文王酿酒公司管理系统数字化车间

数字化车间试点示范
——安徽文王酿酒股份有限公司
一、项目实施背景与状况
（一）项目实施背景
白酒生产是我国的传统产业，历史悠久、底蕴厚重，具有独特的传统工艺流程，但是这种工艺流程中一直以来依靠人力。

随着现代化产业的不断发展，白酒生产行业开始引进了大量的自动化设备，从起初的由人力生产到半自动化生产再到现在的全自动化生产。

白酒和其他产业相比，技术创新还相对落后，创新的能力还薄弱，离现代化的目标还有较大差距，因此加快技术发展是当务之急。

市场激烈竞争的大环境下，我国白酒行业传统的高成本生产方式已成为无数白酒制造企业难以突破的发展瓶颈，这使得白酒企业纷纷面临生产方式转变压力，那就是白酒酿造的生产方式正在逐步从传统走向现代。

纵观我国白酒行业，酿酒工艺自古以来就离不开"人"，手工制作、人工控制，生产效率低下，能源消耗巨大。

在消费需求旺盛、市场竞争激烈的现代社会，这种传统的高成本生产方式已成为无数白酒制造企业难以突破的发展瓶颈。

我国传统的白酒酿造由多道工序完成，主要由人工控制，各工序之间缺乏严格的连贯性和统一性。

这就不可避免地导致了许多生产上的缺陷，成为整个行业前进的障碍。

数字化车间建设实现了公司智能仓储系统、生产运行、全流程优化、产品质量安全全程追溯体系、环保监测、DCS控制、视频监控、资源管理等多个信息系统于一体的智能制造管理系统，利用现代生物技术，优化企业的产品结构，提升产品的档次；利用现代企业管理系统，采用资源管理系统（ERP）和（SAP系统）组织管理，从供应链源头优化企业的资源，优化了现代企业的运行模式；实现全厂管理、生产各环节管控中心连续性生产智能化。

对企业自身而言，一方面更好的发挥信息化平台优势，发挥信息
技术的指导及决策分析作用，改进工业流程，指导并促进成品酒制造水平的发展与提高；另一方面也充分发挥各种工业技术对信息化的支撑和基础作用，做好数字化车间的建设，已成为现代企业核心竞争力的关键。

（二）项目实施的主要思路和目标
文王酿酒公司依托现有规模、质量、技术等优势，以一系列重大管理变革和先进信息技术应用为主线，立足长远发展，确立数字化车间建设主要思路和目标：
1、实现公司智能仓储系统、生产运行、全流程优化、产品质量安全全程追溯体系、环保监测、DCS控制、视频监控、资源管理等多个信息系统于一体的智能制造管理系统。

2、利用现代企业管理系统，采用资源管理系统（ERP）和（SAP 系统）组织管理，从供应链源头优化企业的资源，优化现代企业的运行模式。

通过智能制造管理系统和现代企业管理系统，实现全厂管理、生产各环节管控中心连续性生产智能化。

采取体制机制优化和业务流程再造，并不断采用新技术等变革，通过总体规划、分步实施，打造从数字化车间到智能型工厂。

第一步，重点开展基础性工作，用3年时间完成试点建设，建成智能工厂应用框架；第二步，推广拓展，到2017年完成数字化车间建设；第三步，智能化应用全覆盖，到2020年建成高度自动化、数字化、可视化、模型化和集成化的智能化工厂。

项目整体技术达到国内先进、装备与技术的国产化率达到95%以上，主要能耗、排放与产品质量指标、单位加工费用达到国内同类企业先进水平，生产现场作业的劳动生产率整体提高20%，盈利能力继
续保持同行业领先。

二、项目主要实施内容和措施
（一）项目实施的主要内容
紧紧围绕酿酒提质增效、转型发展，运用互联网、大数据、自动化等现代信息技术，建设以供应链-产业链协同优化驱动的生产、市场一体化智能制造示范工程。

数字化车间改造实现全厂管理、生产各环节管控中心连续性生产智能化。

一是使公司智能仓储系统、生产运行、全流程优化、产品质量安全全程追溯体系、环保监测、DCS控制、视频监控、资源管理有机的结合了起来。

大大提高了公司生产效率，降低了生产成本，二是提高了企业形象，使整个车间生产干净整洁，生产有序。

三是利用二维码溯源系统能记录白酒制作过程中的各项参数，并实时上传至服务器并存储，实现可追溯。

数字化车间建成后，年白酒能力由2万吨提升到4万吨；人均生产效率由75件/人天提升到160-180件/人天；产品正品率由原来的94%提升到99%；包装材料可降解比例由原来的30%提高到85%；智能化灌装生产线和完善的检测系统保证了食品安全。

（
（二）采取的主要措施
（一）智能装备应用情况
白酒制造数字化车间采用国内先进的自动化生产线，从酿酒、白酒勾兑与调味辅助控制、发酵池远程无线测温、曲房远程测温及控制、灌装生产线以及机械化制曲等均实现自动化控制。

车间内全部设备数100台，其中工业机器人数为25台。

软件系统有无线温度数据在线监测系统、中央仪表控制系统、SAP管理系统、温控监测系统、ERP 服务器等。

酿造设备有全自动机械凉槽机、酒甑盖提升电机；制曲设备有曲梁自动破碎系统。

车间内自动化、智能化设备占全部设备比重85%。

（二）车间设备联网情况
采用可靠、先进的Profibus现场总线技术，实时动态流程显示，面向用户的操作界面，向用户提供完整的管理功能和数据报表；提供灵活有效的报警功能和报警方式，实用的酒库管理系统为管理层决策提供完整的解决方案，由酿酒、白酒勾兑与调味辅助控制、发酵池远程无线测温、曲房远程测温及控制、灌装生产线以及机械化制曲组成。

系统投运后能实现“少人值守，生产过程全自动”的功能要求。

车间内设备联网控制占80%，除部分手动操作外，其余部分实现联网操作。

企业定期进行工控系统安全检查，制定了网络安全保护策略，配备了网络安全防火墙；已经编制网络拓补图并保持更新，制定了网络设备相关的配置基准，完善了网络安全管理制度，定期进行网络升级，确保了企业信息安全。

车间总体控制层，用于对各个系统进行有机协调，决策执行，并于公司级ERP系统进行对接。

中间层为车间基础管理层，用于对各个子系统进行分层控制，独立完成子项目操作执行。

末层为信息采集层，采用智能化设备从现场采集工艺数据并反馈到控制中心，同时又是下达执行指令的执行层。

监控平台
（三）生产过程实时调度情况
生产调度MES系统根据生产计划安排，有效将生产各个环节及物流管理、设备检修、能源控制等部分进行统一协调，现场控制；MES系统强调车间级的过程集成、控制和监控，以及合理地配置和组织所有资源，满足车间信息化需要，提高车间对随机事件的快速响应和处理能力，有力地促进企业信息化进程向车间层拓展。

通过构建以“精益生产、智能制造”为特点的车间管理系统，建立数字化车间，从而实现了精益生产和智能制造。

数字化车间将信息、网络、自动化、现代管理与制造技术相结合，在车间形成数字化制造平台，改善车间的管理和生产等各环节，从而实现了敏捷制造。

MES是数字化车间的核心。

MES通过数字化生产过程控制，借助自动化和智能化技术手段，实现车间制造控制智能化、
生产过程透明化、制造装备数控化和生产信息集成化。

车间MES主要包括车间管理系统、质量管理系统、资源管理系统及数据采集和分析系统等，由技术平台层、网络层以及设备层实现。

这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。

MES系统设置了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。

以MES为核心的数字化车间，利用计算机软、硬件及网络环境，实现产品数字化制造，可提高产品制造能力，缩短产品制造周期，降低制造成本，从而提高企业竞争能力。

供热自动控制系统
（四）物料配送自动化情况
1、计算机勾兑控制
白酒勾兑自动控制是指在计算机的操作下，根据配方和工艺流程，自动完成勾兑生产过程。

主要完成白酒的自动勾兑和计量，在每
类基酒的供酒管上安装一套精密流量计，借助于稳定的自控阀门对每一个酒罐进行精确的调兑。

在每次勾兑完毕，用卫生级压缩空气对管中酒进行回收。

整个过程由控制系统按顺序自动完成。

勾兑自动控制系统需要对基酒罐、调味罐和勾兑罐的液位进行检测，阀门自动开闭,流量计数据实时提取，泵自动启停。

2、发酵池远程测温及曲房远程测温控制
无线自动测温仪器将解决窖池温度、曲房温湿度测量繁琐、不便和资源浪费的难题，为白酒业注入了高科技的新鲜血液，使白酒业向科学化、自动化迈出了一大步。

该控制系统利用新兴的物联网技术和信息化、网络化手段，通过无线测温传感器，将各曲房、窖池的计量数字采用无线传输方式传输到中控室，实现对各曲房、窖池温湿度的实时数据测量、监控，并对数据实行科学化管理。

该技术可实现数据的自动存储、异常数据处理、海量数据快速查询、图形化曲线显示、温度上下限报警和EXCEL报表等功能。

在曲房测温控制系统中加智能控制部分，它可以根据环境参数自动控制现场设备（比如风机、电动门窗、空调等设备）的开启和关闭，这样不仅可以远程检测温度，而且还可以控制曲房的环境温度。

这样大大的减少了人力的输出。

3、机械化酿酒车间行车的应用
现代化机械设备将完全取代人力。

在相同物料情况下机械化酿酒车间要比普通车间节省两个小时，而且工人的劳动输出力大量降低。

机械化酿酒车间包括有行车、叉车。

发酵池无线测温。

利用简单的控制系统来控制行车运送物料，这取代了用人推小车运送物料入池和出池慢的问题。

利用无线测温系统对发酵池进行数据集中处理，取代了每个班组安排一人逐一测温的繁琐事件。

采用了桥式起重机，它是利用桥架在高架轨道上运行的一种桥架
起重机。

桥架可以沿两侧铺设的轨道纵向运行，起重小车沿桥架实现横向运行，这样形成一定的工作范围，就可以利用小车下面的空间来吊运货物，不受地面设备的影响。

4、灌装生产线
自动灌装生产线包括有洗瓶机、自动灌装机、压盖机、烘干机、传送带、封箱机、以及打码机。

其中的洗瓶机、灌装机还有传送带都运用了变频器。

采用灌装机不仅可以提高劳动生产率，减少产品的损失，保证包装质量，而且可以减少生产环境与被装物料的相互污染。

5、机械化粉碎制曲车间
引进新型的粉碎制曲车间。

运用了大量电机，工艺复杂，将原来的就地控制改为了中央仪表控制室。

中控室中的主机上绘制了粉碎的工艺流程图，通过指示灯的状态来反应现场设备的运行状态，这样操作员可以直观形象地监视和操作粉碎生产过程。

仓储破碎自动控制系统
6、自动在线贴标
酒盒喷码后，利用自动贴标机为每个酒盒粘贴一枚盒标，同时在线采集盒标二维码信息，并安装分拨轨道，根据产品规格数量，自动为装箱工位分拨产品。

装箱完成后，线体再次合流，由自动贴标机为每个箱粘贴一枚箱标，同时在线采集箱标二维码信息，完成数据的采集对应关联。

该方法有效减少人力投入，为盒标、箱标的粘贴实现自动化管理。

白酒制造数字化车间充分利用二维码作为产品身份标识进行管理，配备了完善的标识管理工具：
酒品种实现计算机自动化输送，由计算机根据生产计划和工程师站发送的指令，自动品配相应的酒品代码，将成品酒输送到灌装车间，完成输送过程中的精确计量和输送管道存酒的双向清理；
根据生产计划，包装物自动完成匹配清单，由物流系统根据条形码标识进行分拣输送到指定位置，在生产过程中动态完成扫码、关联和重新赋码工作，并将信息传送到云端数据库管理使用。

（五）产品信息可追溯情况
当生产过程中发现质量缺陷时，可根据批次物料的质量缺陷，追
踪到所有使用了该批次物料的成品，也支持从成品到原料的逆向追踪，以适应质量缺陷产品的招回，把对企业的损失最小化、更好地为客户服务。

产品追踪模块将实现从原料到产品的双向的物料跟踪,生成物料谱系树（Genealogy）。

用户可以在MES设置查询条件（品种、时间、设备等），查询某个批次的原料用在哪些批次的产品，或是某个批次的产品，消耗了哪些批次的原料。

MES实现物料追踪的关键是物料使用信息的准确，物料使用信息可以是来自控制系统，也可以是操作员在生产、交接时的手工输入及条码扫入。

基于全面质量管理的思想，对从供应商、原料到售后服务的整个产品的生产和生命周期进行质量记录和分析，并在生产过程控制的基础上对生产过程中的质量问题进行严格控制。

能有效地防止不良品的
流动，降低不良品率。

质量控制模块不仅仅是对化验结果的简单归档，它应该具备化验需求生成、流程质量控制及预警、基于产品追踪的质量追踪与质量分析系统。

三、实施成效
（1）应用了一批国内领先的国产软件系统。

文王酿酒公司在数字化车间建设过程中，非常注重利用现有成熟技术，以及联合联想集团等科研机构及 IT企业创新研发流程行业智能应用软件系统。

公司已建立集智能仓储系统、生产运行、全流程优化、产品质量安全全程追溯体系、环保监测、DCS控制、视频监控、资源管理等多个信息系统于一体的智能制造管理系统，利用现代生物技术，优化企业的产品结构，提升产品的档次；利用现代企业管理系统，采用资源管理系统（ERP）和（SAP系统）组织管理，从供应链源头优化企业的资源，优化了现代企业的运行模式；实现全厂管理、生产各环节管控中心连续性生产智能化。

智能化水平达到国内领先。

（2）建立了智能工厂标准化模板。

2015年以来，文王酿酒公司一直被安徽省评为“两化”融合示范企业；2017年被工信部评为“两化融合试点示范企业”，并以更高的目标来促进自己、提高自己，不断总结数字化建设、应用及管理经验，在数字化车间建设过程中以最佳业务实践探索车间各个环节业务数字化，并进行标准化，形成了信息代码标准、数据指标标准、数据仓库ODS、企业数据共享服务总线ESB、工业分析、绩效管理、能源管理、三维数字平台、设备故障诊断与预测、设备可靠性、调度指挥等数字化车间标准化模板。

（3）企业竞争力进一步提升。

数字化车间建设对文王酿酒公司的
发展和经济效益具有良好的持续推动作用，充分发挥了整体优化的效果，不仅提高公司生产环节核心竞争力，也促进了区域内生产数字化发展形势快速形成，成为推动生产转型和发展智能生产产业化的引擎。

2017年，文王酿酒公司截止到10月份已完成税收1.3亿元，创公司最高税收记录。

四、实施经验
（1）更加关注生产各个环节整合协同。

数字化车间的是两化深度融合的中级阶段，需要不断地整合优化完善及创新，坚持信息技术与每一项业务、每一个环节、每一位员工融合，可以实现从“复杂烦琐”到“简单方便”的智能化转变。

（2）更加关注数据资源。

数字化车间的建设需要大量的数据资源，不仅仅要在系统整合集成上下功夫，更要在应用平台化下功夫，实现业务全自动化流转，确保信息流高效、畅通和共享，更好地为生产提供预警及决策支持。

（3）管理更加精细化，MES系统越来越受到企业的重视是因为企业越来越趋于精细化管理，越来越重视细节、科学量化。

MES通过条码技术跟踪车间从物料投产到成品入库的整个生产流程，实时记录并监控生产工序和加工任务完成情况，人员工作效率、劳动生产率情况，设备利用情况，产品合格率、废品率情况，等等。

通过生产数据的集成和分析，及时发现执行过程中的问题并进行生产改善。

MES帮助企业实现统一管理、统一运维的智能化制造，并通过进一步完善车间的管理体系，支撑企业精细化管理。