透過EtherCAT 和 PC-based 控制技術助力實現餐飲業數位化
Hyphen的 Makeline 系統縮小傳統和工業化生產食品之間的差距。該系統結構緊湊，能夠快速履行數位化訂單 — 無論是外賣訂單，還是餐廳內用訂單。EJ 系列緊湊型 EtherCAT 插拔式模組專為安裝在客戶專用的訊號分配電路板上而設計，確保功能安全，更有其它先進的功能。倍福的開放式控制技術幫助 Hyphen 公司實現PLC 與雲端的無縫通訊。
「Hyphen 的目標是實現餐飲廚房的全自動化操作。」總部位於加利福尼亞州聖荷西的 Hyphen 公司聯合創始人兼首席技術官 Daniel Fukuba 說道。「2018 年 7 月，我們共同創辦Hyphen，將先進的自動化技術帶入現代化餐廳。在新冠肺炎疫情爆發後，我們設計並開發出全新的 Makeline 系統。這為餐廳 — 無論它們是成熟的連鎖餐飲店、餐飲供應商還是『幽靈廚房』— 提供基礎設施，以實現商業模式現代化，適應『數位優先』點單方式，並能夠更好地滿足我們現在看到的不斷變化的需求。」
Makeline 系統可以自動分裝碗裝沙拉及其它碗裝餐點，以不同的溫度加工數百種食材。系統連接Hyphen 的雲端服務，透過 MQTT 傳輸數位化訂單。收到訂單後，Makeline 系統會啟動 Hyphen 開發的分配器進行裝碗，接著透過設備外殼內連接的模組輸送。設備還能夠控制食品安全，並提供有關點單高峰期和客戶習慣的數據洞察。但從外表看，它就像一個傳統的廚房流水線，餐廳員工仍然可以手動裝入食材，為喜歡親自點餐的顧客提供服務。
精簡的控制結構助力滿足顧客的胃口
Hyphen 希望 Makeline 系統能夠融入現有的餐廳設施，將未來的技術搬進今天的廚房。這也意味著設計一套全新的系統，填補傳統餐廳廚房與餐點工業化生產之間的空白。從技術角度看，其中一個原因是，很難在足夠小的外形尺寸中平衡標準廚房需要的功能和靈活性。
Makeline 系統必須將 70 多個執行器以及雲連接的控制器和 I/O 裝入一個餐廳級的廚房設備。系統除了要大幅減少佔地面積，還須滿足嚴格的衛生標準，Hyphen 還希望系統能夠提供程序控制、時間和保溫等相關資訊以及檢查和記錄食品貯藏環境的能力。這些設備內需要放置 500 種不同的食材，這些食材會根據功能表上列出的不同菜品進行組合。Hyphen希望解決這些在處理食材時遇到的挑戰，同時避免過多的儀器控制過程，並保持清晰概覽。
2020 年初，Hyphen 開始研究倍福 EtherCAT 技術和PC-based控制技術。「Makeline 需要一個開放的、便於連接的控制系統。」Hyphen 公司控制工程師 Bradley Hwang 說道。「倍福幫我們輕鬆實現PLC Runtime 與雲端的無縫通訊。因此，我們的軟體團隊可以在該服務與協力廠商服務之間開發一個全新的層級。」
EtherCAT 幫助實現餐飲自動化
每個 Makeline 模組都採用 EJ 系列 EtherCAT 插拔式 TwinSAFE 安全模組，它們安裝在一個客製設計的 PCB 板（訊號分配電路板）上。這些 EJ 插拔式模組比採用傳統方式接線的 I/O 端子模組的體積小了大約 50%，此外，它們還可以降低不正確接線的風險。
「大部分安裝了如此多的 I/O 模組的電氣櫃體積會非常大，這不適合我們的這款產品。有了 EJ 系列 TwinSAFE 安全模組，我們可以在一塊節省空間的電路板上將通訊、電源連接在一起，組裝起來更加容易，並且能夠重複組裝。」Bradley Hwang 解釋道。「另外，Hyphen 也是 EtherCAT 技術協會（ETG）的成員，我們利用 EtherCAT 技術的開放性創建了我們自己的二級節點。因此，我們不僅可以從市場上大量支援 EtherCAT 技術的設備中進行選擇，而且還可以在需要時為 Makeline 準確地建造我們所需的設備。」
控制軟體和硬體助力提升設備性能
TwinCAT 3 自動化軟體支援多種程式設計方法，包括 IEC61131-3 標準語言物件導向的擴展、預製和自訂功能塊，以及 Visual Studio 中的電腦科學標準語言。因此 Hyphen 可以更輕鬆地彌補其控制系統和 APP 開發技術之間的差距。
Makeline 採用一台 C6030 超緊湊型工業電腦執行所有操作。TwinCAT 具有內核隔離功能，可以將四核 CPU 中的單個進程，如 PLC 或物聯網，分配給工業 PC 中指定的內核，以優化利用系統性能。因此，C6030 非常適合用作物聯網閘道和設備控制器。
C6030 被放在一個配備客戶專用的防護等級為 IP65 的 CP3924 多點觸控控制台的基礎裝置中。這台 24 英寸的操作設備配備一個高級使用者介面，Daniel Fukuba 說道：「我們開發人機界面螢幕就像現代網路 APP 一樣，因此多點觸控功能和顯示器保真度給了我們想要的使用者介面響應性。這種易用性也意味著所有餐廳員工都可以操作 Makeline，不必是接受過培訓的設備操作人員。」
破壞式創新的秘訣
Hyphen 於 2020 年中開始構思 Makeline，他們的第一批設備計畫在 2021 年底前送到客戶手中。設備每小時製備 350 份餐點，訂單準確率高達99%，並將分裝誤差從行業平均的 ±15% 降低到±2%。「如果訂單中出現了錯誤的食物成分，會讓顧客生氣，但考慮到食物過敏和交叉污染，最糟的情況可能是危及生命，因此這樣高精度的系統為我們帶來了最重要的優勢。」Daniel Fukuba 說道。
倍福的控制硬體、物聯網和通訊技術幫助 Hyphen在滿足最小化設備占地面積要求的同時提供了技術保障。「我們相信 Makeline 能夠顛覆整個餐飲業。它將餐廳現有員工的工作效率提高了 17 倍，從根本上改變他們滿足顧客需求的方式，提高他們的銷售能力。」Daniel Fukuba 解釋道。「通過高效地實現食品生產數位化能夠填補整個產業的空白，並為未來的一切挑戰做好準備。」