食品饮料行业的数字化未来-AVEVA剑维软件

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食品饮料行业的 数字化未来 Version 2.0 01 剑维软件食品饮料行业白皮书 序言 “民以食为天”⸺ 这句中国谚语中最为质朴的表述，揭示了食物对人类生存和发展的重 要意义。在中国的传统文化里， “饮食”不仅是满足人们基本生理需求的要素，更是人们多 彩生活文化的有机载体，助力编织出一副“有声有色”的鲜活生活图景。 近年来，在社会日新月异的变迁下，食品饮料行业获得了前所未有的蓬勃发展。在市场的 繁荣景象背后，也意味着面临更严格的质量安全要求、供应链管理难题、环境保护压力，以 及愈发激烈的市场竞争挑战。 为了更好地满足食品安全标准和监测要求，为了更敏捷地响应消费者日益多样化和个性化 的需求，数字化转型成为食品饮料行业发展创新型的重用手段。 数字化技术的融合应用，不仅能够帮助食品饮料企业缩短产品创新周期、提升生产效率与 品质、提高安全可追溯性，还能助力生产打破数据孤岛、实现精益管理和跨供应链协作，为 未来智造工厂的构建打下坚实地基。 当下，食品饮料行业的数字化转型正在稳步推进，这不仅是技术的更新升级，更是对企业 运营模式的深度重塑。而云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术的广泛应 用，为食品饮料企业的生产、管理、营销和服务模式革新，提供了强大的驱动力。着人工智 能、机器学习等智能化技术的加速落地，以及企业大量数字化转型资源的投入，行业将朝 着更智能、高效和可持续的方向发展。 作为可持续工业平台和软件领域领导者，AVEVA剑维软件提供的从工程设计与建造到生 产运营优化，再到资产管理的一整套端到端的全生命周期数字化转型解决方案，已成为众 多食品饮料企业实现数字化转型的关键力量。 随= 基于多年深耕行业的洞察思考和最佳实践，剑维软件的专家团队组织撰写了这本全新的 《食品饮料行业的数字化未来》白皮书。白皮书浓缩了我们在食品饮料行业的经验积累，内 容涵盖行业现状分析、解决方案和应用案例展示等，旨在为食品饮料企业提供参考路径和 实操指南。 希望这本白皮书能够为您的数字化转型带来启示和参考。我们也希望未来能与更多优秀 的中国食品饮料企业携手，共同谱写高质量发展的新篇章，共启智能制造时代的新征程。 AVEVA剑维软件 02 剑维软件食品饮料行业白皮书 食品饮料行业概览 食品饮料行业与人们生活密切相关，不仅涵盖了从农业到 零售的广泛领域，还涉及到食品加工、包装、分销和销售等 多个环节。其市场规模巨大，产品种类繁多，包括传统食 品、饮料、健康食品以及功能性产品。随着全球人口增长、 城市化进程加速以及中产阶级的崛起，食品饮料市场正持 续扩展。 1. 市场规模与增长 食品饮料市场在过去几十年中持续增 长，并预计将继续扩大。这一增长受到多个因素的驱动，包 括全球人口增长、中产阶级崛起、城市化进程加快以及消费 者对健康和便利的日益关注。根据最新的市场研究报告， 全球食品饮料行业的市场规模已达数万亿美元，并在未来 几年将继续保持稳定的增长势头。 2. 消费趋势 现代消费者的需求正在发生深刻变化。他们越 来越注重食品的健康和营养，倾向于选择低糖、低盐、有机和 天然的产品。同时，便捷性和个性化需求也在增加，推动了即 食食品、外卖和定制化产品的快速发展。此外，数字化和电商 平台的普及正在重塑消费者的购物行为和品牌互动方式。 3. 技术进步 技术的进步在食品饮料行业中发挥了关键作 用。智能制造、自动化设备、数据分析、物联网（IoT）和人工 智能（AI）等技术正在被广泛应用，提升了生产效率、产品质 量和供应链管理水平。这些技术不仅优化了生产流程，还 改善了产品的安全性和可追溯性。 4. 环境与可持续发展 可持续发展已成为食品饮料行业的 重要议题。企业面临来自政府、消费者和投资者的压力，需 要在生产过程中减少环境影响、优化资源利用，并推进绿色 包装和废弃物管理。可持续发展不仅符合社会责任，也成 为企业竞争力的重要组成部分。 5. 全球化与市场竞争 全球化为食品饮料行业带来了广阔 的市场机会，同时也带来了激烈的市场竞争。跨国企业与 本地品牌之间的竞争愈发激烈，企业需要不断创新和优化， 以保持竞争优势。同时，国际市场的开拓也要求企业具备 更强的供应链管理能力和市场适应能力。 食品饮料行业正处于快速演变的时期，数字化技术的应用 正在成为推动行业发展的核心力量。企业需要在面对技术 变革的同时，积极应对市场变化和环境挑战，通过创新和优 化来实现长期的可持续发展。了解行业现状和未来趋势， 将帮助企业制定有效的战略，抓住数字化带来的机遇，并在 竞争激烈的市场中脱颖而出。 数字化建设的现状和面临的挑战 食品饮料行业生产企业正经历数字化的深刻变革。智能制 造技术的应用正变得越来越普遍，自动化设备和机器人在 生产线上的使用显著提高了生产效率并减少了人为错误。 这些技术能够实时调整生产参数，从而确保产品的一致性 和质量。此外，大数据和实时监控系统的广泛应用，使企业 能够全面掌握生产过程中的关键指标，如温度和湿度，帮助 优化生产流程并减少浪费。 企业也在积极推进数字化供应链管理，通过物联网（IoT）和 区块链技术实现对原材料的实时跟踪，从而提高供应链的 透明度和可靠性。这种数字化的供应链管理有助于减少库 存积压、优化物流，并提高整体运营效率。同时，预测性维 护技术的应用，利用传感器和数据分析预测设备故障，进一 步减少了停机时间和维护成本。 尽管食品饮料行业生产企业在数字化方面取得了显著进 展，推进这些技术和系统的过程中也不可避免地遇到了一 些复杂挑战。技术的快速发展和应用需要企业在不断变化 的环境中做出灵活调整，而这些调整往往伴随着技术整合 的困难、数据安全风险以及财务压力等问题。企业需要在 实现技术创新的同时，确保这些挑战不会阻碍整体的数字 化转型进程。 技术整合与系统兼容 随着数字化技术的多样化，企业面临着技术整合和系统兼容 的问题。不同系统和平台之间的兼容性可能影响整体数字 化建设的效果，企业需要解决系统集成和数据流通的问题。 数据安全与隐私保护 数字化建设带来了数据安全和隐私保护的挑战。企业需要 加强数据安全措施，防范网络攻击和数据泄露风险，确保客 户数据和企业数据的安全性。 人才短缺与技术培训 数字化技术的引入需要专业的技术人才。然而，食品饮料 行业在相关领域的人才短缺问题仍然存在。企业需要加大 对员工的技术培训力度，培养具备数字化技能的人才。 成本与投资回报 数字化建设需要大量的初期投资，部分企业可能面临成本 压力。企业需要仔细评估数字化项目的投资回报，制定合 理的预算和实施计划，以确保投资效益的最大化。 数字化未来 随着数字化技术的不断进步，食品饮料生产企业不仅在当 前获得了显著的效率提升和质量保证，还面临着如何将这 些技术进一步整合和优化的挑战。在这基础上，行业的未 来发展将集中在如何更好地利用数字化技术来实现全面的 产业升级，以应对市场和环境的变化。未来的方向将不仅 仅是技术的应用，还包括如何将数字化融入企业战略中，实 现长远的发展目标。 03 剑维软件食品饮料行业白皮书 全产业链数字化： 全面集成：未来，中国食品饮料生产企业将致力于实现 从原料采购到生产、物流、销售和客户服务的全产业链 数字化。通过集成 ERP、MES、SCADA 等系统，企业可 以实现数据的无缝流动和实时共享，从而提高整体运营 效率。 供应链协同：更高效的供应链协同将成为重点。通过物 联网（IoT）、区块链技术和人工智能（AI），企业能够实现 供应链的全程可追溯、透明化和智能优化。 智能化和自动化升级： 智能生产：生产过程将进一步智能化，包括使用更多的 人工智能（AI）进行数据分析、机器学习优化生产流程，以 及采用更先进的机器人和自动化设备提升生产效率。 预测性维护：将广泛应用预测性维护技术，通过实时监 控和数据分析，提前识别和解决设备潜在问题，从而减少 故障停机时间和维修成本。 个性化和定制化： 个性化产品：未来的生产企业将更加注重个性化和定制 化，利用数据分析和智能制造技术满足消费者日益增长 的个性化需求。例如，通过定制化生产线快速响应市场 上对特定口味或功能的需求。 可持续发展： 绿色生产：未来的数字化将与可持续发展紧密结合。企 业将通过智能化技术优化资源使用，减少生产过程中的 能源消耗和废弃物排放，推动绿色生产和环保实践。 循环经济：推动循环经济的实施，通过数字化手段管理 和优化资源的回收和再利用，减少环境影响。 数字化转型的全员参与： 技能提升：企业将加大对员工的培训力度，提升他们的 数字化技能，确保全员能够适应数字化转型带来的变化， 并充分发挥数字技术的优势。 创新文化：鼓励企业内部的创新文化，促进跨部门合作， 以更好地推动数字化转型。 剑维软件作为工业软件领先的供应商，在中国食品饮料行 业的数字化未来将集中在智能生产、数字化供应链、个性化 服务、可持续发展以及全员数字化技能提升等方面，通过提 供行业领先和最佳实践的数字化解决方案，来帮助企业实 现更高的运营效率和市场竞争力。 04 剑维软件食品饮料行业白皮书 随着市场激烈的竞争、提升运营效率和满足日益严格的安 全监管要求，食品饮料行业的生产制造企业想要应对这些 挑战并维持竞争优势，必须加速自己的数字化建设进程。 数字化不仅是提升生产效率和优化运营的关键手段，也是 确保食品安全、提升客户体验和推动可持续发展的必要 措施。 剑维软件作为可持续工业平台和软件领域领导者，针对食 品饮料行业生产制造企业的数字化建设，提供了一系列集 成化的解决方案，旨在提升生产效率、优化运营管理、确保 食品安全和支持可持续发展 行业解决方案 剑维软件产品以数字孪生为内核，赋能企业实现精智绩效 05 剑维软件食品饮料行业白皮书 集中监控平台 在食品饮料行业，集中监控平台是提升生产效率和保障食 品安全的关键措施。优秀的集中监控平台应能够实时监测 生产流程、质量指标和供应链状态，帮助企业快速识别问题 并作出决策集中监控平台的核心需求包括监控和控制生产 过程、采集生产数据、报警功能、历史数据存储、远程访问、 以及对业务系统提供接口。传统的集中监控平台，通常包 括以下主要功能： 监控和控制生产过程：通过中控室操作员客户端实时 监测和控制设备的运行状态，如产线的运行、设备的运 行等。 生产数据采集：实时采集生产设备的实时数据，如压力、 温度、湿度、流量等。 报警功能：根据设定的阈值将异常数据发出报警，提醒 和通知操作人员，避免生产异常和事故发生。 历史数据存储：对重要的数据进行历史数据归档，方便 事件追溯和事后分析。 目前，随着食品饮料行业在工业 4.0 和数字化转型浪潮中 的不断推进，企业对集中监控平台的需求已不仅限于其传 统功能，新的需求也层出不穷。企业希望通过集中监控平 台实现更高水平的实时数据监测、智能分析和决策支持，以 提高生产效率、产品质量和市场响应能力。同时，随着技术 的不断革新，企业对平台的集成能力、用户体验和数据安全 性提出了更高的要求。这样的背景下，集中监控平台的建 设也面临着诸多的挑战： 企业业务系统的集成能力 系统稳定性与安全合规性 平台的灵活性与可扩展性 随时随地的远程访问需求 一定的数据整合和分析能力 剑维软件的集中监控平台解决方案始终处于行业领先水 平，凭借强大的数据整合能力，为企业提供全面的实时监控 和管理工具，深受广大用户的青睐。随着工业监控需求的 不断增长，剑维软件也在持续升级其平台，以适应新趋势， 提升用户体验和功能性。 剑维软件集中监控平台解决方案 通过构建集中监控平台，用户可以站在企业运营的角度，制 定统一的标准，降低后期维护和跨部门协助复杂度，减小信 息孤岛，方便在系统之上扩展更多的高级应用。 剑维软件的集中监控平台解决方案是通过 AVEVA™ System Platform（以下简称 AVEVA 系统平台）来构建， AVEVA System Platform是一个先进、开放和可实时扩展 的平台，平台中包含数据采集、处理、存储、分析以及界面 可视化等标准组件，通过平台广泛的连接性和兼容性，可以 连接和整合更多的设备和系统，通过统一的界面，实现可视 化，同时在平台应用的基础上，用户增加更多的高级软件应 用，例如批次配方管理、制造执行系统、智能的数据分析等 高级应用。 广泛的数据采集能力和丰富的企业业务系统接口： AVEVA™ Communication Drivers 驱动程序提供了与多 种硬件控制器厂家的数据采集能力，包括施耐德电气、AB、 西门子、欧姆龙、三菱等品牌，同时提供了开放的标准协议 剑维软件的支持，包括OPC-UA、MQTT、DNP3、Modbus、 IEC60870等协议。对于非标准通讯协议，剑维软件也提供 通讯驱动开发SDK，支持定制化协议的开发。 从2017版本开始，通信驱动程序由原来的DA Server升级 为OI Server，新的OI Server其中一个重要特性是支持多 实例的使用，每个实例就是一个独立的驱动进程，通过使用 多实例，可以提高每台机器数据采集的吞吐量，提高采集的 可靠性、可用性，减少许可证和硬件开销，更有效的利用计 算机资源。 系统平台可以对外提供 OPC UA Server，也可也通过 MQTT 驱动程序里的 Publisher 把数据推送到 MQTT Broker，通过简单的配置，外部系统即可方便的获取系统中 所需的实时数据。 对于历史数据来说，Historian 提供了 OLEDB 和 OData/ REST接口，通过相关的接口方法，即可获取历史数据库里 的历史数据供外部系统使用。 06 剑维软件食品饮料行业白皮书 稳定的系统架构，支持三层冗余 系统平台支持从数据采集、数据处理、以及到数据存储的冗 余，整个配置过程也非常简单，无需任何代码即可配置实 现，同时当应用对象服务器和历史数据服务器连接出现问 题时，历史数据、历史报警和事件信息会缓存在本地应用对 象服务器磁盘上，当连接恢复以后，缓存的数据会重新发送 到历史数据库进行归档，从而保证历史数据的完整性。 易用的开发和维护 系统平台提供了面向对象的模板标准和技术，整个开发过 程可以通过配置化完成，无需工程师具备很强的代码开发 能力。 通过在平台中定义的统一模板进行派生，能够保证画面风 格、操作方式、颜色的一致，同时提高项目开发的效率，缩 短项目开发的时间，对于项目维护来说，只需要维护模板， 这种方式也减少了维护的工作量和复杂度。 对于系统平台来说，系统平台是真正的C/S架构的软件，同 时系统还提供了远程分布式部署和集中管理的优势，即所 有应用程序的开发部署，都是在工程师站上完成的，不需 要现场去完成应用的程序部署和更新。同时系统内开发和 运行时分离的，即修改或增加设备，不会影响已有系统的 运行。 先进的报警管理 软件提供了先进的警报管理功能，如基于状态的警报、警报 抑制、警报搁置、警报分组和聚合，以识别和过滤基于严重 程度的滋扰和“不良行为”警报，以保持对最相关的过程信 息的关注，减少操作员的分心。 2023R2版本开始报警支持可选的LATCH状态，它可以让 操作人员在报警消除后再次输入报警原因，方便后续对历 史报警进行统计分析。 随时随地的移动访问 随着现代技术的发展，运营人员也需要实时了解现场生产 情况，通过移动网络对现场客户端画面的浏览查看，以及远 程的故障诊断等需求，系统平台提供了AVEVA™ InTouch Access Anywhere的解决方案，可以很好的满足客户的这 一需求，授权的用户只需要在支持HTML5浏览器上即可安 全的访问，同时客户端上无需进行任何的软件安装。 历史数据管理和分析 软件中包含了一个实时历史数据库软件，与传统的关系数 据库不同，AVEVA™ Historian处理时间序列过程数据，以 及历史警报和事件数据。独特的“块技术”捕获工厂数据的 07 剑维软件食品饮料行业白皮书 速度比标准数据库系统快数百倍，并使用传统存储空间的 一小部分。从而满足对于历史数据和报警、事件后续分析 和追溯功能。 AVEVA Historian 客户端提供了桌面和 Web 两种查看方 式，以满足用户对于历史数据查看的不同需求，强大的趋 势、查询和报告工具，可以在不到一秒钟的时间内处理一年 的历史数据，以方便进行故障排除、识别低效率，并消除耗 时的数据定位活动。桌面版本也提供了 .Net、WPF 控件， 方便把它集成到 AVEVA InTouch 或者 AVEVA OMI 画面 上，操作员在监视客户端上除了能看到过程画面、报警，还 能看到趋势，减少软件直接的相互切换，提高效率。 08 剑维软件食品饮料行业白皮书 生产运营管理 食品企业与人们的日常生活息息相关，对食品安全和质量 有着更高的合规性和追溯性要求高。食品行业的生产制造 需要管理工单及生产制造过程，记录生产过程的所有生产 数据，跟踪从原料到产品的物料转化，评估并分析产率，质 量和资源的利用率。 企业通过生产制造的数字化，可以提高产量降低生产成本， 降低废品率，减少返工次数，提供更高质量的产品。同时可 以使生产过程更加透明化，产品质量偏差更小，提升客户的 满意度。也可提升对不可预见事件或产品检疫 / 召回的响 应速度，确保品牌权益和消费者安全。 随着市场的不断变化，以及数字化解决方案和技术的革新， 企业在生产运营管理的数字化建设中对数字化解决方案或 者产品也有着越来越高的要求，比如： 产品需要满足工厂原料到成品的完整追溯及实时的可视 化，且符合食品行业的法律法规监管的要求。 产品需提供完备的质量管理流程，确保生产过程中的质 量管理与持续质量改进 产品需具备生产瓶颈分析分析 , 并帮助优化整体设备效 率（OEE），提升生产力与资源利用率。 产品要具有多系统的集成能力，且与底层控制系统要具 有高可靠性和稳定性。 产品具有可配置的功能模块及开箱即用的行业套件，产 品具有良好的可扩展性且满足快速的推广部署。 前期较低的投入成本，以及较低的后期运维成本。 这些需求都是企业生产运营管理数字化建设中不可回避的 问题，必须充分考虑这些特定的需求和问题，以确保数字化 建设的成功。剑维软件一直以来就致力于为食品饮料行业 提供先进的生产管理数字解决方案，旨在提升生产效率、优 化资源利用和确保产品质量。通过集成数据分析、实时监 控和智能化管理工具，剑维软件 帮助企业实现智能制造转 型，增强竞争力，并满足不断变化的市场需求。我们的解决 方案不仅支持企业降低成本，还推动可持续发展，助力食品 饮料行业迈向数字化未来。 09 剑维软件食品饮料行业白皮书 制造执行系统解决方案 AVEVA Manufacturing Execution System 制造执行系统 （以下简称 AVEVA MES）管理所有库存、生产和质量相关 的工厂活动，以最低的成本生产出优质产品。它捕获并与 原材料转化为成品相关的所有数据进行情境化，使公司能 够在整个企业范围内实时了解工厂运营情况。这种可见性 使公司能够执行数据驱动的持续改进，并在几分钟内跟踪 产品和跟踪材料。它使用可重用的模型驱动型方法来标准 化多站点运营的最佳实践、KPI 和报告，并且可以轻松地从 边缘扩展到企业，以缩短卓越运营计划的价值实现时间。 AVEVA MES 提供了一整套软件功能，用于数字化、标准 化、优化和管理整个