數(shù)字：葡萄酒釀造的新原料

西門子中國(guó)

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數(shù)字：葡萄酒釀造的新原料

西門子中國(guó)

編者按：對(duì)于化工、制藥或食品飲料等過程工業(yè)，發(fā)展穩(wěn)定的過程和資源節(jié)約型技術(shù)具有重要的意義。西門子作為全球領(lǐng)先的自動(dòng)化解決方案供應(yīng)商，憑借全面集成的產(chǎn)品與系統(tǒng)，可完美滿足過程工業(yè)和制造業(yè)中的所有客戶需求。西門子的所有部件都經(jīng)過嚴(yán)格的系統(tǒng)測(cè)試，且相互兼容。這些部件可確保所有工業(yè)應(yīng)用任務(wù)可靠、高效地協(xié)同運(yùn)行，不僅縮短了各自動(dòng)化解決方案的實(shí)施時(shí)間，同時(shí)還顯著提高了生產(chǎn)效率。在統(tǒng)一的工程組態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中集成眾多的具體工程組態(tài)任務(wù)，可大幅降低運(yùn)行成本并縮短實(shí)施時(shí)間。

山東煙臺(tái)是中國(guó)東海岸的知名葡萄產(chǎn)區(qū)。在中糧長(zhǎng)城葡萄酒（煙臺(tái)）有限公司（長(zhǎng)城葡萄酒煙臺(tái)工廠），西門子制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的應(yīng)用正在改變葡萄酒釀造的傳統(tǒng)方式，從而實(shí)現(xiàn)從田園到餐桌的數(shù)字化全覆蓋。

長(zhǎng)城葡萄酒是國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)桿，帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)葡萄酒和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的共同發(fā)展，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷海內(nèi)外。年產(chǎn)干紅、干白葡萄酒達(dá)5萬(wàn)噸的長(zhǎng)城葡萄酒煙臺(tái)酒廠于2000年投產(chǎn)。

葡萄酒釀造是一項(xiàng)傳統(tǒng)工藝，但高效生產(chǎn)也需要科技的支撐。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，酒廠需要全面掌握并分析葡萄生長(zhǎng)、釀造、質(zhì)量控制等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的詳細(xì)信息，并實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品到原料的可追溯。這樣的信息價(jià)值鏈在啤酒釀造領(lǐng)域已非常成熟，但在葡萄酒行業(yè)卻仍有待改進(jìn)。

葡萄種植往往靠天吃飯，釀造工藝復(fù)雜又要求精細(xì)，追求品味至上，同時(shí)也要保證安全。長(zhǎng)城葡萄酒煙臺(tái)工廠基于西門子MES系統(tǒng)Simatic IT，構(gòu)建了“葡萄酒全產(chǎn)業(yè)鏈信息化系統(tǒng)”管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)更智能、高效的生產(chǎn)。

“傳統(tǒng)工藝中，原料的品質(zhì)和釀酒師的技藝決定了葡萄酒的最終質(zhì)量。”長(zhǎng)城葡萄酒煙臺(tái)工廠的總釀酒師李澤福說，“但現(xiàn)在，借助西門子的數(shù)字化力量，我們首次實(shí)現(xiàn)了整個(gè)生產(chǎn)過程的標(biāo)準(zhǔn)化管理，使質(zhì)量有了科技的保障。”

“透明”的葡萄園

一顆小小的葡萄往往蘊(yùn)含著豐富信息：氣候、水土、產(chǎn)地分布，甚至種植習(xí)慣等。

“業(yè)內(nèi)流傳著這樣一種說法：七分原料，三分釀造。因此，更好地管理葡萄園是提高葡萄酒質(zhì)量的前提。”西門子工業(yè)軟件（上海）有限公司項(xiàng)目經(jīng)理丁建強(qiáng)解釋道。

圖1　中糧集團(tuán)長(zhǎng)城葡萄酒煙臺(tái)工廠

圖2　煙臺(tái)龍山葡萄園

一個(gè)9月末的下午，煙臺(tái)龍山葡萄園里的工人忙碌地采摘葡萄，接著裝車運(yùn)往酒廠。一個(gè)熟練工人通常一天內(nèi)能采摘6大筐葡萄，重約120公斤。在忙季，酒廠收購(gòu)葡萄有時(shí)直至深夜兩點(diǎn)。

現(xiàn)在煙臺(tái)工廠依靠西門子MES平臺(tái)管理著約1.9萬(wàn)畝（約12.7平方公里）葡萄種植園，其中包括酒廠自有的葡萄種植基地，也有當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的葡萄園。

酒廠利用西門子建造的氣象觀測(cè)站來(lái)收集關(guān)于土壤養(yǎng)分、濕度和溫度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。農(nóng)場(chǎng)技術(shù)人員則使用西門子開發(fā)的APP記錄著園內(nèi)施藥的情況。這些信息都會(huì)導(dǎo)入MES平臺(tái)。技術(shù)人員據(jù)此針對(duì)每個(gè)品系的葡萄樹創(chuàng)建檔案，分析葡萄樹的生長(zhǎng)狀況和受到病蟲害侵染的可能性。

“我們通過匯集這些數(shù)據(jù)，能準(zhǔn)確地了解整個(gè)葡萄園的情況。”長(zhǎng)城葡萄酒煙臺(tái)工廠信息科負(fù)責(zé)人劉建波說。

“現(xiàn)在我們可以依靠歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而非僅僅依賴經(jīng)驗(yàn)來(lái)管理葡萄園。這樣可以做出更好的決策，更好地應(yīng)對(duì)天氣變化和病蟲侵害，收獲更優(yōu)質(zhì)的葡萄。”他補(bǔ)充道。

更高品質(zhì)，更少差錯(cuò)

釀酒包含一系列復(fù)雜甚至定制化的工藝流程，比如壓榨、發(fā)酵、熟成、換桶、樣品測(cè)試和灌裝。因此對(duì)于這個(gè)復(fù)雜的勞動(dòng)密集行業(yè)來(lái)說，難免有時(shí)會(huì)埋下忙中出錯(cuò)的隱患。

如今，整個(gè)流程正變得流暢有序。釀酒師通過MES平臺(tái)，向操作人員提供明確的工作流程和工藝步驟的指示，以避免錯(cuò)漏。而操作人員也無(wú)需在紙上手工記錄數(shù)據(jù)，然后再傳遞給下一道工序。取而代之的是掃描諸如酒罐上的條形碼，直接進(jìn)行各條目信息輸入，并通過工廠的局域網(wǎng)上傳到MES系統(tǒng)中。

“生產(chǎn)線上的操作員只需要做好自己負(fù)責(zé)的工序，不用在不同工序之間往返穿梭，傳遞不同的生產(chǎn)指令和數(shù)據(jù)。生產(chǎn)、質(zhì)檢等數(shù)據(jù)在整個(gè)生產(chǎn)鏈中有序流動(dòng)。”李澤福說。

圖3　農(nóng)場(chǎng)技術(shù)人員掃描二維瑪可記錄園內(nèi)施藥情況

從發(fā)酵到不銹鋼酒罐熟成，再到橡木桶轉(zhuǎn)桶，可能要經(jīng)過10道以上的工序。通過MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)追溯功能，可確定哪名工人在哪個(gè)工藝步驟使用了何種酒罐。

此外，系統(tǒng)能幫助實(shí)現(xiàn)工藝管理的標(biāo)準(zhǔn)化。自動(dòng)上傳的信息不能手動(dòng)更改，可實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)追蹤，監(jiān)測(cè)任何與生產(chǎn)指令偏離的工序操作，并在造成進(jìn)一步損失前快速發(fā)出警告。

來(lái)自現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)中的信息也可采集并存儲(chǔ)到MES平臺(tái)上。譬如在自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能與已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，為員工提供操作指導(dǎo)。

“在釀酒廠，隨著更多自動(dòng)化硬件和傳感器的安裝，效率和質(zhì)量會(huì)得到不斷提高，信息化系統(tǒng)能進(jìn)一步使控制層和運(yùn)營(yíng)管理層之間的信息連接更有效。”丁建強(qiáng)說。

圖4　氣象觀測(cè)站可收集土壤養(yǎng)分、濕度和溫度等數(shù)據(jù)

品味葡萄酒背后的故事

圖5　煙臺(tái)酒廠工作人員掃描二維瑪記錄操作信息

此外，煙臺(tái)工廠正與西門子合作開發(fā)一款A(yù)PP，為消費(fèi)者提供生產(chǎn)追蹤，以及信息查詢功能，拉近消費(fèi)者和釀酒廠乃至葡萄園間的距離。

消費(fèi)者在手機(jī)上就能了解葡萄品種、產(chǎn)地、釀酒過程和橡木桶等基本信息，從而更放心地消費(fèi)，也能更好地了解葡萄酒文化。

“對(duì)于葡萄酒行業(yè)而言，為應(yīng)對(duì)不斷提升的管理要求和食品安全要求，形成可追蹤的產(chǎn)業(yè)鏈將成為必然。”李澤福說，“西門子的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)在這方面對(duì)我們助益良多。”

李澤福表示，西門子MES平臺(tái)能將釀酒師從日常事無(wú)巨細(xì)的工作中解放出來(lái)，這樣他們有更多時(shí)間針對(duì)不同消費(fèi)者的需求來(lái)進(jìn)行個(gè)性化釀造。

未來(lái)，煙臺(tái)工廠也將會(huì)添置更多自動(dòng)化設(shè)備，將底層數(shù)據(jù)進(jìn)一步集合到MES平臺(tái)上，提升運(yùn)營(yíng)效率。李澤福所期望的由信息技術(shù)帶來(lái)的管理變革正在逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

圖6　在煙臺(tái)工廠，葡萄酒釀造正變得更加高效透明

精彩提煉

食品飲料行業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用水平有很多提升空間

食品飲料行業(yè)是關(guān)乎民生的行業(yè)，追求安全和健康的食品飲料是消費(fèi)者的最基本需求。食品行業(yè)安全生產(chǎn)，質(zhì)量保障體系的標(biāo)準(zhǔn)，食品本身較為嚴(yán)格的規(guī)定也給企業(yè)發(fā)展帶來(lái)了不小的壓力，要求生產(chǎn)制造商的系統(tǒng)要具備更高的標(biāo)準(zhǔn)，更多的功能，用完備嚴(yán)密的系統(tǒng)操縱供給高標(biāo)準(zhǔn)、高品質(zhì)的食品飲料。

與此同時(shí)，由于食品飲料行業(yè)存在著激烈競(jìng)爭(zhēng)，原料競(jìng)爭(zhēng)、營(yíng)銷市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、人才競(jìng)爭(zhēng)和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)等，這些競(jìng)爭(zhēng)無(wú)形中使得企業(yè)制造成本用度大幅增加，從而導(dǎo)致企業(yè)利潤(rùn)空間日益縮減。在這種環(huán)境中，采用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行內(nèi)部工藝優(yōu)化，提高設(shè)備使用效率來(lái)降低企業(yè)成本是食品飲料企業(yè)極為關(guān)注的題目。因此，食品飲料行業(yè)自動(dòng)化水平還有很多的提升空間。

西門子作為自動(dòng)化技術(shù)供應(yīng)商，愿意憑借先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，助食品飲料企業(yè)一臂之力。西門子RFID技術(shù)可實(shí)現(xiàn)原料追蹤，保證生產(chǎn)過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)的有據(jù)可查，最終保證食品飲料成品的安全；西門子還針對(duì)食品飲料行業(yè)專門開發(fā)了MES解決方案，能幫助相關(guān)企業(yè)實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)，提升管理效率，節(jié)省生產(chǎn)成本；SIMATIC PCS 7可無(wú)縫集成到西門子全集成自動(dòng)化 （TIA） 中，包含各種產(chǎn)品、系統(tǒng)和解決方案，涵蓋工業(yè)自動(dòng)化所有層級(jí)，從企業(yè)管理層到控制層，直至到現(xiàn)場(chǎng)層，實(shí)現(xiàn)所有生產(chǎn)、過程和交叉行業(yè)所有應(yīng)用領(lǐng)域統(tǒng)一可定制的生產(chǎn)自動(dòng)化。

不管客戶生產(chǎn)的產(chǎn)品是飲料、奶制品、糖、面包還是蛋糕和酥皮糕點(diǎn)，西門子的全集成解決方案均可幫助客戶建立新的生產(chǎn)效率基準(zhǔn)。西門子的食品與飲料行業(yè)解決方案代表著全面的產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務(wù)，可供食品與飲料行業(yè)使用。