測、永續型包裝、先進加工大數據平台等。歐洲則以德國、西班牙、英國、丹麥、瑞士、荷蘭作為引領創新的樞紐,技術發展以3D列印最具特色,雀巢等食品巨擘則推動量身訂做的客製化營養食品。亞太地區是食品創新的新興區域,印度以數據中心推動個人化健康飲食,紐西蘭與澳洲以永續型包裝及無麩質食品等為環境與健康貢獻心力。中東及非洲則以提升環境意識,以永續型態性改變過去一次性塑膠包裝的習慣。

七、以產品技術來預測成長趨勢:DCS市場由於中控工廠的興起而興盛,容易以自動化滿足都市人口成長以及對加工食品的需求。SCADA受惠於IT環境中控系統間互連後點對點安全的需求,提供了商業成長的機會:除了純粹SCADA供應商,同時也激勵不同型態的供應商,包括PLC供應商、DCS供應商的成長。PLC能提供自動生產過程中的混合器、包裝產線、飲料充填機器自動化,因而成為F&B自動化不可或缺的利器。MES則歸功於快速便利食品以及軟體即服務模式的興起,能滿足消費者對飲食多元、便利的需求。由於併購風潮提供APM整合解決方案,能夠在競爭激烈的市場中拓展產品組合,並節省逐漸增加的成本。驅動EAM成長的因素包括衛生法規遵循、降低製造成本、促進市場定位,可紓緩取代全球營運人才荒的窘境。感測器、視覺系統能提供快速準確的檢測與計量,搭配機器安全系統能提供更衛生且安全的飲食。網路安全硬體可以防範駭客入侵,提高營運管理的安全,搭配其他自動化的服務,包括軟體安裝與維護等,足夠打造更具競爭力的自動化產業。

八、F&B產業與地球永續息息相關,透過數位轉型可以達到減少食物浪費、增加食物來源、提供消費者更廣泛而多元的健康飲食選擇,因而可以對應到聯合國永續發展目標:1). SDGs 13-氣候行動,如Plantix以圖像診斷作物健康、Twiga Food快速運輸、Marcus Technologies整合庫存與報價系統,減少農產與食物浪費。2). SDGs 12-負責任的消費與生產,如mFish Intelligent Edge與 Fishrr追蹤漁獲全部流程以符合法規與標準。3). SDGs 9-工業、創新與基礎建設,如Emerson開發就地清潔軟體套件,以自動清潔、消毒機器,減少停機清潔時間。因此,國際間也有許多倡議,從法規與治理、包裝改良、減少浪費、流程透明、脫碳等各面向著手,共同朝永續發展邁進。

九、全球成長機會:F&B業未來5年市值上看1億~5億美元,最具潛力的終端產業為製造業與交通運輸業,2年內適合採取行動的技術領域包括化學與材料、農糧與營養、資通訊技術,基準年為2023年的消費產品與零售產品,全球充滿無限商機。成長的契機來自於:
1. 可溯源性:受惠於分子技術以及物聯網相關技術促成的相連與互通性、法規趨於嚴格、消費者對安全的需求提高等因素,驅使溯源的需求增加而創造的商機。呼籲採取的行動包括:發展RFID等互聯網與機器人,或以微生物基因組確保食品安全等技術,提供高效及時追蹤的企業將脫穎而出。
2. 以機器人與自動化提高準確度與品質控制:適合執行如清潔、加工分切、包裝等重複性且關鍵的步驟,加上工業機器人系統也已在2016年建立標準。呼籲採取的行動包括:培育協作工程師、工廠作業環境利於機器人作業。
3. 安全性:食品法規把關及消費者對退貨意識高漲,促使食品必須提供更高的安全性,呼籲採取的行動包括:軟體供應商提供合規食品的套裝解決方案、為客戶量身訂做的軟體解決方案,食品公司最好與軟體業者結盟,如百事可樂DSM與Safefood360,提供更安全可靠的產品。
報告中也提供價值鏈中各環節的龍頭企業與競爭態勢,以及各區域的細部成長機會、營收預測可供參考。


殷正華
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