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“乳業(yè)4.0”:夢(mèng)想照進(jìn)現實(shí)
蒙牛在國內乳制品行業(yè)*實(shí)現了檢驗信息化管理,配合企業(yè)資源計劃系統(ERP),實(shí)現生產(chǎn)工序自動(dòng)化管理。蒙牛也由此實(shí)現了質(zhì)量數據追溯,保證食品安全,并使全產(chǎn)業(yè)鏈管理更加科學(xué)規范。
內蒙古呼和浩特南郊,和林格爾經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區。在蒙牛整潔明亮的質(zhì)檢實(shí)驗室里,張慧萍身著(zhù)白大褂,頭戴無(wú)菌帽,一絲不茍地查看著(zhù)各種檢測儀器和樣品。
自2000年大學(xué)畢業(yè)加入蒙牛,她從一線(xiàn)的普通質(zhì)檢員做起,已經(jīng)一步步成長(cháng)為蒙牛質(zhì)檢管理骨干。
“在蒙牛,質(zhì)檢已經(jīng)發(fā)生了天翻地覆的變化。工作更輕松,效率和準確性卻大大提高了。”她笑著(zhù)說(shuō),“比如,在過(guò)去,檢測數據全靠人工抄錄。加班加點(diǎn)到手酸眼花是常事。而現在只需輕點(diǎn)鼠標就能搞定。”
回憶起這些變化從萌芽到成真,張慧萍感嘆蒙牛前進(jìn)的每個(gè)腳步都清晰可見(jiàn)。而她自己也親身參與這一過(guò)程,并享受著(zhù)數字化變革帶來(lái)的成果。
“數字化讓質(zhì)檢不再壓力山大,也讓我們有時(shí)間和精力投入到更有意義、能創(chuàng )造更多價(jià)值的工作中去。”她說(shuō)。
張慧萍在工作中
不僅是張慧萍,整個(gè)蒙牛都經(jīng)歷著(zhù)一次大蛻變。這個(gè)乳業(yè)巨擎正逐步打造智能、高效的數字化工廠(chǎng),“乳業(yè)4.0”的新浪潮。
保衛舌尖上的安全
1999年,蒙牛創(chuàng )立于呼和浩特市一間53平米的破舊出租屋里。當年的小作坊已經(jīng)一躍成為當今中國乳制品,集奶源建設、乳品研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售于一體。
目前蒙牛在全國18個(gè)省、市、自治區擁有71家工廠(chǎng),生產(chǎn)常溫液態(tài)奶、低溫液態(tài)奶、冰淇淋、奶粉及奶酪5大系列的400多種產(chǎn)品,滿(mǎn)足海內外超過(guò)7000萬(wàn)人對乳制品的需求。
一輛輛奶車(chē)每天定時(shí)送來(lái)新鮮高質(zhì)的原奶
對于乳企而言,食品安全是賴(lài)以生存的生命線(xiàn)。而捍衛這條生命線(xiàn)需要質(zhì)量控制這堵“防火墻”。它的堅固絲毫不能遜色于鋼筋水泥。各項質(zhì)量指標均須牢牢守在墻內,不能越界半步。
從牧場(chǎng)上奶牛產(chǎn)奶到生產(chǎn)線(xiàn)上的一罐罐成品,蒙牛的生產(chǎn)流程既龐雜又精細。隨著(zhù)企業(yè)高速發(fā)展,不斷增加的產(chǎn)量和嚴格的質(zhì)量標準給質(zhì)檢人員帶來(lái)沉重的壓力。蒙牛早已意識到傳統依靠人工的質(zhì)檢方式已無(wú)法滿(mǎn)足需求,急需向數字化系統升級。而蒙牛與西門(mén)子的合作也由此駛入了快車(chē)道。
數字:乳制品生產(chǎn)的新原料
2013年,蒙牛通過(guò)西門(mén)子Simatic IT Unilab平臺開(kāi)始實(shí)施實(shí)驗室信息管理系統(LIMS)。至2015年,系統已全面上線(xiàn),覆蓋蒙牛遍布全國的34個(gè)生產(chǎn)工廠(chǎng)實(shí)驗室和兩個(gè)研發(fā)型中心實(shí)驗室。一個(gè)個(gè)數據“孤舟”通過(guò)LIMS連接在一起,由此變成了一艘強大的信息化“艦隊”。
從原料入庫、加工,再到出廠(chǎng)流通,一包牛奶要經(jīng)過(guò)35個(gè)工序和105個(gè)檢測環(huán)節,才能終放心到達消費者手中。這整個(gè)過(guò)程中,LIMS以一雙“火眼金睛”對所有原料、半成品和成品的“身份”進(jìn)行驗證,并將它們的信息完整儲存。
通過(guò)LIMS,蒙牛制定了科學(xué)的檢驗計劃,包括采樣點(diǎn)、采樣量、檢測項目和頻次,以及檢測儀器等,避免以前人工排期可能造成的偏差。
在以前,質(zhì)檢人員需要將檢測結果抄錄在紙質(zhì)的原始記錄單上,再按照公式進(jìn)行計算,人工判定樣品是否合格。海量數據的錄入、匯總、統計和分析報表也都依靠人工操作。而現在,檢測儀器與LIMS高度集成。質(zhì)檢人員只需掃描樣品上的條形碼,完成檢驗后,數據就會(huì )自動(dòng)采集、傳輸到LIMS,并根據國家標準進(jìn)行自動(dòng)計算與判定。這不僅減少了人員的工作量,還避免了人為因素造成的誤差,使質(zhì)檢更科學(xué)、精準和高效。
在過(guò)程實(shí)驗室,質(zhì)檢人員利用基于西門(mén)子Simatic IT Unilab平臺的實(shí)驗室信息管理系統(LIMS)對半成品的檢測數據進(jìn)行管理。與此前的人工操作相比,LIMS使質(zhì)檢更精準和高效,使食品安全有了科學(xué)保障。
“蒙牛由此樹(shù)立了國內乳制品行業(yè)實(shí)驗室信息化管理的新*。”西門(mén)子工業(yè)軟件(上海)有限公司實(shí)驗室信息管理系統高級顧問(wèn)胡欣輝說(shuō)。
“蒙牛在國內乳制品企業(yè)中*實(shí)現全流程檢驗信息化管理。同時(shí)我們也配合ERP系統,在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)系統進(jìn)行自動(dòng)的質(zhì)量安全的轉序。在國內我們也是*家將全面的質(zhì)量安全管理與我們信息系統進(jìn)行全面融合的企業(yè)。在系統整個(gè)信息化實(shí)施過(guò)程中,也融入了我們很多技術(shù)在里面。”蒙牛質(zhì)量安全管理系統負責人宋曉東表示。
通過(guò)LIMS,蒙牛實(shí)現了全產(chǎn)業(yè)鏈的質(zhì)量數據追溯。對于每一個(gè)批次的產(chǎn)品,如有任何質(zhì)量問(wèn)題,都能追溯到原奶接收、入倉、前處理、灌裝、包裝、入庫等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節。如此智能的全供應鏈管理能保證每個(gè)成品都如經(jīng)過(guò)了特種的千錘百煉一般,質(zhì)量穩定可靠。
據統計,蒙牛通過(guò)LIMS實(shí)現了約1400種質(zhì)檢方法的電子記錄和計算,90%以上的檢測數據能自動(dòng)采集并上傳至LIMS。各類(lèi)檢驗所需的時(shí)間因此節省了10%-25%。由于LIMS的使用,質(zhì)檢流程中的冗余步驟也大大簡(jiǎn)化,效率提升了15%以上。此外,在儀器設備管理、質(zhì)檢成本管理和人員優(yōu)化等方面,LIMS也發(fā)揮了舉足輕重的作用。
據估算,現在每天有總量超過(guò)1GB的數據如潮涌一樣在蒙牛的LIMS中流轉,其價(jià)值創(chuàng )造的潛力超乎想象。
“對于質(zhì)量控制,我們希望緊跟時(shí)代潮流,積極運用互聯(lián)網(wǎng)思維,在未來(lái)的乳品質(zhì)量管控當中,使質(zhì)檢和檢驗流程更加智能化和柔性化。” 蒙牛生產(chǎn)制造系統質(zhì)量管理中心總經(jīng)理李梅表示。
軟實(shí)力、硬道理
數字化工廠(chǎng)離不開(kāi)軟件系統這樣的“金頭腦”,也需要智能硬件這樣的“鋼筋鐵骨”。在蒙牛,西門(mén)子全集成自動(dòng)化解決方案(TIA)為生產(chǎn)線(xiàn)的穩定運行做出了重要貢獻。
包裝完成后的一箱箱成品通過(guò)傳送帶運送給碼垛機器人。西門(mén)子PLC對傳送速度和轉向進(jìn)行控制,并及時(shí)向碼垛機器人發(fā)送任務(wù)信號,保證貨物整齊快捷的碼放,并迅速轉入立體倉庫
在前處理滅菌環(huán)節中,西門(mén)子可編程邏輯控制器(PLC)通過(guò)對泵閥和乳品液體流量的控制,對液體的溫度、壓力等參數進(jìn)行精確調控。此外,西門(mén)子流量計也廣泛應用在灌裝機、殺菌機、鍋爐房等設備上,用于測量純水和軟水的流量。在灌裝生產(chǎn)線(xiàn)上,灌裝盒的精確定位、液體的流量和灌裝容量等也都由西門(mén)子PLC控制,通過(guò)1LG0電機驅動(dòng)。工作人員通過(guò)西門(mén)子HMI人機界面查看系統運行參數,并下達命令。
包裝完成后的一箱箱成品通過(guò)傳送帶運送給碼垛機器人。西門(mén)子PLC對傳送速度和轉向進(jìn)行控制,并及時(shí)向碼垛機器人發(fā)送任務(wù)信號,保證貨物整齊快捷的碼放,并迅速轉入立體倉庫。
蒙牛的立體倉庫已經(jīng)真正實(shí)現了全自動(dòng)化物流。通過(guò)西門(mén)子PLC的智能控制,靈活的堆垛機能從位置精確地存放或抓取貨物。倉庫旁的軌道上有序運行著(zhù)一輛輛運貨小車(chē),它們相互之間能保證一定的安全距離,不會(huì )“追尾”或“撞車(chē)”。各設備利用Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行通訊。同時(shí),憑借強大的數據管理功能,Simatic WinCC將倉庫的大量運行數據進(jìn)行歸檔。
軟硬件的無(wú)縫集成也給效率帶來(lái)了巨大提升。比如當LIMS完成一批成品的檢測,質(zhì)量判定合格的結果傳遞給ERP系統,再通過(guò)倉庫管理系統通知PLC。這樣當有需要時(shí),PLC就能自動(dòng)“指揮”碼垛機和運貨小車(chē),*時(shí)間將成品出庫。
邁向“乳業(yè)4.0”
在數字化工廠(chǎng)沒(méi)有硝煙的“戰場(chǎng)”,上層信息管理系統是運籌帷幄的“將軍”,而生產(chǎn)線(xiàn)上的自動(dòng)化設備是沖鋒陷陣的“士兵”。蒙牛正構筑一幅面向未來(lái)的數字化工廠(chǎng)藍圖,以期打造一支戰無(wú)不勝的“精銳之師”。
“工業(yè)4.0”的美好愿景正深刻影響著(zhù)各行各業(yè),而蒙牛在乳制品行業(yè)*提出“乳業(yè)4.0”理念,產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。
蒙牛希望未來(lái)工廠(chǎng)實(shí)現產(chǎn)品生命周期管理系統(PLM)、ERP、制造執行系統(MES)、生產(chǎn)自動(dòng)化、物流自動(dòng)化這5大系統的互聯(lián)互通。這樣才能優(yōu)化整條產(chǎn)業(yè)鏈,這也是實(shí)現‘乳業(yè)4.0’目標的基礎。
在未來(lái)的工廠(chǎng),各大系統能互相對話(huà),不同層級的管理系統能自我學(xué)習,合理安排工藝流程,定制生產(chǎn)個(gè)性化產(chǎn)品,并能對生產(chǎn)設備的健康狀況提前診斷。質(zhì)量檢測系統也能在生產(chǎn)過(guò)程中就提前預警。
可以想象,未來(lái)當蒙牛工廠(chǎng)接收到顧客個(gè)性化產(chǎn)品訂單之后,ERP系統將自動(dòng)把顧客需求發(fā)送給研發(fā)部門(mén),并通知各相關(guān)部門(mén)做好準備。研發(fā)部門(mén)將研發(fā)成果和對生產(chǎn)環(huán)節的要求通過(guò)MES傳遞給生產(chǎn)部門(mén),而MES也將所需要的特殊材料的信息匯總給供應商。之后MES下達生產(chǎn)訂單,并調動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行生產(chǎn)?,F場(chǎng)自動(dòng)化設備高度協(xié)同,通過(guò)標準化的控制,支持柔性生產(chǎn)。*的海量數據在各級系統之間暢通流轉,實(shí)現資源效率大化,并保證產(chǎn)品的高質(zhì)量。
一批批定制的乳制品終通過(guò)高效物流系統到達消費者手中。在此之前,消費者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )監控訂單已經(jīng)進(jìn)展到哪個(gè)步驟,何時(shí)可以收貨?!?/p>
這樣的場(chǎng)景也許將很快從遙不可及的夢(mèng)想變?yōu)楝F實(shí)。而在邁向未來(lái)數字化工廠(chǎng)的道路上,蒙牛正攜手西門(mén)子等合作伙伴大踏步前進(jìn)。