《食品安全導刊》刊號:CN11-5478/R 國際:ISSN1674-0270

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智能化工廠 讓生產越來越簡單

2015-12-04 13:14:51 來源: 食安中國網

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  今年5月由國務院發布的《中國制造2025》,是我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。在這個綱領中,國家將智能化工廠的建立放在了重要的位置,并指出全球制造業格局面臨重大調整, 國內經濟發展環境發生重大變化,我國制造業發展必須緊緊抓住歷史機遇,積極穩妥應對內外部挑戰。對于食品飲料行業來說也同樣如此,智能化工廠在未來企業的競爭和發展中具有決定作用。

  食品飲料行業勢在必行的智能化

  在“十二五”規劃期間,中國食品行業增長迅速,中國食品的總產值已在幾年前超過了美國,成為世界第一。但隨著近兩年中國食品產業增長速度的放緩,其背后的危機越來越多的顯現出來。國家“十二五”制造業信息化科技工程總體專家組專家黃永友說:“過去幾年中國的市場優勢、原料優勢、人口優勢促進食品生產的產值的增加,而如今,這三個方面的優勢越來越不明顯,特別是隨著中國市場的開放,中國企業面臨的壓力將越來越大。如果不從技術上取得突破,中國食品不但在世界上沒有競爭優勢,在國內的生存空間也將越來越小,日益俱下將是中國食品產業經濟所要面臨的嚴峻現實。借助智能化工廠的建立可以大幅改善勞動條件、提升管理效率,并進一步提升整個企業的運行效率,最重要的是借助于信息化技術的覆蓋以打通企業的各個流程,并在此基礎上實現資源的整合優化和提高。”

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  中國企業面臨的諸多挑戰

  建立智能化工廠是企業未來發展的需要。不論是食品行業還是其他行業,最初的生產都是大批量生產,隨著技術及時代的發展,市場上產品同質化越來越嚴重;另一方面客戶的個性化需求逐漸增強,迫使企業由大批量生產轉向多品種小批量生產,更進一步,將逐步轉向個性化定制生產。“十三五”先進制造技術領域及工信部兩化融合專家組成員、國家信息化專家咨詢委員會委員敬石開介紹:“市場需求的變化使得各行各業逐步開始進行轉型升級,要求生產線具有高度的柔性,能夠進行模塊化的組合,以滿足生產不同產品的需求。與此同時,為了響應客戶的需求,需要及時對客戶的信息進行收集、處理及反饋,也促使企業開始關注自己的數字化、信息化建設,各種實用的系統逐步上線;更進一步為了提升生產效率,使得設備與設備之間、設備與人之間要有信息互通和良好的交互,又要求利用相關技術實現互聯??傮w來說,智能制造的出現是生產發展一定程度的必然趨勢,技術的革新、市場的需求以及政策的引導都將智能制造推向了歷史的前端,而中國的食品企業也將開始智能制造的進程。”

  智能化工廠為食品飲料企業帶來低成本高效率

  當前食品企業面臨一系列的困境。一方面是產品銷售越來越困難,市場競爭越來越激烈, 消費者口味越來越多樣, 還有渠道通路對廠商的成本壓力也越來越大, 另外一方面是原材料價格的持續上漲,造成企業的盈利空間越來越小。最近新《食品安全法》的實施,讓企業對食品安全越來越重視。而智能化工廠的建立可以對原料供應、生產過程、產品銷售以及企業員工管理等各個方面進行管控,節約原始成本,使企業運營更加有序。

  智能化工廠可以使原料的供應管理變得簡單、高效。在智能化的管理下,企業未來需要生產的產品種類、數量等信息將得以確認,生產變的精確,生產過程中所需要的原料等也能及時的通過平臺系統確認;與此同時,供應商的相關情況,例如質量等級、交貨時長、價格等信息也在平臺系統中可以及時獲取。由于信息的共享性和透明性,在智能系統管理下,平臺可以通過以上各方面的信息在客戶訂單下達的同時自動計算所需要的原材料,并且根據供應商的相關情況及時計算出原料的采購時間,并通過相關算法確保在滿足交貨時間的同時使得庫存成本最低,甚至為零。“智能工廠將企業的原料采購成本達到最低,而且所有的信息在客戶下單的同時都可以及時的得到確認,效率變得異常的高效,并且,如果出現特殊情況,大系統平臺可以及時的進行調整,原料供應策略方面又實現了高度的柔性。”敬石開介紹道。

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  企業管理人員需要對生產、流通等各個環節深入了解(圖片來源于網絡)

  智能化工廠可以使生產過程中設備之間實現良好的信息交互,使各個環節緊密配合。智能化工廠可以使生產過程中每個環節的生產時間、原料供應以及下一環節的生產情況在設備中及時進行處理。智能化系統平臺通過整體的優化,使得各個環節的生產配置最優,各個環節的設備得到了高效的利用。黃永友說道:“未來工廠生產的產品品種會越來越多,工藝也會越來越復雜,這就需要靈活有效的智能排產來管理生產,達到資源的優化配置和設備的最大使用。”

  智能化工廠的建立也有利于銷售的管理。由于未來產品都是定制化程度越來越高,因此,每類產品(甚至每個產品)的交付信息在生產之初已經確認,智能工廠將利用自身的物流系統或者外部更為高效的物流系統進行配貨,并實時掌握產品的配送進展??蛻舻男畔⒁材苓M行及時的反饋,使得企業對于產品的優化變得可能而具體。

  智能化工廠的建立可以提高保障食品的安全的能力。智能化工廠建立以后可以使生產過程中的質量信息得到了有效的采集,確保了產品在出現質量問題時及時發現問題出現的具體環節、具體設備以及具體的人員,進行有效的追蹤,。與此同時,得益于質量信息的采集,使得企業對于質量的大數據分析變得可能,通過大量產品的數據分析,發現影響質量的關鍵因素,優化生產過程,使得食品的缺陷率降到最低。

  智能化工廠的建立過程

  智能化工廠的建立涉及到多個部分,首先是信息感知,信息感知主要利用傳感器、RFID等技術,實現信息的收集,涉及市場信息的采集、人員信息的采集、設備基礎信息及運行信息的采集、產品生產信息采集、客戶信息采集、銷售物流信息的采集等;其次是互聯互通,互聯互通指的是通過各種途徑,實現信息之間的互聯和共享。“在智能化工廠的建立中除了必要的硬件外,重要的還是在軟件方面,例如:ERP系統、OA系統、MES系統、DCS系統、電子商務系統、知識管理系統等等。”敬石開說道,“與此同時,智能工廠還需要具備基礎的信息模型、業務模型、工藝模型以及相關的知識庫、專家庫等,實現收集信息以及企業原有基礎信息的共享和溝通;其次是智能處理,智能處理是通過收集的數據以及原有的信息進行分析處理,實現應用,包括信息的可視化展示、生產過程預測預警、生產優化處理以及相關流程的決策分析。”

  在談到智能工廠的難點時,敬石開談到了兩個方面。第一是理念意識的問題,從傳統的生產模式到智能化生產模式,對于企業的員工以及高層領導的思想來說是一個巨大的挑戰,智能工廠的實施是一個緩慢的過程,企業在此過程中要犧牲很多眼前的利益,能否把握現實利益與長遠利益的關系,將智能工廠的實施堅持下去,對于企業來說至關重要;另一個方面是對于企業整體業務流程的認識,智能工廠的實施不是一個標準化的過程,而是要根據企業自身的業務流程以及實際的需要進行個性化實施的過程,因此,要對于企業的業務流程具有整體性、宏觀性的深刻認識,然后根據智能工廠的要求進行企業自身的規劃,以適應企業自身的發展,否則,盲目的實行智能工廠,企業很可能會由于各種的不適應而制約自身的發展。

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  施耐德如何助客戶實現智能制造和精益生產

  在談到智能化工廠如何建立時,施耐德電氣食品飲料與生命科學行業解決方案經理王文亮認為要從夯實基礎開始。首先是推廣和實踐精益生產,精益思想作為生產運營的管理基礎,從客戶需求出發定義價值主張,梳理價值流并消除浪費,指導智能化工廠的規劃與管理;其次是建設CPS信息物理系統,CPS作為技術基礎,利用物聯網與工業以太網技術,實現企業基礎設施的互聯互通,完成智能化工廠的數字化轉變。精益生產和CPS將幫助中國制造業解決目前質量水平低下,生產效率落后,自動化與信息化程度不高等的問題。接下來食品飲料與生命科學制造企業需要通過分步實施“三大集成”逐漸實現智能化。第一步是“縱向集成”,借助在過程和機器管理、電力管理、安防管理、樓宇管理和IT機房管理等領域的專業經驗,實現由控制層、運營層到企業層的網絡化、信息化集成,消除存在的信息孤島與信息斷層。第二步是端到端集成,以生產訂單為主線,實現研發、工藝、生產、質量、設備、物料、營銷的業務協同;以生產業務管控為核心,支持生產現場可視化、業務流程信息化、績效管理即時化;實現產品全生命周期的信息化閉環,以及全產業鏈可追溯;第三步是橫向集成,在企業內部復制智能化,實現企業集團化、標準化、透明化運營。

  目前,中國的食品飲料行業在處于由粗放式、勞動密集型產業向集約型、技術型產業轉變的關鍵時期,而作為現代科技的代表智能化將在這個轉變的過程中起到決定性的作用。已經助力眾多國外客戶成功打造一體化世界級智慧工廠的施耐德電氣認為:“雖然目前中國食品飲料行業的智能化與歐美等相比還有很大的差距,但在未來幾年,隨著國家的重視、市場競爭的加劇、國際化市場一體化程度的加強等,智能化將會在中國食品飲料行業取得跨越式的發展。”

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