编者按：对于化工、制药或食品饮料等过程工业，发展稳定的过程和资源节约型技术具有重要的意义。西门子作为全球领先的自动化解决方案供应商，凭借全面集成的产品与系统，可完美满足过程工业和制造业中的所有客户需求。西门子的所有部件都经过严格的系统测试，且相互兼容。这些部件可确保所有工业应用任务可靠、高效地协同运行，不仅缩短了各自动化解决方案的实施时间，同时还显著提高了生产效率。在统一的工程组态环境系统中集成众多的具体工程组态任务，可大幅降低运行成本并缩短实施时间。

山东烟台是中国东海岸的知名葡萄产区。在中粮长城葡萄酒（烟台）有限公司（长城葡萄酒烟台工厂），西门子制造执行系统（MES）的应用正在改变葡萄酒酿造的传统方式，从而实现从田园到餐桌的数字化全覆盖。

长城葡萄酒是国内行业标杆，带动了国内葡萄酒和相关产业的共同发展，产品远销海内外。年产干红、干白葡萄酒达5万吨的长城葡萄酒烟台酒厂于2000年投产。

葡萄酒酿造是一项传统工艺，但高效生产也需要科技的支撑。为了保证产品质量，酒厂需要全面掌握并分析葡萄生长、酿造、质量控制等整个产业链的详细信息，并实现从产品到原料的可追溯。这样的信息价值链在啤酒酿造领域已非常成熟，但在葡萄酒行业却仍有待改进。

图1 中粮集团长城葡萄酒烟台工厂

葡萄种植往往靠天吃饭，酿造工艺复杂又要求精细，追求品味至上，同时也要保证安全。长城葡萄酒烟台工厂基于西门子MES系统Simatic IT，构建了“葡萄酒全产业链信息化系统”管理平台，实现更智能、高效的生产。

“传统工艺中，原料的品质和酿酒师的技艺决定了葡萄酒的最终质量。”长城葡萄酒烟台工厂的总酿酒师李泽福说，“但现在，借助西门子的数字化力量，我们首次实现了整个生产过程的标准化管理，使质量有了科技的保障。”

图2 烟台龙山葡萄园

“透明”的葡萄园

一颗小小的葡萄往往蕴含着丰富信息：气候、水土、产地分布，甚至种植习惯等。

“业内流传着这样一种说法：七分原料，三分酿造。因此，更好地管理葡萄园是提高葡萄酒质量的前提。”西门子工业软件（上海）有限公司项目经理丁建强解释道。

一个9月末的下午，烟台龙山葡萄园里的工人忙碌地采摘葡萄，接着装车运往酒厂。一个熟练工人通常一天内能采摘6大筐葡萄，重约120公斤。在忙季，酒厂收购葡萄有时直至深夜两点。

现在烟台工厂依靠西门子MES平台管理着约1.9万亩（约12.7平方公里）葡萄种植园，其中包括酒厂自有的葡萄种植基地，也有当地农民的葡萄园。

酒厂利用西门子建造的气象观测站来收集关于土壤养分、湿度和温度等关键数据。农场技术人员则使用西门子开发的APP记录着园内施药的情况。这些信息都会导入MES平台。技术人员据此针对每个品系的葡萄树创建档案，分析葡萄树的生长状况和受到病虫害侵染的可能性。

“我们通过汇集这些数据，能准确地了解整个葡萄园的情况。”长城葡萄酒烟台工厂信息科负责人刘建波说。

“现在我们可以依靠历史数据进行分析，而非仅仅依赖经验来管理葡萄园。这样可以做出更好的决策，更好地应对天气变化和病虫侵害，收获更优质的葡萄。”他补充道。

更高品质，更少差错

酿酒包含一系列复杂甚至定制化的工艺流程，比如压榨、发酵、熟成、换桶、样品测试和灌装。因此对于这个复杂的劳动密集行业来说，难免有时会埋下忙中出错的隐患。

如今，整个流程正变得流畅有序。酿酒师通过MES平台，向操作人员提供明确的工作流程和工艺步骤的指示，以避免错漏。而操作人员也无需在纸上手工记录数据，然后再传递给下一道工序。取而代之的是扫描诸如酒罐上的条形码，直接进行各条目信息输入，并通过工厂的局域网上传到MES系统中。

“生产线上的操作员只需要做好自己负责的工序，不用在不同工序之间往返穿梭，传递不同的生产指令和数据。生产、质检等数据在整个生产链中有序流动。”李泽福说。

图3 农场技术人员扫描二维玛可记录园内施药情况

从发酵到不锈钢酒罐熟成，再到橡木桶转桶，可能要经过10道以上的工序。通过MES系统的数据追溯功能，可确定哪名工人在哪个工艺步骤使用了何种酒罐。

此外，系统能帮助实现工艺管理的标准化。自动上传的信息不能手动更改，可实时现场追踪，监测任何与生产指令偏离的工序操作，并在造成进一步损失前快速发出警告。

来自现有生产系统中的信息也可采集并存储到MES平台上。譬如在自动温度控制系统中，实时数据能与已有的数据进行比对分析，为员工提供操作指导。

“在酿酒厂，随着更多自动化硬件和传感器的安装，效率和质量会得到不断提高，信息化系统能进一步使控制层和运营管理层之间的信息连接更有效。”丁建强说。

图4 气象观测站可收集土壤养分、湿度和温度等数据

品味葡萄酒背后的故事

图5 烟台酒厂工作人员扫描二维玛记录操作信息

此外，烟台工厂正与西门子合作开发一款APP，为消费者提供生产追踪，以及信息查询功能，拉近消费者和酿酒厂乃至葡萄园间的距离。

消费者在手机上就能了解葡萄品种、产地、酿酒过程和橡木桶等基本信息，从而更放心地消费，也能更好地了解葡萄酒文化。

“对于葡萄酒行业而言，为应对不断提升的管理要求和食品安全要求，形成可追踪的产业链将成为必然。”李泽福说，“西门子的技术和经验在这方面对我们助益良多。”

李泽福表示，西门子MES平台能将酿酒师从日常事无巨细的工作中解放出来，这样他们有更多时间针对不同消费者的需求来进行个性化酿造。

未来，烟台工厂也将会添置更多自动化设备，将底层数据进一步集合到MES平台上，提升运营效率。李泽福所期望的由信息技术带来的管理变革正在逐步变为现实。

图6 在烟台工厂，葡萄酒酿造正变得更加高效透明

精彩提炼

食品饮料行业自动化应用水平有很多提升空间

食品饮料行业是关乎民生的行业，追求安全和健康的食品饮料是消费者的最基本需求。食品行业安全生产，质量保障体系的标准，食品本身较为严格的规定也给企业发展带来了不小的压力，要求生产制造商的系统要具备更高的标准，更多的功能，用完备严密的系统操纵供给高标准、高品质的食品饮料。

与此同时，由于食品饮料行业存在着激烈竞争，原料竞争、营销市场竞争、人才竞争和技术竞争等，这些竞争无形中使得企业制造成本用度大幅增加，从而导致企业利润空间日益缩减。在这种环境中，采用先进的自动化技术进行内部工艺优化，提高设备使用效率来降低企业成本是食品饮料企业极为关注的题目。因此，食品饮料行业自动化水平还有很多的提升空间。

西门子作为自动化技术供应商，愿意凭借先进的自动化技术，助食品饮料企业一臂之力。西门子RFID技术可实现原料追踪，保证生产过程中每一个环节的有据可查，最终保证食品饮料成品的安全；西门子还针对食品饮料行业专门开发了MES解决方案，能帮助相关企业实现精益生产，提升管理效率，节省生产成本；SIMATICPCS 7可无缝集成到西门子全集成自动化 (TIA) 中，包含各种产品、系统和解决方案，涵盖工业自动化所有层级，从企业管理层到控制层，直至到现场层，实现所有生产、过程和交叉行业所有应用领域统一可定制的生产自动化。

不管客户生产的产品是饮料、奶制品、糖、面包还是蛋糕和酥皮糕点，西门子的全集成解决方案均可帮助客户建立新的生产效率基准。西门子的食品与饮料行业解决方案代表着全面的产品、系统和服务，可供食品与饮料行业使用。

摘自《自动化博览》2016年4月刊