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1　項目背景

隨著“互聯網+”與“中國制造2025”的不斷推進，以及乳業新時代的到來，乳制品市場變化迅速，消費者需求差異性加劇，產品安全的訴求更為嚴格，產品研發周期縮短，產品服務的精準化、柔性化和智能化均對企業提出了新的要求。在激烈的行業競爭中，成本管理也對企業提出了更為嚴峻的挑戰，基于當前面臨的種種問題，結合蒙牛當前的智能管理基礎，乳制品智能工廠的建設需求應運而生。

2　項目目標

智能制造通過自動化控制系統和信息化管理系統的集成和融合，結合“互聯網+”技術，打破生產制造過程的信息孤島，實現管理業務橫向互聯、制造業務縱向集成，幫助企業提升生產效率、能源利用率，降低運營成本、產品不良品率，縮短產品研發周期，將乳品生產制造從傳統模式向智能化、網絡化升級，實現企業內部高效精細管理，優化外部供應鏈的協同，打造精益化、柔性化、數字化、智能化的綠色乳制品“智造”工廠，加強乳制品的全程安全保障。

3　項目實施

作為典型的流程型行業，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，生產連續性強、流程固定。

在蒙牛的智能制造項目中，系統對產品訂單進行分析、轉換、自動排產，通過信息化管理系統互聯互通、協同配合，按需、按時、按量提供物料、原奶、質量檢驗計劃、能源供應、倉儲位置等，實現訂單任務信息實時跟蹤、能源消耗實時監控，生產更高效、過程更可靠、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。計劃層由企業資源規劃ERP、智慧供應鏈、產品生命周期管理PLM等信息化管理系統構成；執行層由生產執行系統MES及其包括的生產管理、質量管理、設備管理、成本管理以及報表優化和系統集成的公用功能模塊構成；控制層由生產設備組成，包括從原奶接收到牛奶加工、產品灌包裝、成品倉儲等自動化生產設備構成。通過MES平臺深度融合自動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任務，將生產計劃下達到MES，MES經過自動排產優化后下達生產指令到控制層的生產設備，同時生產任務在MES的質量管理模塊、設備管理模塊、生產管理模塊、成本管理模塊生成生產方法與人員指令。控制層的設備按照MES生產指令執行生產，同時將生產執行過程中的生產狀態與生產結果反饋給MES，MES再將生產結果返回ERP，完成一個生產任務的完整閉環管理。蒙牛智能制造實施技術路線如圖1所示。

圖1 蒙牛智能制造實施技術路線

4　項目特點

蒙牛智能制造項目以訂單生命周期管理為主線，以質量、成本、效率為核心，通過MES實時采集生產數據并監控設備運行狀態、自動生成生產報表，實現生產過程自動分析、自動轉序、自動控制、自動報工，從而驅動自動化和信息化的深度融合，實現企業資源規劃ERP、生產制造執行系統MES、質量實驗室管理系統LIMS、智能倉儲物流系統WMS、能源管控系統EMS等全面集成和互聯互通。具體方案包含以下五個方面：

4.1　質量控制自動化

所有檢驗數據通過LIMS系統集中管理，該系統將檢驗和質量控制有機結合，實現了質量控制自動化、檢驗流程標準化、檢驗記錄無紙化、數據采集自動化，并持續對該系統進行優化。同時，通過采用物聯網技術，依托LIMS系統，實施終端二級追溯項目，打造全鏈條信息化的產品控制和追溯系統。

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采集、無線傳輸、數據存儲、互聯網技術等將全國各生產工廠的能源數據匯總到能管中心平臺進行展示和集中管理，實現對全國工廠的分區域、分品項、分產品的能耗成本計算、實時監控、自動統計分析功能開發，為節能挖潛、優化排產提供技術支持。

4.3　產品研發智能化

引入PLM系統，實現新產品的需求、研發、測試以及推廣的管理。

4.4　生產制造過程自動化

生產制造涵蓋擠奶、收奶、殺菌、灌裝、包裝、碼垛、出入庫等過程，實現自動化。擠奶采用全自動機器人擠奶系統，使牧場主擺脫了繁重而瑣碎的常規擠奶事務；收奶、殺菌過程通過PLC對所有泵和閥及單機控制，實現牛奶按工藝控制參數自動流轉，達到牛奶殺菌的安全控制，實現產品追遡可查，同時設備運轉參數自動記錄，便于追溯；灌裝生產線設備通過對流量傳感器自動檢測、穩定灌裝，實現全自動精準、無菌灌裝；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，實現自動開箱、裝箱、封箱、碼垛等功能，提高生產效率，降低勞動強度；出入庫集成了多軸機械手、AGV、RGV、空中懸掛、堆垛機、碼型線、輸送機、環形穿梭車等自動化設備，實現產品精準定位，先進先出，提升產品出入庫的速度和能力。

4.5 物流智能化

立體庫全自動堆垛機、環穿小車和系統的關鍵工序設備均引入高自動化程度的裝備，采用多種智能功能部件和統一的標準通訊協議實現設備智能功能，配合WMS系統實現數據自動采集，部分設備實現與WMS系統的雙向交互與控制，產品運輸過程中對車輛的位置和產品溫度進行全時監控。依靠物聯網技術，實現全國庫房帳務遠程監控管理功能。

5　項目效益

蒙牛通過推行智能制造，為企業帶來了改變和收益，具體體現在以下方面：

（1）財務結賬的速度提升50%以上；

（2）生產效率提升20%以上；

（3）全程數字化自動采集、監控，實現數據異常及時預警；

（4）系統化精細化成本管控，實現在線監控自動核算，運營成本降低20%；

（5）系統化自動排產，快速響應、滿足市場柔性化需求；

（6）全產業鏈實現質量一鍵追溯；

（7）質量檢測實現自動化和信息化，產品不良品率降低20%以上；

（8）能源管理實現智能化，能源利用率提升11%；

（9）生產過程報表優化33%以上；

（10）人員勞動生產率提升20%以上。

6　項目意義

蒙牛的智能制造通過整體規劃、分步實施、效益優先、重點突破的原則，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運營體系WCO相結合，建設基于精益化的智能化工廠。目前蒙牛已經成功建成了高科工廠、金華工廠2個乳制品智能化工廠，在此基礎上，蒙牛規劃在2020年建設完成8個乳制品智能工廠。

蒙牛智能制造項目將為乳制品行業從傳統制造，向數字化、自動化和智能化轉型提供經驗借鑒：一是建立生態共贏圈，推動產業鏈升級。縱觀當前乳制品行業的發展，企業彼此依存度與日俱增，需協同發展，共同進步。蒙牛的智能制造項目與上下游合作單位建立了生態共贏圈，發揮各家所長，共同完成乳制品產業鏈上的智能化建設。此外，針對乳制品的前處理和灌裝環節被國外先進廠商壟斷，蒙牛與國內產業鏈組成聯合體，推廣使用國產乳品包裝設備，有利于推動實現乳品制造完全自主知識產權的進程，為行業樹立標桿、填補空白、建立標準，引導行業的智能化建設。二是對《中國制造2025》規劃智能制造戰略從模型到實踐模式，從理論到實際，為行業提供可借鑒的經驗。蒙牛智能制造的探索和實踐得到了國家的認可，入圍了工信部兩化融合貫標企業、工信部智能制造示范試點單位以及2016年智能制造綜合標準化與新模式應用重點支持單位。蒙牛將以此為契機，根據國家智能制造發展戰略及示范試點的統一部署，牽頭制定好乳制品行業的智能制造標準，盡快形成乳制品領域成熟的智能制造發展經驗和模式，從而推動乳制品行業智能制造的建設。

精彩對話

內蒙古蒙牛乳業（集團）股份有限公司常溫事業部生產管理中心負責人韓建軍

自動化博覽：蒙牛在乳制品制造全鏈條的自動化升級上取得了哪些成果？

內蒙古蒙牛乳業（集團）股份有限公司常溫事業部生產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程。通過對乳制品制造全鏈條的自動化升級，為乳制品行業培養了3家國內頂級乳制品自動化裝備供應商，打破了進口供應商壟斷高難度乳制品自動化供應商的歷史。

自動化博覽：您認為食品飲料行業對自動化技術的發展提出了哪些新的要求？

韓建軍：目前，食品飲料行業身處中國工業轉型升級的大潮中，正迎來發展的黃金期，自動化設備替代人工操作不斷加快，自動化技術、機器人技術、信息控制技術的不斷迭代提升，為食品飲料行業提供了新的增長動力。食品飲料行業已形成了較好的自動化基礎，自動化控制類、驅動類、檢測類產品已在其生產包裝中得到廣泛應用。隨著行業發展不斷改進升級，自動化技術也將持續升級。

食品飲料行業屬于快消品行業范疇，品類變化快，產品更新快，近幾年一直保持著持續的增長,本行業發展帶動食品加工和包裝機械制造業同步高速發展，并且也提出了更高的自動化需求。尤其電商產品、新零售產品銷售渠道不斷拓展，消費者定制化銷售需求的持續增長，食品飲料行業的自動化制造及自動化包裝出現了新的特點，包裝形式的日益多樣化對包裝設備的自動化提出了更高要求。一方面，隨著中國社會發展，低端勞動力日益短缺，勞動密集型生產模式越來越困難，招工和人員管理成為難點，需要不斷提升生產過程自動化水平，通過對核心生產設備及罐、管、泵、閥的自動化集中控制代替原有的人工現場手動操作成為普遍趨勢，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化設計主要依賴于進口供應商提供，需要國內的自動化技術公司提高核心技術能力，滿足國內食品飲料行業發展需求；另一方面，同一條生產線需要滿足多種規格產品生產，包裝形式隨時切換，要求自動化包裝應滿足柔性化兼容能力。因此，未來需要食品行業內同仁與機械制造業從業精英共同努力，推動自動化技術驅動，提升行業的國際競爭力。

自動化博覽：請您簡要分析下我國乳制品行業的發展現狀及未來趨勢。

韓建軍：中國乳制品行業起步晚、起點低，從1997年開始進入高速增長階段并發展迅速。乳業發展歷經20余年，從市場為王時代（1999-2008年）到奶源為王時代（2008-2016 年）再到現如今的全產業鏈整合能力為王時代（2016年-迄今）。在第四次工業革命的浪潮中，疊加2017年消費復蘇，行業龍頭的前期布局開始受益，行業在酸奶等更符合消費升級的品類帶動下逐步復蘇。

未來，乳制品行業的發展趨勢將呈現五個方面，一是宏觀環境促進消費的增長。根據《全國奶業發展規劃（2016 年～2020年）》，我國人均乳制品消費量僅為世界平均水平的三分之一、發展中國家的二分之一。隨著城鄉居民收入水平提高、城鎮化推進和二胎政策的實施，奶類消費仍有較大增長潛力。二是行業市場集中度會進一步提高。《中國奶業質量報告 2017》數據顯示：2016 年末，中國規模以上乳制品加工企業（年銷售額 2,000 萬元以上）627 家，比 2008 年減少 100 余家，銷售額排名前 15位的乳制品加工企業銷售額為 1,794 億元，約占全國銷售總額的 53.9%。三是產品創新、大單品成為企業主要利潤來源。以大單品為主的產品結構成為行業發展趨勢，大單品作為乳企的重要利潤來源，可為企業提供穩定的現金流、降低銷售費用、提升品牌價值等。消費群體以95后/新中產成為消費主力，這部分人愿意為“美的、貴的、樂的、快的”買單，消費習慣更注重“個性化、健康化、職能化、重顏值”。四是銷售渠道多元化。對于乳制品銷售而言，銷售渠道一般分為現代渠道、傳統渠道、特殊渠道、電商渠道。現代渠道主要包括商場、便利連鎖、購物中心等其依靠可標準化的核心經營要點，迅速復制和擴張形成連鎖規模化，并在供應鏈中日益獨顯強勢地位，“互聯網+”時代網購市場增長強勁，新零售異軍突起。五是農村市場消費潛力巨大。當前農村人口開始回流，三四線城市的人口規模是一線城市的6 倍左右，三四線小鎮青年崛起，這部分人群品牌意識增強，購買力提升、內心渴望高端生活、追求適度個性化。所以，三四線城市及農村鄉鎮市場將成為未來乳制品銷售的新增長點。

摘自《自動化博覽》2019年4月刊