全面信息化,营造安全高效的食品生产环境

没有自动化管控和信息整合,即使设备的自动化程度再高,也只是局部的自动化,无法彻底解决食品安全、生产优化和效率提升等问题。全面信息化已经成为食品饮料行业企业未来制胜的关键武器。

    随着物联网在中国市场的快速发展,消费者通过网络定制产品规格的商务模式在技术上已成为可行。为应对将来应定制化需求所带来的生产多样性与复杂性,生产企业正积极寻求解决方案;另一方面,随着能源和环境问题的激化,生产企业对安全、效率及成本方面的要求越来越高;同时科技的不断进步令资讯技术及产品的成本大幅降低。基于以上种种,自动化和智能化显然已成为食品饮料全行业的热议话题。

    事实上,中国大型食品生产商,尤其是乳制品企业和啤酒企业,设备的自动化程度很高,甚至高于国外同级别的竞争对手,但是他们所面对的运营挑战并未稍减,其中来自于食品安全的要求更是严峻。借助自动化和信息化技术解决食品安全问题已经成为食品饮料主要生产企业最核心的诉求。

    为什么很多企业即便拥有高自动化程度的设备,却依然无法全面性地掌握车间内实际生产状态,有效追踪并控制影响生产品质与效率的所有变动因素呢?ABB食品饮料行业负责人江敏秀分析认为,由于食品饮料生产是分段分批次进行的,包括前处理、灌装、包装、码垛、设备清洗等,在这些生产环节中间的断序部分,需要进行人工处理,这就产生了不安全隐患和管控偏差。由此可知,中国食品企业欠缺的是整体车间生产的自动化管控,缺乏一个随时可抓取信息,并实时反馈的自动化生产环境。没有自动化管控和信息整合,即使设备的自动化程度再高,也仅仅是局部的自动化,无法彻底解决食品安全、生产优化和效率提升等问题。江敏秀表示,全面信息化将会成为行业企业未来制胜的关键武器。

 

ABB中国食品饮料行业負責人江敏秀 

    为了能够在市场竞争中始终保有一席之地,无论是何种规模、哪一层级的食品饮料企业,都可以根据自身情况紧锣密鼓地来部署其相应的自动化战略。

    ABB过程自动化部控制技术业务单元高级主任工程师林立表示,大型集团企业生产板块多,工厂和产线情况复杂,它们更倾向于在集团高度上形成一个有利于推动企业全面升级的战略规划和布局,但由于工程庞大,且缺少可借鉴的成功案例,目前还处于探讨阶段。中型企业业务板块相对简单,他们更关心如何借助自动化工具帮助其提高效率或解决生产中正在面临的问题。目前,很多中型的食品饮料企业已经开始行动,针对关键性需求,如生产效率、设备绩效、食品安全、缩减成本等,选取自动化程度较高的点或线实施自动化升级,并将行之有效的项目推广到其它工厂。小型企业对信息化和自动化的认知较少,更需要领先的自动化企业,如ABB,分享国外先进的技术和理念,根据工厂情况提供有价值的改造建议。

 

ABB过程自动化部控制技术业务单元高级主任工程师林立 

    ABB作为专业的自动化设备供应商,信息整合正是其传统优势所在,ABB能够根据客户的市场定位,满足其不同程度的自动化需求。在食品行业,ABB一方面积极与客户沟通,建立合作模式;另一方面,不断深化与系统集成商的合作,从单一产品到多个系统,深挖渠道潜力,将更多产品带给客户。此外,ABB还将针对小规模控制研发新产品,增加ABB在客户端的可见度。总之,ABB将持续关注客户需求,了解客户痛点,整合其在这一领域的丰富经验,利用先进的信息化技术帮助客户重新规划生产组织,持续提升客户价值,为食品生产营造安全、高效的自动化环境。

面向饮料制造商的MES系统

    全球闻名的阿华田和可缇娜巧克力麦芽饮料生产商Wander股份公司,通过在生产过程中引进ABB的制造执行解决方案(MES),提高了自己的生产效率和灵活性。阿华田与可缇娜不仅味道可口,而且他们已经成为世界各地孩子们的早餐中不可缺少的一部分。尤其是阿华田,经过100多年的发展,由于含有麦芽提取物、牛奶、可可粉,而且维生素丰富,成为孩子们营养食品饮料的不二之选。

    Wander位于瑞士诺埃内格的工厂是最早的阿华田工厂之一,经过几十年的发展, 其生产设施面临着产能和灵活性需求不断提高的挑战。因此,为了提高效率和灵活性,Wander开展了一个现代化改造项目,对生产过程进行升级调整。

    阿华田和可缇娜混合饮料的生产,一直由ABB自动化平台系统800XA控制。提高生产效率和灵活性的需求,促使Wander装配了制造执行系统(MES)。随着ABB的MES、企业联网系统(ECS)的引入,Wander如今实现了纵横向全面集成,囊括从原料进厂、生产直到成品,从ERP系统到车间管理的所有环节。

    业务系统与控制系统的集成,为实现生产过程的同步、工厂各类活动的透明化,以及生产改进和优化创造了条件。

现代化改造

    MES系统实施是该厂规模更大的现代化改造项目的一部分,其中包括建筑物的调整,以及物流作业的高水准自动化(例如,将立体仓库与生产、自动引导车相连)。对相关各方而言,主要的挑战在于改造过程中需要保持生产和物流作业的连续性,避免大规模长时间的生产中断。当然,工厂还必须始终保持高水平的产品质量、卫生条件和服务。

    新建的原料和散装产品仓库,在优化生产过程中发挥重要作用。得益于MES数据采集的精准化和自动化,物料控制和生产过程的追踪变得现实可行。之前依靠人工书面记录的产前操作工序——譬如原料预称装,现在也可以通过系统来执行。操作员由称重装置引导,利用符合人体工学设计的工作台和条形码扫描器进行操作,从而始终保证生产过程精准高效。

自动配料

    现在,新系统控制着各种产品的工序选择列表。从ERP系统下载生产订单时,MES系统开始执行批次处理并调配必要的原料,原料将通过叉车(AGV)从高架仓库中进行运输。接着,对所需的干混配料进行混合,根据配方选择混干或混湿,随后将其干燥,干燥混合物将被磨碎并装瓶。

此系统掌控着全部配方——从原料称重到实际混合工序,其中包括所有供料的自动化定量给料。在自动化的生产环境中,一旦称重与混合工序中出现任何偏差,系统都可以随时发现并中断工序,错误率也随之降低。 

原料处理与库存

    新系统改善的内容还包括原料处理。在这个项目开展之前,乳清粉和可可粉被装入25kg的袋子里进行运输。如今,这些配料被装入大袋子,存放在日容量5000kg的仓库中。这些变化意味着Wander减少了装料和进料工作量,原料处理浪费也显著降低。MES系统的关键功能在于它对生产过程相关的所有材料、设备、人员都可全程无缝进行跟踪。库存也在新系统中得到了改善。在消耗材料时,材料用量会在ERP系统中预定,这样库存就能一直处于正确的更新状态。这保证了材料的及时订购,避免采取纠正措施和计划外停工。