娃哈哈：以智能制造领跑饮料行业

□文/陈亮

娃哈哈：以智能制造领跑饮料行业

□文/陈亮

娃哈哈作为中国饮料行业的龙头企业，在自身发展壮大的同时也认识到，要打造饮料行业的“中国制造”典范，不仅仅要有最大的制造规模，还应该包括最高水平的制造管理，扎实打造饮料行业的设备管理体系。娃哈哈的“智能工厂”，从下订单到生产过程到产品溯源，实现真正智能化饮料制造。

陈亮 本刊编辑

目前国内的饮料生产线主要还处于单机自动化控制状态，实现整线的集中控制较少，尚未实现从ERP订单到生产、再到发货物流的一体化管控的真正智能化饮料制造。

杭州娃哈哈集团作为饮料行业的龙头企业和中国食品饮料行业的典型代表，具备较强的饮料产品研发能力，同时具备一定的智能化设备设计与制造能力，率先建立食品饮料行业的智能生产试点，除能有效提高生产线的产能、工作效率，提高产品品质外，还对行业具有典型的示范带动效应。

食品饮料流程制造智能化工厂项目，是娃哈哈集团践行“中国制造2025”的战略部署，针对食品饮料行业特点，结合娃哈哈全国性集团化管理特点，通过信息技术与制造技术深度融合，来实现传统食品饮料制造业的智能化转型。该项目以企业运营数字化为核心，结合“互联网+”的理念，采用网络技术、信息技术、现代化的传感控制技术，通过对整个集团经营信息系统建设、工厂智能化监控建设和数字化工厂建设，将食品饮料研发、制造和销售，从传统模式向数字化、智能化、网络化升级，实现内部高效精细管理、优化外部供应链的协同，推动整个产业链向数字化、智能化和绿色化发展，提升食品安全的全程保障体系。

从传感器到ERP深度融合

企业“大数据”的信息化建设

经过多年实践探索和自主研发，结合娃哈哈全国性集团化管理的特点，通过信息技术与制造技术深度融合，来实现从传感器到企业资源管理系统（ERP）的全过程信息集成。

娃哈哈ERP系统整体架构是以SAP为核心，采用互联网、大数据等技术，从产、供、销等业务线着手，结合商业智慧等分析手段建立综合化企业信息管理系统。其目标是对公司的物料资源、资金资源和信息资源进行集中式的管控和优化。

以订单生命周期管理为核心，经销商通过互联网下单，到系统根据大数据分析并匹配最佳工厂进行订单生产。与工厂MES（制造执行系统）相集成实现智能化生产，并通过产品物流运输的互联网应用，实现通过ERP系统对订单整个生命周期的全过程数字化管理。

工厂和车间的智能化监控系统建设

饮料智能工厂通过MES系统获取订单后，会根据原材料库存、生产线状态等因素，分析并自动分配生产任务到生产线进行制造，并根据产品的生产周期计算出库发货时间。

通过现代传感与自动化技术，对全国各工厂的每个车间及设备进行数字化升级，基于生产线数据系统LDS构架，进行实时的数据采集、状态监控与分析。

采用“集团-分公司-车间”二级三层的构架，即集团公司对分公司工厂进行智能监控，分公司对车间设备进行智能监控管理。实现从车间生产线传感器到ERP的深度数字化，使每个管理层随时掌握生产线运行状态及各种设备参数运行情况。

智能化数字化样板工厂建设

为了进一步深度数字化，建立一个高度自动化数字化的样板工厂，在规划阶段就进行高度自动化和数字化的设计，并通过MES制造执行系统的各种模块的扩展（生产管理模块、设备管理模块、质量管理模块等），打造高度自动化智能化的“数字工厂”。

1）工厂生产管理：ERP系统分配订单到工厂，工厂MES系统根据生产线状态分析进行组合排产，并精确计算原材料，批处理设备配置和参数。

图1 ：ERP企业管理系统框架模型

2）在线质量管理：生产线设备各运行参数的采集、监控、分析、自动优化调整和报告，构建产品在线质量监控体系，将即刻的在线检测和实验室仪器集成的质量控制，使用计算机支持的连贯跟踪，来实现取样的详细计划。高效及持续的产品追踪安全性和生产质量，实现从原材料供应到产品销售到客户的全程食品安全管控体系。

3）在线设备管理：各种生产线数据的自动采集和分析，停机时间和故障判别、通过分别地选择参数来表示趋势，计算生产线效率OEE，生产线效率分析系统（LPA）： 为了OEE分析辅助时间的收集。由MES系统对维护人员标准指导，并对保养和维护工作进行最优化组织，可使操作员快速访问设备手册和标准的工作指导。

图2 ：MES（制造执行系统）工作图

娃哈哈饮料智能制造，包括了集团公司运营层面信息化及网络化建设和全国各生产工厂的自动化智能化建设。实现了从传感器等现场智能元件到ERP管理系统的全过程深度融合，构建产品在线质量监控体系，实现从原材料供应到产品销售再到客户的全程食品安全管控体系；另一方面在集成化的企业信息平台上，实现对集团型企业的中央管控和外部资源协同。以数字化为核心，结合“互联网+”的理念，将食品饮料研发、制造和销售，从传统模式向数字化、智能化、网络化升级，从而实现内部高效精细管控、优化外部供应链（包括供应商和客户）的协同、推动整个产业链向高端化、智能化、绿色化发展。

从自动化到智能化的转型升级

三大创新实现智能化生产

目前，集团已实现ERP/SAP系统对订单管理与生产计划的管理，ERP系统中的PM（工厂维护）、QM（质量管理）、PS（项目管理）等模块，结合PLM（产品生命周期管理）概念应用至产品的配方、工艺和原料标准、原材料及半成品和成品的质量、设备的点检及维护等各单项业务环节的信息化管理。集团先进的饮料生产线也具备了部分的设备数据自动采集与记录、追溯功能，可以实现部分设备的远程故障诊断与解决。娃哈哈自主开发的MES系统具备车间成本核算、部分设备管理模块等功能。但还缺少一个一体化管控平台，设备的相关数据还不能直接实时传递给MES和ERP系统。

该项目主要有三大创新点，一是通过传统制造自动化和互联网技术的深度融合，打造了一个涵盖“从客户下单、生产调度、原材料采购、工厂生产、物流和客户服务等完整产业链的大数据信息化体系”；二是利用现代传感检测技术等先进手段，采集工艺过程关键技术参数，从产品调配、吹瓶、灌装到包装、码垛在线实时监测和自动参数纠偏修正，确保了稳定的工艺过程和产品质量；三是用于智能工厂的机器人系列产品是由娃哈哈自行研发制造，具有自主知识产权的产品。

项目实施后，将在以下方面取得显著效果：

1）实现数据的自动采集与传输，建立一体化管控平台。设备和生产实时数据将自动传递给MES和ERP管理系统，订单、物料信息和产品配方将由ERP系统和MES系统自动传递给生产线生产管理系统和相关生产设备。实现管控平台的一体化，数据采集与处理的一致性。

2）实现集团公司与分公司两个层面的生产运行的实时监控，提高效率和品质。借助于强大的信息化系统和先进的智能传感器装置，对生产设备的运行状态进行实时监控，及时分析与预测并对输出进行及时的调控与调整，有效提高生产线效率，提高产品品质，减少人员干预。

与国内外先进水平的比较

国外饮料行业对整个饮料生产过程的整线自动化和整厂的数字化管理研究与开发起步较早。近些年来，尤其2000年以后，实施的生产线整线自动化水平较高，生产线的自动化系统与工厂管理的信息化系统结合紧密。基本实现了设备和生产数据的自动采集，记录分析与统计输出的数字化。

但是，目前国外的饮料生产工厂自动化与信息化的结合深度仍然不够，设备的控制主要还是在自动化层解决。信息化层更多地是读取设备的产量、消耗等数据，进行效率或财务分析。相比于这种模式，娃哈哈的智能制造模式，同时注重运用强大的信息化系统的分析处理能力对生产设备实现管控，不仅会自动根据产品情况向设备下传工艺配方，还同时传递控制参数到相关设备，并实时检查设备参数的合理性。会根据对实际的生产过程，生产结果的统计分析，对工艺流程提供自动的优化方案。

推动行业向绿色发展

由于饮料行业是个开放的、市场化程度极高的行业，同时又是个多数品类进入门槛相对较低的行业。随着国民经济的发展，国内市场对饮料的需求也不断增长。近年来，进入饮料行业的企业不断增加，国内饮料机械行业也得到一定发展，但业内更注重的是饮料生产的单机自动化水平，整体上缺少对整线自动化控制的研究与优化。鉴于消费者对产品品质要求的不断提高，国家对能源消耗的管控，对低碳绿色生产的倡议与推广。 娃哈哈食品饮料流程制造智能化工厂，将对饮料生产企业和饮料设备制造企业起到良好的示范效应。有利于推动整个饮料行业及相关行业向低碳、高效、绿色生产制造的方向发展。