工厂智能化——简单有效地保障食品安全

编辑|舒雅

食品和饮料生产商们一直需要在维护食品安全和最大限度地提高生产率之间找到平衡。然而今天，由于内在压力和外部环境的共同作用，使得维持这种平衡比以往任何时候都更加艰难。

首先，在新法规实施和企业意欲提高自身竞争力的共同推动下，食品和饮料生产商必须能够洞见大量的数据。手动收集数据和纸质记录不再是可行的方法。相反，他们需要的是安全、连贯和以信息为手段的数据收集。

其次，产品的生产也变得更为复杂。由于生产商扩大了自身产品和包装种类，以满足更多类型消费者的喜好，产品生产的更换频率变得频繁，生产周期也更短。在这种更为复杂的情况下，生产者不得不牢牢抓住食品安全。

第三，随着生产复杂性的增加，劳动力正在经历一场剧烈的人口结构转变。有经验的工人纷纷退休，年轻一代逐渐取代他们的位置。然而，这些年轻工人并不拥有他们前辈那样深厚的传统车间技术和经验。因此，他们可能无法识别潜在的食品安全问题，或者不能保持产品质量的一致性。

最后，社交媒体时代的召回事件会影响一个公司的盈亏，并且损害其长期声誉。如今，食品和饮料生产商在进行召回时必须遵循“快速、专注”的原则，尽可能使成本和品牌的损失控制在一定的范围内。

那么，生产者在面对以上提到的这些挑战时，该如何在提高生产率的同时保障食品安全？借助智能制造之力，是一条可行之路。

食品和饮料生产商们一直需要在维护食品安全和最大限度地提高生产率之间找到平衡。然而今天，由于内在压力和外部环境的共同作用，使得维持这种平衡比以往任何时候都更加艰难。

首先，在新法规实施和企业意欲提高自身竞争力的共同推动下，食品和饮料生产商必须能够洞见大量的数据。手动收集数据和纸质记录不再是可行的方法。相反，他们需要的是安全、连贯和以信息为手段的数据收集。

其次，产品的生产也变得更为复杂。由于生产商扩大了自身产品和包装种类，以满足更多类型消费者的喜好，产品生产的更换频率变得频繁，生产周期也更短。在这种更为复杂的情况下，生产者不得不牢牢抓住食品安全。

第三，随着生产复杂性的增加，劳动力正在经历一场剧烈的人口结构转变。有经验的工人纷纷退休，年轻一代逐渐取代他们的位置。然而，这些年轻工人并不拥有他们前辈那样深厚的传统车间技术和经验。因此，他们可能无法识别潜在的食品安全问题，或者不能保持产品质量的一致性。

最后，社交媒体时代的召回事件会影响一个公司的盈亏，并且损害其长期声誉。如今，食品和饮料生产商在进行召回时必须遵循“快速、专注”的原则，尽可能使成本和品牌的损失控制在一定的范围内。

那么，生产者在面对以上提到的这些挑战时，该如何在提高生产率的同时保障食品安全？借助智能制造之力，是一条可行之路。

互联，让生产更智能

智能制造为食品和饮料生产商提供了一个可以更好地了解食品生产过程的机会，以此解决或帮助预防新出现的食品安全问题。智能制造几乎能够收集操作过程中所有实时数据，并根据需要实时提供可行性信息。这些信息可以在组织的各个层面实现无缝共享，从而改进与质量和安全相关的决策。物理过程中的数据收集和报告等数字化进程将有助于提高生产率和信息的准确性。通过将智能制造纳入互联企业，食品和饮料生产商可以通过更好的新方法保障食品安全。然而，为了实现这一切，食品和饮料生产商必须首先将其操作技术（OT）和信息技术（IT）系统融合到一个网络架构中。此外还必须使用如以太网、云计算和移动平台等基于网络架构发展起来的技术。

罗克韦尔自动化有限公司将这种连贯互通的信息化操作环境称为“互联企业”。

数字时代的食品安全

通过将智能制造纳入互联企业，食品和饮料生产商可以通过更好的新方法保障食品安全。

与以往的“数据孤岛”不同，制造商可以从多个来源收集信息，并集中存储，从而更全面地了解产品的生产过程。虽然现有的大部分软件解决方案都非常适合收集大量数据，然而企业制造智能（EMI）软件却还可以为工人提供数据丰富的仪表板，同时对食品质量和安全生产提出具有针对性的建议。

例如，EMI软件可以使用包括速度、电流和时间等在内的数据变量，将其与来自其他系统的数据，如批次和配方标识等信息汇总在一起。如此一来，就可以转变为与关键控制点和CIP数据相关的可操作性信息，用于合规性、持续改进目标和其他目的。

另一方面，可扩展的制造执行系统（MES）不仅能够帮助制造商在实时追踪质量问题的同时，基于特定配方、客户需求或者市场约束来强化质量章程。还可以通过将工艺数据输入MES来建立一致的工作流程，并确保即使在原料有差异时，每个批次生产出来的产品都是一致的。

生产管理MES模块可以帮助员工确保他们在每次生产过程中下载符合设备规格的正确配方，并正确打印从生产到码垛的标签标识。众所周知，正确的标签标识对保护消费者尤为重要。美国FDA指出，不正确的标签标识是食品召回的主要因素之一。

质量管理MES模块可以帮助强化食品质量。该软件可以提醒工作人员应该何时采样，或者应该针对哪种规格进行检测。它还可以提供集成的视频指令，在采集的数据与关键限值有偏差（SPC函数）时通知操作员，并且实时采集一切所需要的生产数据。

此外，为了满足与日俱增的可追溯性需求，食品和饮料生产商可以部署供应链溯源与追踪系统。除了合规性之外，这些系统还可以提供额外的商业利益，例如可以更高效地进行产品召回，并能够在针对终端客户的营销计划中提供支持。此外，还可以通过减少与质量相关的浪费来降低生产成本。

混合优化解决方案可以帮助解决因工艺变化或成分差异带来的问题，从而改善产品的一致性。因此，不论是单一重复性工艺，还是复杂有序的大型工艺都能适用。与其设计难以长期维护的内部溯源与追踪系统，生产商们倒不如考虑选取一个外部的系统。一般的外部可追溯系统都可以灵活地整合到生产线上，同时提供缓冲和转化，以实现从机器到云端的全面交互性操作。MES系统提供了一个可靠的平台来保持数据的完整性，同时还可以根据应用程序的特定要求进行定制。

模型预测控制（MPC）软件有助于改善由设备和成分差异引起的产品质量问题。MPC系统采用多个、可变的材料或系统输入，它们不能线性地互相作用，并提供一个或多个输出。

MPC软件会在物料进入转换工序时调整系统，而不是根据转换后的测定值进行调整。输出偏差的减小有助于系统及时调整目标值，以便更接近生产方案的限值，从而达到更高的产量。

最后，食品和饮料生产商不能低估机器分析在食品安全中所起的作用。部署可扩展的分析软件可以根据需要尽可能地接近数据源，以监测机器或设备性能，看其是否在规格限度内运行。如此一来，制造商就可以利用这些信息采取预防措施，并在机器老化开始影响产品质量之前解决问题。

借助智能制造优化食品安全，更待何时？

随着越来越多的食品质量在线应用程序被生产商们采用，相对应的制定健全的工业安全计划也是必不可少的一环。

“隐藏式保全”不再能够应对日渐广泛且不断发展的威胁食品安全的因素。相反，多层次纵深的安全防御方式应该作为生产过程的自然延伸被生产商们广泛应用。纵深防御通过在物理、网络、计算机、应用程序、设备和策略等六个层面部署安全措施，针对各种类型的威胁建立多条防线。每个组织的安全战略都是独一无二的。此外，值得每个食品和饮料生产商关注的防护关键点还包括：工业隔离区，数据加密，异常检测软件，认证、授权、补丁管理系统和会计软件。

食品安全问题的影响长远且广泛。最重要的是，食品安全问题会影响消费者健康。从商业的角度来看，它们可以严重地破坏企业运营，损毁品牌声誉，并带来从法律诉讼到订单流失的一系列经济损失。食品和饮料生产商面临很多的风险，应利用互联企业提供的机会更好地应对当前的挑战，以确保所有产品的完整性。

曼哈特软件大中华区总经理陈旋表示，“在如此快速变化的零售商业环境中，随着消费者的消费预期持续提高，零售商正积极寻求新的成功方式。同时，国内消费正经历创新升级，我们预计零售商在未来一年中将全面加码技术部署。”