工信部中德智能制造聯(lián)盟、中德工業(yè)城市聯(lián)盟、工信部賽迪研究院、中德工業(yè)服務區(qū)共同發(fā)起，深入企業(yè)和產業(yè)園區(qū)進行調研、采訪，者將獲邀出席10月22日在佛山召開的“中國制造2025對話德國工業(yè)4.0大會”，領取“燈塔”獎項，分享成功經驗。
目前國內的飲料生產線主要還處于單機自動化控制狀態(tài)，實現(xiàn)整線的集中控制較少，尚未實現(xiàn)從ERP訂單到生產、再到發(fā)貨物流的一體化管控的真正智能化飲料制造。
杭州娃哈哈集團作為飲料行業(yè)的龍頭企業(yè)和中國食品飲料行業(yè)的典型代表，具備較強的飲料產品研發(fā)能力，同時具備一定的智能化設備設計與制造能力，率先建立食品飲料行業(yè)的智能生產試點，除能有效提高生產線的產能、工作效率，提高產品品質外，對行業(yè)具有典型的示范帶動效應。
食品飲料流程制造智能化工廠項目是娃哈哈集團踐行“中國制造2025”戰(zhàn)略部署，針對食品飲料行業(yè)特點，結合娃哈哈全國性集團化管理的特點，通過信息技術與制造技術深度融合來實現(xiàn)傳統(tǒng)食品飲料制造業(yè)的智能化轉型。該項目以企業(yè)運營數(shù)字化為核心，結合“互聯(lián)網+”的理念，采用網絡技術、信息技術、現(xiàn)代化的傳感控制技術，通過對整個集團經營信息系統(tǒng)建設、工廠智能化監(jiān)控建設和數(shù)字化工廠建設，將食品飲料研發(fā)、制造、銷售從傳統(tǒng)模式向數(shù)字化、智能化、網絡化升級，實現(xiàn)內部高效精細管理、優(yōu)化外部供應鏈的協(xié)同，推動整個產業(yè)鏈向數(shù)字化、智能化、綠色化發(fā)展，提升食品安全全程保障體系。
1、企業(yè)“大數(shù)據(jù)”的信息化建設
經過多年實踐探索和自主研發(fā)，結合娃哈哈全國性集團化管理的特點，通過信息技術與制造技術深度融合來實現(xiàn)從傳感器到企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP的全過程信息集成。
娃哈哈ERP企業(yè)資源管理系統(tǒng)整體架構是以SAP為核心，采用互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)等技術，從產、供、銷等業(yè)務線著手，結合商業(yè)智慧等分析手段建立的綜合化企業(yè)信息管理系統(tǒng)。其目標是對公司的物料資源、資金資源、信息資源進行集中式的管控和優(yōu)化。
訂單生命周期管理為核心，從經銷商通過互聯(lián)網下單，到系統(tǒng)根據(jù)大數(shù)據(jù)分析并匹配工廠進行訂單生產。與工廠MES系統(tǒng)相集成實現(xiàn)智能化生產，并通過產品物流運輸?shù)幕ヂ?lián)網應用，實現(xiàn)了通過ERP系統(tǒng)對訂單整個生命周期的全過程數(shù)字化管理。
ERP企業(yè)管理系統(tǒng)框架模型
2、工廠和車間的智能化監(jiān)控系統(tǒng)建設
飲料智能工廠通過MES系統(tǒng)獲取訂單后，會根據(jù)原材料庫存、生產線狀態(tài)等因素分析并自動分配生產任務到生產線進行制造，并根據(jù)產品的生產周期計算出庫發(fā)貨時間。
通過現(xiàn)代傳感與自動化技術，對全國各工廠的每個車間及設備進行數(shù)字化的升級，基于生產線數(shù)據(jù)系統(tǒng)LDS構架，進行實時的數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)控與分析。
采用“集團-分公司-車間”二級三層的構架，即集團公司對分公司工廠進行智能監(jiān)控，分公司對車間設備進行智能監(jiān)控管理。實現(xiàn)從車間生產線傳感器到ERP的深度數(shù)字化，使每個管理層隨時掌握生產線運行狀態(tài)及各種設備參數(shù)運行情況。
3、智能化數(shù)字化樣板工廠建設
為了進一步的深度數(shù)字化，建立一個高度自動化數(shù)字化的樣板工廠，在規(guī)劃階段就進行高度自動化和數(shù)字化的設計，并通過MES制造執(zhí)行系統(tǒng)的各種模塊的擴展（生產管理模塊、設備管理模塊、質量管理模塊等），打造高度自動化智能化的“數(shù)字工廠”。
1）工廠生產管理：ERP企業(yè)資源管理系統(tǒng)分配訂單到工廠，工廠MES系統(tǒng)根據(jù)生產線狀態(tài)分析進行組合排產，并計算原材料，批處理設備配置和參數(shù)。
2）在線質量管理：生產線設備各運行參數(shù)的采集、監(jiān)控、分析、自動優(yōu)化調整和報告，構建產品在線質量監(jiān)控體系，將即刻的在線檢測和實驗室儀器集成的質量控制，使用計算機支持的連貫跟蹤來實現(xiàn)取樣的詳細計劃，高效及持續(xù)的產品追蹤安全性和生產質量，實現(xiàn)從原材料供應到產品銷售到客戶的全程食品安全管控體系。
3）在線設備管理：各種生產線數(shù)據(jù)的自動采集和分析，停機時間和故障判別、通過分別地選擇參數(shù)來表示趨勢，計算生產線效率OEE，生產線效率分析系統(tǒng)（LPA）：為了OEE分析輔助時間的收集。由MES系統(tǒng)對維護人員標準指導，并對保養(yǎng)和維護工作進行化組織，可使操作員快速訪問設備手冊和標準的工作指導。
娃哈哈飲料智能制造包括了集團公司運營層面信息化及網絡化建設，和全國各生產工廠的自動化智能化建設。實現(xiàn)了從傳感器等現(xiàn)場智能元件到ERP管理系統(tǒng)的全過程深度融合，構建產品在線質量監(jiān)控體系，實現(xiàn)從原材料供應到產品銷售到客戶的全程食品安全管控體系；另一方面在集成化的企業(yè)信息平臺上實現(xiàn)對集團型企業(yè)的中央管控和外部資源協(xié)同，以數(shù)字化為核心，結合“互聯(lián)網+”的理念，將食品飲料研發(fā)、制造、銷售從傳統(tǒng)模式向數(shù)字化、智能化、網絡化升級，從而實現(xiàn)內部高效精細管控、優(yōu)化外部供應鏈（包括供應商和客戶）的協(xié)同、推動整個產業(yè)鏈向高端化、智能化、綠色化發(fā)展。
1、三大創(chuàng)新實現(xiàn)智能化生產
目前集團已實現(xiàn)ERP/SAP系統(tǒng)對訂單管理與生產計劃的管理，ERP系統(tǒng)中的PM（工廠維護）、QM（質量管理）、PS（項目管理）等模塊，結合PLM（產品生命周期管理）概念應用至產品的配方、工藝和原料標準、原材料及半成品成品的質量、設備的點檢及維護等各單項業(yè)務環(huán)節(jié)的信息化管理。集團先進的飲料生產線也具備了部分的設備數(shù)據(jù)自動采集與記錄、追溯功能，可以實現(xiàn)部分設備的遠程故障診斷與解決。娃哈哈自主開發(fā)的MES系統(tǒng)具備車間成本核算、部分設備管理模塊等功能。但是還缺少一個一體化的管控平臺，設備的相關數(shù)據(jù)還不能直接實時傳遞給MES和ERP系統(tǒng)。
該項目主要有三大創(chuàng)新點，一是通過傳統(tǒng)制造自動化和互聯(lián)網技術的深度融合，打造了一個涵蓋“從客戶下單、生產調度、原材料采購、工廠生產、物流和客戶服務等完整產業(yè)鏈的大數(shù)據(jù)信息化體系”；二是利用現(xiàn)代傳感檢測技術等先進手段，采集工藝過程關鍵技術參數(shù)，從產品調配、吹瓶、灌裝到包裝、碼垛在線實時監(jiān)測和自動參數(shù)糾偏修正，確保了穩(wěn)定的工藝過程和產品質量；三是用于智能工廠的機器人系列產品是由娃哈哈自行研發(fā)制造，具有自主知識產權的產品。
項目實施后，將在以下方面取得顯著效果：
1）實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集與傳輸，建立一體化管控平臺。
項目實施后，設備和生產實時數(shù)據(jù)將自動傳遞給MES和ERP管理系統(tǒng)，訂單、物料信息和產品配方將由ERP系統(tǒng)MES系統(tǒng)自動傳遞給生產線生產管理系統(tǒng)和相關生產設備。實現(xiàn)管控平臺的一體化，數(shù)據(jù)采集與處理的一致性。
2）實現(xiàn)集團公司與分公司兩個層面的生產運行的實時監(jiān)控，提高效率和品質。
項目實施后，借助于強大的信息化系統(tǒng)和先進的智能傳感器裝置對生產設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，及時分析與預測并對輸出進行及時的調控與調整，有效提高生產線效率，提高產品品質，減少人員干預。
2、與國內外先進水平的比較
國外飲料行業(yè)對整個飲料生產過程的整線自動化和整廠的數(shù)字化管理研究與開發(fā)起步較早。近些年來，尤其2000年以后，實施的生產線整線自動化水平較高，生產線的自動化系統(tǒng)與工廠管理的信息化系統(tǒng)結合緊密�；緦崿F(xiàn)了設備和生產數(shù)據(jù)的自動采集，記錄分析與統(tǒng)計輸出的數(shù)字化。
但是目前國外的飲料生產工廠自動化與信息化的結合深度仍然不夠，設備的控制主要還是在自動化層解決。信息化層更多是讀取設備的產量，消耗等數(shù)據(jù)進行效率或財務分析。相比于這種模式，娃哈哈的智能制造模式，同時注重運用強大的信息化系統(tǒng)的分析處理能力對生產設備實現(xiàn)管控，不僅會自動根據(jù)產品情況向設備下傳工藝配方，還同時傳遞控制參數(shù)到相關設備，并實時檢查設備參數(shù)的合理性。會根據(jù)對實際的生產過程，生產結果的統(tǒng)計分析，對工藝流程提供自動的優(yōu)化方案。
3、推動行業(yè)向綠色發(fā)展
由于飲料行業(yè)是個開放的、市場化程度極高的行業(yè)，同時又是個多數(shù)品類進入門檻相對較低的行業(yè)。隨著國民經濟的發(fā)展，國內市場對飲料的需求也不斷增長。近年來進入飲料行業(yè)的企業(yè)不斷增加，國內飲料機械行業(yè)也得到一定發(fā)展，但業(yè)內更注重的是飲料生產的單機自動化水平，整體上缺少對整線自動化控制的研究與優(yōu)化。鑒于消費者對產品品質要求的不斷提高，國家對能源消耗的管控，對低碳綠色生產的倡議與推廣。娃哈哈食品飲料流程制造智能化工廠將對飲料生產企業(yè)和飲料設備制造企業(yè)起到良好的示范效應。有利于推動整個飲料行業(yè)及相關行業(yè)向低碳、高效、綠色生產制造方向發(fā)展。