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娃哈哈实现整 线一体化管控的真正智能化饮料制造

文章出处: 人气: 发表时间:2018-05-11 09:27:48

 目前国内的饮 料生产线主要还处于单机自动化控制状态,实现整线的集 中控制较少,尚未实现从ERP订单到生产、再到发货物流 的一体化管控的真正智能化饮料制造。

杭州娃哈哈集 团作为饮料行业的龙头企业和中国食品饮料行业的典型代表,具备较强的饮 料产品研发能力,同时具备一定 的智能化设备设计与制造能力,率先建立食品 饮料行业的智能生产试点,除能有效提高 生产线的产能、工作效率,提高产品品质外,对行业具有典 型的示范带动效应。

食品饮料流程 制造智能化工厂项目是娃哈哈集团践行“中国制造2025”战略部署,针对食品饮料 行业特点,结合娃哈哈全 国性集团化管理的特点,通过信息技术 与制造技术深度融合来实现传统食品饮料制造业的智能化转型。该项目以企业 运营数字化为核心,结合“互联网+”的理念,采用网络技术、信息技术、现代化的传感 控制技术,通过对整个集 团经营信息系统建设、工厂智能化监 控建设和数字化工厂建设,将食品饮料研发、制造、销售从传统模 式向数字化、智能化、网络化升级,实现内部高效 精细管理、优化外部供应 链的协同,推动整个产业 链向数字化、智能化、绿色化发展,提升食品安全 全程保障体系。

1、企业“大数据”的信息化建设

经过多年实践 探索和自主研发,结合娃哈哈全 国性集团化管理的特点,通过信息技术 与制造技术深度融合来实现从传感器到企业资源管理系统ERP的全过程信息集成。

娃哈哈ERP企业资源管理 系统整体架构是以SAP为核心,采用互联网、大数据等技术,从产、供、销等业务线着手,结合商业智慧 等分析手段建立的综合化企业信息管理系统。其目标是对公 司的物料资源、资金资源、信息资源进行 集中式的管控和优化。

订单生命周期 管理为核心,从经销商通过 互联网下单,到系统根据大 数据分析并匹配最佳工厂进行订单生产。与工厂MES系统相集成实 现智能化生产,并通过产品物 流运输的互联网应用,实现了通过ERP系统对订单整 个生命周期的全过程数字化管理。

ERP企业管理系统 框架模型

2、工厂和车间的 智能化监控系统建设

饮料智能工厂通过MES系统获取订单后,会根据原材料库存、生产线状态等 因素分析并自动分配生产任务到生产线进行制造,并根据产品的 生产周期计算出库发货时间。

通过现代传感 与自动化技术,对全国各工厂 的每个车间及设备进行数字化的升级,基于生产线数据系统LDS构架,进行实时的数据采集、状态监控与分析。

采用“集团-分公司-车间”二级三层的构架,即集团公司对 分公司工厂进行智能监控,分公司对车间 设备进行智能监控管理。实现从车间生 产线传感器到ERP的深度数字化,使每个管理层 随时掌握生产线运行状态及各种设备参数运行情况。

3、智能化数字化 样板工厂建设

为了进一步的 深度数字化,建立一个高度 自动化数字化的样板工厂,在规划阶段就 进行高度自动化和数字化的设计,并通过MES制造执行系统 的各种模块的扩展(生产管理模块、设备管理模块、质量管理模块等),打造高度自动 化智能化的“数字工厂”。

1)工厂生产管理:ERP企业资源管理 系统分配订单到工厂,工厂MES系统根据生产 线状态分析进行组合排产,并精确计算原材料,批处理设备配 置和参数。

2)在线质量管理:生产线设备各 运行参数的采集、监控、分析、自动优化调整和报告,构建产品在线 质量监控体系,将即刻的在线 检测和实验室仪器集成的质量控制,使用计算机支 持的连贯跟踪来实现取样的详细计划,高效及持续的 产品追踪安全性和生产质量,实现从原材料 供应到产品销售到客户的全程食品安全管控体系。

3)在线设备管理:各种生产线数 据的自动采集和分析,停机时间和故障判别、通过分别地选 择参数来表示趋势,计算生产线效率OEE,生产线效率分析系统(LPA):为了OEE分析辅助时间的收集。由MES系统对维护人 员标准指导,并对保养和维 护工作进行最优化组织,可使操作员快 速访问设备手册和标准的工作指导。

娃哈哈饮料智 能制造包括了集团公司运营层面信息化及网络化建设,和全国各生产 工厂的自动化智能化建设。实现了从传感 器等现场智能元件到ERP管理系统的全 过程深度融合,构建产品在线 质量监控体系,实现从原材料 供应到产品销售到客户的全程食品安全管控体系;另一方面在集 成化的企业信息平台上实现对集团型企业的中央管控和外部资源协同,以数字化为核心,结合“互联网+”的理念,将食品饮料研发、制造、销售从传统模 式向数字化、智能化、网络化升级,从而实现内部 高效精细管控、优化外部供应链(包括供应商和客户)的协同、推动整个产业 链向高端化、智能化、绿色化发展。

1、三大创新实现 智能化生产

目前集团已实现ERP/SAP系统对订单管 理与生产计划的管理,ERP系统中的PM(工厂维护)、QM(质量管理)、PS(项目管理)等模块,结合PLM(产品生命周期管理)概念应用至产 品的配方、工艺和原料标准、原材料及半成 品成品的质量、设备的点检及 维护等各单项业务环节的信息化管理。集团先进的饮 料生产线也具备了部分的设备数据自动采集与记录、追溯功能,可以实现部分 设备的远程故障诊断与解决。娃哈哈自主开发的MES系统具备车间 成本核算、部分设备管理 模块等功能。但是还缺少一 个一体化的管控平台,设备的相关数 据还不能直接实时传递给MES和ERP系统。

该项目主要有 三大创新点,一是通过传统 制造自动化和互联网技术的深度融合,打造了一个涵盖“从客户下单、生产调度、原材料采购、工厂生产、物流和客户服 务等完整产业链的大数据信息化体系”;二是利用现代 传感检测技术等先进手段,采集工艺过程 关键技术参数,从产品调配、吹瓶、灌装到包装、码垛在线实时 监测和自动参数纠偏修正,确保了稳定的 工艺过程和产品质量;三是用于智能 工厂的机器人系列产品是由娃哈哈自行研发制造,具有自主知识 产权的产品。

项目实施后,将在以下方面 取得显着效果:

1)实现数据的自 动采集与传输,建立一体化管控平台。

项目实施后,设备和生产实 时数据将自动传递给MES和ERP管理系统,订单、物料信息和产 品配方将由ERP系统MES系统自动传递 给生产线生产管理系统和相关生产设备。实现管控平台 的一体化,数据采集与处 理的一致性。

2)实现集团公司 与分公司两个层面的生产运行的实时监控,提高效率和品质。

项目实施后,借助于强大的 信息化系统和先进的智能传感器装置对生产设备的运行状态进行实时监控,及时分析与预 测并对输出进行及时的调控与调整,有效提高生产线效率,提高产品品质,减少人员干预。

2、与国内外先进 水平的比较

国外饮料行业 对整个饮料生产过程的整线自动化和整厂的数字化管理研究与开发起步较早。近些年来,尤其2000年以后,实施的生产线 整线自动化水平较高,生产线的自动 化系统与工厂管理的信息化系统结合紧密。基本实现了设 备和生产数据的自动采集,记录分析与统 计输出的数字化。

但是目前国外 的饮料生产工厂自动化与信息化的结合深度仍然不够,设备的控制主 要还是在自动化层解决。信息化层更多 是读取设备的产量,消耗等数据进 行效率或财务分析。相比于这种模式,娃哈哈的智能 制造模式,同时注重运用 强大的信息化系统的分析处理能力对生产设备实现管控,不仅会自动根 据产品情况向设备下传工艺配方,还同时传递控 制参数到相关设备,并实时检查设 备参数的合理性。会根据对实际 的生产过程,生产结果的统计分析,对工艺流程提 供自动的优化方案。

3、推动行业向绿色发展

由于饮料行业 是个开放的、市场化程度极 高的行业,同时又是个多 数品类进入门槛相对较低的行业。随着国民经济的发展,国内市场对饮 料的需求也不断增长。近年来进入饮 料行业的企业不断增加,国内饮料机械 行业也得到一定发展,但业内更注重 的是饮料生产的单机自动化水平,整体上缺少对 整线自动化控制的研究与优化。鉴于消费者对 产品品质要求的不断提高,国家对能源消 耗的管控,对低碳绿色生 产的倡议与推广。娃哈哈食品饮 料流程制造智能化工厂将对饮料生产企业和饮料设备制造企业起到良好的示范效应。有利于推动整 个饮料行业及相关行业向低碳、高效、绿色生产制造 方向发展。

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