02　乳制品智能制造試點示范——內蒙古蒙牛乳業（集團）股份有限公司

一、項目實施背景與狀況

伴隨著乳業新時代的到來，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、柔性化和智能化對企業提出了新的要求。同時，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，對于當前所面臨的種種問題，結合內蒙古蒙牛乳業（集團）股份有限公司（以下簡稱“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。

蒙牛智能制造實現了四個層次的融合貫通：在管理戰略層，應用商務智能（BI）進行科學分析和決策；在戰術層，應用“企業資源計劃-企業管理解決方案”（ERP-SAP）對企業的“人、財、物”等資源進行管理；在執行層，應用制造執行系統（MES）對生產、質量、設備、能源、物流等方面實現數字化管理；在采集層面，應用機器人、智能儀表、可編程邏輯控制器（PLC）、傳感器等技術實現自動化生產。蒙牛智能制造的實施，將在現有智能化的基礎上，打破信息孤島，實現互聯互通，建立智能化能源管控系統、自動化灌裝、自動化包裝、ERP系統、智能化質量管控系統、智能化立體庫等，從而提升生產效率及能源利用率，降低運營成本與不良品率，縮短產品研發周期，進而推動行業的整體建設，實現傳統乳品行業向智能化轉型。

二、項目主要實施內容

（一）蒙牛智能制造范疇

蒙牛在實施智能制造之前，詳細調查了執行層、管理層和決策層的業務需求，結合蒙牛卓越運營模式（MNWCO）將調查匯總的業務需求按照對成本、質量和效率的影響程度大小進行梳理、提煉，再進行優先級分析，從而確定了蒙牛實施智能制造的業務范疇。

（二）蒙牛智能制造系統架構

蒙牛智能制造系統架構如圖2-1所示，分為四大層級。

（1）控制層，包括傳感器、儀器儀表等設備自動化、PLC等程序標準化，以及通信數據標準化。

（2）執行層為事業部、工廠層面的MES，包括排產和生產、設備管理、過程質量管理、物料管控、倉儲物流、能源管理系統等。總部層面的MES負責生產績效、成品庫存、原奶庫存、資產效率、智能質量管控、智能能源監控等。

（3）管理層運用ERP等系統統籌規劃管理，如智模（Llamasoft）、PLM、供應商關系管理（SRM）、客戶關系管理（CRM）、項目管理（PM）系統等。

（4）決策層將ERP分析匯總的經營管理分析報告推送至決策層的BI系統，決策層基于推送報告，判斷企業的經營管理狀況，對管理進行科學決策。

以上這四層系統架構結合工廠自動化，形成了蒙牛的智慧工廠架構（見圖2-2），即管理業務橫向互聯、制造業務縱向集成、數據信息互聯互通。蒙牛有56個工廠，各個工廠的管理業務必須實現橫向互聯、數據共享，在統一平臺上進行管理，實現系統間的互聯互通、合理安排生產。同時，制造業務從產品全生命周期的角度來說，設備層、執行層、管理層和決策層實現縱向集成，自下而上傳遞信息，同時將經營管理決策的信息流向下傳達；在這兩個層面的基礎上，打通信息孤島，使所有數據能夠互聯互通。

（三）蒙牛智能制造技術路線

1.生產自動化、智能化（見圖2-3）

生產自動化、智能化包括擠奶、收奶、殺菌、灌裝、包裝、碼垛、出入庫、物流和市場終端。每一個部分的自動化升級改造都納入了蒙牛的智能制造藍圖。

擠奶采用全自動機器人擠奶系統，通過自動擠奶使牧場主擺脫了繁重而瑣碎的常規擠奶事務；收奶、殺菌過程的自動化，通過PLC對所有泵、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，實現產品追溯可查，設備運轉參數自動記錄并便于追溯；灌裝、包裝和碼垛自動化包括灌裝設備通過流量傳感器自動檢測穩定灌裝流量，實現精準灌裝系統和無菌灌裝系統自動化；包裝及裝箱利用PLC系統和機器人全方位模仿人工為基礎，實現自動開箱、裝箱（機器人）、封箱、碼垛等功能，提高生產效率，降低勞動強度。出入庫的自動化方面，集成了多軸機械手、自動導引車（AGV）、有軌制導車（RGV）、空中懸掛、堆垛機、碼型線、輸送機、環形穿梭車等自動化立體庫能夠用到的90%以上的設備類型，提升產品出入庫的速度和能力。物流自動化方面，引入了全球定位系統（GPS）對車輛的位置和溫度變化等重要指標進行適時監控。市場終端方面，產品的包裝盒上采用二維碼技術，通過手機終端等智能工具掃碼，直接獲取產品信息。

通過將這些生產環節中的先進的局部自動化和信息孤島進行互聯互通，也就是將市場需求轉化成為采購供應計劃、物流運輸的決策依據，對計劃執行過程中的生產、供應、質量、設備、成本等要素進行管控和協調，處理計劃變更，使生產能夠高效、有序、低成本地運行。對整個過程中的質量、財務相關指標的執行情況進行匯總和分析，為管理層提供決策支持，使整個過程實現無縫連接，達到智能制造的目的。

2.質量體系信息化、智能化（見圖2-4）

質量體系的信息化包括產品質量一鍵式追溯和質量檢測自動化、信息化。通過生產設備及檢測設備的自動化與信息軟件集成，實現質量數據自動上傳、自動判定轉序、預警提示、一鍵追溯等功能，為科學的質量管理提供保障和支持。

利用信息化系統結合自動數據采集技術，通過產品賦碼、讀碼、信息關聯，形成從原料、半成品、成品到銷售終端的全鏈條的“端到端”的關聯關系，隨時可以查詢物料走向和狀態情況，實現質量報告自動生成，產品質量一鍵追溯，使全鏈條的食品安全管控實現線上控制，信息及時準確傳遞，杜絕人為失誤。

蒙牛具備中國合格評定國家認可委員會（CNAS）的認可證書，認可領域涉及乳與乳制品、冷凍飲品、生活飲用水、糖、食用香精、食用香料、果葡糖漿7個領域。認可項目包含理化、微生物、農殘、獸殘、污染物、毒素、微量元素、重金屬、食品添加劑九大類，共78個項目。這標志著蒙牛實驗室具有較高的檢測能力，其檢測結果具有國際互認資質。

3.智能能源管控（見圖2-5）

實現能源計量數據的實時監控、自動數據采集、自動匯總分析功能，解決了能源統計手工抄表、手工統計分析造成的統計分析滯后、節能措施無法有效衡量的能源管理問題。

（1）提供乳品行業能源精細化與標準化管理模型，創立乳業三級能管對標體系，合計100多項KPI，搭建150多條生產線、110類的單品單耗模型，為集團精細化管理提供依據。

（2）建立乳品能耗定額標準，填補乳業能源定額的管理空白。

（3）形成《智能化能源管控系統技術要求》，規定了智能化能源管控系統的能源計量器具達標配備率、現場數據采集點覆蓋率、現場自動控制系統覆蓋率等技術要求。

三、實施成效

智能制造的推行切實為蒙牛帶來了改變和收益。

（1）財務結賬的速度提升50%。

（2）人員效率提升6%。

（3）全程數字化自動采集、監控，實現數據異常及時預警。

（4）以系統化、精細化的成本管控實現在線監控自動核算。

（5）系統自動排產，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。

（8）能源管理實現智能化。

蒙牛實施智能制造的前后成效對比如表2-1所示。

四、實施經驗

（一）聯合標準化研究院，建立智能制造行業標準

智能制造，標準先行。由于智能制造在國內外都是新生事物，行業內并無現成標準可以參照，各家企業在推行智能制造時也是“八仙過海，各顯神通”，存在很多重復建設和系統間的不兼容問題，因此，聯合國家標準化研究院制定標準、規范行業，就顯得非常必要。蒙牛在推行智能制造時聯合工信部電子標準化研究院，提煉總結蒙牛推行智能制造的良好實踐經驗，形成了以下三套標準，為行業推行智能制造提供參考和借鑒。

1.《智能化能源管控系統技術要求》的主要內容

（1）計量儀表配備率及性能要求：儀表具備數據讀取、數據記憶、數據遠傳等功能。

（2）數據采集正確、實時。

（3）遠程控制的正確性、數據傳輸的準確率、歷史數據的完整性。

2.《乳制品智能工廠車間運行管理要求》的主要內容

根據智能乳制品工廠/車間的特點，做到網絡及通信暢通，將生產過程SCADA采集數據與MES的生產訂單數據互聯互通，從而達到工廠/車間數據可按需追蹤，同時做到將MES數據與ERP系統數據交互，并通過BI進行報表分析，提供更精準的決策依據。

3.《乳制品實驗室信息化規范》的主要內容

將《CNAS17025實驗室管理體系》融入實驗室信息化管理，從檢驗儀器連接、檢測數據自動上傳、原始記錄電子化、檢驗報告自動生成、檢驗方法實時配置、質量控制計劃自動實施等角度進行規范，形成乳制品實驗室信息化系統建立、應用和管理的技術指導標準，全面解決實驗室檢測自動化和信息化應用標準的欠缺，提升實驗室檢測管控智能化水平，成為各行業檢測實驗室實現自動化和信息化的指導依據。

（二）蒙牛MNWCO

蒙牛在追求智能制造的道路上不斷總結、不斷提煉，逐漸形成了一套完整的卓越運營模式，蒙牛稱之為MNWCO。MNWCO包括十二大支柱：奶源管理、研發管理、市場管理、采供管理、計劃管理、物流管理、資產管理、TQM、PCM、EHS能環管理、IOP管理、銷售管理。每一個支柱都總結、對標了世界標桿管理模式，形成了一套集實用性和推廣性為一體的卓越運營管理模式。MNWCO無論對蒙牛內部還是對行業都具有很強的指導意義。

（三）建立生態共贏圈，推動產業鏈升級

在行業快速發展的今天，企業的彼此依存度與日俱增，作為產業鏈的一環，很難獨善其身，必須協同發展、共同進步。因此，蒙牛的智能制造不是閉門造車、獨自建設，而是與上下游25家戰略合作伙伴建立生態共贏圈，組建聯合體，發揮各家長處，共同完成乳制品全產業鏈上的智能化建設。

由于乳制品的前處理和灌裝技術被國外先進廠商壟斷，蒙牛與國內產業鏈上的企業組成聯合體，推廣使用國產乳品包裝設備，有利于推動積累乳品制造的知識產權的進程，尤其是在乳品無菌灌裝及低溫產品灌裝方面與國際接軌，樹立標桿，填補空白，建立標準，引領行業的智能化建設。

（溫永平、韓建軍　供稿）