乳品配料柔性化与智能制造防错的完美结合

杜文明 高安平 牛世祯 董成 吴志东 兰继平

随着经济社会的快速发展，以及科技水平的不断提高，传统的生产工艺技术已经越来越不能满足人们日益增长的生活需求。人们对乳品的需求，已不再是仅仅为了满足营养需求，更希望可以品尝到“多口味”和“个性化”的产品，产品配方越来越变化多样，这对乳制品的配料工艺流程提出了更高要求。在自动化、信息化和智能化技术日趋成熟的今天，配料柔性化工艺技术与防错技术已经在国内外各食品行业中得到了广泛的应用。

传统的乳品生产工艺发展现状

传统的配料生产工艺存在的问题。传统的配料生产工艺流程主要实现单一品种产品的大批量生产，其优点是配料效率高；由于使用专用设备，所以设备利用率高，产品的生产成本低。但设备价格高昂，且只能生产一种或几种相类似的产品，生产多种产品容易出现混料的质量问题，多品种、中小批量的生产需求很难满足，不能够快速、灵活地适应新型市场的变化需求。

柔性化生产。配料系统柔性化生产是相对于硬性标准化生产而言的一种新型的生产方式，通过配料系统和防错系统等方面技术升级，使配料系统能对市场需求变化做出快速适应，同时消除冗余设备，使企业获得更大经济效益。柔性化配料系统能力的强弱，主要体现在从一种产品生产转向另一种产品生产的难易程度。比如，乳品企业的某个生产厂，主要生产常温调制乳，但根据市场情况，近期市场对常温乳饮料的需求量增大，而对常温调制乳的需求量有所减少，为满足当前市场需求，需要对该厂配料系统做调整，由原来的生产调制乳转变为生产乳饮料，该过程看似简单，但需要对整厂配料系统做改造，这样就会导致停产、生产成本变高、所需生产时间变长等问题。

柔性化的工艺设计介绍

配料柔性柔性化工艺设计是实现多种原材料严格按照一定的科学配比，进行全自动化的、实时的、高精度的送料、化料、出料的控制装置。满足多品项配料乳制品的生产。

柔性化生产的特点。采用配料柔性化生产技术，意味着前处理的工艺设备具有很大程度的通用性，在进行新品或者其他品种的产品生产时，不需要或者较少对原有配料进行改造，从而可以更加灵活地调整生产线，达到及时生产所需产品的目的。柔性化生产具有以下特点：

（1）通用性。柔性化配料系统的应用，可大大加强前处理生产设备的通用性。生产线除了可以大批量生产某一产品外，还可以灵活的调整，并方便的进行多品种、小批量生产，实现各品种之间生产切换，成本低且快速。

（2）智能化。柔性化生产技术对前处理生产设备的智能化要求高。基于规则的防错系统在柔性化配料生产中应用较为普遍，防错系统能简便地将各种配料进行设定。以智能技术做质量保证，柔性化配料系统与防错系统的结合在前处理生产中起着日趋重要的作用。

（3）高效性。柔性化配料生产技术是一种高效的生產方式，能够灵活地适应千变万化的市场需求。为了实现配料系统的柔性化，企业采取一系列的科学措施，如对设计生产部门进行模块化设计、工序编排。

柔性化配料系统技术在乳品工业中的应用。近年来，人们生活水平不断提高，对健康与营养知识的了解增加，对乳制品产生了很大需求，加上国家政策的大力扶持，我国乳制品行业有了突飞猛的发展。但由于乳品市场的“多变性”，行业竞争激烈，只有不断创新、寻求突破才可能立足于乳品行业之中。

柔性化配料系统中防错设计的需求与现状。

（1）柔性化配料系统需自动化解决的问题：

原料存放不规范，存放位置错误；

拿错料、混料的错误；

错投误投的料、投料量错误、投料顺序错误、未投料的错误；

原料投入错误的设备；

在错误的时间投入物料，投料时机错误；

投料不符合工艺时序要求的错误。如混料时间不足等；

投料人身份错误、越权操作；

不按照生产计划执行的错误；

（2）配料防错系统在柔性化配料系统中的应用：

防错系统平台是与PLC过程自动化监控平台无缝集成，汇集了配方管理、工艺管理、过程控制、信息采集、原料防错和数据报表等功能，可以达到生产过程监控、投料控制与追踪的管理目的。

防错系统的主要功能：

通过I/O服务器实现与自控系统的无缝集成；

生产计划与调度；

生产过程控制与投料防错；

库存管理，支持批次管理、先进先出管理、有效期管理、货位管理；

生产报表、追踪报表等；

当今，“柔性”、“敏捷”、“智能”配料系统与防错系统的完美结合是主要发展趋势，此技术成为当今世界生产自动化发展的前沿科技。柔性化配料系统与防错系统的完美结合是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势，是决定乳品工业未来发展前途的，且具有战略意义的举措。