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內(nèi)蒙古呼和浩特南郊，和林格爾經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。在蒙牛整潔明亮的質(zhì)檢實(shí)驗室里，張慧萍身著白大褂，頭戴無菌帽，一絲不茍地查看著各種檢測儀器和樣品。

“在蒙牛，質(zhì)檢已經(jīng)發(fā)生了天翻地覆的變化。工作更輕松，效率和準(zhǔn)確性卻大大提高了。”她笑著說，“比如，在過去，檢測數(shù)據(jù)全靠人工抄錄。加班加點(diǎn)到手酸眼花是常事。而現(xiàn)在只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)就能搞定。”

不僅是張慧萍，整個蒙牛都經(jīng)歷著一次大蛻變。這個乳業(yè)巨擎正逐步打造智能、高效的數(shù)字化工廠，引領(lǐng)“乳業(yè)4.0”的新浪潮。

1999年，蒙牛創(chuàng)立于呼和浩特市一間53平米的破舊出租屋里。當(dāng)年的小作坊已經(jīng)一躍成為當(dāng)今中國乳制品龍頭企業(yè)，集奶源建設(shè)、乳品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體。

從牧場上奶牛產(chǎn)奶到生產(chǎn)線上的一罐罐成品，蒙牛的生產(chǎn)流程既龐雜又精細(xì)。隨著企業(yè)高速發(fā)展，不斷增加的產(chǎn)量和嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)給質(zhì)檢人員帶來沉重的壓力。蒙牛早已意識到傳統(tǒng)依靠人工的質(zhì)檢方式已無法滿足需求，急需向數(shù)字化系統(tǒng)升級。而蒙牛與西門子的合作也由此駛?cè)肓丝燔嚨馈?/p>

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數(shù)字：乳制品生產(chǎn)的新原料

質(zhì)檢人員掃碼原奶樣品。每一個樣品都有的”信息，便于監(jiān)控和追溯。

2013年，蒙牛通過西門子Simatic IT Unilab平臺開始實(shí)施實(shí)驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）。至2015年，系統(tǒng)已全面上線，覆蓋蒙牛遍布全國的34個生產(chǎn)工廠實(shí)驗室和兩個研發(fā)型中心實(shí)驗室。

從原料入庫、加工，再到出廠流通，一包牛奶要經(jīng)過35個工序和105個檢測環(huán)節(jié)，才能最終放心到達(dá)消費(fèi)者手中。這整個過程中，LIMS以一雙“火眼金睛”對所有原料、半成品和成品的“身份”進(jìn)行驗證，并將它們的信息完整儲存。

在以前，質(zhì)檢人員需要將檢測結(jié)果抄錄在紙質(zhì)的原始記錄單上，再按照公式進(jìn)行計算，人工判定樣品是否合格。海量數(shù)據(jù)的錄入、匯總、統(tǒng)計和分析報表也都依靠人工操作。而現(xiàn)在，檢測儀器與LIMS高度集成。質(zhì)檢人員只需掃描樣品上的條形碼，完成檢驗后，數(shù)據(jù)就會自動采集、傳輸?shù)絃IMS，并根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自動計算與判定。這不僅減少了人員的工作量，還避免了人為因素造成的誤差，使質(zhì)檢更科學(xué)、精準(zhǔn)和高效。

通過LIMS，蒙牛實(shí)現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈的質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯。對于每一個批次的產(chǎn)品，如有任何質(zhì)量問題，都能追溯到原奶接收、入倉、前處理、灌裝、包裝、入庫等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。如此智能的全供應(yīng)鏈管理能保證每個成品都如經(jīng)過了特種的千錘百煉一般，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

據(jù)統(tǒng)計，蒙牛通過LIMS實(shí)現(xiàn)了約1400種質(zhì)檢方法的電子記錄和計算，90%以上的檢測數(shù)據(jù)能自動采集并上傳至LIMS。各類檢驗所需的時間因此節(jié)省了10%-25%。由于LIMS的使用，質(zhì)檢流程中的冗余步驟也大大簡化，效率提升了15%以上。

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軟實(shí)力、硬道理

西門子全集成自動化解決方案應(yīng)用在蒙牛工廠的生產(chǎn)線上

數(shù)字化工廠離不開軟件系統(tǒng)這樣的“金頭腦”，也需要智能硬件這樣的“鋼筋鐵骨”。在蒙牛，西門子全集成自動化解決方案（TIA）為生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行做出了重要貢獻(xiàn)。

在前處理滅菌環(huán)節(jié)中，西門子可編程邏輯控制器（PLC）通過對泵閥和乳品液體流量的控制，對液體的溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行精確調(diào)控。此外，西門子流量計也廣泛應(yīng)用在灌裝機(jī)、殺菌機(jī)、鍋爐房等設(shè)備上，用于測量純水和軟水的流量。在灌裝生產(chǎn)線上，灌裝盒的精確定位、液體的流量和灌裝容量等也都由西門子PLC控制，通過1LG0電機(jī)驅(qū)動。工作人員通過西門子HMI人機(jī)界面查看系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，并下達(dá)命令。

包裝完成后的一箱箱成品通過傳送帶運(yùn)送給碼垛機(jī)器人。西門子PLC對傳送速度和轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制，并及時向碼垛機(jī)器人發(fā)送任務(wù)信號，保證貨物整齊快捷的碼放，并迅速轉(zhuǎn)入立體倉庫。

蒙牛的立體倉庫已經(jīng)真正實(shí)現(xiàn)了全自動化物流。通過西門子PLC的智能控制，靈活的堆垛機(jī)能從位置精確地存放或抓取貨物。倉庫旁的軌道上有序運(yùn)行著一輛輛運(yùn)貨小車，它們相互之間能保證一定的安全距離，不會“追尾”或“撞車”。各設(shè)備利用Profibus現(xiàn)場總線進(jìn)行通訊。同時，憑借強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能，Simatic WinCC將倉庫的大量運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔。

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蒙牛工廠前處理生產(chǎn)線

“工業(yè)4.0”的美好愿景正深刻影響著各行各業(yè)，而蒙牛在乳制品行業(yè)*提出“乳業(yè)4.0”理念，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。

蒙牛希望未來工廠實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)（PLM）、ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、生產(chǎn)自動化、物流自動化這5大系統(tǒng)的互聯(lián)互通。這樣才能優(yōu)化整條產(chǎn)業(yè)鏈，這也是實(shí)現(xiàn)‘乳業(yè)4.0’目標(biāo)的基礎(chǔ)。

在未來的工廠，各大系統(tǒng)能互相對話，不同層級的管理系統(tǒng)能自我學(xué)習(xí)，合理安排工藝流程，定制生產(chǎn)個性化產(chǎn)品，并能對生產(chǎn)設(shè)備的健康狀況提前診斷。質(zhì)量檢測系統(tǒng)也能在生產(chǎn)過程中就提前預(yù)警。

可以想象，未來當(dāng)蒙牛工廠接收到顧客個性化產(chǎn)品訂單之后，ERP系統(tǒng)將自動把顧客需求發(fā)送給研發(fā)部門，并通知各相關(guān)部門做好準(zhǔn)備。研發(fā)部門將研發(fā)成果和對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求通過MES傳遞給生產(chǎn)部門，而MES也將所需要的特殊材料的信息匯總給供應(yīng)商。之后MES下達(dá)生產(chǎn)訂單，并調(diào)動生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)?，F(xiàn)場自動化設(shè)備高度協(xié)同，通過標(biāo)準(zhǔn)化的控制，支持柔性生產(chǎn)。源源不斷的海量數(shù)據(jù)在各級系統(tǒng)之間暢通流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)資源效率最大化，并保證產(chǎn)品的高質(zhì)量。

一批批定制的乳制品最終通過高效物流系統(tǒng)到達(dá)消費(fèi)者手中。在此之前，消費(fèi)者可以通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控訂單已經(jīng)進(jìn)展到哪個步驟，何時可以收貨?！?/p>

這樣的場景也許將很快從遙不可及的夢想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。而在邁向未來數(shù)字化工廠的道路上，蒙牛正攜手西門子