韓舒淋
上世紀50年代成立于瑞典的利樂公司,從1979年在廣州賣出第一臺灌裝機開始,一路見證了國內(nèi)乳品乃至液態(tài)食品行業(yè)的發(fā)展。目前,利樂在中國有三大業(yè)務板塊:液態(tài)食品灌裝設備及包裝材料;加工技術與設備;以及技術服務。
中國在利樂的商業(yè)版圖中舉足輕重。其呼和浩特市的包材加工廠如今已經(jīng)是利樂全球37個包材工廠中產(chǎn)量最大的工廠。
在設備領域,利樂全球首個自動化中心于2010年在上海浦東設立,這個自動化中心有利樂最為先進的Tetra Plantmaster平臺。該平臺聚焦在液態(tài)食品生產(chǎn)中的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)環(huán)節(jié),其信息化與自動化的融合程度,代表了液態(tài)食品加工行業(yè)的前沿水平。
液態(tài)食品加工行業(yè)是一個已經(jīng)高度自動化的行業(yè),利樂MES平臺的意義在于,它展現(xiàn)了在不需要很多硬件投入的條件下,如何將信息技術與自動化設備融合,從而提升制造水平。
根據(jù)利樂的經(jīng)驗,通過搭建信息平臺,規(guī)范了生產(chǎn)流程,避免了人工出錯;面對越來越多樣化的產(chǎn)品需求,通過信息平臺智能排產(chǎn),提高了產(chǎn)線利用效率;通過搜集整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù),實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程更精細的分析,并得以定位需要改善的環(huán)節(jié);將利樂在細分領域的行業(yè)經(jīng)驗與信息技術結(jié)合,實現(xiàn)了更底層的操作流程優(yōu)化。
包括中國在內(nèi),全球絕大部分液態(tài)食品的生產(chǎn)加工都已經(jīng)告別了手工為主的原始加工模式,整個行業(yè)的自動化水平已經(jīng)較高。在液態(tài)食品的生產(chǎn)環(huán)節(jié),利樂的整體解決方案主要包含兩個環(huán)節(jié):對原料進行前處理,對處理成品進行灌裝,制成最終成品。前端原料的供應和后端產(chǎn)品的分銷則由食品生產(chǎn)商來完成,中間的制造環(huán)節(jié)正是由利樂打造Tetra PlantMaster掌控。
利樂加工系統(tǒng)資深自動化工程師韓俊告訴《財經(jīng)》記者,Tetra PlantMaster的設計遵循了國際通用的ISA-88和ISA-95的設計標準,在執(zhí)行過程中,根據(jù)不同產(chǎn)品需要創(chuàng)建不同的批次,每個批次對應不同的工藝路徑和不同原料。這些批次需要提前依據(jù)產(chǎn)品要求設計好,在實際生產(chǎn)過程中,就可以根據(jù)不同批次,在系統(tǒng)平臺的中控室控制產(chǎn)品的生產(chǎn)。“操作員的作用就是監(jiān)控畫面,監(jiān)控現(xiàn)場設備狀態(tài)?!表n俊說。
通過流程互鎖來防錯是最新版Tetra PlantMaster的一大目的。以前處理為例,利樂加工系統(tǒng)資深自動化工程師劉俊杰介紹,在投料環(huán)節(jié),由整體的批次去觸發(fā)配料平臺系統(tǒng),打印出生產(chǎn)需要的信息。通過條碼槍、電子秤,就可以知道配料是什么,多少量,通過掃描打印出來的條碼,操作工就知道該把這一段料加到哪一個罐里面。利樂在三個點上做把控,程序互鎖,出現(xiàn)任何問題都無法進入下一步,加料完成后,現(xiàn)場操作員可以更新自動化系統(tǒng)的狀態(tài),讓控制系統(tǒng)知道加料已經(jīng)完成。
這一環(huán)節(jié)的處理,是將原來已有的流程通過信息化平臺互鎖,防止操作出錯。液態(tài)食品的生產(chǎn)流程并不復雜,在各個環(huán)節(jié)也有自動化設備進行操作,但實際生產(chǎn)過程中依然有可能由于操作人員失誤,出現(xiàn)錯誤投料的問題。而利樂將操作的每一步流程都與MES平臺結(jié)合,在執(zhí)行裝料操作時通過掃碼進行加料,掃碼反饋給平臺的信息將及時讓平臺做出判斷,一旦出現(xiàn)錯誤的加料,平臺將提示修正。
在利樂看來,工業(yè)智能化由三組要件構(gòu)成:物理部件,如機械和電子零件,液態(tài)食品生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)設備:均質(zhì)、分離、滅菌、混料、灌裝、分銷等設備;智能部件,如傳感器、微處理器、數(shù)據(jù)儲存裝置、控制器、軟件、內(nèi)置操作系統(tǒng)和數(shù)字用戶界面等,比如客戶生產(chǎn)端的管理軟件、中控系統(tǒng)、關鍵點記錄等;互聯(lián)部件,如互聯(lián)網(wǎng)接口、天線、連接協(xié)議、連通產(chǎn)品的網(wǎng)絡、遠程服務器,包含外部操作系統(tǒng)的產(chǎn)品云等等。
韓俊介紹,對許多液態(tài)食品制造企業(yè)來說,生產(chǎn)設備的自動化程度已經(jīng)較高,因此實施MES系統(tǒng)并不需要對原有的硬件做大變動,只是原有的信息搜集過程沒有完全電子化、信息化。實施MES系統(tǒng)更重要的是對邏輯的整合,將不同設備的數(shù)據(jù)采集上來做關聯(lián),打通整個制造環(huán)節(jié)的信息流。
韓俊介紹說,以往的工廠中,不存在物理上的聯(lián)網(wǎng),各個設備的信號是單個信號點,通過三四個信號燈顯示設備的狀態(tài)信息。而這套新的平臺下,設備之間通過網(wǎng)線連接,采集的信息是設備的數(shù)據(jù)信息,在MES系統(tǒng)下實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的互聯(lián)。
信息的打通有助于流程的規(guī)范,這一方面避免了出錯,另一方面也提高了效率。
以質(zhì)檢環(huán)節(jié)為例,劉俊杰舉例說,操作工在中控室操作,生產(chǎn)了一批漿料以后,需要通知質(zhì)量檢驗室。這里有一個機器到人、人再將信息傳遞給另外一個人的過程,不僅降低了效率,也容易產(chǎn)生差錯。
針對這個現(xiàn)象,利樂提出改進方案:中控室的操作工啟動質(zhì)檢的功能,直接在質(zhì)檢室打印出條碼,然后質(zhì)檢人員進行取樣掃碼,就可以立即知曉樣品來源和需要檢測的指標。對于質(zhì)檢人員來說,要求也放低了,不用靠人腦記憶需要檢測哪些指標,也不會發(fā)生漏檢的情況。每一條檢測記錄,參考值都可以一并記錄到數(shù)據(jù)庫當中,這些數(shù)據(jù)對于工廠的整體管理和最終產(chǎn)品來說,都是很重要的信息。
信息的打通不僅在單個環(huán)節(jié)上提高了效率,在工廠的整體生產(chǎn)計劃、能源利用上也將發(fā)揮作用。隨著市場不斷細分,未來的液態(tài)食品的產(chǎn)品線將更加多樣化,同一條生產(chǎn)線需要在不同時間生產(chǎn)不同的產(chǎn)品,而通過平臺的排產(chǎn)軟件輸入不同產(chǎn)品的需求之后,就可以得出最優(yōu)的排產(chǎn)計劃。
更多的數(shù)據(jù),也將帶來直觀的維護、評價體系。如前文所述,這套MES系統(tǒng)負責產(chǎn)品的前處理、灌裝兩個環(huán)節(jié),而這兩個環(huán)節(jié)有不同的評價標準。在之前的體系里,各個環(huán)節(jié)只關心自己所在環(huán)節(jié)的相關參數(shù),譬如在前處理環(huán)節(jié),乳品企業(yè)會關心蛋白得率、單噸成本,而在灌裝環(huán)節(jié)則會關心灌裝成品率、千包成本等參數(shù)。兩個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來分析之后,追溯問題就更加容易,能具體看到每一個環(huán)節(jié)的損失情況。
在制造環(huán)節(jié)內(nèi)部,Tetra Plantmaster平臺已經(jīng)實現(xiàn)了對MES系統(tǒng)的高度整合。然而對客戶來說,MES系統(tǒng)只是整個產(chǎn)品環(huán)節(jié)的一環(huán),利樂采集的數(shù)據(jù),還需要在前后兩端與客戶的平臺對接。
據(jù)韓俊介紹,目前Plantmaster已經(jīng)能夠與SAP、Oracle這些主流的ERP(企業(yè)資源計劃)管理軟件連通。ERP與MES在兩端發(fā)生關系,在前端,ERP給MES系統(tǒng)下達生產(chǎn)任務指令;在后端,MES向ERP返回可追溯的數(shù)據(jù),包括產(chǎn)量、質(zhì)檢、成本等ERP所需要的數(shù)據(jù)。“ERP是一個物料清單,而MES是一個工藝清單?!表n俊這樣理解二者的差別。
除開與客戶ERP系統(tǒng)的連接之外,目前在歐洲一些工廠,在與客戶達成保密協(xié)議的條件下,利樂已經(jīng)開始嘗試利用第三方的企業(yè)云平臺來搜集數(shù)據(jù),從而對產(chǎn)線狀態(tài)進行更深入的分析。利樂在液態(tài)食品制造業(yè)有50余年的積累,利樂認為,這有助于自己在搜集數(shù)據(jù)的基礎上提供更多的增值服務。
罐體、管線清洗即是一例。生產(chǎn)線在生產(chǎn)不同產(chǎn)品期間,需要對罐體、管線進行清洗之后再繼續(xù)生產(chǎn),有經(jīng)驗的工人會根據(jù)此前生產(chǎn)產(chǎn)品的報表來選定合適的清洗工序,而工程師則會根據(jù)現(xiàn)場的溫度、電導、流量曲線來判定清洗效果。這樣底層、直接的優(yōu)化可以幫助經(jīng)驗不足的員工也能快速完成任務,而其中具體參數(shù)的取值,則來自于利樂在行業(yè)里積累的經(jīng)驗。
在韓俊看來,利樂的優(yōu)勢就在于細分行業(yè)積累。若單論軟件研發(fā)能力,利樂顯然無法與SAP、Oracle這些公司相比,但是基于多年經(jīng)驗,利樂熟悉液態(tài)食品的生產(chǎn)流程,在關鍵節(jié)點有足夠的經(jīng)驗積累,因此可以進行有針對性的優(yōu)化。