新聞縱深·追蹤“人工智能+”丨全鏈條“智”造，一杯奶的智能之旅
6月18日，君樂寶奶粉生產(chǎn)線上，機械臂正在進行產(chǎn)品裝箱。君樂寶乳業(yè)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(chǎn)環(huán)節(jié)，傳感器與PLC（可編程邏輯控制器）處理器等智能設備構(gòu)建無人化生產(chǎn)線；訂單產(chǎn)銷協(xié)同，大模型的精準預測保證了產(chǎn)品新鮮；研發(fā)實驗室，數(shù)據(jù)驅(qū)動縮短了產(chǎn)品的研制周期……
引入先進的信息技術(shù)和自動化設備，君樂寶乳業(yè)集團深度融合人工智能、區(qū)塊鏈、5G等技術(shù)，構(gòu)建覆蓋研發(fā)、生產(chǎn)、質(zhì)量、物流、能碳管理等5大環(huán)節(jié)的全鏈條智能制造體系，集成生產(chǎn)管理、智能排程、智能倉儲等14個智能制造場景，推動乳業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈升級，為一杯奶的生產(chǎn)，搭建起“智”造全鏈條。
6月18日，君樂寶酸奶生產(chǎn)線中控室，工作人員線上監(jiān)控生產(chǎn)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(chǎn)
6月18日6時40分，君樂寶乳業(yè)集團優(yōu)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(zhuǎn)盤式擠奶機。
這些智能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)并未停止。掃糞機器人開始工作，推料機器人也要趁奶?！半x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(xiàn)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?！本龢穼殐?yōu)致牧場副場長趙慶磊介紹。
從自動調(diào)節(jié)牛舍溫濕度，為奶牛營造四季恒溫、冬暖夏涼的適宜環(huán)境，到精準調(diào)配飼料，讓每頭牛都能獲得個性化營養(yǎng)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(zhì)。
“每頭奶牛都佩戴著智能項圈，對牛的健康狀況進行實時監(jiān)測，收集呼吸、運動量、反芻次數(shù)等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進行分析加工，為奶牛的科學養(yǎng)殖提供依據(jù)?！壁w慶磊說。
牧場生產(chǎn)的原奶運輸至加工基地，乳制品生產(chǎn)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(fā)酵、灌裝……在這些金屬設備內(nèi)，原奶經(jīng)過多道工序，正在被加工成酸奶產(chǎn)品。
“這個酸奶工廠日產(chǎn)量可達750噸，只要10名工人即可進行操作?！本龢穼毠溨行纳a(chǎn)管理負責人孝顯然說，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，君樂寶利用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)，建設了智能化生產(chǎn)線，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的無人化作業(yè)、精準監(jiān)控和高效管理。
車間中控室內(nèi)，10余臺電腦正在運行，屏幕上顯示著生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的實時情況。
“有人把中控室比作整條生產(chǎn)線的大腦，值班工人坐在電腦前，點點鼠標便能完成生產(chǎn)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(nèi)正在運轉(zhuǎn)的PLC（可編程邏輯控制器）處理器?！毙@然說。
記者注意到，車間內(nèi)的各條生產(chǎn)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(chǎn)線上的傳感器，就有1500多個?！毙@然解釋，這些傳感器傳回大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，處理器加以計算思考，融合工藝機理分析、實時優(yōu)化和預測控制等技術(shù)，讓生產(chǎn)線實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。
生產(chǎn)一款酸奶產(chǎn)品要添加多種益生菌，加什么、加多少，涉及產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全，不容有誤。
“如果沒有智能系統(tǒng)，混料工作需要兩名工人進行手工復核，效率較低。而現(xiàn)在，利用生產(chǎn)線上的電磁鎖，掃碼加料，一物一碼，由智能系統(tǒng)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(tǒng)，將生產(chǎn)環(huán)節(jié)中人為操作工序編譯成控制軟件，實現(xiàn)配方根據(jù)計劃自動調(diào)取、工藝一鍵式啟動等功能。
持續(xù)加大在數(shù)字化和智能化方面的投入，君樂寶構(gòu)建了覆蓋研發(fā)、生產(chǎn)、質(zhì)量、物流、能碳管理等5大環(huán)節(jié)的全鏈條智能制造體系，推動乳業(yè)全產(chǎn)業(yè)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(tǒng)中，建起了集成生產(chǎn)管理、智能排程、智能倉儲等14個智能制造場景，關(guān)鍵設備數(shù)控化率達到99.88%，平均生產(chǎn)效率提高2%，生產(chǎn)成本下降9%。
6月18日，君樂寶奶粉生產(chǎn)線上，工作人員查看全自動生產(chǎn)線運行情況。君樂寶乳業(yè)集團供圖
AI視覺檢測
實時在線監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量
6月18日10時，君樂寶奶粉生產(chǎn)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(chǎn)品名稱。打開蓋子，奶粉勺又都正對開蓋處?！蹦闷鹨还弈谭郏@然說，這些細節(jié)背后，其實是人工智能在發(fā)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(shù)?！毙@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(fā)現(xiàn)，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(chǎn)日期、生產(chǎn)批號等激光刻碼進行視覺檢測。設備內(nèi)有6個高清攝像頭，奶粉罐經(jīng)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(tǒng)，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(shù)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(shù)，系統(tǒng)每秒鐘就可檢測2罐奶粉，不僅可實現(xiàn)檢驗全覆蓋，正確率還可達100%。
在君樂寶的奶粉生產(chǎn)線上，AI視覺檢測技術(shù)的應用不僅體現(xiàn)在包裝細節(jié)上，更體現(xiàn)在對產(chǎn)品質(zhì)量的把控上。
“我們建立了應用區(qū)塊鏈的全生命周期追溯系統(tǒng)，可實現(xiàn)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?！蹦闷鹨还弈谭蹣悠?，孝顯然向記者展示其底部二維碼。
為了嚴格把控奶粉質(zhì)量與安全，在從原奶到成品的生產(chǎn)過程當中，君樂寶設立了180項檢驗，層層把關(guān)。在這些檢驗過程中，AI技術(shù)也成了嚴苛的檢驗保障。
“我們采用AI深度學習技術(shù)，配合整個生產(chǎn)過程，對工藝環(huán)節(jié)進行一系列質(zhì)量監(jiān)控，對原輔材料、重點工序、半成品、成品等，以及環(huán)境因素、微生物指標、各項物質(zhì)含量等進行數(shù)字化評測?！毙@然說。
6月18日11時，君樂寶奶粉生產(chǎn)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(yǎng)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(yè)相機對樣品進行高清拍照，短短幾秒鐘后，系統(tǒng)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(shù)量等信息一目了然。
“沒有引入AI視覺檢測技術(shù)前，鏡檢是靠人眼完成的，檢測周期不定，且難免出現(xiàn)誤差?！毙@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(xiàn)產(chǎn)品安全關(guān)鍵點實時在線監(jiān)控。應用這一技術(shù)后，產(chǎn)品質(zhì)量損失率下降23%。
AI賦能
重塑供應鏈與研發(fā)鏈
6月18日17時，君樂寶奶粉生產(chǎn)線準時收到次日生產(chǎn)計劃。
每天的這一時刻，君樂寶全國22個生產(chǎn)基地的數(shù)百條生產(chǎn)線，都會同時收到次日任務計劃。指令來自統(tǒng)一的訂單系統(tǒng)，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(chǎn)？安排得好不好，關(guān)系企業(yè)生產(chǎn)效率和運營成本。
“我們的訂單系統(tǒng)，讓集團所有產(chǎn)銷崗位在同一平臺實現(xiàn)協(xié)同，降低產(chǎn)銷協(xié)同矛盾，提高了內(nèi)部供應鏈協(xié)同運行效率和質(zhì)量?！毙@然說。
在訂單系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，君樂寶還開發(fā)了一個預訂單系統(tǒng)，通過市場需求預測、產(chǎn)能平衡分析進行生產(chǎn)計劃制定和智能排產(chǎn)。
“特別是在酸奶等快消品上，消費者購買產(chǎn)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(shù)消費者的這種隨機行為關(guān)聯(lián)著我們的生產(chǎn)，而生產(chǎn)是需要提前計劃的?！毙@然說。
酸奶生產(chǎn)涉及產(chǎn)業(yè)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(tǒng)上線前，工作人員只能結(jié)合往年銷售情況，憑經(jīng)驗進行市場預測，料備少了無法滿足生產(chǎn)需求，料備多了則造成浪費，導致企業(yè)成本上升。
依托AI技術(shù)開發(fā)的預訂單系統(tǒng)，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(chǎn)計劃、原料庫存不匹配的難題。
“我們開發(fā)的預訂單系統(tǒng)，以大量已有生產(chǎn)銷售數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，應用了約束理論、尋優(yōu)算法和專家系統(tǒng)等技術(shù)?！毙@然介紹，預訂單系統(tǒng)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(xiàn)了庫存的最大化利用，提高了庫存周轉(zhuǎn)率，同時保證了消費者手中產(chǎn)品的新鮮度。
在君樂寶，訂單系統(tǒng)、預訂單系統(tǒng)與其他智能生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)同，實現(xiàn)了銷售訂單、生產(chǎn)計劃、物料出庫、成品入庫等全流程動態(tài)生產(chǎn)管控。生產(chǎn)計劃下達時，不僅庫房原料足備，系統(tǒng)還可自動調(diào)取產(chǎn)品配方，根據(jù)產(chǎn)線情況自動形成物料出庫單和生產(chǎn)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(chǎn)品研發(fā)環(huán)節(jié)也發(fā)揮著作用。
在君樂寶科學營養(yǎng)研究院的母乳研究室，研發(fā)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(qū)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(yǎng)素以哺乳時間為變量的動態(tài)變化情況，為嬰幼兒配方奶粉的母乳化精準開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持?！本龢穼氀邪l(fā)中心乳品與營養(yǎng)總工程師王世杰介紹。
科學營養(yǎng)研究院是君樂寶的研發(fā)大腦，海量的數(shù)據(jù)信息在這里高速運轉(zhuǎn)。為不斷優(yōu)化產(chǎn)品設計配方，君樂寶開展了數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品設計優(yōu)化場景建設。
“通過設計建模、仿真優(yōu)化和測試驗證，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的產(chǎn)品研發(fā)，可提高設計效率，縮短研發(fā)周期。”王世杰說，結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)應用，君樂寶的產(chǎn)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?！?月18日，在君樂寶乳業(yè)集團優(yōu)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(yǎng)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(huán)。
搭建全產(chǎn)業(yè)鏈融合數(shù)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(chǎn)銷協(xié)同、倉儲物流的系統(tǒng)斷點，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈多領(lǐng)域數(shù)據(jù)融合及優(yōu)化應用。
“從奶業(yè)源頭的種草環(huán)節(jié)，到牧場里的奶牛吃什么、怎么吃，可實現(xiàn)全流程監(jiān)控和管理?！壁w慶磊說，君樂寶采用全球領(lǐng)先牧場設備、信息化管理平臺，利用物聯(lián)網(wǎng)、云端數(shù)據(jù)等技術(shù)，對牧場進行數(shù)智化精準管理，通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化分析，及時提供生產(chǎn)依據(jù)，提升生產(chǎn)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(shù)據(jù)編碼。通過智能項圈，系統(tǒng)可實時獲取奶牛每天反芻、運動等有關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合奶牛的遺傳檔案、健康檔案等數(shù)據(jù)，全面分析奶牛健康狀況。營養(yǎng)師為奶?？茖W搭配日糧，就是以這些健康數(shù)據(jù)為依據(jù)。
在優(yōu)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(nèi)混合為奶牛飼料。
“攪拌機的上料數(shù)據(jù)，也會傳送至我們的數(shù)字化管理系統(tǒng)?！壁w慶磊介紹，每種配料都通過近紅外掃描錄入營養(yǎng)數(shù)據(jù)庫，可以在1分鐘內(nèi)得到樣品檢測的全部結(jié)果，快速準確檢測原料的品質(zhì)，即時解析出原料的營養(yǎng)價值，并且嚴格執(zhí)行質(zhì)量控制標準。此外，系統(tǒng)還可根據(jù)每天的檢測結(jié)果對配方及時進行微調(diào)，確保配方執(zhí)行到位。
TMR攪拌智能監(jiān)測終端數(shù)據(jù)，以及飼料投放數(shù)據(jù)、奶牛采食數(shù)據(jù)，都會經(jīng)數(shù)字云端集成分析。管理者通過系統(tǒng)獲悉飼喂數(shù)據(jù)，保證配方日糧、投喂日糧、采食日糧的一致性，實現(xiàn)智慧飼喂。
“后續(xù)檢測時，系統(tǒng)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(zhì)量?！壁w慶磊介紹。（文/河北日報記者 常方圓）
來源：河北日報
編輯：王劍猛
責編：李志財
編審：劉福慶
監(jiān)審：趙明 王勍