5.2啤酒行业

　　啤酒行业的特点是工厂的能力可大可小，变化很大。小啤酒厂的规模约为每年生产20万升啤酒，即40万瓶0.5升的啤酒；而德国最大的啤酒厂每年可生产约5亿升啤酒，还有跨国的高达10亿升/年的啤酒厂，有些啤酒厂的生产能力甚至超过这个数字。酒厂规模对自动化和MES的需求也发生了相应变化。在型小啤酒厂，一般只有酿造厂房和一些清洗设备作为“自动化孤岛”而自动运行。起步的产量约为1千万升/年，啤酒厂用一套完全集成的自动化解决方案控制整个生产过程。大型啤酒厂则完全依靠生产设备的自动化运行，由中央控制室监视。

　　MES的主要功能是保证质量，生产调度支持，包括物流和库存的数据，并用产品质量和效益评估生产。

　　MES系统的核心功能是面向目标的生产支持。专有系统超出办公软件产品范围的情况，通常可以在年产量5千万升的啤酒厂中找到。酿造业一直都在考虑大型化和国际化的运营模式，对不同工厂选定的性能指标进行比较也变得越来越重要。而MES正好能够提供这些性能指标。

　　生产企业的内部设施主要分成两个区域，分别是酿造和装瓶，即啤酒原浆的生成和各种瓶子的灌装，最后成为准备销售的啤酒。这两个区域是不同的部门，需要不同MES功能。下面的叙述着重于生成过程，即酿造部分。 

　　5.2.1典型运行的一般描述

　　啤酒的准备部分分成四个过程单元：

　　·筒仓区域 = 原料储存；

　　·酿造厂房 = 麦汁准备；

　　·发酵酒窖 = 发酵过程；

　　·过滤啤酒 = 啤酒过滤，准备装瓶。

　　在大多数情况下，所用的原料是麦芽和啤酒花。酵母在生产过程中生成并再产。消耗的材料是清洁剂和助滤剂。副产品包括酒糟，酵母和助滤剂。

　　由于完整的酿造过程需要约4周时间，为了保证必要的生产时间，销售需要进行相应地预测。

　　原料的质量变化和市场的口味变化，需要产品不断创新以及灵活的配方管理。这个功能通常在控制系统级就可以实现。配方在单元级或设备级上定义。厂级或通用配方已不太常见，偶尔存在于制造的说明书上。从80年代以后，啤酒厂已普遍采用在控制系统内实现配方。

　　各个过程工位的生产调度：

　　筒仓区

　　a）从ERP系统得到原材料的采购规划；

　　b）在ERP内发贴，或在集成环境下，通过MES反馈给ERP；

　　c）库存水平和消耗，从MES反馈到ERP。 

　　酿酒厂

　　a）规划时限：1个星期；

　　b）相对较少的变化（大约1 - 10）；

　　c）按酿造线规划酿造过程。

　　d）发酵窖（下一阶段）的容量决定了同一酿造的顺序号；

　　e）为规划输入参数

　　- 发酵窖中的目前液位；填补发酵窖中丢失容量。

　　- 根据选择酿造的品种，预测长期销售。这决定了这种酿造类型要生产的数量。作为规划的一部分，还要把该总量分成为多个批次（啤酒）。

　　- 计划的不确定性是由于酿造生成与成品啤酒销售要有2?4星期的延迟。

　　发酵酒窖

　　a）酒罐的灌装是按酿造规划决定的。

　　b）1?4周的批次时间。

　　c）酒罐的排空是由过滤规划决定的。

　　d）在发酵窖中其余的工作（酵母培养，清洗）作为每周调度的一部分执行。

　　成品啤酒装瓶的过滤和交付

　　a）规划时限为2至3天。

　　b）相对高的品种数量（约为5 – 50种）。

　　c）装瓶要快速适应规划的变更。

　　d）装瓶的典型缓冲时间小于1天。  

　　生产调度主要由工厂和设备的可用性决定，而不是由原材料调度。

　　人员规划

　　这项工作与所提的能力要求差不多。因此，每个班次的人员规划要有足够的人数。这可以通过简单的列表完成。

　　生产准备要求：

　　a）原材料供应是ERP系统的责任。

　　b）所需设备单元和路线的选择与分配。

　　c）检查批次（质量发布）以及设备（清洗）的必要状态。

　　d）考虑了从过程控制系统或MES得到的当前过程状态后，对下一个处理步骤提出要求。

　　生产执行要求：

　　a）自动化过程的监视。

　　b）为手动任务描述完成工作流程。

　　c）在MES中获得生产和消费量数据。 

　　d）触发所需样品的收集和质量保证的分析。

　　e）根据质量结果，为进一步的处理阻止或释放批次。

　　f）在生产结束时请求清洗。

　　生产评估要求：

　　a）从该过程控制系统获得批处理数据。

　　b）合并所有相关的数据（DCS，实验室信息管理系统，手动收集）。

　　c）根据规范检查选择的数据点。

　　d）对与目标值产生偏差的批次进行快速检查。这有助于对生产问题的识别。

　　e）对没有产生缺陷批次的百分比评估。

　　f）根据有限数量的性能指标，评估生产目标。 

　　g）用验证的收集数据，评估生产批次的管理。

　　h）可能需修正所有收集数据，其中包括自动收集的数据。当把数据导出到ERP系统时，错误数据会导致无用和引起问题。

　　虽然本文介绍的是啤酒行业，但也适用于类似的食品和饮料行业。