包装的批处理方法

阿拉食品公司(Arla Foods)在英国的新乳品厂提供了充分的证据，证明需求确实是发明之母。工程主管Soeren Vonsild这样描述Arla的必要性。

“在这个牛奶场，我们为五家超市加工牛奶，每家超市都有自己的标签。我们有四种规格:一品脱、两品脱、四品脱和六品脱。我们加工脱脂，半脱脂，全脂牛奶。总共55个库存单位，我们每天都要按这个顺序进行。为了减少转换时间，我们需要一个全新层次的灵活性。我们必须想出一种新的方式来管理这里的事情。”

Arla提出的“新方法”是过程到包集成的一个极好的例子。这家工厂位于英格兰利兹附近，拥有四条相同的包装线。从2004年8月开始投入商业运营，它们从筒仓中提取刚吹过的高密度聚乙烯瓶，从加工罐中提取刚加工过的牛奶，几乎不需要操作人员的参与。生产由Syskron新开发的自动化订单系统监控和管理，称为生产线管理系统。轮班经理不再根据生产计划部署一组操作人员来停止和启动机器。停止和启动是自动完成的，让操作员负责更换标签卷和补充盖料斗。

Vonsild说:“我们将生产订单从ERP传输到加工和包装机器，并从这些机器收集数据，以便将数据发送回ERP。”“这让我们的业务成为了一个整体。”

每条包装线都有相同的设备:

•克朗斯(Krones)的contform卷送标签机

•克朗斯旋转电子称重填料

•Zalkin瓶盖

•Enercon感应封口机

•两个来自Elopak的手推车包装机。

装着100多个瓶子(取决于瓶子的大小)的装满的手推车被推到送货卡车上，然后直接进入商店的冷藏箱，供消费者使用。

连接到网络的其他基本设备包括利乐的牛奶加工设备和Logoplaste在现场拥有和操作的8个吹塑系统。Logoplaste机器连续运行，保持瓶子的稳定供应，因此灌装线可以通过输送系统在需要的时候自动抽取瓶子。

Vonsild补充道:“每条生产线每天可能要换30次衣服。”“如果转换需要10分钟，那么每天将有300分钟的停机时间。我们负担不起。因此，通过线路管理系统，我们整合了所有的东西，这样就可以自动管理换车。”

批处理方法

生产订单分批通过工厂。例如，一家超市可能需要一批10000瓶4品脱的脱脂牛奶，而其他9家超市则需要同样的牛奶，装在同样的瓶子里，但数量不同。所有这10个批量订单都从ERP系统流到工厂车间，当需要从一个零售商切换到另一个零售商时，新标签都排好了，准备拼接。由于损失了一分钟的生产时间，因此进行了更改。

几乎没有操作人员驻扎在实际的灌装层。他们的位置在二楼上面，贴标签的人和盖盖的人坐在那里。他们检查HMI屏幕，查看ERP系统安排了哪些批次，以及他们必须为此做些什么准备。他们从来不用担心的一件事是为一个生产线引入新的瓶子尺寸，因为每个生产线都专门生产一种尺寸的瓶子。不同批次的不同之处是所灌装牛奶的脂肪含量、所使用的标签、标签上的喷墨编码以及瓶盖(脱脂牛奶、半脱脂牛奶和全脂牛奶的颜色不同)。根据操作员在他们的HMI屏幕上看到的情况，他们将适当的标签卷安装在一个拼接单元上，并确认它已经安装。他们还用合适的瓶盖填充盖料斗。它们再次在HMI屏幕上确认该操作已经发生。没有这些确认，系统将不会继续下一批订单。

当转换到一个新的标签，瓶与标签B现在进行填充，一旦第一个有它的条形码扫描，空瓶进料自动停止在填充。这使得所有标有A标签的瓶子都能排空，并以他们的方式进入封瓶器。一旦瓶封机看到没有更多的瓶子与标签A，它发送一个信号的瓶子停止在填料进料继续让瓶子。

图总结

图A总结了使四条新的包装线运行所需的所有硬件和控制集成组件。底部用粉色表示设备:贴标、灌装、旋盖、感应封口和推车包装机。所有这些设备在以太网连接上都有一个固定的IP地址。不管哪个供应商制造设备的PLC，所有的机器都是联网的，并且正是通过这个网络接收制造订单。

在设备层上面，显示为灰色，是四个运行Syskron线路管理系统软件的plc。上面一层是四个黄色的流程数据服务器。它们收集趋势分析需要记录的任何数据。

在流程数据服务器1和2之间是一个Microsoft SQL数据库服务器，在其中存储在流程数据服务器1和2中收集的所有与时间相关的数据。SQL数据库服务器具有比Process data server更大的长期存储容量。在流程数据服务器3和4之间是一个Microsoft SQL数据库服务器，它存储由流程数据服务器3和4收集的批处理相关数据。

连接到每一对流程数据服务器的是Syskron所称的“网关PC”，它将一切连接到ERP。Arla的ERP程序由SAP提供。网关PC上的模块中有一个FTP(文件传输协议)服务器，它将文件从ERP中来回发送到下面的层。网关PC上的另一个模块是XML ISA-95接口，它允许实时信息以闭环的方式从ERP到工厂车间再返回ERP。Vonsild说:“ISA-95标准为我们提供了命名约定，使我们能够从ERP系统得到生产订单。”

这一切都归结为翻译的问题。从历史上看，ERP软件并不适合从工厂车间访问实时数据。ISA-95实质上是从一个网络协议转换到另一个网络协议，从顶级业务协议转换到工厂底层制造协议。它是一种企业到制造业的标记语言(B2MML)，它告诉不同的网络协议如何构建通信标准。这是一种元语言，它的意思是:“这就是你如何格式化你的数据，以便交换双方都能理解的信息。”

回到图A，在四个过程数据服务器的上面一层，蓝色显示的是屏幕，感谢HMI软件，Arla人员可以实时查看吹塑/加工/包装系统中发生的情况。

图A很有用，因为它显示了四条生产线实质上是一条生产线，其中许多分立的机器组件都紧密且直接集成到Arla的ERP系统中。另一方面，图B显示了一行，即行4，以符合S88术语和概念的批处理方式建模。

Syskron公司的克劳斯•多普勒表示:“这是一种包装的批处理方法。”“以标签为例。要在S88方法下操作标签，你不能把标签器看作一个单一的单元。你需要在标签中识别功能单元或功能块。依靠标准的S88术语表示机器状态，然后将这些功能单元串在一起。一个动作开始并结束，一旦它结束，完成状态就会传达给下一个功能单元，这样它就可以执行自己的功能。”

在图B中，多普勒指的功能单位用红色标出。当HMI屏幕上的操作员看到从标签A到标签B的时间到了，他将一个新的标签卷加载到标签拼接单元的进料站，并将新标签卷的前缘连接到拼接机上。他还承认，在HMI屏幕上，标签B已经准备好被拼接了。当达到上一批的设定值时，贴标机自动减慢到正常工作速度的一半，将标签A切断，以便将标签B拼接到A的尾部。由于更换标签，生产速度会减慢，但从来不会停止。

Vonsild说:“我们不断地更换标签。“生产线管理系统会跟踪哪些瓶子在接头处附近收到标签，并自动拒绝接头处前的瓶子、有接头处的瓶子和接后的瓶子。”

多普勒说，从ERP到车间再返回的信息流是如此彻底，就好像多个批次同时在生产一样。

“批量订单从ERP发送到我们的生产线管理系统，该系统将订单划分为每台包装机器的子订单。其最终效果是，每台包装机在任何时候都拥有执行当前批次和下一批批次所需的所有信息，这样，当下一批批次投入生产时，操作人员就可以准备好正确的超市品牌标签或瓶盖颜色。”

值得指出的是，以上所述的一切都发生在一个灌装速度快的工厂里，至少可以说。例如，4品脱的生产线的生产速度是每分钟345瓶。然而，Syskron生产线管理系统的实时数据采集功能非常强大，如果任何瓶子由于泄漏、标签倾斜或瓶盖倾斜而被拒收，拒收数量将被传递给上游的贴标机，然后再贴更多的瓶子，以弥补这些拒收的瓶子。这样的功能使Vonsild成为生产线管理系统的忠实粉丝。

Vonsild说:“标签的数量和更换的频率极大地增加了瓶子上标签错误、瓶子上喷墨编码错误或瓶盖颜色错误的风险。”“但是线路管理系统防止了这样的错误。下载完整的规格，所有的设备都是根据这些参数设置的。”

Vonsild还强调，Arla实施这种“新做事方式”背后的主要目标不仅仅是为了灵活而灵活。这是质量的问题。看来这一目标已经实现。Vonsild说:“在英国，每百万件产品的行业平均客户投诉比我们在这些新产品上收到的投诉高出50倍。”

他还认为，从自动化订单系统中获得的好处可以扩展。冯西尔德说:“有了每一瓶酒的详细信息，你下一步可以做的事情就没有限制了。”