1　項(xiàng)目背景

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”與“中國(guó)制造2025”的不斷推進(jìn)，以及乳業(yè)新時(shí)代的到來(lái)，乳制品市場(chǎng)變化迅速，消費(fèi)者需求差異性加劇，產(chǎn)品安全的訴求更為嚴(yán)格，產(chǎn)品研發(fā)周期縮短，產(chǎn)品服務(wù)的精準(zhǔn)化、柔性化和智能化均對(duì)企業(yè)提出了新的要求。在激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，成本管理也對(duì)企業(yè)提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，基于當(dāng)前面臨的種種問(wèn)題，結(jié)合蒙牛當(dāng)前的智能管理基礎(chǔ)，乳制品智能工廠的建設(shè)需求應(yīng)運(yùn)而生。

2　項(xiàng)目目標(biāo)

智能制造通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)和信息化管理系統(tǒng)的集成和融合，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，打破生產(chǎn)制造過(guò)程的信息孤島，實(shí)現(xiàn)管理業(yè)務(wù)橫向互聯(lián)、制造業(yè)務(wù)縱向集成，幫助企業(yè)提升生產(chǎn)效率、能源利用率，降低運(yùn)營(yíng)成本、產(chǎn)品不良品率，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，將乳品生產(chǎn)制造從傳統(tǒng)模式向智能化、網(wǎng)絡(luò)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部高效精細(xì)管理，優(yōu)化外部供應(yīng)鏈的協(xié)同，打造精益化、柔性化、數(shù)字化、智能化的綠色乳制品“智造”工廠，加強(qiáng)乳制品的全程安全保障。

3　項(xiàng)目實(shí)施

作為典型的流程型行業(yè)，蒙牛的智能制造項(xiàng)目符合流程型制造的所有特征，從收奶、凈乳、調(diào)奶、巴殺、配料、定容、UHT、灌裝、包裝、碼垛到入庫(kù)，生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)、流程固定。

在蒙牛的智能制造項(xiàng)目中，系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品訂單進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)換、自動(dòng)排產(chǎn)，通過(guò)信息化管理系統(tǒng)互聯(lián)互通、協(xié)同配合，按需、按時(shí)、按量提供物料、原奶、質(zhì)量檢驗(yàn)計(jì)劃、能源供應(yīng)、倉(cāng)儲(chǔ)位置等，實(shí)現(xiàn)訂單任務(wù)信息實(shí)時(shí)跟蹤、能源消耗實(shí)時(shí)監(jiān)控，生產(chǎn)更高效、過(guò)程更可靠、成本更明晰、管理更便捷。

蒙牛的智能制造系統(tǒng)架構(gòu)包括計(jì)劃層、執(zhí)行層和控制層。計(jì)劃層由企業(yè)資源規(guī)劃ERP、智慧供應(yīng)鏈、產(chǎn)品生命周期管理PLM等信息化管理系統(tǒng)構(gòu)成；執(zhí)行層由生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES及其包括的生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、成本管理以及報(bào)表優(yōu)化和系統(tǒng)集成的公用功能模塊構(gòu)成；控制層由生產(chǎn)設(shè)備組成，包括從原奶接收到牛奶加工、產(chǎn)品灌包裝、成品倉(cāng)儲(chǔ)等自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備構(gòu)成。通過(guò)MES平臺(tái)深度融合自動(dòng)化控制系統(tǒng)和信息化管理系統(tǒng)，ERP接收到智慧供應(yīng)鏈的生產(chǎn)任務(wù)，將生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)到MES，MES經(jīng)過(guò)自動(dòng)排產(chǎn)優(yōu)化后下達(dá)生產(chǎn)指令到控制層的生產(chǎn)設(shè)備，同時(shí)生產(chǎn)任務(wù)在MES的質(zhì)量管理模塊、設(shè)備管理模塊、生產(chǎn)管理模塊、成本管理模塊生成生產(chǎn)方法與人員指令。控制層的設(shè)備按照MES生產(chǎn)指令執(zhí)行生產(chǎn)，同時(shí)將生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程中的生產(chǎn)狀態(tài)與生產(chǎn)結(jié)果反饋給MES，MES再將生產(chǎn)結(jié)果返回ERP，完成一個(gè)生產(chǎn)任務(wù)的完整閉環(huán)管理。蒙牛智能制造實(shí)施技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 蒙牛智能制造實(shí)施技術(shù)路線

4　項(xiàng)目特點(diǎn)

蒙牛智能制造項(xiàng)目以訂單生命周期管理為主線，以質(zhì)量、成本、效率為核心，通過(guò)MES實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)并監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)分析、自動(dòng)轉(zhuǎn)序、自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)工，從而驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化和信息化的深度融合，實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源規(guī)劃ERP、生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)LIMS、智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)WMS、能源管控系統(tǒng)EMS等全面集成和互聯(lián)互通。具體方案包含以下五個(gè)方面：

4.1　質(zhì)量控制自動(dòng)化

所有檢驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)LIMS系統(tǒng)集中管理，該系統(tǒng)將檢驗(yàn)和質(zhì)量控制有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量控制自動(dòng)化、檢驗(yàn)流程標(biāo)準(zhǔn)化、檢驗(yàn)記錄無(wú)紙化、數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化，并持續(xù)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，通過(guò)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，依托LIMS系統(tǒng)，實(shí)施終端二級(jí)追溯項(xiàng)目，打造全鏈條信息化的產(chǎn)品控制和追溯系統(tǒng)。

4.2　能源管控智能化

能源管控系統(tǒng)以智能儀表完善能源三級(jí)計(jì)量和能源數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、無(wú)線傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等將全國(guó)各生產(chǎn)工廠的能源數(shù)據(jù)匯總到能管中心平臺(tái)進(jìn)行展示和集中管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)全國(guó)工廠的分區(qū)域、分品項(xiàng)、分產(chǎn)品的能耗成本計(jì)算、實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析功能開(kāi)發(fā)，為節(jié)能挖潛、優(yōu)化排產(chǎn)提供技術(shù)支持。

4.3　產(chǎn)品研發(fā)智能化

引入PLM系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的需求、研發(fā)、測(cè)試以及推廣的管理。

4.4　生產(chǎn)制造過(guò)程自動(dòng)化

生產(chǎn)制造涵蓋擠奶、收奶、殺菌、灌裝、包裝、碼垛、出入庫(kù)等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。擠奶采用全自動(dòng)機(jī)器人擠奶系統(tǒng)，使牧場(chǎng)主擺脫了繁重而瑣碎的常規(guī)擠奶事務(wù)；收奶、殺菌過(guò)程通過(guò)PLC對(duì)所有泵和閥及單機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)牛奶按工藝控制參數(shù)自動(dòng)流轉(zhuǎn)，達(dá)到牛奶殺菌的安全控制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品追遡可查，同時(shí)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)自動(dòng)記錄，便于追溯；灌裝生產(chǎn)線設(shè)備通過(guò)對(duì)流量傳感器自動(dòng)檢測(cè)、穩(wěn)定灌裝，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)精準(zhǔn)、無(wú)菌灌裝；包裝裝箱、碼垛利用PLC控制系統(tǒng)和機(jī)器人全方位模仿人工為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)箱、裝箱、封箱、碼垛等功能，提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；出入庫(kù)集成了多軸機(jī)械手、AGV、RGV、空中懸掛、堆垛機(jī)、碼型線、輸送機(jī)、環(huán)形穿梭車(chē)等自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品精準(zhǔn)定位，先進(jìn)先出，提升產(chǎn)品出入庫(kù)的速度和能力。

4.5 物流智能化

立體庫(kù)全自動(dòng)堆垛機(jī)、環(huán)穿小車(chē)和系統(tǒng)的關(guān)鍵工序設(shè)備均引入高自動(dòng)化程度的裝備，采用多種智能功能部件和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能功能，配合WMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，部分設(shè)備實(shí)現(xiàn)與WMS系統(tǒng)的雙向交互與控制，產(chǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)車(chē)輛的位置和產(chǎn)品溫度進(jìn)行全時(shí)監(jiān)控。依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全國(guó)庫(kù)房帳務(wù)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能。

5　項(xiàng)目效益

蒙牛通過(guò)推行智能制造，為企業(yè)帶來(lái)了改變和收益，具體體現(xiàn)在以下方面：

（1）財(cái)務(wù)結(jié)賬的速度提升50%以上；

（2）生產(chǎn)效率提升20%以上；

（3）全程數(shù)字化自動(dòng)采集、監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常及時(shí)預(yù)警；

（4）系統(tǒng)化精細(xì)化成本管控，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控自動(dòng)核算，運(yùn)營(yíng)成本降低20%；

（5）系統(tǒng)化自動(dòng)排產(chǎn)，快速響應(yīng)、滿足市場(chǎng)柔性化需求；

（6）全產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)質(zhì)量一鍵追溯；

（7）質(zhì)量檢測(cè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化，產(chǎn)品不良品率降低20%以上；

（8）能源管理實(shí)現(xiàn)智能化，能源利用率提升11%；

（9）生產(chǎn)過(guò)程報(bào)表優(yōu)化33%以上；

（10）人員勞動(dòng)生產(chǎn)率提升20%以上。

6　項(xiàng)目意義

蒙牛的智能制造通過(guò)整體規(guī)劃、分步實(shí)施、效益優(yōu)先、重點(diǎn)突破的原則，有計(jì)劃、有步驟地推行，注重研究成果轉(zhuǎn)化效能，避免了盲目上系統(tǒng)、上項(xiàng)目，避免形成新的信息孤島。

此外，蒙牛的智能制造與蒙牛的精益化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)體系WCO相結(jié)合，建設(shè)基于精益化的智能化工廠。目前蒙牛已經(jīng)成功建成了高科工廠、金華工廠2個(gè)乳制品智能化工廠，在此基礎(chǔ)上，蒙牛規(guī)劃在2020年建設(shè)完成8個(gè)乳制品智能工廠。

蒙牛智能制造項(xiàng)目將為乳制品行業(yè)從傳統(tǒng)制造，向數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化轉(zhuǎn)型提供經(jīng)驗(yàn)借鑒：一是建立生態(tài)共贏圈，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)。縱觀當(dāng)前乳制品行業(yè)的發(fā)展，企業(yè)彼此依存度與日俱增，需協(xié)同發(fā)展，共同進(jìn)步。蒙牛的智能制造項(xiàng)目與上下游合作單位建立了生態(tài)共贏圈，發(fā)揮各家所長(zhǎng)，共同完成乳制品產(chǎn)業(yè)鏈上的智能化建設(shè)。此外，針對(duì)乳制品的前處理和灌裝環(huán)節(jié)被國(guó)外先進(jìn)廠商壟斷，蒙牛與國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈組成聯(lián)合體，推廣使用國(guó)產(chǎn)乳品包裝設(shè)備，有利于推動(dòng)實(shí)現(xiàn)乳品制造完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的進(jìn)程，為行業(yè)樹(shù)立標(biāo)桿、填補(bǔ)空白、建立標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)行業(yè)的智能化建設(shè)。二是對(duì)《中國(guó)制造2025》規(guī)劃智能制造戰(zhàn)略從模型到實(shí)踐模式，從理論到實(shí)際，為行業(yè)提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。蒙牛智能制造的探索和實(shí)踐得到了國(guó)家的認(rèn)可，入圍了工信部?jī)苫诤县灅?biāo)企業(yè)、工信部智能制造示范試點(diǎn)單位以及2016年智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化與新模式應(yīng)用重點(diǎn)支持單位。蒙牛將以此為契機(jī)，根據(jù)國(guó)家智能制造發(fā)展戰(zhàn)略及示范試點(diǎn)的統(tǒng)一部署，牽頭制定好乳制品行業(yè)的智能制造標(biāo)準(zhǔn)，盡快形成乳制品領(lǐng)域成熟的智能制造發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和模式，從而推動(dòng)乳制品行業(yè)智能制造的建設(shè)。

精彩對(duì)話

內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司常溫事業(yè)部生產(chǎn)管理中心負(fù)責(zé)人韓建軍

自動(dòng)化博覽：蒙牛在乳制品制造全鏈條的自動(dòng)化升級(jí)上取得了哪些成果？

內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司常溫事業(yè)部生產(chǎn)管理中心負(fù)責(zé)人韓建軍：蒙牛完成了乳制品制造全鏈條的自動(dòng)化升級(jí)，涵蓋擠奶、收奶、殺菌、灌裝、包裝、碼垛、出入庫(kù)和物流運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程。通過(guò)對(duì)乳制品制造全鏈條的自動(dòng)化升級(jí)，為乳制品行業(yè)培養(yǎng)了3家國(guó)內(nèi)頂級(jí)乳制品自動(dòng)化裝備供應(yīng)商，打破了進(jìn)口供應(yīng)商壟斷高難度乳制品自動(dòng)化供應(yīng)商的歷史。

自動(dòng)化博覽：您認(rèn)為食品飲料行業(yè)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提出了哪些新的要求？

韓建軍：目前，食品飲料行業(yè)身處中國(guó)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的大潮中，正迎來(lái)發(fā)展的黃金期，自動(dòng)化設(shè)備替代人工操作不斷加快，自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、信息控制技術(shù)的不斷迭代提升，為食品飲料行業(yè)提供了新的增長(zhǎng)動(dòng)力。食品飲料行業(yè)已形成了較好的自動(dòng)化基礎(chǔ)，自動(dòng)化控制類(lèi)、驅(qū)動(dòng)類(lèi)、檢測(cè)類(lèi)產(chǎn)品已在其生產(chǎn)包裝中得到廣泛應(yīng)用。隨著行業(yè)發(fā)展不斷改進(jìn)升級(jí)，自動(dòng)化技術(shù)也將持續(xù)升級(jí)。

食品飲料行業(yè)屬于快消品行業(yè)范疇，品類(lèi)變化快，產(chǎn)品更新快，近幾年一直保持著持續(xù)的增長(zhǎng),本行業(yè)發(fā)展帶動(dòng)食品加工和包裝機(jī)械制造業(yè)同步高速發(fā)展，并且也提出了更高的自動(dòng)化需求。尤其電商產(chǎn)品、新零售產(chǎn)品銷(xiāo)售渠道不斷拓展，消費(fèi)者定制化銷(xiāo)售需求的持續(xù)增長(zhǎng)，食品飲料行業(yè)的自動(dòng)化制造及自動(dòng)化包裝出現(xiàn)了新的特點(diǎn)，包裝形式的日益多樣化對(duì)包裝設(shè)備的自動(dòng)化提出了更高要求。一方面，隨著中國(guó)社會(huì)發(fā)展，低端勞動(dòng)力日益短缺，勞動(dòng)密集型生產(chǎn)模式越來(lái)越困難，招工和人員管理成為難點(diǎn)，需要不斷提升生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平，通過(guò)對(duì)核心生產(chǎn)設(shè)備及罐、管、泵、閥的自動(dòng)化集中控制代替原有的人工現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作成為普遍趨勢(shì)，一鍵控制的設(shè)備配置理念也逐漸廣泛接受，但是目前食品機(jī)械的自動(dòng)化設(shè)計(jì)主要依賴(lài)于進(jìn)口供應(yīng)商提供，需要國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化技術(shù)公司提高核心技術(shù)能力，滿足國(guó)內(nèi)食品飲料行業(yè)發(fā)展需求；另一方面，同一條生產(chǎn)線需要滿足多種規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)，包裝形式隨時(shí)切換，要求自動(dòng)化包裝應(yīng)滿足柔性化兼容能力。因此，未來(lái)需要食品行業(yè)內(nèi)同仁與機(jī)械制造業(yè)從業(yè)精英共同努力，推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)驅(qū)動(dòng)，提升行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

自動(dòng)化博覽：請(qǐng)您簡(jiǎn)要分析下我國(guó)乳制品行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)。

韓建軍：中國(guó)乳制品行業(yè)起步晚、起點(diǎn)低，從1997年開(kāi)始進(jìn)入高速增長(zhǎng)階段并發(fā)展迅速。乳業(yè)發(fā)展歷經(jīng)20余年，從市場(chǎng)為王時(shí)代（1999-2008年）到奶源為王時(shí)代（2008-2016 年）再到現(xiàn)如今的全產(chǎn)業(yè)鏈整合能力為王時(shí)代（2016年-迄今）。在第四次工業(yè)革命的浪潮中，疊加2017年消費(fèi)復(fù)蘇，行業(yè)龍頭的前期布局開(kāi)始受益，行業(yè)在酸奶等更符合消費(fèi)升級(jí)的品類(lèi)帶動(dòng)下逐步復(fù)蘇。

未來(lái)，乳制品行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)將呈現(xiàn)五個(gè)方面，一是宏觀環(huán)境促進(jìn)消費(fèi)的增長(zhǎng)。根據(jù)《全國(guó)奶業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016 年～2020年）》，我國(guó)人均乳制品消費(fèi)量?jī)H為世界平均水平的三分之一、發(fā)展中國(guó)家的二分之一。隨著城鄉(xiāng)居民收入水平提高、城鎮(zhèn)化推進(jìn)和二胎政策的實(shí)施，奶類(lèi)消費(fèi)仍有較大增長(zhǎng)潛力。二是行業(yè)市場(chǎng)集中度會(huì)進(jìn)一步提高。《中國(guó)奶業(yè)質(zhì)量報(bào)告 2017》數(shù)據(jù)顯示：2016 年末，中國(guó)規(guī)模以上乳制品加工企業(yè)（年銷(xiāo)售額 2,000 萬(wàn)元以上）627 家，比 2008 年減少 100 余家，銷(xiāo)售額排名前 15位的乳制品加工企業(yè)銷(xiāo)售額為 1,794 億元，約占全國(guó)銷(xiāo)售總額的 53.9%。三是產(chǎn)品創(chuàng)新、大單品成為企業(yè)主要利潤(rùn)來(lái)源。以大單品為主的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，大單品作為乳企的重要利潤(rùn)來(lái)源，可為企業(yè)提供穩(wěn)定的現(xiàn)金流、降低銷(xiāo)售費(fèi)用、提升品牌價(jià)值等。消費(fèi)群體以95后/新中產(chǎn)成為消費(fèi)主力，這部分人愿意為“美的、貴的、樂(lè)的、快的”買(mǎi)單，消費(fèi)習(xí)慣更注重“個(gè)性化、健康化、職能化、重顏值”。四是銷(xiāo)售渠道多元化。對(duì)于乳制品銷(xiāo)售而言，銷(xiāo)售渠道一般分為現(xiàn)代渠道、傳統(tǒng)渠道、特殊渠道、電商渠道。現(xiàn)代渠道主要包括商場(chǎng)、便利連鎖、購(gòu)物中心等其依靠可標(biāo)準(zhǔn)化的核心經(jīng)營(yíng)要點(diǎn)，迅速?gòu)?fù)制和擴(kuò)張形成連鎖規(guī)模化，并在供應(yīng)鏈中日益獨(dú)顯強(qiáng)勢(shì)地位，“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代網(wǎng)購(gòu)市場(chǎng)增長(zhǎng)強(qiáng)勁，新零售異軍突起。五是農(nóng)村市場(chǎng)消費(fèi)潛力巨大。當(dāng)前農(nóng)村人口開(kāi)始回流，三四線城市的人口規(guī)模是一線城市的6 倍左右，三四線小鎮(zhèn)青年崛起，這部分人群品牌意識(shí)增強(qiáng)，購(gòu)買(mǎi)力提升、內(nèi)心渴望高端生活、追求適度個(gè)性化。所以，三四線城市及農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)市場(chǎng)將成為未來(lái)乳制品銷(xiāo)售的新增長(zhǎng)點(diǎn)。

摘自《自動(dòng)化博覽》2019年4月刊