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1　項目背景

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”與“中國制造2025”的不斷推進(jìn)，以及乳業(yè)新時代的到來，乳制品市場變化迅速，消費者需求差異性加劇，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企業(yè)提出了新的要求。在激烈的行業(yè)競爭中，成本管理也對企業(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)運而生。

2　項目目標(biāo)

智能制造通過自動化控制系統(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)制造過程的信息孤島，實現(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，降低運營成本、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，實現(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，加強乳制品的全程安全保障。

3　項目實施

作為典型的流程型行業(yè)，蒙牛的智能制造項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，生產(chǎn)連續(xù)性強、流程固定。

在蒙牛的智能制造項目中，系統(tǒng)對產(chǎn)品訂單進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)換、自動排產(chǎn)，通過信息化管理系統(tǒng)互聯(lián)互通、協(xié)同配合，按需、按時、按量提供物料、原奶、質(zhì)量檢驗計劃、能源供應(yīng)、倉儲位置等，實現(xiàn)訂單任務(wù)信息實時跟蹤、能源消耗實時監(jiān)控，生產(chǎn)更高效、過程更可靠、成本更明晰、管理更便捷。

蒙牛的智能制造系統(tǒng)架構(gòu)包括計劃層、執(zhí)行層和控制層。計劃層由企業(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、成品倉儲等自動化生產(chǎn)設(shè)備構(gòu)成。通過MES平臺深度融合自動化控制系統(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)計劃下達(dá)到MES，MES經(jīng)過自動排產(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)，同時將生產(chǎn)執(zhí)行過程中的生產(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，完成一個生產(chǎn)任務(wù)的完整閉環(huán)管理。蒙牛智能制造實施技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 蒙牛智能制造實施技術(shù)路線

4　項目特點

蒙牛智能制造項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MES實時采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)并監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)、自動生成生產(chǎn)報表，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動分析、自動轉(zhuǎn)序、自動控制、自動報工，從而驅(qū)動自動化和信息化的深度融合，實現(xiàn)企業(yè)資源規(guī)劃ERP、生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、質(zhì)量實驗室管理系統(tǒng)LIMS、智能倉儲物流系統(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方面：

4.1　質(zhì)量控制自動化

所有檢驗數(shù)據(jù)通過LIMS系統(tǒng)集中管理，該系統(tǒng)將檢驗和質(zhì)量控制有機結(jié)合，實現(xiàn)了質(zhì)量控制自動化、檢驗流程標(biāo)準(zhǔn)化、檢驗記錄無紙化、數(shù)據(jù)采集自動化，并持續(xù)對該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。同時，通過采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，依托LIMS系統(tǒng)，實施終端二級追溯項目，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計量和能源數(shù)據(jù)的自動采集、無線傳輸、數(shù)據(jù)存儲、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等將全國各生產(chǎn)工廠的能源數(shù)據(jù)匯總到能管中心平臺進(jìn)行展示和集中管理，實現(xiàn)對全國工廠的分區(qū)域、分品項、分產(chǎn)品的能耗成本計算、實時監(jiān)控、自動統(tǒng)計分析功能開發(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)，實現(xiàn)新產(chǎn)品的需求、研發(fā)、測試以及推廣的管理。

4.4　生產(chǎn)制造過程自動化

生產(chǎn)制造涵蓋擠奶、收奶、殺菌、灌裝、包裝、碼垛、出入庫等過程，實現(xiàn)自動化。擠奶采用全自動機器人擠奶系統(tǒng)，使牧場主擺脫了繁重而瑣碎的常規(guī)擠奶事務(wù)；收奶、殺菌過程通過PLC對所有泵和閥及單機控制，實現(xiàn)牛奶按工藝控制參數(shù)自動流轉(zhuǎn)，達(dá)到牛奶殺菌的安全控制，實現(xiàn)產(chǎn)品追遡可查，同時設(shè)備運轉(zhuǎn)參數(shù)自動記錄，便于追溯；灌裝生產(chǎn)線設(shè)備通過對流量傳感器自動檢測、穩(wěn)定灌裝，實現(xiàn)全自動精準(zhǔn)、無菌灌裝；包裝裝箱、碼垛利用PLC控制系統(tǒng)和機器人全方位模仿人工為基礎(chǔ)，實現(xiàn)自動開箱、裝箱、封箱、碼垛等功能，提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度；出入庫集成了多軸機械手、AGV、RGV、空中懸掛、堆垛機、碼型線、輸送機、環(huán)形穿梭車等自動化設(shè)備，實現(xiàn)產(chǎn)品精準(zhǔn)定位，先進(jìn)先出，提升產(chǎn)品出入庫的速度和能力。

4.5 物流智能化

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

5　項目效益

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

（1）財務(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)字化自動采集、監(jiān)控，實現(xiàn)數(shù)據(jù)異常及時預(yù)警；

（4）系統(tǒng)化精細(xì)化成本管控，實現(xiàn)在線監(jiān)控自動核算，運營成本降低20%；

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

（6）全產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)質(zhì)量一鍵追溯；

（7）質(zhì)量檢測實現(xiàn)自動化和信息化，產(chǎn)品不良品率降低20%以上；

（8）能源管理實現(xiàn)智能化，能源利用率提升11%；

（9）生產(chǎn)過程報表優(yōu)化33%以上；

（10）人員勞動生產(chǎn)率提升20%以上。

6　項目意義

蒙牛的智能制造通過整體規(guī)劃、分步實施、效益優(yōu)先、重點突破的原則，有計劃、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)運營體系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個乳制品智能工廠。

蒙牛智能制造項目將為乳制品行業(yè)從傳統(tǒng)制造，向數(shù)字化、自動化和智能化轉(zhuǎn)型提供經(jīng)驗借鑒：一是建立生態(tài)共贏圈，推動產(chǎn)業(yè)鏈升級。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，共同完成乳制品產(chǎn)業(yè)鏈上的智能化建設(shè)。此外，針對乳制品的前處理和灌裝環(huán)節(jié)被國外先進(jìn)廠商壟斷，蒙牛與國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈組成聯(lián)合體，推廣使用國產(chǎn)乳品包裝設(shè)備，有利于推動實現(xiàn)乳品制造完全自主知識產(chǎn)權(quán)的進(jìn)程，為行業(yè)樹立標(biāo)桿、填補空白、建立標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)行業(yè)的智能化建設(shè)。二是對《中國制造2025》規(guī)劃智能制造戰(zhàn)略從模型到實踐模式，從理論到實際，為行業(yè)提供可借鑒的經(jīng)驗。蒙牛智能制造的探索和實踐得到了國家的認(rèn)可，入圍了工信部兩化融合貫標(biāo)企業(yè)、工信部智能制造示范試點單位以及2016年智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化與新模式應(yīng)用重點支持單位。蒙牛將以此為契機，根據(jù)國家智能制造發(fā)展戰(zhàn)略及示范試點的統(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)驗和模式，從而推動乳制品行業(yè)智能制造的建設(shè)。

精彩對話

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

自動化博覽：蒙牛在乳制品制造全鏈條的自動化升級上取得了哪些成果？

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化升級，涵蓋擠奶、收奶、殺菌、灌裝、包裝、碼垛、出入庫和物流運輸?shù)冗^程。通過對乳制品制造全鏈條的自動化升級，為乳制品行業(yè)培養(yǎng)了3家國內(nèi)頂級乳制品自動化裝備供應(yīng)商，打破了進(jìn)口供應(yīng)商壟斷高難度乳制品自動化供應(yīng)商的歷史。

自動化博覽：您認(rèn)為食品飲料行業(yè)對自動化技術(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)身處中國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大潮中，正迎來發(fā)展的黃金期，自動化設(shè)備替代人工操作不斷加快，自動化技術(shù)、機器人技術(shù)、信息控制技術(shù)的不斷迭代提升，為食品飲料行業(yè)提供了新的增長動力。食品飲料行業(yè)已形成了較好的自動化基礎(chǔ)，自動化控制類、驅(qū)動類、檢測類產(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，自動化技術(shù)也將持續(xù)升級。

食品飲料行業(yè)屬于快消品行業(yè)范疇，品類變化快，產(chǎn)品更新快，近幾年一直保持著持續(xù)的增長,本行業(yè)發(fā)展帶動食品加工和包裝機械制造業(yè)同步高速發(fā)展，并且也提出了更高的自動化需求。尤其電商產(chǎn)品、新零售產(chǎn)品銷售渠道不斷拓展，消費者定制化銷售需求的持續(xù)增長，食品飲料行業(yè)的自動化制造及自動化包裝出現(xiàn)了新的特點，包裝形式的日益多樣化對包裝設(shè)備的自動化提出了更高要求。一方面，隨著中國社會發(fā)展，低端勞動力日益短缺，勞動密集型生產(chǎn)模式越來越困難，招工和人員管理成為難點，需要不斷提升生產(chǎn)過程自動化水平，通過對核心生產(chǎn)設(shè)備及罐、管、泵、閥的自動化集中控制代替原有的人工現(xiàn)場手動操作成為普遍趨勢，一鍵控制的設(shè)備配置理念也逐漸廣泛接受，但是目前食品機械的自動化設(shè)計主要依賴于進(jìn)口供應(yīng)商提供，需要國內(nèi)的自動化技術(shù)公司提高核心技術(shù)能力，滿足國內(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)，包裝形式隨時切換，要求自動化包裝應(yīng)滿足柔性化兼容能力。因此，未來需要食品行業(yè)內(nèi)同仁與機械制造業(yè)從業(yè)精英共同努力，推動自動化技術(shù)驅(qū)動，提升行業(yè)的國際競爭力。

自動化博覽：請您簡要分析下我國乳制品行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢。

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

未來，乳制品行業(yè)的發(fā)展趨勢將呈現(xiàn)五個方面，一是宏觀環(huán)境促進(jìn)消費的增長。根據(jù)《全國奶業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016 年～2020年）》，我國人均乳制品消費量僅為世界平均水平的三分之一、發(fā)展中國家的二分之一。隨著城鄉(xiāng)居民收入水平提高、城鎮(zhèn)化推進(jìn)和二胎政策的實施，奶類消費仍有較大增長潛力。二是行業(yè)市場集中度會進(jìn)一步提高。《中國奶業(yè)質(zhì)量報告 2017》數(shù)據(jù)顯示：2016 年末，中國規(guī)模以上乳制品加工企業(yè)（年銷售額 2,000 萬元以上）627 家，比 2008 年減少 100 余家，銷售額排名前 15位的乳制品加工企業(yè)銷售額為 1,794 億元，約占全國銷售總額的 53.9%。三是產(chǎn)品創(chuàng)新、大單品成為企業(yè)主要利潤來源。以大單品為主的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成為行業(yè)發(fā)展趨勢，大單品作為乳企的重要利潤來源，可為企業(yè)提供穩(wěn)定的現(xiàn)金流、降低銷售費用、提升品牌價值等。消費群體以95后/新中產(chǎn)成為消費主力，這部分人愿意為“美的、貴的、樂的、快的”買單，消費習(xí)慣更注重“個性化、健康化、職能化、重顏值”。四是銷售渠道多元化。對于乳制品銷售而言，銷售渠道一般分為現(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、便利連鎖、購物中心等其依靠可標(biāo)準(zhǔn)化的核心經(jīng)營要點，迅速復(fù)制和擴(kuò)張形成連鎖規(guī)模化，并在供應(yīng)鏈中日益獨顯強勢地位，“互聯(lián)網(wǎng)+”時代網(wǎng)購市場增長強勁，新零售異軍突起。五是農(nóng)村市場消費潛力巨大。當(dāng)前農(nóng)村人口開始回流，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增強，購買力提升、內(nèi)心渴望高端生活、追求適度個性化。所以，三四線城市及農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)市場將成為未來乳制品銷售的新增長點。

摘自《自動化博覽》2019年4月刊