1　項目背景

隨著(zhù)“互聯(lián)網(wǎng)+”與“中國制造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，消費者需求差異性加劇，產(chǎn)品安全的訴求更為嚴格，產(chǎn)品研發(fā)周期縮短，產(chǎn)品服務(wù)的精準化、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)提出了更為嚴峻的挑戰，基于當前面臨的種種問(wèn)題，結合蒙牛當前的智能管理基礎，乳制品智能工廠(chǎng)的建設需求應運而生。

2　項目目標

智能制造通過(guò)自動(dòng)化控制系統和信息化管理系統的集成和融合，結合“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(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)制造從傳統模式向智能化、網(wǎng)絡(luò )化升級，實(shí)現企業(yè)內部高效精細管理，優(yōu)化外部供應鏈的協(xié)同，打造精益化、柔性化、數字化、智能化的綠色乳制品“智造”工廠(chǎng)，加強乳制品的全程安全保障。

3　項目實(shí)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、調奶、巴殺、配料、定容、UHT、灌裝、包裝、碼垛到入庫，生產(chǎn)連續性強、流程固定。

在蒙牛的智能制造項目中，系統對產(chǎn)品訂單進(jìn)行分析、轉換、自動(dòng)排產(chǎn)，通過(guò)信息化管理系統互聯(lián)互通、協(xié)同配合，按需、按時(shí)、按量提供物料、原奶、質(zhì)量檢驗計劃、能源供應、倉儲位置等，實(shí)現訂單任務(wù)信息實(shí)時(shí)跟蹤、能源消耗實(shí)時(shí)監控，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架構包括計劃層、執行層和控制層。計劃層由企業(yè)資源規劃ERP、智慧供應鏈、產(chǎn)品生命周期管理PLM等信息化管理系統構成；執行層由生產(chǎn)執行系統MES及其包括的生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、設備管理、成本管理以及報表優(yōu)化和系統集成的公用功能模塊構成；控制層由生產(chǎn)設備組成，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(dòng)化生產(chǎn)設備構成。通過(guò)MES平臺深度融合自動(dòng)化控制系統和信息化管理系統，ERP接收到智慧供應鏈的生產(chǎn)任務(wù)，將生產(chǎn)計劃下達到MES，MES經(jīng)過(guò)自動(dòng)排產(chǎn)優(yōu)化后下達生產(chǎn)指令到控制層的生產(chǎn)設備，同時(shí)生產(chǎn)任務(wù)在MES的質(zhì)量管理模塊、設備管理模塊、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?？刂茖拥脑O備按照MES生產(chǎn)指令執行生產(chǎn)，同時(shí)將生產(chǎn)執行過(guò)程中的生產(chǎn)狀態(tài)與生產(chǎn)結果反饋給MES，MES再將生產(chǎn)結果返回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(xiàn)如圖1所示。

圖1 蒙牛智能制造實(shí)施技術(shù)路線(xiàn)

4　項目特點(diǎn)

蒙牛智能制造項目以訂單生命周期管理為主線(xiàn)，以質(zhì)量、成本、效率為核心，通過(guò)MES實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)數據并監控設備運行狀態(tài)、自動(dòng)生成生產(chǎn)報表，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)分析、自動(dòng)轉序、自動(dòng)控制、自動(dòng)報工，從而驅動(dòng)自動(dòng)化和信息化的深度融合，實(shí)現企業(yè)資源規劃ERP、生產(chǎn)制造執行系統MES、質(zhì)量實(shí)驗室管理系統LIMS、智能倉儲物流系統WMS、能源管控系統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

所有檢驗數據通過(guò)LIMS系統集中管理，該系統將檢驗和質(zhì)量控制有機結合，實(shí)現了質(zhì)量控制自動(dòng)化、檢驗流程標準化、檢驗記錄無(wú)紙化、數據采集自動(dòng)化，并持續對該系統進(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，實(shí)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。

4.2　能源管控智能化

能源管控系統以智能儀表完善能源三級計量和能源數據的自動(dòng)采集、無(wú)線(xiàn)傳輸、數據存儲、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等將全國各生產(chǎn)工廠(chǎng)的能源數據匯總到能管中心平臺進(jìn)行展示和集中管理，實(shí)現對全國工廠(chǎng)的分區域、分品項、分產(chǎn)品的能耗成本計算、實(shí)時(shí)監控、自動(dòng)統計分析功能開(kāi)發(fā)，為節能挖潛、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，實(shí)現新產(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(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、出入庫等過(guò)程，實(shí)現自動(dòng)化。擠奶采用全自動(dòng)機器人擠奶系統，使牧場(chǎng)主擺脫了繁重而瑣碎的常規擠奶事務(wù)；收奶、殺菌過(guò)程通過(guò)PLC對所有泵和閥及單機控制，實(shí)現牛奶按工藝控制參數自動(dòng)流轉，達到牛奶殺菌的安全控制，實(shí)現產(chǎn)品追遡可查，同時(shí)設備運轉參數自動(dòng)記錄，便于追溯；灌裝生產(chǎn)線(xiàn)設備通過(guò)對流量傳感器自動(dòng)檢測、穩定灌裝，實(shí)現全自動(dòng)精準、無(wú)菌灌裝；包裝裝箱、碼垛利用PLC控制系統和機器人全方位模仿人工為基礎，實(shí)現自動(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)強度；出入庫集成了多軸機械手、AGV、RGV、空中懸掛、堆垛機、碼型線(xiàn)、輸送機、環(huán)形穿梭車(chē)等自動(dòng)化設備，實(shí)現產(chǎn)品精準定位，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(dòng)堆垛機、環(huán)穿小車(chē)和系統的關(guān)鍵工序設備均引入高自動(dòng)化程度的裝備，采用多種智能功能部件和統一的標準通訊協(xié)議實(shí)現設備智能功能，配合WMS系統實(shí)現數據自動(dòng)采集，部分設備實(shí)現與WMS系統的雙向交互與控制，產(chǎn)品運輸過(guò)程中對車(chē)輛的位置和產(chǎn)品溫度進(jìn)行全時(shí)監控。依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現全國庫房帳務(wù)遠程監控管理功能。

5　項目效益

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

（1）財務(wù)結賬的速度提升50%以上；

（2）生產(chǎn)效率提升20%以上；

（3）全程數字化自動(dòng)采集、監控，實(shí)現數據異常及時(shí)預警；

（4）系統化精細化成本管控，實(shí)現在線(xiàn)監控自動(dòng)核算，運營(yíng)成本降低20%；

（5）系統化自動(dòng)排產(chǎn)，快速響應、滿(mǎn)足市場(chǎng)柔性化需求；

（6）全產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現質(zhì)量一鍵追溯；

（7）質(zhì)量檢測實(shí)現自動(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)現智能化，能源利用率提升11%；

（9）生產(chǎn)過(guò)程報表優(yōu)化33%以上；

（10）人員勞動(dòng)生產(chǎn)率提升20%以上。

6　項目意義

蒙牛的智能制造通過(guò)整體規劃、分步實(shí)施、效益優(yōu)先、重點(diǎn)突破的原則，有計劃、有步驟地推行，注重研究成果轉化效能，避免了盲目上系統、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(yíng)體系WCO相結合，建設基于精益化的智能化工廠(chǎng)。目前蒙牛已經(jīng)成功建成了高科工廠(chǎng)、金華工廠(chǎng)2個(gè)乳制品智能化工廠(chǎng)，在此基礎上，蒙牛規劃在2020年建設完成8個(gè)乳制品智能工廠(chǎng)。

蒙牛智能制造項目將為乳制品行業(yè)從傳統制造，向數字化、自動(dòng)化和智能化轉型提供經(jīng)驗借鑒：一是建立生態(tài)共贏(yíng)圈，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈升級?？v觀(guān)當前乳制品行業(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(yíng)圈，發(fā)揮各家所長(cháng)，共同完成乳制品產(chǎn)業(yè)鏈上的智能化建設。此外，針對乳制品的前處理和灌裝環(huán)節被國外先進(jìn)廠(chǎng)商壟斷，蒙牛與國內產(chǎn)業(yè)鏈組成聯(lián)合體，推廣使用國產(chǎn)乳品包裝設備，有利于推動(dòng)實(shí)現乳品制造完全自主知識產(chǎn)權的進(jìn)程，為行業(yè)樹(shù)立標桿、填補空白、建立標準，引導行業(yè)的智能化建設。二是對《中國制造2025》規劃智能制造戰略從模型到實(shí)踐模式，從理論到實(shí)際，為行業(yè)提供可借鑒的經(jīng)驗。蒙牛智能制造的探索和實(shí)踐得到了國家的認可，入圍了工信部?jì)苫诤县灅似髽I(yè)、工信部智能制造示范試點(diǎn)單位以及2016年智能制造綜合標準化與新模式應用重點(diǎn)支持單位。蒙牛將以此為契機，根據國家智能制造發(fā)展戰略及示范試點(diǎn)的統一部署，牽頭制定好乳制品行業(yè)的智能制造標準，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(dòng)乳制品行業(yè)智能制造的建設。

精彩對話(huà)

內蒙古蒙牛乳業(yè)（集團）股份有限公司常溫事業(yè)部生產(chǎn)管理中心負責人韓建軍

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

內蒙古蒙牛乳業(yè)（集團）股份有限公司常溫事業(yè)部生產(chǎn)管理中心負責人韓建軍：蒙牛完成了乳制品制造全鏈條的自動(dòng)化升級，涵蓋擠奶、收奶、殺菌、灌裝、包裝、碼垛、出入庫和物流運輸等過(guò)程。通過(guò)對乳制品制造全鏈條的自動(dòng)化升級，為乳制品行業(yè)培養了3家國內頂級乳制品自動(dòng)化裝備供應商，打破了進(jìn)口供應商壟斷高難度乳制品自動(dòng)化供應商的歷史。

自動(dòng)化博覽：您認為食品飲料行業(yè)對自動(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)身處中國工業(yè)轉型升級的大潮中，正迎來(lái)發(fā)展的黃金期，自動(dòng)化設備替代人工操作不斷加快，自動(dòng)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(cháng)動(dòng)力。食品飲料行業(yè)已形成了較好的自動(dòng)化基礎，自動(dòng)化控制類(lèi)、驅動(dòng)類(lèi)、檢測類(lèi)產(chǎn)品已在其生產(chǎn)包裝中得到廣泛應用。隨著(zhù)行業(yè)發(fā)展不斷改進(jìn)升級，自動(dòng)化技術(shù)也將持續升級。

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(zhù)持續的增長(cháng),本行業(yè)發(fā)展帶動(dòng)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(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，消費者定制化銷(xiāo)售需求的持續增長(cháng)，食品飲料行業(yè)的自動(dòng)化制造及自動(dòng)化包裝出現了新的特點(diǎn)，包裝形式的日益多樣化對包裝設備的自動(dòng)化提出了更高要求。一方面，隨著(zhù)中國社會(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)對核心生產(chǎn)設備及罐、管、泵、閥的自動(dòng)化集中控制代替原有的人工現場(chǎng)手動(dòng)操作成為普遍趨勢，一鍵控制的設備配置理念也逐漸廣泛接受，但是目前食品機械的自動(dòng)化設計主要依賴(lài)于進(jìn)口供應商提供，需要國內的自動(dòng)化技術(shù)公司提高核心技術(shù)能力，滿(mǎn)足國內食品飲料行業(yè)發(fā)展需求；另一方面，同一條生產(chǎn)線(xiàn)需要滿(mǎn)足多種規格產(chǎn)品生產(chǎn)，包裝形式隨時(shí)切換，要求自動(dòng)化包裝應滿(mǎn)足柔性化兼容能力。因此，未來(lái)需要食品行業(yè)內同仁與機械制造業(yè)從業(yè)精英共同努力，推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)驅動(dòng)，提升行業(yè)的國際競爭力。

自動(dòng)化博覽：請您簡(jiǎn)要分析下我國乳制品行業(yè)的發(fā)展現狀及未來(lái)趨勢。

韓建軍：中國乳制品行業(yè)起步晚、起點(diǎn)低，從1997年開(kāi)始進(jìn)入高速增長(cháng)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年消費復蘇，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升級的品類(lèi)帶動(dòng)下逐步復蘇。

未來(lái)，乳制品行業(yè)的發(fā)展趨勢將呈現五個(gè)方面，一是宏觀(guān)環(huán)境促進(jìn)消費的增長(cháng)。根據《全國奶業(yè)發(fā)展規劃（2016 年～2020年）》，我國人均乳制品消費量?jì)H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(zhù)城鄉居民收入水平提高、城鎮化推進(jìn)和二胎政策的實(shí)施，奶類(lèi)消費仍有較大增長(cháng)潛力。二是行業(yè)市場(chǎng)集中度會(huì )進(jìn)一步提高?！吨袊虡I(yè)質(zhì)量報告 2017》數據顯示：2016 年末，中國規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)主要利潤來(lái)源。以大單品為主的產(chǎn)品結構成為行業(yè)發(fā)展趨勢，大單品作為乳企的重要利潤來(lái)源，可為企業(yè)提供穩定的現金流、降低銷(xiāo)售費用、提升品牌價(jià)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(lè )的、快的”買(mǎi)單，消費習慣更注重“個(gè)性化、健康化、職能化、重顏值”。四是銷(xiāo)售渠道多元化。對于乳制品銷(xiāo)售而言，銷(xiāo)售渠道一般分為現代渠道、傳統渠道、特殊渠道、電商渠道?，F代渠道主要包括商場(chǎng)、便利連鎖、購物中心等其依靠可標準化的核心經(jīng)營(yíng)要點(diǎn)，迅速復制和擴張形成連鎖規?；?，并在供應鏈中日益獨顯強勢地位，“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代網(wǎng)購市場(chǎng)增長(cháng)強勁，新零售異軍突起。五是農村市場(chǎng)消費潛力巨大。當前農村人口開(kāi)始回流，三四線(xiàn)城市的人口規模是一線(xiàn)城市的6 倍左右，三四線(xiàn)小鎮青年崛起，這部分人群品牌意識增強，購買(mǎi)力提升、內心渴望高端生活、追求適度個(gè)性化。所以，三四線(xiàn)城市及農村鄉鎮市場(chǎng)將成為未來(lái)乳制品銷(xiāo)售的新增長(cháng)點(diǎn)。

摘自《自動(dòng)化博覽》2019年4月刊