工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+智能制造在食品生產(chǎn)質(zhì)量管理中的應(yīng)用研究

邱承海

（完美（廣東）日用品有限公司，廣東中山 528451）

對于食品生產(chǎn)企業(yè)而言，如何順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，借助工業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)科技的力量[1]，實現(xiàn)食品質(zhì)量管理，是每一個食品生產(chǎn)企業(yè)面臨的問題。我國也意識到中國制造要在世界上占有一席之地，必須要從傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式走向數(shù)字化、智能化的模式轉(zhuǎn)型升級[2-3]。相關(guān)部門也紛紛出臺一系列政策措施，推動制造業(yè)進(jìn)行數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級[4-5]。筆者所在公司也勇于探索[6]，開啟了智能制造轉(zhuǎn)型之路[7-12]。

1 傳統(tǒng)食品生產(chǎn)質(zhì)量管理的難點

1.1 供應(yīng)鏈管理困難

采購作為供應(yīng)鏈中連接外部上游供方的窗口，鏈接了上游數(shù)以百計的各類合作方，是后端制造企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的決定因素之一，但其在供應(yīng)商管理方面存在諸多困難。在眾多原料生產(chǎn)廠家中識別和甄選優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)商是食品生產(chǎn)企業(yè)面臨的一個問題。由于缺乏相對比較全面和及時的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)模式的食品生產(chǎn)企業(yè)往往根據(jù)一些廣告信息、業(yè)界部分人士的傳統(tǒng)認(rèn)知以及在互聯(lián)網(wǎng)上能查詢到的一些有限信息對供應(yīng)商進(jìn)行初步篩選；在食品原料生產(chǎn)供應(yīng)方面，傳統(tǒng)運營模式的食品生產(chǎn)企業(yè)與供應(yīng)商之間的信息相對閉塞。當(dāng)供應(yīng)商接到客戶的需求訂單后，供應(yīng)商緊急安排物料采購和生產(chǎn)，這種情況下不但會提升交易成本，而且存在許多質(zhì)量隱患；在供應(yīng)商動態(tài)能力評估方面，傳統(tǒng)做法往往是根據(jù)供應(yīng)物料質(zhì)量情況、技術(shù)人員對供應(yīng)商現(xiàn)場考查的情況進(jìn)行評分，這種做法會導(dǎo)致考核結(jié)果因人而異，透明度得不到保證。同時存在由于人員疏漏等導(dǎo)致評估結(jié)果存在一定的偏差，評估周期相對較長，難于及時、全面、客觀地掌握供應(yīng)商的質(zhì)量能力，存在一定的質(zhì)量風(fēng)險。

1.2 生產(chǎn)過程質(zhì)量監(jiān)督困難

在生產(chǎn)前的物料準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的物料領(lǐng)用、倉庫發(fā)放均是人員手工作業(yè)，很難做到按需領(lǐng)用、按需發(fā)放、先進(jìn)先出的原則，存在一定的過期物料使用、投錯料等風(fēng)險；食品在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品的品質(zhì)受到物料、人員、設(shè)備、環(huán)境和工藝等諸多因素影響，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，這些因素的短時間變化很難被發(fā)現(xiàn)并及時糾偏，如環(huán)境溫度、濕度、潔凈車間的壓差超出標(biāo)準(zhǔn)，或是人員未按規(guī)范要求進(jìn)行洗手、消毒、更衣等都很容易導(dǎo)致產(chǎn)品微生物污染；在投料環(huán)節(jié)，以往的雙人復(fù)核要求有時流于形式，存在人為因素導(dǎo)致錯投、多投、少投料等風(fēng)險；生產(chǎn)過程中的混合時間、攪拌速度、殺菌時間、殺菌溫度等關(guān)鍵工藝參數(shù)的執(zhí)行出現(xiàn)偏差時，作業(yè)人員由于種種原因可能并不會及時、真實地記錄實際情況，這給現(xiàn)場監(jiān)督帶來了困難；當(dāng)不合格產(chǎn)品產(chǎn)生時，也很難通過現(xiàn)場人員的檢查發(fā)現(xiàn)，也無法及時對不合格品進(jìn)行隔離處置，不能及時糾偏問題，導(dǎo)致大批量不合格品產(chǎn)生，使商業(yè)損失較大。

1.3 品質(zhì)追溯困難

①傳統(tǒng)的品質(zhì)溯源由于人工記錄問題，導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)過程的關(guān)鍵信息存在錯誤、仿造、缺失等缺陷，無法起到防錯防偽的作用，無法從源頭保證所需溯源數(shù)據(jù)的真實性和可靠性。②傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中生產(chǎn)數(shù)據(jù)以紙質(zhì)存檔，追溯查詢主要靠人力查詢檔案，在查詢各個環(huán)節(jié)時需花費巨大的時間成本，效率低下。另外，食品生產(chǎn)的原料供應(yīng)鏈繁多，難以對訂單與銷售信息、工單信息、生產(chǎn)信息、物料信息進(jìn)行追蹤，很難精準(zhǔn)定位質(zhì)量問題環(huán)節(jié)，缺乏提高品質(zhì)的有效手段。③各部門之間數(shù)據(jù)處于孤島狀態(tài)，無法關(guān)聯(lián)查詢對應(yīng)的生產(chǎn)記錄、設(shè)備數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、檢驗記錄和產(chǎn)品檢驗結(jié)果。此外，由于不同類別產(chǎn)品的供應(yīng)鏈管理以及各地企業(yè)使用的溯源管理系統(tǒng)的不同，導(dǎo)致溯源過程無法使用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)無法交互，成為一個個信息孤島，造成資源浪費，同時限制了溯源在供應(yīng)鏈層次的開展。以上這些問題導(dǎo)致當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題時，無法做到快速、準(zhǔn)確、有效的質(zhì)量追溯。

1.4 質(zhì)量改進(jìn)困難

①產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)有賴于生產(chǎn)廠家對消費者需求的精準(zhǔn)把握和快速響應(yīng)。傳統(tǒng)的需求調(diào)研往往通過電話調(diào)查、網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查、客戶抱怨分析等手段獲得，這種方式往往樣本量比較少，缺乏代表性。此外，這種方式的時效性也比較差，往往半年甚至一年才進(jìn)行一次，無法快速準(zhǔn)確地掌握客戶的當(dāng)前需求，使得產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)失去了方向。②由于研究員或品質(zhì)工程師對數(shù)據(jù)進(jìn)行人工分析，其結(jié)果往往會由于分析人員的專業(yè)、喜好、經(jīng)歷不同而無法確保結(jié)果的客觀性，最終有可能導(dǎo)致改善方向錯誤。③由于缺乏生產(chǎn)過程的一些數(shù)據(jù)，無法從多年的生產(chǎn)經(jīng)驗及諸多的關(guān)聯(lián)知識中沉淀和總結(jié)出品質(zhì)與生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝等參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，需要重新通過一系列的試驗研究和試錯尋找最佳的工藝參數(shù)、設(shè)備參數(shù)。此外，所有的分析和研究并沒有形成系統(tǒng)的數(shù)字化知識庫，這種研究主要依賴于研究人員的個人經(jīng)驗。當(dāng)關(guān)鍵研究人員流失時，會對品質(zhì)改善帶來很大的阻礙。

2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+智能制造在食品生產(chǎn)質(zhì)量管理的應(yīng)用

2.1 供應(yīng)鏈管理

為了滿足公司不斷變化的銷售需求，確保原料供應(yīng)品質(zhì)，公司建設(shè)了采購商城，建立了供應(yīng)商甄選、評審準(zhǔn)入、合同訂單管理、績效評價等相關(guān)制度[13-15]。搭建了相應(yīng)的供應(yīng)鏈協(xié)同平臺，不斷完善并建立優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)資源。通過以下幾個系統(tǒng)的協(xié)同，重點解決企業(yè)應(yīng)對市場快速變化時物料采購、生產(chǎn)、庫存的協(xié)同管理，包含供應(yīng)商管理、采購訂單管理、供應(yīng)商準(zhǔn)入管理和供應(yīng)商績效考核等，以提高供應(yīng)鏈的整體質(zhì)量水平及響應(yīng)效率[16]。采購商城功能示意圖見圖1。

圖1 采購商城功能示意圖

2.1.1 供應(yīng)商甄選與評審準(zhǔn)入

針對新開發(fā)物料，研發(fā)和技術(shù)部門通過采購商城中的電子采購系統(tǒng)提出開發(fā)申請，采購部門向各供應(yīng)商發(fā)出尋源邀請，供應(yīng)商從其端口上傳可供貨物品、報價信息以及公司相關(guān)資質(zhì)證件。經(jīng)過采購部門初選后向研發(fā)和技術(shù)部發(fā)起評估申請，以及邀請相關(guān)部門對供應(yīng)商進(jìn)行現(xiàn)場考察評估并將評估結(jié)果通過系統(tǒng)反饋。評估合格則由采購部門進(jìn)行報價分析并按公司權(quán)限流程發(fā)起報價審批流程。

2.1.2 供應(yīng)商管理

（1）物料清單及合格供應(yīng)商清單管理。通過電子采購系統(tǒng)實現(xiàn)物料清單及合格供應(yīng)商清單總控管理，能有效維護(hù)及更新日常采購的各類物料信息，并按照法規(guī)要求管控各供應(yīng)商的資質(zhì)證照，確保采購合規(guī)。

（2）合格供應(yīng)商信息管理。建立認(rèn)證供應(yīng)商信息庫，按照設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)匯總?cè)粘Ｔu審認(rèn)證的供應(yīng)商信息，形成各類別供應(yīng)商龐大的潛在供應(yīng)商信息池，作為供應(yīng)商開發(fā)準(zhǔn)入的輸入來源，大大提高了供應(yīng)商開發(fā)的效率。

（3）采購合同管理。對公司的合同建立總清單及執(zhí)行進(jìn)度偏差管控，確保合同執(zhí)行合規(guī)，有效管控合同履約，當(dāng)合同執(zhí)行出現(xiàn)偏差時，系統(tǒng)將提前預(yù)警并郵件通知相關(guān)的執(zhí)行人員采取措施規(guī)避。

（4）供應(yīng)商信息通知。系統(tǒng)實現(xiàn)對供應(yīng)商統(tǒng)一發(fā)布通知功能，包括發(fā)布公司的管理要求、信息通知推送、提供常用的表格表單、業(yè)務(wù)指南下載等。

2.1.3 供應(yīng)商績效考核

圍繞質(zhì)量、交付、成本、服務(wù)四個維度，通過電子采購系統(tǒng)平臺以及來料不合格批次數(shù)、生產(chǎn)使用過程不合格次數(shù)、客戶投訴宗數(shù)、交貨不準(zhǔn)時批數(shù)、供應(yīng)商交貨異常投訴宗數(shù)、采購成本數(shù)據(jù)、改善響應(yīng)速度等信息對供應(yīng)商進(jìn)行綜合評價，再根據(jù)評分規(guī)則計算獲得各供應(yīng)商的考評結(jié)果，實現(xiàn)線上供應(yīng)商績效考評，以提升供應(yīng)商績效考評結(jié)果的客觀性和公平性，為后續(xù)供應(yīng)商甄選及提升供應(yīng)商能力提供充分的依據(jù)。

2.2 生產(chǎn)過程質(zhì)量管理

2.2.1 物料的領(lǐng)用發(fā)放控制

物料倉基于車間排產(chǎn)及物料使用情況，采用EAS 系統(tǒng)向倉庫發(fā)起物料配送需求，倉庫通過WMS系統(tǒng)將配送需求推送至車載終端，收發(fā)貨員按任務(wù)單需求進(jìn)行貨物出庫操作。發(fā)貨時根據(jù)車間EAS 系統(tǒng)調(diào)撥申請回傳至WMS 系統(tǒng)輸出發(fā)貨任務(wù)需求，實現(xiàn)自動出入庫管理。在物料存儲時，采購單中貨品需要提前錄入生產(chǎn)日期、生產(chǎn)批號，入庫時系統(tǒng)自動計算庫存的保質(zhì)期、保質(zhì)期限、最長保質(zhì)期。系統(tǒng)庫存采用近效期的原則。在EAS 系統(tǒng)中也可設(shè)置物料保質(zhì)期剩余時間并進(jìn)行預(yù)警提示，以及時處理臨期物料，保障物料的生產(chǎn)使用[17]。

2.2.2 在線質(zhì)量檢測

（1）在線金屬檢測。金屬異物是食品生產(chǎn)過程中需要重點防范的安全風(fēng)險之一，也是食品生產(chǎn)的質(zhì)量關(guān)鍵控制點，在食品廠粉劑、片劑、硬膠囊劑和軟膠囊劑車間適當(dāng)?shù)墓ば蛏吓渲霉艿朗皆诰€金屬探測器，實現(xiàn)金屬異物的在線自動化檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時自動停機(jī)，自動剔除，確保食品安全。

（2）產(chǎn)品凈含量在線檢測。在食品生產(chǎn)車間，配置在線自動檢重設(shè)備，對產(chǎn)品進(jìn)行自動稱量，自動對標(biāo)判斷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品凈含量不達(dá)標(biāo)時，系統(tǒng)立即聲光報警提示現(xiàn)場工作人員對機(jī)器進(jìn)行調(diào)整。此外，自動檢重設(shè)備還會自動剔除不合格品，避免不合格品流入下一工序。在片劑硬膠囊劑車間和軟膠囊劑車間還可配置光電數(shù)粒機(jī)，對產(chǎn)品進(jìn)行自動數(shù)粒分裝，自動將不良品產(chǎn)品進(jìn)行剔除。

（3）制水機(jī)在線檢測。食品生產(chǎn)和設(shè)備清潔常常用到純凈水。為了控制水質(zhì)，在純化水制水系統(tǒng)上裝備了在線pH 和在線電導(dǎo)率檢測儀，對水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行在線實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常。在線污染指數(shù)檢測儀可檢測多介質(zhì)過濾后的水的污染情況，可防止污染物堵塞活性炭過濾裝置，保證生產(chǎn)用水和產(chǎn)品的質(zhì)量。

（4）在線密封性檢測。在食品粉劑、片劑、硬膠囊劑和軟膠囊劑車間瓶裝線引進(jìn)紅外檢測機(jī)，通過紅外線成像系統(tǒng)對產(chǎn)品封口情況進(jìn)行檢測、分析，自動剔除密封性不良品。

（5）設(shè)備及環(huán)境情況自動監(jiān)控。公司采用SCADA 系統(tǒng)與終端設(shè)備連接，實時采集環(huán)境溫度、濕度、壓差、設(shè)備生產(chǎn)關(guān)鍵參數(shù)信息，當(dāng)這些參數(shù)超出設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值時，系統(tǒng)發(fā)送警示信息，并聲光報警提醒現(xiàn)場管理人員進(jìn)行及時糾偏[18]，確保環(huán)境條件及工藝的正確執(zhí)行[19]。

2.3 質(zhì)量精準(zhǔn)追溯

產(chǎn)品質(zhì)量信息監(jiān)測范圍包括原輔料數(shù)據(jù)、半成品數(shù)據(jù)、成品數(shù)據(jù)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)、原料倉管理數(shù)據(jù)以及成品倉管理數(shù)據(jù)。通過MES 系統(tǒng)下發(fā)至對應(yīng)產(chǎn)品PLC，生產(chǎn)開始后，即可自動采集相關(guān)原材料、半成品及產(chǎn)成品的批號/生產(chǎn)日期等信息，形成電子批生產(chǎn)記錄，可實現(xiàn)物料和成品的質(zhì)量信息追溯[20-23]。

2.3.1 物料信息追溯

采用WMS 倉庫管理系統(tǒng)，通過使用條碼、二維碼、RFID、5G 和標(biāo)識解析技術(shù)采集產(chǎn)品原料信息，進(jìn)行物料倉儲質(zhì)量管理。①通過二維碼上傳系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)采集二維碼數(shù)據(jù)。②對產(chǎn)品進(jìn)行三級賦碼，即外包裝箱一維條碼、小包裝箱二維條碼及單品二維條碼，實現(xiàn)一物一碼[24]。物料信息的追溯通過二維碼系統(tǒng)與智能倉庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)條碼之間的對應(yīng)查找。針對市場產(chǎn)品，可以通過企業(yè)微信小程序及產(chǎn)品包裝二維碼，查核產(chǎn)品的流通信息、經(jīng)銷商信息、客戶信息[25]；也可以掃描二維碼信息，通過MES 系統(tǒng)追溯產(chǎn)品生產(chǎn)過程中原料批次、供應(yīng)商、原料檢驗相關(guān)的信息，做到從任何環(huán)節(jié)都能實現(xiàn)物料的正向和反向追溯。

2.3.2 生產(chǎn)過程信息追溯

嘉興市農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)數(shù)量規(guī)模在各個縣、區(qū)不同，存在較大差異。從農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)面積占農(nóng)戶家庭承包經(jīng)營耕地面積的比例來看，秀洲區(qū)的流轉(zhuǎn)率最高，達(dá)到51.81%，桐鄉(xiāng)市的流轉(zhuǎn)率最低，只有29.19%。

生產(chǎn)制造端通過MES系統(tǒng)自動采集相關(guān)原材料、半成品及產(chǎn)成品的批號/生產(chǎn)日期等信息，實現(xiàn)物料產(chǎn)成品的質(zhì)量信息追溯；利用SCADA 系統(tǒng)對工藝、設(shè)備等生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成，自動形成電子批生產(chǎn)記錄[26-29]。MES 系統(tǒng)通過接收LIMS 系統(tǒng)發(fā)出的合格物料的檢測信息，對物料稱量、調(diào)配等步驟進(jìn)行智能管控[30]。同時所有物料信息通過系統(tǒng)掃碼記錄，可以從正向和反向?qū)Ξa(chǎn)品全過程進(jìn)行快速追溯。在產(chǎn)品稱量、調(diào)配、殺菌等關(guān)鍵工藝執(zhí)行過程中，任何非正常行為都會被自動記錄，在連接到系統(tǒng)后，具有權(quán)限的用戶也可以訪問記錄進(jìn)行追溯。當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)異常情況時，系統(tǒng)會及時報警，提示現(xiàn)場管理人員及時處置。

2.3.3 檢測數(shù)據(jù)追溯

在產(chǎn)品檢測實驗室，通過LIMS 系統(tǒng)接收WMS系統(tǒng)的物料送檢信息并自動生成檢測任務(wù)，根據(jù)相關(guān)流程開展質(zhì)量檢測工作。LIMS 系統(tǒng)建立了信息化的質(zhì)量檢驗、數(shù)據(jù)采集和報告工作流程，可對檢測過程及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理；采用智能化質(zhì)量檢測設(shè)備，部分產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)可實現(xiàn)在線自動檢測，質(zhì)量信息自動錄入，質(zhì)量狀況實時跟蹤[31-32]；針對質(zhì)量問題，具備自動發(fā)現(xiàn)和自動預(yù)防，主動報警功能和機(jī)制，可實現(xiàn)防呆防錯的質(zhì)量源頭管控[33]；系統(tǒng)也可以通過條形碼、二維碼、RFID、倉庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的跟蹤追溯和共享。

2.3.4 倉儲物流追溯

倉儲物流利用DiQ 智能倉庫管理系統(tǒng)、WMS 倉庫管理系統(tǒng)、LIMS 系統(tǒng)，通過條碼、二維碼、RFID等手段[34]，實現(xiàn)對生產(chǎn)所涉及的各種物料的全面追溯和管理。①WMS 系統(tǒng)采用托盤條碼及物料二維碼追溯物料，通過一物一碼管理，從物料到貨、質(zhì)檢、原料出庫到產(chǎn)品生產(chǎn)對相關(guān)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)環(huán)環(huán)相扣的追溯鏈；各系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)規(guī)范協(xié)議，規(guī)范不同物料及不同供應(yīng)商的數(shù)據(jù)，形成規(guī)范、統(tǒng)一的追溯標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)追溯的便利性、精準(zhǔn)性。原料倉庫根據(jù)電子采購系統(tǒng)的到貨預(yù)約功能進(jìn)行到貨預(yù)約；倉庫使用WMS 系統(tǒng)的RF 無線數(shù)據(jù)實時傳輸及現(xiàn)代物品識別技術(shù)對物料信息進(jìn)行核對，執(zhí)行收貨并自動將入庫信息回傳至EAS 系統(tǒng)，實現(xiàn)精細(xì)、智能、高效的入庫及庫存管理。②通過DiQ 系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)成品自動掃碼、分揀、碼垛、儲存及出入庫管理。采用射頻數(shù)據(jù)終端讀取產(chǎn)品條碼，自動完成產(chǎn)品識別、分揀入庫等作業(yè)，入庫及庫存數(shù)據(jù)可實時傳送到ERP 系統(tǒng)，為物料溯源提供了有力支持。通過DiQ智能倉庫管理系統(tǒng)管控產(chǎn)品放行。各系統(tǒng)互聯(lián)互通，實現(xiàn)對生產(chǎn)所涉及的各種物料的全面追溯和出入庫管理。在此基礎(chǔ)上，通過一物一碼實現(xiàn)產(chǎn)品和物料的正向反向追溯，信息全面覆蓋產(chǎn)品制造各環(huán)節(jié)及物流和客戶交付全過程，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量精準(zhǔn)追溯。

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化

2.4.1 建立信息化平臺對客戶需求信息進(jìn)行系統(tǒng)管理

完美（廣東）日用品有限公司自主開發(fā)了統(tǒng)一工作平臺，全渠道接收、處理客戶意見反饋及投訴信息，利用大數(shù)據(jù)分析，主動獲取顧客的意見及需求，實現(xiàn)客訴產(chǎn)品智能送檢，流轉(zhuǎn)分析結(jié)果，及時回復(fù)顧客并完成滿意度評價，實現(xiàn)產(chǎn)品反饋內(nèi)部分析及閉環(huán)管理[35]，打造高效靈活的智能服務(wù)體系[36]，精準(zhǔn)把握和快速響應(yīng)消費者需求。

建設(shè)大數(shù)據(jù)平臺，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和深入量化分析，為目標(biāo)客戶進(jìn)行畫像，鎖定客戶關(guān)鍵需求。同時，對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘非顯見的改進(jìn)生產(chǎn)效能和提高產(chǎn)品質(zhì)量的知識，開展質(zhì)量分析和管控決策，實現(xiàn)工藝優(yōu)化，生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)預(yù)測、故障預(yù)警及維護(hù)等，從而實現(xiàn)智能化制造，精細(xì)化生產(chǎn)[37]。

2.4.3 建立PLM 系統(tǒng)對產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量改善進(jìn)行系統(tǒng)化管理

在產(chǎn)品質(zhì)量改善方面，建設(shè)PLM 系統(tǒng)來設(shè)計開發(fā)擁有更優(yōu)質(zhì)量的新產(chǎn)品。該系統(tǒng)覆蓋研發(fā)生命周期各階段，主要實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)流程管理、包裝設(shè)計圖文管理、BOM 管理、變更管理、文檔管理、配方管理、原料管理、合規(guī)管理以及自定義報表等功能。研發(fā)采用PLM 系統(tǒng)后，新產(chǎn)品開發(fā)速度加快，研發(fā)周期縮短了21%。

2.4.4 廣泛應(yīng)用仿真技術(shù)，開展可制造性設(shè)計

在產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化過程中，廣泛應(yīng)用工藝仿真軟件和工藝知識庫，基于機(jī)理、物性表征和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立加工、檢測、裝配等工藝模型，進(jìn)行工藝全過程仿真，預(yù)測加工缺陷并改進(jìn)工藝方案和參數(shù)。通過制造機(jī)理分析、工藝過程建模和虛擬制造驗證，實現(xiàn)工藝設(shè)計數(shù)字化和工藝技術(shù)創(chuàng)新，開展產(chǎn)品制造全過程仿真，優(yōu)化工藝方案，改善工藝流程，降低產(chǎn)品設(shè)計驗證成本。

2.4.5 建立產(chǎn)品質(zhì)量知識庫，為產(chǎn)品質(zhì)量改善提供經(jīng)驗積累

采用R&Dsuite 系統(tǒng)和CRS 系統(tǒng)，建立原料特性、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品工藝關(guān)鍵要素應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，同時針對每個產(chǎn)品劑型建立工藝模板數(shù)據(jù)庫，利用工藝知識庫預(yù)測同類產(chǎn)品的工藝，實現(xiàn)同劑型產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的快速引用。同時研究建立不同物料的吸濕性、流動性等原料特性數(shù)據(jù)庫，采用計算機(jī)軟件模擬生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)與生產(chǎn)運行的工藝參數(shù)，預(yù)測加工缺陷并改進(jìn)工藝方案和參數(shù)[38]。通過MES 系統(tǒng)、配方管理系統(tǒng)實現(xiàn)制造工藝流程優(yōu)化。

3 結(jié)語

針對食品生產(chǎn)企業(yè)存在的難點，結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造技術(shù)，圍繞產(chǎn)品全生命周期的維度和供應(yīng)鏈層次的角度，從供應(yīng)鏈層、企業(yè)運營層、生產(chǎn)計劃層、制造執(zhí)行層、智能設(shè)備層5 個層面構(gòu)筑了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能制造的總架構(gòu)[39]，建設(shè)了企業(yè)資源管理系統(tǒng)ESA、供應(yīng)鏈協(xié)同系統(tǒng)采購商城、智能倉儲管理系統(tǒng)WMS 和DiQ、智能制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、實驗室信息管理系統(tǒng)LIMS、產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)PLM、客戶需求及客訴管理統(tǒng)一工作平臺、大數(shù)據(jù)平臺等信息化系統(tǒng)。底層利用SCADA 系統(tǒng)、設(shè)備終端及物料二維碼，構(gòu)建了工廠核心業(yè)務(wù)數(shù)字化、智能化運行平臺。通過互聯(lián)網(wǎng)，各系統(tǒng)間、各業(yè)務(wù)間互聯(lián)互通。生產(chǎn)現(xiàn)場則采用大量智能化生產(chǎn)和檢測裝備進(jìn)行智能化生產(chǎn)。在產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量改進(jìn)方面，采用仿真技術(shù)提高產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量改善的效率，開展可制造性設(shè)計、建立產(chǎn)品質(zhì)量知識庫[40]，為產(chǎn)品質(zhì)量改善提供寶貴的經(jīng)驗積累，推動食品生產(chǎn)企業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。