Prosjektnummer
900923
Individbasert sortering av pelagisk fisk: Del 2
Prosjektet er en videreføring av prosjektet Individbasert kvalitetssortering og kvalitetsmerking av pelagisk fisk (FHF-900387). Målet har vært å teste en tospors industriell prototype av et planlagt 16 spors sorteringssystem for pelagisk fisk, basert på maskinsyn og vektestimering.
Tre større tester er gjennomført hos Pelagia i Liavåg, og test 3 dokumenterte nøyaktighet tilsvarende det som tidligere er oppnådd på laboratorium. Totalvekt er estimert svært nøyaktig med et avvik på 0,2 %. Snittavvik er +/- 1,5 %, hvilket medfører at kun i svært få tilfeller vil en fisk estimeres feil mer enn én vektklasse.
I test 3 ble systemet testet på makrell, men det er tidligere testet på både sild og makrell, og algoritmer for vektestimering/sortering er utarbeidet for begge fiskeslag.
Kapasitetsmessig greier sorteringssystemet for en tospors linje teoretisk 5–6 tonn/time, avhengig størrelse på fisken og tilstrekkelig innmating.
Prosjektet har vist at maskinsyn tilpasset sortering av pelagisk fisk kan oppnå en nøyaktighet ned til 0,2 %. Gjennomsnittlig avvik var på +/- 1,5 %. Dette ansees som svært bra. Det er imidlertid nødvendig med ytterligere utviklingsarbeid knyttet til valg av teknisk utforming, videre uttesting og feilretting før kommersialisering kan finne sted.
-
Faktaark: Individbasert sortering av pelagisk fisk: Del 2
SINTEF Fiskeri og Havbruk. 18. januar 2016. Av Bendik Toldnes.
-
Rapport: Individbasert sortering av pelagisk fisk: Del 2
SINTEF. Rapport nr.: A27339. 5. januar 2016. Av Bendik Toldnes, Elling Ruud Øye, Ekrem Misimi og Harry Westavik.
Sortering av pelagisk fisk basert på vekt gjøres i dag ved hjelp av rullegraderere og manuell etterkontroll. Rullegradererne er beheftet med forholdsvis røff håndtering av fisken og stor grad av usikkerhet i nøyaktigheten av sorteringen. Stor fisk vil ofte forekomme blant småfiskklasser og omvendt. Dette medfører problemer i fileteringsmaskinene og lavere utbytte.
Med bakgrunn i industriens ønske om bedre sortering, har flere prosjekter gjennomført de senere år jobbet frem mot å utvikle teknologi som har dokumentert at bedre sortering er mulig med maskinsyn og vil gi store positive virkninger på landanleggenes økonomi, fiskens kvalitet og utnyttelsen av ressursene.
SINTEF Fiskeri og havbruk, MMC Tendos, Fosnavaag Seafood og Avanti Engineering gjennomførte et treårig KMB-prosjekt (dvs. et kompetanseprosjekt med brukermedvirkning i regi av Norges forskningsråd) som ble avsluttet i 2011. Dette innebar utvikling av et maskinsyn med 2D- og 3D-avbildning, samt laser, for individbasert sortering av sild og makrell.
Dette prosjektet bygger videre på det foregående prosjektet Individbasert kvalitetssortering og kvalitetsmerking av pelagisk fisk (FHF-900387).
I tillegg er arbeid i følgende FHF-prosjekt relevant for dette prosjektet:
• Utvikling av system for automatisk prøvetaking og vektestimering av pelagisk fisk ombord på fiskefartøy (FHF-900693).
• Automatisk veiing av pelagisk fisk ombord: Hovedprosjekt, fase 1 (FHF-900910).
Per dags dato har man gjennomført laboratorietester hos SINTEF som viser at maskinsynet fungerer svært godt, og MMC Tendos har bestemt seg for å satse på industrialisering av denne teknologien. MMC Tendos har tegnet ut en fullskala modell med 16 spor, og kalkulert kapasitet mellom 40 og 50 tonn per time. Det er videre laget en 3D-tegning som illustrerer et tenkt nytt mottaksanlegg, men dette er ikke detaljprosjektert.
Dette prosjektet skal teste ut industriell prototyp av sorteringssystemet for pelagisk fisk. Prototypen vil ha fullskala kapasitet med tanke på hastighet og kapasitet per spor, men vil ha to spor i motsetning til planlagte 16 spor i fullskalamodell.
Grunnen til at man valgte å kjøre testingen på to spor i stedet for komplett maskin med 16 spor med en gang, er at sistnevnte ville krevd langt større ombygging av fabrikken og medført langt større kostnader og risiko for nedetid. Med to spor vil man kunne opprettholde produksjonen og utføre testingen ved siden av.
Systemet skal installeres hos Norway Pelagic, og arbeidet i prosjektet vil sørge for risikominimering når det gjelder utviklingsarbeidet frem mot fullskalamodell.
Å finne et endelig konsept for “individuell sortering av fisk” i stor industriell skala, ved å overføre laboratorieløsningen til en prototype for størrelses- og artssorteringslinje.
Delmål
• Å avklare design.
• Å kunne overføre teknologien til bedrift for kommersialisering.
• Å utarbeide tegninger og lønnsomhetsberegninger for fullskalaanlegg ved et kommersielt pelagisk anlegg med kapasitet på 40–50 tonn/time.
• Å dokumentere linjas nøyaktighet med hensyn til individbasert vektestimering og kapasitet/hastighet på linjas 2 spor (prosjektutvidelse med test 3).
Overordnet nytteverdi er at slik ny teknologi vil gi større kapasitet og mer nøyaktig størrelses- og artssortering av makrell og sild.
Dagens forhold kan i korte trekk beskrives som følger:
1. Man betaler for fisken man kjøper i forhold til størrelsessammensetning som fastsettes ved prøvetaking.
2. Det er vanskelig å sortere ut de størrelsene man faktisk kjøper, og dette fører til at dyr fisk tapes fordi den går inn i billigere størrelser.
1. Man betaler for fisken man kjøper i forhold til størrelsessammensetning som fastsettes ved prøvetaking.
2. Det er vanskelig å sortere ut de størrelsene man faktisk kjøper, og dette fører til at dyr fisk tapes fordi den går inn i billigere størrelser.
3. Det kan være arbeidskrevende å finsortere etter det mekaniske apparatet.
Ved mer skånsom håndtering og kortere gjennomløpningstid vil kvaliteten på fisken bli bedre. For videre prosessering vil fisk som er sortert i korrekte vektklasser gi større utbytte og høyere kapasitet ved for eksempel pakking eller filetering i maskiner som er justert i forhold til fiskestørrelse.
Ved mer skånsom håndtering og kortere gjennomløpningstid vil kvaliteten på fisken bli bedre. For videre prosessering vil fisk som er sortert i korrekte vektklasser gi større utbytte og høyere kapasitet ved for eksempel pakking eller filetering i maskiner som er justert i forhold til fiskestørrelse.
Ved å være bedre i stand til å levere i henhold til fastlagte kvalitetsstandarder, uten å øke produksjonskostnadene, vil dette kunne medføre bedre pris og/eller større volum i markedene for pelagisk fisk.
Oppsummert har nytteverdien flere dimensjoner:
• Mulighet for kommersialisering av et system som vil bedre utbyttet ved filetering og pakking av helfisk.
• Sortering i korrekt vektklasse og dermed riktig størrelse i forhold til avtalt leveranse.
• Økt kvalitet gjennom mer skånsom håndtering.
• Økt utbytte ved videreforedling og dermed økonomisk gevinst for pelagisk konsumindustri.
• Sortering i korrekt vektklasse og dermed riktig størrelse i forhold til avtalt leveranse.
• Økt kvalitet gjennom mer skånsom håndtering.
• Økt utbytte ved videreforedling og dermed økonomisk gevinst for pelagisk konsumindustri.
For å nå hovedmålet ser en for seg at prototypen bygges med to spor som skal kjøres med full kapasitet for å redusere usikkerheten ved å bygge en full skala sorteringslinje med 16 spor for 50.000 kg fisk per time.
Dette forutsetter:
Dette forutsetter:
a. Det skal utvikles en industriell prototype for 2 parallelle løp individbasert sortering av pelagisk fisk med kapasitet på 5–6 tonn/time (eller 1/8 av en 16-spors linje med kapasitet på 40–50 tonn/time).
b. Krav; minimum 96 % av sortert fisk ligger innenfor egen vektklasse. Det skal med denne sorteringsløsningen ikke forekomme at stor fisk (f.eks. klasse 1) havner blant små fisk (f.eks. klasse 4) eller omvendt. Det vektmessige avviket fra klassifiseringsgrensene vil kunne være i størrelsesorden +/- 2 %, hvilket for eksempel vil si at en fisk som i realiteten veier 249 gram estimeres til 254 gram og havner i klassen over sin egentlige klasse. Dette vil ha liten eller ingen betydning for utbyttet i fileteringen.
Organisering/Deltakere
Involverte prosjektdeltakere er MMC Tendos AS, Norway Pelagic AS og SINTEF Fiskeri og havbruk AS (SFH). MMC står for maskinbygging, SINTEF for maskinsynutvikling, prosjektledelse og rapportering, og systemet installeres og tilrettelegging for uttesting hos Norway Pelagic.
I hovedsak vil gjennomføringen bestå av følgende arbeidspakker:
A1: Detaljprosjektering av testmodellen (Ansvarlig: MMC Tendos)
Testmodellen tegnes ut og utformes med tanke på innplassering i eksisterende anlegg. Testmodellen skal inkludere utføring av sild fra fabrikkens eksisterende linje, singulering inn til prototypens to spor, bildetaking, utsortering i syv mulige klasser (eller så mange klasser man finner hensiktsmessig for uttestingen) og tilbakeføring til produksjonen. MMC Tendos har tidligere arbeidet med detaljeringen av det helhetlige konseptet og står for detaljeringen av testmodellen.
A2: Planlegging av plassering i fabrikk (Ansvarlig: MMC Tendos)
Hvor, når og hvordan innplassering i fabrikk skal skje planlegges i god tid før installasjon. Norway Pelagic må her involveres for å planlegge inn hvor de har plass til å installere utstyret mest hensiktsmessig for å både få til uttesting og opprettholde produksjon ved siden av. Denne og foregående arbeidspakke bør startes så snart prosjektet er godkjent, og kan delvis løpe parallelt.
A3: Programmering før installasjon (Ansvarlig: SFH)
Hovedprogrammet som skal styre maskinen er skrevet, men må forberedes for industriell utførelse og kombineres med algoritmene som ble utviklet i KMB AutoGrade. Styresignal til sorteringsmaskinen skal genereres av en maskinsynenhet som tar 2D- og 3D-bilder av fiskene som passerer på transportbåndet. Maskinsynenheten har et hovedprogram som er skrevet i LabVIEW. Dette programmet må forbedres ved at det kan ta bildeanalyser under industrielle forhold, som f.eks. høy transportbåndhastighet og potensielle vibrasjoner, samt kunne gjøre analyser i en tilstrekkelig høy hastighet og robusthet.
Hovedprogrammet skal ta 2D- og 3D-bilder, analysere disse med tanke på å segmentere (klippe ut) fisk fra bakgrunnen og forbehandle disse slik at de kan sendes til videre analyse. Videre analyse involverer algoritmer for artsdeteksjon (makrell, eller sild) og vektestimering. Disse algoritmene lages med utgangspunkt i algoritmene som ble utviklet i KMB AutoGrade. Resultat fra algoritmeanalyse vil sendes til hovedprogrammet som deretter sender et styresignal til sorteringsmaskinen.
Hovedprogram, samt algoritmer for artstdeteksjon og vektestimering, må programmeres før installasjon og med tilstrekkelig justerbarhet i parametere til at det kan hensyntas de variasjoner i råstoff og avbildningsforhold som kan oppstå etter installasjon.
A4: Kunnskapsoverføring fra SINTEF til MMC Tendos vedrørende programmering (Ansvarlig: SFH)
Programmeringen utføres i LabVIEW, og kunnskapen om hvordan programmet er bygget opp og implementert må formidles til MMC Tendos slik at de kan ta systemet videre.
Automasjonspersonell ved MMC Tendos vil få et kurs på 1–2 dager, hvor det gis opplæring i maskinsynenhetens hovedprogram og algoritmer for artsdeteksjon og vektestimering. Videre arbeid i kunnskapsoverføring vil gjøres kontinuerlig gjennom sesongen ettersom MMC Tendos oppdager korreksjoner og justeringer som må gjøres i programmeringen når det gjelder å komme så nærme som mulig et system som skalerer til et industrielt system. Det legges vekt på at MMC Tendos sitt automasjonspersonell ved endt aktivitet A4 skal ha fått nok kunnskap til å kunne videreføre programmeringen til å oppskalere til ferdig industriell versjon av sorteringsmaskin med 16 parallelle spor.
A5: Bygging av testmodell (Ansvarlig: MMC Tendos)
Tilvirking av deler til testmodellen og sammenstilling av disse hos MMC Tendos, før instrumentering og funksjonstesting. Maskinbygger MMC Tendos står for denne aktiviteten. Hovedmengden av detaljprosjekteringen må være unnagjort før byggingen kan starte, og det vil derfor bli tidspress på byggingen for å bli ferdig til sesongen starter.
A6: Montering (Ansvarlig: MMC Tendos)
Systemet må installeres i fabrikken og gjøres klar til testing. Hovedansvaret for at dette gjennomføres som planlagt vil ligge på MMC Tendos, men Norway Pelagic må legge til rette for at monteringen skal kunne utføres og bistå i arbeidet. Det er ønskelig å ha montert utstyret før sildesesongen begynner, altså i august (kanskje ut i september). Dette for at fabrikken skal kunne starte og opprettholde produksjonen. Hvor og hvordan monteringen skal skje vil vurderes i AP2.
A7: Testperiode (Ansvarlig: SFH)
Høsten 2013, mens anlegget har sild, vil sorteringssystemet testes ved siden av normal produksjon. SINTEF vil stå for uttestingen, og det er planlagt to turer for å gjennomføre tester og samle inn data. Både håndtering av fisk, funksjon, kapasitet, bildekvalitet og nøyaktighet i sorteringen vil undersøkes, men fullstendig forsøksoppsett er ikke utformet ennå. Ved mekaniske problemer/feilretting vil MMC Tendos utføre dette. Eventuelle endringer i program/algoritmer utføres av SINTEF.
A8: Evaluering av resultater og videre planer (Ansvarlig: SFH)
Resultatene av testene vil oppsummeres i en rapport, hvor det vil konkluderes med om systemet fungerer som forventet.
A1: Detaljprosjektering av testmodellen (Ansvarlig: MMC Tendos)
Testmodellen tegnes ut og utformes med tanke på innplassering i eksisterende anlegg. Testmodellen skal inkludere utføring av sild fra fabrikkens eksisterende linje, singulering inn til prototypens to spor, bildetaking, utsortering i syv mulige klasser (eller så mange klasser man finner hensiktsmessig for uttestingen) og tilbakeføring til produksjonen. MMC Tendos har tidligere arbeidet med detaljeringen av det helhetlige konseptet og står for detaljeringen av testmodellen.
A2: Planlegging av plassering i fabrikk (Ansvarlig: MMC Tendos)
Hvor, når og hvordan innplassering i fabrikk skal skje planlegges i god tid før installasjon. Norway Pelagic må her involveres for å planlegge inn hvor de har plass til å installere utstyret mest hensiktsmessig for å både få til uttesting og opprettholde produksjon ved siden av. Denne og foregående arbeidspakke bør startes så snart prosjektet er godkjent, og kan delvis løpe parallelt.
A3: Programmering før installasjon (Ansvarlig: SFH)
Hovedprogrammet som skal styre maskinen er skrevet, men må forberedes for industriell utførelse og kombineres med algoritmene som ble utviklet i KMB AutoGrade. Styresignal til sorteringsmaskinen skal genereres av en maskinsynenhet som tar 2D- og 3D-bilder av fiskene som passerer på transportbåndet. Maskinsynenheten har et hovedprogram som er skrevet i LabVIEW. Dette programmet må forbedres ved at det kan ta bildeanalyser under industrielle forhold, som f.eks. høy transportbåndhastighet og potensielle vibrasjoner, samt kunne gjøre analyser i en tilstrekkelig høy hastighet og robusthet.
Hovedprogrammet skal ta 2D- og 3D-bilder, analysere disse med tanke på å segmentere (klippe ut) fisk fra bakgrunnen og forbehandle disse slik at de kan sendes til videre analyse. Videre analyse involverer algoritmer for artsdeteksjon (makrell, eller sild) og vektestimering. Disse algoritmene lages med utgangspunkt i algoritmene som ble utviklet i KMB AutoGrade. Resultat fra algoritmeanalyse vil sendes til hovedprogrammet som deretter sender et styresignal til sorteringsmaskinen.
Hovedprogram, samt algoritmer for artstdeteksjon og vektestimering, må programmeres før installasjon og med tilstrekkelig justerbarhet i parametere til at det kan hensyntas de variasjoner i råstoff og avbildningsforhold som kan oppstå etter installasjon.
A4: Kunnskapsoverføring fra SINTEF til MMC Tendos vedrørende programmering (Ansvarlig: SFH)
Programmeringen utføres i LabVIEW, og kunnskapen om hvordan programmet er bygget opp og implementert må formidles til MMC Tendos slik at de kan ta systemet videre.
Automasjonspersonell ved MMC Tendos vil få et kurs på 1–2 dager, hvor det gis opplæring i maskinsynenhetens hovedprogram og algoritmer for artsdeteksjon og vektestimering. Videre arbeid i kunnskapsoverføring vil gjøres kontinuerlig gjennom sesongen ettersom MMC Tendos oppdager korreksjoner og justeringer som må gjøres i programmeringen når det gjelder å komme så nærme som mulig et system som skalerer til et industrielt system. Det legges vekt på at MMC Tendos sitt automasjonspersonell ved endt aktivitet A4 skal ha fått nok kunnskap til å kunne videreføre programmeringen til å oppskalere til ferdig industriell versjon av sorteringsmaskin med 16 parallelle spor.
A5: Bygging av testmodell (Ansvarlig: MMC Tendos)
Tilvirking av deler til testmodellen og sammenstilling av disse hos MMC Tendos, før instrumentering og funksjonstesting. Maskinbygger MMC Tendos står for denne aktiviteten. Hovedmengden av detaljprosjekteringen må være unnagjort før byggingen kan starte, og det vil derfor bli tidspress på byggingen for å bli ferdig til sesongen starter.
A6: Montering (Ansvarlig: MMC Tendos)
Systemet må installeres i fabrikken og gjøres klar til testing. Hovedansvaret for at dette gjennomføres som planlagt vil ligge på MMC Tendos, men Norway Pelagic må legge til rette for at monteringen skal kunne utføres og bistå i arbeidet. Det er ønskelig å ha montert utstyret før sildesesongen begynner, altså i august (kanskje ut i september). Dette for at fabrikken skal kunne starte og opprettholde produksjonen. Hvor og hvordan monteringen skal skje vil vurderes i AP2.
A7: Testperiode (Ansvarlig: SFH)
Høsten 2013, mens anlegget har sild, vil sorteringssystemet testes ved siden av normal produksjon. SINTEF vil stå for uttestingen, og det er planlagt to turer for å gjennomføre tester og samle inn data. Både håndtering av fisk, funksjon, kapasitet, bildekvalitet og nøyaktighet i sorteringen vil undersøkes, men fullstendig forsøksoppsett er ikke utformet ennå. Ved mekaniske problemer/feilretting vil MMC Tendos utføre dette. Eventuelle endringer i program/algoritmer utføres av SINTEF.
A8: Evaluering av resultater og videre planer (Ansvarlig: SFH)
Resultatene av testene vil oppsummeres i en rapport, hvor det vil konkluderes med om systemet fungerer som forventet.
Prosjektutvidelse med test 3
1. Havyard MMC skal forbedre den 2-spors sorteringslinje for å fjerne uønskede vibrasjoner og slag slik at båndene ikke forstyrrer maskinsynsystemet. Dette arbeidet skal gjennomføres i løpet av første halvdel av mai 2015.
2. Når linja er tilstrekkelig vibrasjonsfri, vil SINTEF reise ned til Fosnavåg for å gjennomføre forsøk med det eksisterende maskinsynsystemet og programmet for vektestimering med båndhastighet som er definert i prosjektet. Det vil bli benyttet tint råstoff fra Pelagia. Dette er avtalt med Helge Blålid, for å etablere tilfredsstillende nøyaktighet og kapasitet på linja. Dette skal være gjennomført innen juli.
2. Når linja er tilstrekkelig vibrasjonsfri, vil SINTEF reise ned til Fosnavåg for å gjennomføre forsøk med det eksisterende maskinsynsystemet og programmet for vektestimering med båndhastighet som er definert i prosjektet. Det vil bli benyttet tint råstoff fra Pelagia. Dette er avtalt med Helge Blålid, for å etablere tilfredsstillende nøyaktighet og kapasitet på linja. Dette skal være gjennomført innen juli.
3. Når linja er klar, men ikke før, blir den plukket ned og transportert til ett av Pelagias anlegg. Hvilket anlegg må avklares så tidlig som mulig og oppsetting vil skje i månedsskiftet august/september 2015. Test 3 gjennomføres når anlegget mottar relevant råstoff av sild og makrell.
4. Det er startet diskusjon med Helge Blålid om praktisk gjennomføring av test 3. Denne planen skal ferdigstilles i samarbeid mellom Havyard MMC, Pelagia, SINTEF Fiskeri og havbruk og deretter presenteres for styringsgruppen innen juli.
5. Det er foreløpig ikke avklart når test 3 kan gjennomføres, men det antas at testen er utført innen utgangen av oktober. Forventet gjennomført test innen 31. oktober 2015.
6. Prosjektet avsluttes med nødvendig dokumentasjon i henhold til opprinnelig prosjektbeskrivelse innen 31.12.2015.
Eventuell videreføring til fase 3
Avhengig av prosjektresultatene vil det bli besluttet om man skal gå videre med prosjektet til fase 3. Fase 3 er ikke inkludert som en del av fase 2. MMC vil da, basert på eventuelle endringer som følge av uttestingen, kunne utforme tegninger og gjøre lønnsomhetsberegninger for fullskalaanlegg ved et kommersielt pelagisk anlegg med kapasitet på 40–50 tonn/time.
SINTEF vil rapportere prosjektresultater og formidle disse til FHF. Det er et åpent prosjekt og resultatene vil bli publisert både til næringen og til relevante tidsskrifter. Følgende kan forventes:
• Nettsiden til prosjektet skal oppdateres jevnlig, og minimum tre ganger i løpet av prosjektperioden.
• Nyheter fra prosjektet skal formidles på FHF, MMC Tendos og SINTEF sine hjemmesider.
• Nettsiden til prosjektet skal oppdateres jevnlig, og minimum tre ganger i løpet av prosjektperioden.
• Nyheter fra prosjektet skal formidles på FHF, MMC Tendos og SINTEF sine hjemmesider.