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數(shù)字化轉(zhuǎn)型是個范圍很大的話題，為了細化痛點并結(jié)合乳制品企業(yè)管理現(xiàn)狀，避免講空話，本次我們就聚焦在工廠生產(chǎn)管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型上。

經(jīng)驗證，總體來說乳制品企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)自動采集，生產(chǎn)計劃管理， 作業(yè)執(zhí)行管理，生產(chǎn)標準管理，過程質(zhì)量管理， 生產(chǎn)追溯管理，物料流轉(zhuǎn)管理，設(shè)備運行管理，生產(chǎn)績效管理，以及 ERP/WMS/LIMS 集成等功能，對下與自動化系統(tǒng)、控制 PLC，稱量設(shè)備及過程儀表等進行互聯(lián)，實現(xiàn)了 IT 與 OT 的融合，實現(xiàn)前處理、灌包裝等環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和設(shè)備運行數(shù)據(jù)的實時獲取、監(jiān)控分析和全程追溯，對上與原奶、ERP、WMS、LIMS、 包裝追溯等系統(tǒng)集成協(xié)同，進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交互。以此奠定智能制造平臺基礎(chǔ)，成為集團數(shù)字化、智能化目標實現(xiàn)的有力支柱。

系統(tǒng)藍圖

通過梳理各業(yè)務(wù)部門及管理層的需求， 結(jié)合乳制品企業(yè)現(xiàn)狀并與系統(tǒng)功能的匹配，羅克韋爾自動化首先規(guī)劃了集團及中央工廠的系統(tǒng)規(guī)劃藍圖，以界定系統(tǒng)功能和范圍，各司其職，減少功能重合和重復投資，實現(xiàn)生產(chǎn)全過 程追溯化 ；生產(chǎn)調(diào)度智能化 ；現(xiàn)場操作合規(guī)化 ；生產(chǎn)過程透明化 ；和生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中化。

本次我們介紹以 MES 為核心的企業(yè)“數(shù)字化”轉(zhuǎn)型需求和方案。

以下會從常見的生產(chǎn)，質(zhì)量，設(shè)備，能源等四個乳制品企業(yè)核心部門需求與系統(tǒng)功能進行闡述，并從使用者角度講述數(shù)字化轉(zhuǎn)型對其工作方式和管理模式的影響 ：

生產(chǎn)部門：

涉及到 SCADA，ERP 和MES系統(tǒng)的集成使用。從收奶開始一直到成品入庫各個關(guān)鍵工藝段的管理，包括生產(chǎn)指令的下達， 物料的配料與核算，配方修改，標簽管理，啟動生產(chǎn)，生產(chǎn)指導，產(chǎn)出計算， 直到產(chǎn)生完整的生產(chǎn)報表等功能。

SCADA 能夠通過 HMI 界面實時顯示生產(chǎn)狀態(tài)和關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)，自動記錄并整理成生產(chǎn)報表 ； 

MES 系 統(tǒng) 通 過 接 受 從 ERP 發(fā) 送 的 工 單 和 BOM 信 息， 根 據(jù) SCADA 獲得的設(shè)備占用狀態(tài)，自動拆解并下發(fā)到各設(shè)備操作工位，并依據(jù)電子 SOP 合規(guī)生產(chǎn)，實現(xiàn)系統(tǒng)操作步序的防錯，生產(chǎn)完畢自動發(fā)送消耗信息給 ERP 報工 ；

在前處理投料和小料添加環(huán) 節(jié)，MES會依據(jù)配方進行工單校驗， 稱量復核校驗，并與前處理中控集成（投料口電磁閥控制）系統(tǒng)自動放行， 實現(xiàn)投料三重防錯 ；

三個系統(tǒng)的集成可以幫助生產(chǎn)部門提高溝通效率，生產(chǎn)信息透明化， 人員操作合規(guī)化，系統(tǒng)通過人、機、料、法、環(huán)等不同種類的數(shù)據(jù)再利用和數(shù)據(jù)分析，可以幫助客戶更好的指 定黃金批次標準，和質(zhì)量相關(guān)性分析，以穩(wěn)定產(chǎn)量和質(zhì)量，同時關(guān)聯(lián)到班組和操作工個人的績效考核指標評估，讓數(shù)據(jù)發(fā)揮更大的作用，實現(xiàn)數(shù)字化助力生產(chǎn)。

質(zhì)量部門 ：

關(guān)注食品安全與合規(guī)，包括質(zhì)量防錯、追蹤追溯和生產(chǎn)批記錄等功能。主要涉及實驗室信息管理系統(tǒng) (LIMS)， 全廠SCADA 系統(tǒng)和生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）使用和對接 ；

1、其中 LIMS 負責原奶接收檢驗， 半成品檢驗，成品檢驗和過程抽檢等實驗室相關(guān)流程管理 ；

2、SCADA 系統(tǒng)負責實時采集并記錄生產(chǎn)過程中所有質(zhì)量相關(guān)的工藝參數(shù)，通過關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)的閾值設(shè)定，實現(xiàn)實時的超限報警，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中工藝符合性追溯的及時性，改善原有通過保溫實驗結(jié)果或市場投訴尋找工藝缺陷點的不足；

3、MES 則負責質(zhì)量配方，檢測計劃，問題升級流程，生產(chǎn)中質(zhì)量相關(guān)點巡檢（移動端）與質(zhì)量放行，消息推送，作業(yè)指導，SPC 分析，質(zhì)量和生產(chǎn)電子批記錄等功能 ；

4、MES 系統(tǒng)的另一個主要功能 就是完成訂單生產(chǎn)過程中的追蹤追溯，根據(jù)工單號，記錄當批工藝配方， 操作步序，操作人員信息，當時的設(shè)備狀態(tài)，質(zhì)量過程參數(shù)，報警信息， 環(huán)境信息等數(shù)據(jù)完成正反追溯，實現(xiàn) “人、機、料、法、環(huán)”質(zhì)量管理。

通過三大系統(tǒng)的集成，可以幫助質(zhì)量部門實時了解生產(chǎn)狀態(tài)及過程質(zhì)量參數(shù)，異常預警及時處理，通過系統(tǒng)建立計劃并跟蹤檢驗結(jié)果，實時干預并回溯，以減少損失，提高質(zhì)量穩(wěn)定性和均一性。未來，利用已有的質(zhì)量數(shù)據(jù)還可以與企業(yè)的投訴系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，利用大數(shù)據(jù)分析，快速定位問題產(chǎn)品批次及當批的生產(chǎn)質(zhì)量信息，實現(xiàn)追蹤溯源。

設(shè)備部門：

主要涉及 SCADA，OEE，設(shè)備管理系統(tǒng)使用。

SCADA 可以實時采集設(shè)備運行參數(shù)，故障信息并報警記錄，通過故障信息采集，維修人員能夠及時獲取故障信息快速維修（實時短信提醒），通過故障維修時間計時，提高維修的效率，也為未來人員績效考核提供依據(jù) ；OEE通過SCADA采集到的灌裝設(shè)備數(shù)據(jù)實時計算整線或單機OEE，及手持終端實現(xiàn)實時OEE效率看板，操作人員能夠?qū)崟r掌握設(shè)備運轉(zhuǎn)效率及過程問題，再結(jié)合TPM方法進行有效的改善，使設(shè)備發(fā)揮生產(chǎn)效率 ； 

設(shè)備管理系統(tǒng)涵蓋了設(shè)備資產(chǎn)管理（設(shè)備臺帳、設(shè)備改造），設(shè)備維護管理（設(shè)備預防性管理），設(shè)備點巡檢管理（包括現(xiàn)場移動作業(yè)管理 系統(tǒng)），設(shè)備維修管理（設(shè)備知識庫）， 備品備件管理（與 ERP 對接），設(shè)備報表等功能模塊。

三個系統(tǒng)的集成可以為設(shè)備管理部門提供及時的設(shè)備動態(tài)和 OEE 分析結(jié)果，有重點的把脈瓶頸設(shè)備， 建立生命周期設(shè)備健康管理體系，從而減少停機時間和損失。

能源部門 ：

涉及 SCADA 和能源管理系統(tǒng)的使用。

SCADA系統(tǒng)通過通訊從前處理成套設(shè)備讀取已有能源數(shù)據(jù)，另外通過獨立PLC自動采集質(zhì)量流量計、源水表，純水表，軟水表，蒸汽表， 壓縮空氣表，電表等過程儀表數(shù)據(jù)， 實現(xiàn)計量牛奶、料液、水、蒸汽、壓縮空氣的過程使用數(shù)量，改變原來生產(chǎn)結(jié)束后倒推計算的方式。通過過程使用量能夠準確發(fā)現(xiàn)具體的損失點， 從而結(jié)合精益生產(chǎn)的方法進行快速改善，提升成本管理精度 ；

能源管理平臺通過從SCADA拿到的能源數(shù)據(jù)，可以實時查看當前值以及歷史曲線預警，自動生成能源報表（需量，耗量，趨勢 ）和預測曲線，同時通過與MES系統(tǒng)的交互，綁定前處理批次信息、產(chǎn)量信息， 碼垛機批次信息、品項信息等，以便實現(xiàn)單品項，單批次，單班組，甚至生產(chǎn)單瓶產(chǎn)品所需能耗，并根據(jù)計算換算成二氧化碳排放量從而形成企業(yè)標準，也為未來KPI指標的考核提供依據(jù) 。

以上從工廠使用者角度闡述了數(shù)字化轉(zhuǎn)型給他們帶來的改變， 通常來說數(shù)字化轉(zhuǎn)型會涉及到企業(yè)所有的部門，從生產(chǎn)部門到財務(wù)部門， 從員工到高層管理者都會用到這一系統(tǒng)，所以系統(tǒng)的成熟度就尤為重要。

方案成熟性

作為羅克韋爾自動化實現(xiàn)上述功能的核心解決方案 CPGSuite套件，其基礎(chǔ)平臺FactoryTalk Production Center( 簡稱 FTPC) 從軟件研發(fā)之初到如今已經(jīng)發(fā)展了 15 個年頭，10 個版本的更新，全球有上百家工廠，上千個用戶在使用此平臺，在食品飲料行業(yè)例如雀巢， 瑪氏，卡夫，芝華士，康尼格拉，恒天然，雅培，阿拉等全球客戶，和國內(nèi)乳制品客戶，例如貝因美，伊利， 味全等，尤其伊利項目申請的《乳品生產(chǎn)智能工廠試點示范》獲得了國家智能制造 2015 年智能制造試點示范項目及由 e-works 評選的 “2020年中國智能制造標桿工廠”的稱號。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型收益

以某品牌為例，羅克韋爾自動化從 2007 年開始與新西蘭乳制品集團合作部署 MES 試點工廠， 到如今已經(jīng)部署了 25 家子工廠，總體產(chǎn)量提高大約8%，實現(xiàn)生產(chǎn)全過程的追溯，并滿足出口法規(guī)的要求，另外MES的部署使得恒天然在生產(chǎn)，質(zhì)量，設(shè)備管理，KPI 指標計算、考核，工廠建設(shè)等的企業(yè)級標準化方面有了很大提升，也為其實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路邁了一大步。

總結(jié)

數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路并不易走，其中不乏實施失敗的案例，羅克韋爾自動化也總結(jié)出自己的建議供大家參考 ：

認清自我 ：理清現(xiàn)狀，制定目標，規(guī)劃優(yōu)先 ；

分布實施 ：試點為先，先易后難，標準先行 ；

堅定決心 ：領(lǐng)導帶隊，負責到底，部門協(xié)同 ；

跨行借鑒 ：跨行業(yè)借鑒經(jīng)驗和技術(shù)。