食品加工企業(yè)產(chǎn)品所含成份十分復(fù)雜,其有效成份的分析與定量也非常困難,相同的原材料因產(chǎn)地不同、采收季節(jié)不同、生產(chǎn)工藝參數(shù)控制水平不同而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較差。食品原料及生產(chǎn)過程的質(zhì)量安全控制是整個(gè)食品企業(yè)提供安全放心產(chǎn)品的關(guān)鍵所在,要保持產(chǎn)品質(zhì)量的均一性、穩(wěn)定性,除原材料的采收要穩(wěn)定外,還必須保障生產(chǎn)過程控制的穩(wěn)定性。
目前,自動(dòng)化信息技術(shù)(MES)已廣泛應(yīng)用于各類食品的生產(chǎn)過程中,從而減少人為操作過程中出現(xiàn)的差異性。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化、生產(chǎn)監(jiān)控的可視化、過程控制優(yōu)化以及管理系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的集成技術(shù)等,保障產(chǎn)品質(zhì)量。
食品制造業(yè)現(xiàn)代化是將傳統(tǒng)食品生產(chǎn)的優(yōu)勢、特色與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合,以適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)發(fā)展需求的過程。因此本文設(shè)計(jì)了符合食品質(zhì)量安全要求的MES制造執(zhí)行系統(tǒng),該系統(tǒng)是一套涉及面廣,并且業(yè)務(wù)非常復(fù)雜的系統(tǒng),涉及的數(shù)據(jù)源很廣,包括生產(chǎn)過程控制信息、生產(chǎn)過程質(zhì)量信息、生產(chǎn)倉庫信息生產(chǎn)維護(hù)信息、生產(chǎn)管理信息,因此它可實(shí)現(xiàn)多元異構(gòu)系統(tǒng)的集成。
食品制造業(yè)MES 系統(tǒng)建設(shè)的需求
由于MES 處于企業(yè)的計(jì)劃執(zhí)行層,從MRPII/ERP 層接受計(jì)劃指令,并向MRPII/ERP 反饋信息。因此,MES 需要與MRPII/ERP 建立緊密的信息集成。
在生產(chǎn)計(jì)劃方式方面,企業(yè)根據(jù)市場的需求進(jìn)行組織生產(chǎn)。但一般情況下,特別是對(duì)市場需求量大的產(chǎn)品,是“以產(chǎn)促銷”——通過大批量生產(chǎn),降低成本,提高競爭力。因此,企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的依據(jù)主要是市場預(yù)測。
在成本核算方式方面,計(jì)算產(chǎn)品成本一般采用平行結(jié)轉(zhuǎn)法,在其成本組成中,生產(chǎn)成本中占比例最大的是原材料。通常,原材料占產(chǎn)品成本的較大,人工成本所占比例較小,還有其他為分?jǐn)偝杀尽?/span>
在作業(yè)計(jì)劃調(diào)度方面,企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃調(diào)度,需要根據(jù)市場情況、設(shè)備能力、均衡生產(chǎn)等方面進(jìn)行調(diào)度。這種調(diào)度,是基于有限能力的調(diào)度并通過考慮生產(chǎn)中的交錯(cuò)、重疊和并行操作來準(zhǔn)確地計(jì)算工序的開工時(shí)間、完工時(shí)間、準(zhǔn)備時(shí)間、排隊(duì)時(shí)間以及移動(dòng)時(shí)間。通過良好的作業(yè)順序,可以明顯地提高生產(chǎn)效率。
在數(shù)據(jù)采集方面,由于單機(jī)設(shè)備自動(dòng)化程度較高,設(shè)備控制級(jí)大量采用DCS、PLC。在檢測驅(qū)動(dòng)方面,各種智能儀表、數(shù)字傳感器已普遍應(yīng)用;過程控制則廣泛采用以小型機(jī)為主的自動(dòng)控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的“計(jì)、電、儀”分工界限已不再明顯,計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域。這些自動(dòng)化設(shè)備,能自動(dòng)準(zhǔn)確記錄各種生產(chǎn)現(xiàn)場信息。對(duì)于MES 而言,重點(diǎn)在于系統(tǒng)構(gòu)建的時(shí)候與這些自動(dòng)化設(shè)備做好數(shù)據(jù)接口。
在作業(yè)指令的下達(dá)方面,食品制造行業(yè)的MES中,通過下達(dá)作業(yè)指令以及PDI(Panel Data Interface,面板數(shù)據(jù)接口)數(shù)據(jù),將作業(yè)指令轉(zhuǎn)化為各個(gè)機(jī)組及設(shè)備的操作指令和各種基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備的控制參數(shù)(例如PID 控制參數(shù)——Proportional Integral Derivative,比例積分微分控制),并下達(dá)給相應(yīng)的PCS 系統(tǒng)(Production Control System,生產(chǎn)控制系統(tǒng))。反沖處理方面,生產(chǎn)的完工上報(bào),廣泛采用反沖處理。一般在工藝流程的最后設(shè)置完工上報(bào)點(diǎn),而對(duì)前面工序流程實(shí)行反沖處理,如人工工時(shí)反沖、設(shè)備工時(shí)反沖、物料反沖,從而對(duì)在制品和成本進(jìn)行跟蹤。
在設(shè)備管理方面,在流水線生產(chǎn)過程中,生產(chǎn)線上的設(shè)備維護(hù)特別重要,每臺(tái)設(shè)備都是關(guān)鍵設(shè)備,不能發(fā)生故障,一臺(tái)設(shè)備的故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工藝流程的終止。
在庫房物料管理方面,由于食品的特殊性,一般需對(duì)半成品設(shè)有相應(yīng)的庫房,各工序根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃以及配套清單分別進(jìn)行領(lǐng)料。
在質(zhì)量管理方面,質(zhì)量檢驗(yàn)和管理相當(dāng)重要,根據(jù)原材料性質(zhì)采用近紅外技術(shù),對(duì)生產(chǎn)批號(hào)產(chǎn)品進(jìn)行各工序上的在線檢測,并通過MES系統(tǒng)反饋到控制平臺(tái),從而確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和均一性。
當(dāng)然,在每個(gè)企業(yè)的情況不同,MES 的應(yīng)用還存在一些差別,仍然需要根據(jù)各自特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析。
微締MES針對(duì)食品制造行業(yè)的現(xiàn)狀自主研發(fā)的食品行業(yè)MES系統(tǒng),可以有效的解決食品企業(yè)在生產(chǎn)過程中遇到的各類問題,助力企業(yè)早日進(jìn)入工業(yè)4.0的大潮中奔騰向前。
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