飞鹤乳业智能化工厂

2016-07-08新闻资讯

在工信部装备司公布的2016智能制造的144个入选项目中,食品行业有四个,包括:内蒙古伊利实业集团股份有限公司的乳品智能制造新模式示范项目,内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司的乳制品智能工厂(流程型)新模式应用,重庆光大集团乳业股份有限公司的16万吨乳制品加工全流程智能化车间建设,黑龙江飞鹤乳业有限公司的飞鹤乳业婴幼儿奶粉智能化工厂建设项目。说来也是奇怪,居然全都是乳业项目。

为了给传统食品行业升级智能制造提供有益借鉴,本文特别选取其中自动化应用资料最全面的飞鹤乳业为代表,让大家一睹乳业智能化工厂建设的奥秘。(以下资料来源于网络)

项目目标与实施原则

飞鹤智能制造项目以建设全面可追溯与生产安全监控系统,实现全产业链食品安全管理体系为主线,目标是力争打造、建立婴幼儿乳制品行业的首个自动化控制与信息采集、可查询、可交互的全产业链食品安全管理体系,并成为首家为用户提供可了解并参与产品全产业链追溯、质量检测信息和奶源信息公开的网络平台的企业,更努力实现乳制品行业第一家数字化、智能化管理集团企业。

智能生产系统

1)工厂智能化总体设计模型

飞鹤乳业工厂智能化包含四个大的方面,如图所示:

智能制造 食品

(1)生产线智能化

引入国际最先进的智能自动化生产线,实现生产过程自动化。引入自动化加工设备、智能化生产设备、智能系统软件,并保证所有生产车间,生产环节均可联网,可以随时调取生产任务,生产数据能及时上传。

(2)生产执行过程管控智能化

建设全面的生产执行过程控制系统,严格管控每一个生产环节,主要包括:生产计划排程(ERP、MRP2系统),包装智能化(自动赋码及采集系统),仓储物流数字化(SCM系统),质量检测自动化(LIBS系统), 各系统之间通过BI数据集中管理平台进行数据集中及数据交互,实现生产全过程的智能管控。

(3)生产数据采集智能化

对基础数据进行全面智能采集,生产物料、半成品、成品均有唯一身份识别码“二维码”,使用工业采集器对生产数据进行全面采集,全程掌握最为精准的基础数据资料。采用GE中控联网,能够实时监控生产环节各项指标数据;对生产现场进行全面监控,及时发现生产环节中出现的故障,并能实时报警,方便第一时间进行排查。

(4)仓储与物流智能化

建设自动化立体仓库及智能仓储管理系统,实现自动仓储,库存自动监控;对所有物料,半成品的领用、投料、出入库都进行电子扫码操作,保证数据的精确性及完整性;对来源及半成品进行统一编码处理,方便自动化管理及物料核算。

2)系统运行情况

飞鹤乳业各工厂智能生产系统上线后,生产效率有了极大的提高,甘南、龙江工厂日产量突破200吨,克东工厂突破100吨,产品包装合格率达到99.999%,市场上产品质量检测合格率为100%。飞鹤生产智能化的实施为飞鹤全产业链及飞鹤坚持生产一贯好奶粉的承诺提供了坚实的基础。

3)工程设计模型

飞鹤工厂智能化工程建设分多阶段逐步完成,由多家乙方公司与飞鹤乳业各工厂共同完成项目建设。

智能制造 食品

飞鹤工厂智能化工程设计模型

4)工艺流程及布局模型

飞鹤生产工艺流程及布局如图所示:

智能制造 食品

飞鹤工艺流程布局模型

围绕飞鹤全产业链,飞鹤乳业打造了基于全产业链可追溯体系的先进生产工艺流程,建立全局生产控制中心,通过ERP系统下发生产计划,通过MES系统进行生产过程全面监控,包括设备状态监控、生产状态监控、生产统计、生产防错、物料调拨及用量监控、自动仓储等,对生产全过程进行严格的质量管控,保障产品出厂100%合格。

5)系统模型模拟仿真情况(牛奶干燥过程系统仿真)

为提高牛奶液体干燥的速度,质量,提高牛奶液体转变为成品的生产效率,需要一套稳,准,快的控制系统。

智能制造 食品

乳化物干燥器干燥原理图

数据采集系统

1)数据采集系统建设及使用情况

飞鹤生产自动化从奶源开始,渗透到工厂生产的各个环节,具体数据采集系统结构如图所示:

智能制造 食品

飞鹤数据采集系统结构图

飞鹤打造全产链追溯体系包括消费者追溯、对婴幼儿奶粉生产过程进行重点KPI预警监控及企业内控管理体系建设,同时对生产工厂实施生产线自动化改造及码源建设,对所有半成品、成品进行统一编码赋码管理,并采用工业扫码设备,有效进行数据的自动化采集,实现了自动赋码,自动扫描,原料码、单品码、箱码、垛码、消费者积分码的相互关联,为工厂生产自动化提供了最精准的数据信息。

2)智能赋码系统自动控制及运行情况

(1)飞鹤自动化生产赋码系统

智能制造 食品

赋码生产示意图

(2)赋码功能块

赋码系统功能块流程如图所示:

智能制造 食品

智能制造 食品

智能制造 食品

功能块流程图

(3)飞鹤自动化采集关联系统功能介绍,扫描关联

智能制造 食品

扫描关联系统示意图

(4) 扫描关联功能块

扫描功能块流程如图所示:

智能制造 食品

功能块流程图

3)工厂质量监控

计量管理通过上传到ERP系统的计量数据占全部计量数据的比例为90%,上传到信息系统的检化验数据占全部检化验数据的比例为100%,上传到信息系统的质量检测数据占全部质量检测数据的比例为100%,实现自动采集的质量检测数据占全部质量检测数据的比例为80%。

信息网络系统

1)飞鹤乳业信息通讯与网络系统架构

为支撑飞鹤乳业集团各工厂高度自动化、智能化的生产要求,提高飞鹤基础网络服务水平,企业已陆续投入2000多万元资金用于信息通讯及网络信息化建设。

飞鹤信息网络系统架构如图所示:

智能制造 食品

飞鹤网络系统架构图

2)飞鹤数据库设置及数据仓库建设

飞鹤数据库及数据仓库逻辑上分为以下三层结构:如图所示:

智能制造 食品

飞鹤数据库配置及建设情况

3)飞鹤安全保障体系建设

为全面保障飞鹤集团总部,各工厂及生产事业部网络及数据信息安全,飞鹤建立了完善的安全防护体系,多方面多维度对集团信息安全进行全面保护,保障工厂智能化生产及生产数据安全,飞鹤安全保障体系如图所示:

智能制造 食品

飞鹤乳业安全保障体系架构图

企业制造执行系统(MES)

智能制造 食品

飞鹤MES自动化制造执行系统架构图

资源计划管理系统(ERP)

飞鹤乳业信息化系统建设包括基础级、应用级、内部管理系统和数据分析系统,其中基础级有OA协同办公系统、E-mail、电话;应用级有EMP客户关系管理系统、E-HR人力资源管理系统、DMS订单管理系统、SCM赋码系统、视频会议;内部管理系统有、ERP企业资源规划系统、NC财务管理系统BI数据整合、分析系统。

智能制造 食品

飞鹤ERP系统实施

智能制造 食品

数据仓库与数据整合体系