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“乳業(yè)4.0”：夢想照進現(xiàn)實

蒙牛在國內乳制品行業(yè)*實現(xiàn)了檢驗信息化管理，配合企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP），實現(xiàn)生產(chǎn)工序自動化管理。蒙牛也由此實現(xiàn)了質量數(shù)據(jù)追溯，保證食品安全，并使全產(chǎn)業(yè)鏈管理更加科學規(guī)范。

內蒙古呼和浩特南郊，和林格爾經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。在蒙牛整潔明亮的質檢實驗室里，張慧萍身著白大褂，頭戴無菌帽，一絲不茍地查看著各種檢測儀器和樣品。

自2000年大學畢業(yè)加入蒙牛，她從一線的普通質檢員做起，已經(jīng)一步步成長為蒙牛質檢管理骨干。

“在蒙牛，質檢已經(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。”她笑著說，“比如，在過去，檢測數(shù)據(jù)全靠人工抄錄。加班加點到手酸眼花是常事。而現(xiàn)在只需輕點鼠標就能搞定。”

回憶起這些變化從萌芽到成真，張慧萍感嘆蒙牛前進的每個腳步都清晰可見。而她自己也親身參與這一過程，并享受著數(shù)字化變革帶來的成果。

“數(shù)字化讓質檢不再壓力山大，也讓我們有時間和精力投入到更有意義、能創(chuàng)造更多價值的工作中去。”她說。

張慧萍在工作中

不僅是張慧萍，整個蒙牛都經(jīng)歷著一次大蛻變。這個乳業(yè)巨擎正逐步打造智能、高效的數(shù)字化工廠，“乳業(yè)4.0”的新浪潮。

保衛(wèi)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)和銷售于一體。

目前蒙牛在全國18個省、市、自治區(qū)擁有71家工廠，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，滿足海內外超過7000萬人對乳制品的需求。

一輛輛奶車每天定時送來新鮮高質的原奶

對于乳企而言，食品安全是賴以生存的生命線。而捍衛(wèi)這條生命線需要質量控制這堵“防火墻”。它的堅固絲毫不能遜色于鋼筋水泥。各項質量指標均須牢牢守在墻內，不能越界半步。

從牧場上奶牛產(chǎn)奶到生產(chǎn)線上的一罐罐成品，蒙牛的生產(chǎn)流程既龐雜又精細。隨著企業(yè)高速發(fā)展，不斷增加的產(chǎn)量和嚴格的質量標準給質檢人員帶來沉重的壓力。蒙牛早已意識到傳統(tǒng)依靠人工的質檢方式已無法滿足需求，急需向數(shù)字化系統(tǒng)升級。而蒙牛與西門子的合作也由此駛入了快車道。

數(shù)字：乳制品生產(chǎn)的新原料

2013年，蒙牛通過西門子Simatic IT Unilab平臺開始實施實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）。至2015年，系統(tǒng)已全面上線，覆蓋蒙牛遍布全國的34個生產(chǎn)工廠實驗室和兩個研發(fā)型中心實驗室。一個個數(shù)據(jù)“孤舟”通過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，再到出廠流通，一包牛奶要經(jīng)過35個工序和105個檢測環(huán)節(jié)，才能zui終放心到達消費者手中。這整個過程中，LIMS以一雙“火眼金睛”對所有原料、半成品和成品的“身份”進行驗證，并將它們的“身份”信息完整儲存。

通過LIMS，蒙牛制定了科學的檢驗計劃，包括采樣點、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，質檢人員需要將檢測結果抄錄在紙質的原始記錄單上，再按照公式進行計算，人工判定樣品是否合格。海量數(shù)據(jù)的錄入、匯總、統(tǒng)計和分析報表也都依靠人工操作。而現(xiàn)在，檢測儀器與LIMS高度集成。質檢人員只需掃描樣品上的條形碼，完成檢驗后，數(shù)據(jù)就會自動采集、傳輸?shù)絃IMS，并根據(jù)國家標準進行自動計算與判定。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，使質檢更科學、精準和高效。

在過程實驗室，質檢人員利用基于西門子Simatic IT Unilab平臺的實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）對半成品的檢測數(shù)據(jù)進行管理。與此前的人工操作相比，LIMS使質檢更精準和高效，使食品安全有了科學保障。

“蒙牛由此樹立了國內乳制品行業(yè)實驗室信息化管理的新*。”西門子工業(yè)軟件（上海）有限公司實驗室信息管理系統(tǒng)高級顧問胡欣輝說。

“蒙牛在國內乳制品企業(yè)中*實現(xiàn)全流程檢驗信息化管理。同時我們也配合ERP系統(tǒng)，在整個生產(chǎn)過程中通過系統(tǒng)進行自動的質量安全的轉序。在國內我們也是*家將全面的質量安全管理與我們信息系統(tǒng)進行全面融合的企業(yè)。在系統(tǒng)整個信息化實施過程中，也融入了我們很多技術在里面。”蒙牛質量安全管理系統(tǒng)負責人宋曉東表示。

通過LIMS，蒙牛實現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈的質量數(shù)據(jù)追溯。對于每一個批次的產(chǎn)品，如有任何質量問題，都能追溯到原奶接收、入倉、前處理、灌裝、包裝、入庫等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。如此智能的全供應鏈管理能保證每個成品都如經(jīng)過了特種隊伍的千錘百煉一般，質量穩(wěn)定可靠。

據(jù)統(tǒng)計，蒙牛通過LIMS實現(xiàn)了約1400種質檢方法的電子記錄和計算，90%以上的檢測數(shù)據(jù)能自動采集并上傳至LIMS。各類檢驗所需的時間因此節(jié)省了10%-25%。由于LIMS的使用，質檢流程中的冗余步驟也大大簡化，效率提升了15%以上。此外，在儀器設備管理、質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(jù)估算，現(xiàn)在每天有總量超過1GB的數(shù)據(jù)如潮涌一樣在蒙牛的LIMS中流轉，其價值創(chuàng)造的潛力超乎想象。

“對于質量控制，我們希望緊跟時代潮流，積極運用互聯(lián)網(wǎng)思維，在未來的乳品質量管控當中，使質檢和檢驗流程更加智能化和柔性化。” 蒙牛生產(chǎn)制造系統(tǒng)質量管理中心總李梅表示。

軟實力、硬道理

數(shù)字化工廠離不開軟件系統(tǒng)這樣的“金頭腦”，也需要智能硬件這樣的“鋼筋鐵骨”。在蒙牛，西門子全集成自動化解決方案（TIA）為生產(chǎn)線的穩(wěn)定運行做出了重要貢獻。

包裝完成后的一箱箱成品通過傳送帶運送給碼垛機器人。西門子PLC對傳送速度和轉向進行控制，并及時向碼垛機器人發(fā)送任務信號，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(jié)中，西門子可編程邏輯控制器（PLC）通過對泵閥和乳品液體流量的控制，對液體的溫度、壓力等參數(shù)進行精確調控。此外，西門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子PLC控制，通過1LG0電機驅動。工作人員通過西門子HMI人機界面查看系統(tǒng)運行參數(shù)，并下達命令。

包裝完成后的一箱箱成品通過傳送帶運送給碼垛機器人。西門子PLC對傳送速度和轉向進行控制，并及時向碼垛機器人發(fā)送任務信號，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)真正實現(xiàn)了全自動化物流。通過西門子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一輛輛運貨小車，它們相互之間能保證一定的安全距離，不會“追尾”或“撞車”。各設備利用Profibus現(xiàn)場總線進行通訊。同時，憑借強大的數(shù)據(jù)管理功能，Simatic WinCC將倉庫的大量運行數(shù)據(jù)進行歸檔。

軟硬件的無縫集成也給效率帶來了巨大提升。比如當LIMS完成一批成品的檢測，質量判定合格的結果傳遞給ERP系統(tǒng)，再通過倉庫管理系統(tǒng)通知PLC。這樣當有需要時，PLC就能自動“指揮”碼垛機和運貨小車，*時間將成品出庫。

邁向“乳業(yè)4.0”

在數(shù)字化工廠沒有硝煙的“戰(zhàn)場”，上層信息管理系統(tǒng)是運籌帷幄的“將軍”，而生產(chǎn)線上的自動化設備是沖鋒陷陣的“士兵”。蒙牛正構筑一幅面向未來的數(shù)字化工廠藍圖，以期打造一支戰(zhàn)無不勝的“精銳之師”。

“工業(yè)4.0”的美好愿景正深刻影響著各行各業(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。

蒙牛希望未來工廠實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)（PLM）、ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、生產(chǎn)自動化、物流自動化這5大系統(tǒng)的互聯(lián)互通。這樣才能優(yōu)化整條產(chǎn)業(yè)鏈，這也是實現(xiàn)‘乳業(yè)4.0’目標的基礎。

在未來的工廠，各大系統(tǒng)能互相對話，不同層級的管理系統(tǒng)能自我學習，合理安排工藝流程，定制生產(chǎn)個性化產(chǎn)品，并能對生產(chǎn)設備的健康狀況提前診斷。質量檢測系統(tǒng)也能在生產(chǎn)過程中就提前預警。

可以想象，未來當蒙牛工廠接收到顧客個性化產(chǎn)品訂單之后，ERP系統(tǒng)將自動把顧客需求發(fā)送給研發(fā)部門，并通知各相關部門做好準備。研發(fā)部門將研發(fā)成果和對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求通過MES傳遞給生產(chǎn)部門，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，并調動生產(chǎn)線進行生產(chǎn)?，F(xiàn)場自動化設備高度協(xié)同，通過標準化的控制，支持柔性生產(chǎn)。*的海量數(shù)據(jù)在各級系統(tǒng)之間暢通流轉，實現(xiàn)資源效率zui大化，并保證產(chǎn)品的高質量。

一批批定制的乳制品zui終通過高效物流系統(tǒng)到達消費者手中。在此之前，消費者可以通過網(wǎng)絡監(jiān)控訂單已經(jīng)進展到哪個步驟，何時可以收貨。　

這樣的場景也許將很快從遙不可及的夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。而在邁向未來數(shù)字化工廠的道路上，蒙牛正攜手西門子等合作伙伴大踏步前進。