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編者按：對于化工、制藥或食品飲料等過程工業，發展穩定的過程和資源節約型技術具有重要的意義。西門子作為全球領先的自動化解決方案供應商，憑借全面集成的產品與系統，可完美滿足過程工業和制造業中的所有客戶需求。西門子的所有部件都經過嚴格的系統測試，且相互兼容。這些部件可確保所有工業應用任務可靠、高效地協同運行，不僅縮短了各自動化解決方案的實施時間，同時還顯著提高了生產效率。在統一的工程組態環境系統中集成眾多的具體工程組態任務，可大幅降低運行成本并縮短實施時間。

山東煙臺是中國東海岸的知名葡萄產區。在中糧長城葡萄酒（煙臺）有限公司（長城葡萄酒煙臺工廠），西門子制造執行系統（MES）的應用正在改變葡萄酒釀造的傳統方式，從而實現從田園到餐桌的數字化全覆蓋。

長城葡萄酒是國內行業標桿，帶動了國內葡萄酒和相關產業的共同發展，產品遠銷海內外。年產干紅、干白葡萄酒達5萬噸的長城葡萄酒煙臺酒廠于2000年投產。

葡萄酒釀造是一項傳統工藝，但高效生產也需要科技的支撐。為了保證產品質量，酒廠需要全面掌握并分析葡萄生長、釀造、質量控制等整個產業鏈的詳細信息，并實現從產品到原料的可追溯。這樣的信息價值鏈在啤酒釀造領域已非常成熟，但在葡萄酒行業卻仍有待改進。

圖1 中糧集團長城葡萄酒煙臺工廠

葡萄種植往往靠天吃飯，釀造工藝復雜又要求精細，追求品味至上，同時也要保證安全。長城葡萄酒煙臺工廠基于西門子MES系統Simatic IT，構建了“葡萄酒全產業鏈信息化系統”管理平臺，實現更智能、高效的生產。

“傳統工藝中，原料的品質和釀酒師的技藝決定了葡萄酒的最終質量。”長城葡萄酒煙臺工廠的總釀酒師李澤福說，“但現在，借助西門子的數字化力量，我們首次實現了整個生產過程的標準化管理，使質量有了科技的保障。”

圖2 煙臺龍山葡萄園

“透明”的葡萄園

一顆小小的葡萄往往蘊含著豐富信息：氣候、水土、產地分布，甚至種植習慣等。

“業內流傳著這樣一種說法：七分原料，三分釀造。因此，更好地管理葡萄園是提高葡萄酒質量的前提。”西門子工業軟件（上海）有限公司項目經理丁建強解釋道。

一個9月末的下午，煙臺龍山葡萄園里的工人忙碌地采摘葡萄，接著裝車運往酒廠。一個熟練工人通常一天內能采摘6大筐葡萄，重約120公斤。在忙季，酒廠收購葡萄有時直至深夜兩點。

現在煙臺工廠依靠西門子MES平臺管理著約1.9萬畝（約12.7平方公里）葡萄種植園，其中包括酒廠自有的葡萄種植基地，也有當地農民的葡萄園。

酒廠利用西門子建造的氣象觀測站來收集關于土壤養分、濕度和溫度等關鍵數據。農場技術人員則使用西門子開發的APP記錄著園內施藥的情況。這些信息都會導入MES平臺。技術人員據此針對每個品系的葡萄樹創建檔案，分析葡萄樹的生長狀況和受到病蟲害侵染的可能性。

“我們通過匯集這些數據，能準確地了解整個葡萄園的情況。”長城葡萄酒煙臺工廠信息科負責人劉建波說。

“現在我們可以依靠歷史數據進行分析，而非僅僅依賴經驗來管理葡萄園。這樣可以做出更好的決策，更好地應對天氣變化和病蟲侵害，收獲更優質的葡萄。”他補充道。

更高品質，更少差錯

釀酒包含一系列復雜甚至定制化的工藝流程，比如壓榨、發酵、熟成、換桶、樣品測試和灌裝。因此對于這個復雜的勞動密集行業來說，難免有時會埋下忙中出錯的隱患。

如今，整個流程正變得流暢有序。釀酒師通過MES平臺，向操作人員提供明確的工作流程和工藝步驟的指示，以避免錯漏。而操作人員也無需在紙上手工記錄數據，然后再傳遞給下一道工序。取而代之的是掃描諸如酒罐上的條形碼，直接進行各條目信息輸入，并通過工廠的局域網上傳到MES系統中。

“生產線上的操作員只需要做好自己負責的工序，不用在不同工序之間往返穿梭，傳遞不同的生產指令和數據。生產、質檢等數據在整個生產鏈中有序流動。”李澤福說。

圖3 農場技術人員掃描二維瑪可記錄園內施藥情況

從發酵到不銹鋼酒罐熟成，再到橡木桶轉桶，可能要經過10道以上的工序。通過MES系統的數據追溯功能，可確定哪名工人在哪個工藝步驟使用了何種酒罐。

此外，系統能幫助實現工藝管理的標準化。自動上傳的信息不能手動更改，可實時現場追蹤，監測任何與生產指令偏離的工序操作，并在造成進一步損失前快速發出警告。

來自現有生產系統中的信息也可采集并存儲到MES平臺上。譬如在自動溫度控制系統中，實時數據能與已有的數據進行比對分析，為員工提供操作指導。

“在釀酒廠，隨著更多自動化硬件和傳感器的安裝，效率和質量會得到不斷提高，信息化系統能進一步使控制層和運營管理層之間的信息連接更有效。”丁建強說。

圖4 氣象觀測站可收集土壤養分、濕度和溫度等數據

品味葡萄酒背后的故事

圖5 煙臺酒廠工作人員掃描二維瑪記錄操作信息

此外，煙臺工廠正與西門子合作開發一款APP，為消費者提供生產追蹤，以及信息查詢功能，拉近消費者和釀酒廠乃至葡萄園間的距離。

消費者在手機上就能了解葡萄品種、產地、釀酒過程和橡木桶等基本信息，從而更放心地消費，也能更好地了解葡萄酒文化。

“對于葡萄酒行業而言，為應對不斷提升的管理要求和食品安全要求，形成可追蹤的產業鏈將成為必然。”李澤福說，“西門子的技術和經驗在這方面對我們助益良多。”

李澤福表示，西門子MES平臺能將釀酒師從日常事無巨細的工作中解放出來，這樣他們有更多時間針對不同消費者的需求來進行個性化釀造。

未來，煙臺工廠也將會添置更多自動化設備，將底層數據進一步集合到MES平臺上，提升運營效率。李澤福所期望的由信息技術帶來的管理變革正在逐步變為現實。

圖6 在煙臺工廠，葡萄酒釀造正變得更加高效透明

精彩提煉

食品飲料行業自動化應用水平有很多提升空間

食品飲料行業是關乎民生的行業，追求安全和健康的食品飲料是消費者的最基本需求。食品行業安全生產，質量保障體系的標準，食品本身較為嚴格的規定也給企業發展帶來了不小的壓力，要求生產制造商的系統要具備更高的標準，更多的功能，用完備嚴密的系統操縱供給高標準、高品質的食品飲料。

與此同時，由于食品飲料行業存在著激烈競爭，原料競爭、營銷市場競爭、人才競爭和技術競爭等，這些競爭無形中使得企業制造成本用度大幅增加，從而導致企業利潤空間日益縮減。在這種環境中，采用先進的自動化技術進行內部工藝優化，提高設備使用效率來降低企業成本是食品飲料企業極為關注的題目。因此，食品飲料行業自動化水平還有很多的提升空間。

西門子作為自動化技術供應商，愿意憑借先進的自動化技術，助食品飲料企業一臂之力。西門子RFID技術可實現原料追蹤，保證生產過程中每一個環節的有據可查，最終保證食品飲料成品的安全；西門子還針對食品飲料行業專門開發了MES解決方案，能幫助相關企業實現精益生產，提升管理效率，節省生產成本；SIMATICPCS 7可無縫集成到西門子全集成自動化 (TIA) 中，包含各種產品、系統和解決方案，涵蓋工業自動化所有層級，從企業管理層到控制層，直至到現場層，實現所有生產、過程和交叉行業所有應用領域統一可定制的生產自動化。

不管客戶生產的產品是飲料、奶制品、糖、面包還是蛋糕和酥皮糕點，西門子的全集成解決方案均可幫助客戶建立新的生產效率基準。西門子的食品與飲料行業解決方案代表著全面的產品、系統和服務，可供食品與飲料行業使用。

摘自《自動化博覽》2016年4月刊