6月18日,君樂寶奶粉生產線上,機械臂正在進行產品裝箱。君樂寶乳業集團供圖
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在智慧牧場,奶牛的日常飼喂由機器人包辦;乳制品生產環節,傳感器與PLC(可編程邏輯控制器)處理器等智能設備構建無人化生產線;訂單產銷協同,大模型的精準預測保證了產品新鮮;研發實驗室,數據驅動縮短了產品的研制周期……
引入先進的信息技術和自動化設備,君樂寶乳業集團深度融合人工智能、區塊鏈、5G等技術,構建覆蓋研發、生產、質量、物流、能碳管理等5大環節的全鏈條智能制造體系,集成生產管理、智能排程、智能倉儲等14個智能制造場景,推動乳業全產業鏈升級,為一杯奶的生產,搭建起“智”造全鏈條。
6月18日,君樂寶酸奶生產線中控室,工作人員線上監控生產線運行情況。河北日報記者常方圓攝
14個“智”造場景
覆蓋全鏈條生產
6月18日6時40分,君樂寶乳業集團優致牧場擠奶大廳,來自1號牛舍的200頭奶牛,開始準時沿著特定線路,依次走進轉盤式擠奶機。
這些智能轉盤,會精準識別每一頭奶牛,進行清潔、擠奶、消毒等。牧場還配備了兩套60個奶牛站位的全自動擠奶設備,可同時對120頭奶牛進行自動擠奶。
在牛舍,奶牛離開后,各項智能設備的運轉并未停止。掃糞機器人開始工作,推料機器人也要趁奶牛“離家”的時間,為它們準備好下一餐的食物。
“我們的智慧牧場,實現了智能設備擠奶、飼喂和犢牛哺育,各類智能設備包辦了奶牛的日常生活。”君樂寶優致牧場副場長趙慶磊介紹。
從自動調節牛舍溫濕度,為奶牛營造四季恒溫、冬暖夏涼的適宜環境,到精準調配飼料,讓每頭牛都能獲得個性化營養餐,機器設備的智能設定,最大限度保證著牛的舒適和奶的品質。
“每頭奶牛都佩戴著智能項圈,對牛的健康狀況進行實時監測,收集呼吸、運動量、反芻次數等數據。系統對這些數據進行分析加工,為奶牛的科學養殖提供依據。”趙慶磊說。
牧場生產的原奶運輸至加工基地,乳制品生產的智能場景還在不斷延伸。
6月18日9時,君樂寶酸奶車間,密密麻麻的金屬管道將一個個高大的金屬罐體相互連接。與之相比,偶爾穿梭其中進行巡檢的工人顯得很不起眼。
殺菌、混料、發酵、灌裝……在這些金屬設備內,原奶經過多道工序,正在被加工成酸奶產品。
“這個酸奶工廠日產量可達750噸,只要10名工人即可進行操作。”君樂寶供應鏈中心生產管理負責人孝顯然說,在生產環節,君樂寶利用人工智能、大數據、云計算等新一代信息技術,建設了智能化生產線,實現了生產過程的無人化作業、精準監控和高效管理。
車間中控室內,10余臺電腦正在運行,屏幕上顯示著生產線各環節的實時情況。
“有人把中控室比作整條生產線的大腦,值班工人坐在電腦前,點點鼠標便能完成生產任務。但其實,真正代替工人思考的,不是眼前的幾臺電腦,而是機房內正在運轉的PLC(可編程邏輯控制器)處理器。”孝顯然說。
記者注意到,車間內的各條生產線上,除了多種金屬設備,亮著不同顏色指示燈的小器件也十分常見。
“這些亮燈的器件,是我們布設的傳感器。一條生產線上的傳感器,就有1500多個。”孝顯然解釋,這些傳感器傳回大量生產數據,處理器加以計算思考,融合工藝機理分析、實時優化和預測控制等技術,讓生產線實現智能化生產。
生產一款酸奶產品要添加多種益生菌,加什么、加多少,涉及產品質量和食品安全,不容有誤。
“如果沒有智能系統,混料工作需要兩名工人進行手工復核,效率較低。而現在,利用生產線上的電磁鎖,掃碼加料,一物一碼,由智能系統完成復核工作,不僅能做到100%準確配料,還大大提高了效率。”孝顯然說,君樂寶依托先進的過程控制系統,將生產環節中人為操作工序編譯成控制軟件,實現配方根據計劃自動調取、工藝一鍵式啟動等功能。
持續加大在數字化和智能化方面的投入,君樂寶構建了覆蓋研發、生產、質量、物流、能碳管理等5大環節的全鏈條智能制造體系,推動乳業全產業鏈升級,近日獲評國家“卓越級智能工廠”。
在君樂寶的智慧供應鏈系統中,建起了集成生產管理、智能排程、智能倉儲等14個智能制造場景,關鍵設備數控化率達到99.88%,平均生產效率提高2%,生產成本下降9%。
6月18日,君樂寶奶粉生產線上,工作人員查看全自動生產線運行情況。君樂寶乳業集團供圖
AI視覺檢測
實時在線監控產品質量
6月18日10時,君樂寶奶粉生產線入口展臺上,一排幼兒配方奶粉樣品整齊排列。
“看,每罐奶粉的開蓋處,都正對罐身印著‘至臻啟護’產品名稱。打開蓋子,奶粉勺又都正對開蓋處。”拿起一罐奶粉,孝顯然說,這些細節背后,其實是人工智能在發揮作用。
記者看到,在奶粉包裝車間,一罐罐奶粉在傳送帶上排著隊,完成罐身清理、壓蓋等工序后,由一臺臺碼垛機器人整齊裝箱。
“奶粉進入壓蓋機后,會先進行方向校準,保證罐體朝向一致、壓蓋方向一致,這些靠的是AI智能圖像識別技術。”孝顯然說。
壓蓋機旁,一臺標有“OCR”字樣的設備引起記者的注意。記者發現,并非所有奶粉都能順利通過這臺設備,有的奶粉會被設備從傳送帶上剔除。
該設備正在進行的是包裝智能在線檢測,主要是對奶粉罐上的生產日期、生產批號等激光刻碼進行視覺檢測。設備內有6個高清攝像頭,奶粉罐經過時,罐體會被拍下高清照片,若激光刻碼不全或錯誤,就會被剔除。
這套系統,是通過AI深度學習像素分割缺陷的方式進行檢測的。
孝顯然介紹,包裝智能在線檢測技術應用前,對奶粉罐激光刻碼的檢查只能依靠人工抽檢,正確率無法得到保證。而借助AI視覺檢測技術,系統每秒鐘就可檢測2罐奶粉,不僅可實現檢驗全覆蓋,正確率還可達100%。
在君樂寶的奶粉生產線上,AI視覺檢測技術的應用不僅體現在包裝細節上,更體現在對產品質量的把控上。
“我們建立了應用區塊鏈的全生命周期追溯系統,可實現嬰幼兒奶粉100%精準溯源。每一罐君樂寶奶粉罐身都有一個二維碼,消費者掃碼即可查看多份奶粉檢驗報告。”拿起一罐奶粉樣品,孝顯然向記者展示其底部二維碼。
為了嚴格把控奶粉質量與安全,在從原奶到成品的生產過程當中,君樂寶設立了180項檢驗,層層把關。在這些檢驗過程中,AI技術也成了嚴苛的檢驗保障。
“我們采用AI深度學習技術,配合整個生產過程,對工藝環節進行一系列質量監控,對原輔材料、重點工序、半成品、成品等,以及環境因素、微生物指標、各項物質含量等進行數字化評測。”孝顯然說。
6月18日11時,君樂寶奶粉生產檢驗室,工作人員正對一款奶粉樣品進行微生物鏡檢。只見他將培養好的樣品放入智能視覺設備,啟動檢驗程序后,設備中的工業相機對樣品進行高清拍照,短短幾秒鐘后,系統便生成了一份詳盡的檢驗報告,樣品中的微生物品種、菌落數量等信息一目了然。
“沒有引入AI視覺檢測技術前,鏡檢是靠人眼完成的,檢測周期不定,且難免出現誤差。”孝顯然說。
目前,君樂寶已在旗下5個奶粉工廠投入使用乳制品智能在線視覺檢測,實現產品安全關鍵點實時在線監控。應用這一技術后,產品質量損失率下降23%。
AI賦能
重塑供應鏈與研發鏈
6月18日17時,君樂寶奶粉生產線準時收到次日生產計劃。
每天的這一時刻,君樂寶全國22個生產基地的數百條生產線,都會同時收到次日任務計劃。指令來自統一的訂單系統,由集團營運部工作人員操作下達。
訂單來了,原料庫存夠不夠?哪個基地來生產?安排得好不好,關系企業生產效率和運營成本。
“我們的訂單系統,讓集團所有產銷崗位在同一平臺實現協同,降低產銷協同矛盾,提高了內部供應鏈協同運行效率和質量。”孝顯然說。
在訂單系統的基礎上,君樂寶還開發了一個預訂單系統,通過市場需求預測、產能平衡分析進行生產計劃制定和智能排產。
“特別是在酸奶等快消品上,消費者購買產品可能是隨機的,因為在超市貨架上看到了,就順手買兩瓶。無數消費者的這種隨機行為關聯著我們的生產,而生產是需要提前計劃的。”孝顯然說。
酸奶生產涉及產業鏈較長,需要一定周期,如需要進口原料時,僅原料入檢就需要7天時間。在預訂單系統上線前,工作人員只能結合往年銷售情況,憑經驗進行市場預測,料備少了無法滿足生產需求,料備多了則造成浪費,導致企業成本上升。
依托AI技術開發的預訂單系統,對供應鏈邏輯進行重塑,有效解決了市場需求預測難、交付周期長,以及銷售需求、生產計劃、原料庫存不匹配的難題。
“我們開發的預訂單系統,以大量已有生產銷售數據為基礎,應用了約束理論、尋優算法和專家系統等技術。”孝顯然介紹,預訂單系統上線后,市場需求預測準確率可達95%,大大超過人工預測,實現了庫存的最大化利用,提高了庫存周轉率,同時保證了消費者手中產品的新鮮度。
在君樂寶,訂單系統、預訂單系統與其他智能生產系統協同,實現了銷售訂單、生產計劃、物料出庫、成品入庫等全流程動態生產管控。生產計劃下達時,不僅庫房原料足備,系統還可自動調取產品配方,根據產線情況自動形成物料出庫單和生產配料單,杜絕了因人為操作導致物料使用錯誤的風險。
人工智能,在君樂寶的產品研發環節也發揮著作用。
在君樂寶科學營養研究院的母乳研究室,研發人員每天都在進行大量的母乳成分研究實驗。
“我們從全國不同地區收集大量母乳樣品,建立起母乳樣品庫。通過對乳鐵蛋白、骨橋蛋白、母乳低聚糖等母乳樣本中重要活性成分進行檢測,研究各種營養素以哺乳時間為變量的動態變化情況,為嬰幼兒配方奶粉的母乳化精準開發提供數據支持。”君樂寶研發中心乳品與營養總工程師王世杰介紹。
科學營養研究院是君樂寶的研發大腦,海量的數據信息在這里高速運轉。為不斷優化產品設計配方,君樂寶開展了數據驅動產品設計優化場景建設。
“通過設計建模、仿真優化和測試驗證,實現數據驅動的產品研發,可提高設計效率,縮短研發周期。”王世杰說,結合人工智能、大數據等技術應用,君樂寶的產品研制周期縮短了7.58%。(河北日報記者 常方圓 姜艷)
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智慧牧場里的AI支撐
“我們一頭奶牛一天的餐食有青貯、苜蓿、燕麥草等粗飼料,玉米粉、豆餅等精料,還有預混料中添加的多種微量元素,這一把飼料的配料有10多種。”6月18日,在君樂寶乳業集團優致牧場,副場長趙慶磊捧著一把奶牛飼料對記者說。
奶牛日糧由營養師科學配比、專屬定制,蛋白、淀粉、氨基酸和維生素等搭配均衡,看似不起眼的飼料,也是君樂寶智慧供應鏈的一環。
搭建全產業鏈融合數字化賦能平臺,君樂寶的智慧供應鏈打通牧草交易、奶源管理、產銷協同、倉儲物流的系統斷點,實現產業鏈多領域數據融合及優化應用。
“從奶業源頭的種草環節,到牧場里的奶牛吃什么、怎么吃,可實現全流程監控和管理。”趙慶磊說,君樂寶采用全球領先牧場設備、信息化管理平臺,利用物聯網、云端數據等技術,對牧場進行數智化精準管理,通過對生產數據的系統化分析,及時提供生產依據,提升生產水平。
在君樂寶的各大牧場,每一頭奶牛都配備智能項圈,這是唯一數據編碼。通過智能項圈,系統可實時獲取奶牛每天反芻、運動等有關數據,結合奶牛的遺傳檔案、健康檔案等數據,全面分析奶牛健康狀況。營養師為奶牛科學搭配日糧,就是以這些健康數據為依據。
在優致牧場的中央廚房,一臺TMR攪拌機正在運行,各種配料在這臺攪拌機內混合為奶牛飼料。
“攪拌機的上料數據,也會傳送至我們的數字化管理系統。”趙慶磊介紹,每種配料都通過近紅外掃描錄入營養數據庫,可以在1分鐘內得到樣品檢測的全部結果,快速準確檢測原料的品質,即時解析出原料的營養價值,并且嚴格執行質量控制標準。此外,系統還可根據每天的檢測結果對配方及時進行微調,確保配方執行到位。
TMR攪拌智能監測終端數據,以及飼料投放數據、奶牛采食數據,都會經數字云端集成分析。管理者通過系統獲悉飼喂數據,保證配方日糧、投喂日糧、采食日糧的一致性,實現智慧飼喂。
“后續檢測時,系統還可精準識別奶樣所屬奶牛,并對奶樣63項原奶指標進行測定,形成檢驗報告,精準把控奶源質量。”趙慶磊介紹。(文/河北日報記者 常方圓)
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