淺談MES 在煙草行業(yè)信息化中的應(yīng)用

孫書情

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌卷煙廠，河南 許昌 461000）

隨著我國煙草行業(yè)信息化建設(shè)的不斷深入，煙草行業(yè)重組后在數(shù)字化建設(shè)中面臨的最大難題就是解決“信息孤島”。而MES 在煙草行業(yè)中得到的應(yīng)用，除了能充分挖掘生產(chǎn)能力、優(yōu)化生產(chǎn)行為，還能提高企業(yè)信息化管理、減少“信息孤島”現(xiàn)象的產(chǎn)生。本文基于這一思想，根據(jù)煙草行業(yè)信息化的現(xiàn)狀與特點，通過實施MES 加強(qiáng)煙草行業(yè)生產(chǎn)管理與協(xié)調(diào)，提出煙草企業(yè)MES的構(gòu)建和應(yīng)用。

1 MES的定義與特點

MES 即制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System，MES)是通過信息傳遞對從下達(dá)訂單到完成產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理，主要體現(xiàn)生產(chǎn)管理技術(shù)與實時信息系統(tǒng)的新理念。當(dāng)工廠發(fā)生實時事件時,MES 能對此及時做出反應(yīng)、報告,并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理，把整個信息系統(tǒng)集成為一個整體，有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運作過程,從而幫助企業(yè)實現(xiàn)降低成本、及時交貨、提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量、提升生產(chǎn)效率的目標(biāo)，并有效的響應(yīng)了國家節(jié)能減排的工作。

2 MES 解決的主要問題

MES 處于設(shè)備控制層和計劃層之間的執(zhí)行層，主要進(jìn)行作業(yè)計劃、優(yōu)化排產(chǎn)、執(zhí)行與監(jiān)控以及生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量管理。MES通過監(jiān)控計算機(jī)實現(xiàn)對生產(chǎn)線的組合操作、狀態(tài)實時監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、并將采集的數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)管理服務(wù)器上報，最大限度地改善員工的工作環(huán)境，為建立科學(xué)，合理、高效的管理體系創(chuàng)造條件。并大大的提高了勞動率，產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)變能力。

3 煙草行業(yè)實施MES的必要性

煙草行業(yè)正處在重組時期，現(xiàn)在“信息孤島”現(xiàn)象是煙草行業(yè)信息化建設(shè)中最嚴(yán)重的問題，是信息化提升企業(yè)效率的重要瓶頸。隨著企業(yè)的重組，企業(yè)需避免在運行環(huán)境、維護(hù)人員等方面的重復(fù)投資，停止對設(shè)備、能源等的過度使用，有效的達(dá)到節(jié)能減排。

目前，我國煙草行業(yè)一般都有自動化系統(tǒng)和ERP／MIS 系統(tǒng)。由于數(shù)據(jù)缺乏準(zhǔn)確性、實時性使得ERP／MIS 系統(tǒng)在煙草行業(yè)中無法發(fā)揮作用，從而使自動化系統(tǒng)的信息資源不能得到有效的利用。在煙草行業(yè)中MES 通過對自動化現(xiàn)場數(shù)據(jù)與生產(chǎn)信息的有機(jī)整合，使的在生產(chǎn)中從接單、編排生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)、控制、派送等一各個環(huán)節(jié)的信息暢通，在企業(yè)的計劃層與生產(chǎn)控制層之間建立起“直通車”。并有效的提高了煙草行業(yè)的生產(chǎn)效率與工藝水平。許昌卷煙廠的MES 運用，不僅有效的提高了該企業(yè)的工藝水平和生產(chǎn)效率，還確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，并響應(yīng)了國家節(jié)能減排工作。

4 煙草行業(yè)MES的組成

煙草行業(yè)MES的開發(fā)與實施應(yīng)用，必須結(jié)合該企業(yè)自身特點與實際情況來進(jìn)行量身制作?，F(xiàn)根據(jù)許昌卷煙廠中生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的應(yīng)用，將煙草行業(yè)MES的組成歸納如下：

4.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是將生產(chǎn)全過程 (包括制絲及儲絲設(shè)備、卷接包設(shè)備、裝封箱設(shè)備、質(zhì)量檢測設(shè)備、物流系統(tǒng)設(shè)備等)中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分類。數(shù)據(jù)采集是控制系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)之間的信息紐帶，是MES的基礎(chǔ)。通過數(shù)據(jù)采集為MES 提供全面、實時、準(zhǔn)確的信息，MES 通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后傳遞給各設(shè)備現(xiàn)象，從而指導(dǎo)設(shè)備實施各種操作行為。

4.2 生產(chǎn)過程實時監(jiān)控與報警

通過高度集成的系統(tǒng)監(jiān)控平臺，實時監(jiān)控各工序生產(chǎn)情況。實現(xiàn)對生產(chǎn)過程、工序操作、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)控，并且建立各種參數(shù)預(yù)防報警機(jī)制，使得異常發(fā)現(xiàn)時能及時報警讓工作人員及時發(fā)現(xiàn)問題，從而提高異常情況的應(yīng)變能力。

4.3 生產(chǎn)計劃調(diào)度

生產(chǎn)計劃調(diào)度又稱工序詳細(xì)調(diào)度。它是ERP 中生產(chǎn)計劃的延伸和發(fā)展，是綜合ERP／MIS 系統(tǒng)提供的計劃信息和Controls 系統(tǒng)反饋信息，在生產(chǎn)時，根據(jù)產(chǎn)銷計劃制定適合生產(chǎn)能力的生產(chǎn)任務(wù)，包括制絲段作業(yè)任務(wù)的自動編制調(diào)整、人工調(diào)整和下達(dá)，卷包作業(yè)計劃的自動生成和下達(dá)，保證生產(chǎn)計劃按時、按進(jìn)度實施。

4.4 設(shè)備維護(hù)管理

設(shè)備維護(hù)管理是通過活動監(jiān)控與指導(dǎo),保證機(jī)器與設(shè)備的正常運行。它不僅可以完善企業(yè)各設(shè)備的維護(hù)措施或與管理制度，還能建立良好的設(shè)備預(yù)警機(jī)制、提高設(shè)備對突發(fā)性故障的應(yīng)變能力。該模塊包括設(shè)備運行管理、設(shè)備檢查管理、設(shè)備預(yù)防性維護(hù)管理、突發(fā)性故障維修管理、備件庫管理及項目維修計劃管理等功能。

4.5 過程工藝質(zhì)量控制

根據(jù)工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對生產(chǎn)工程中不同階段的產(chǎn)品進(jìn)行實時記錄、跟蹤和對照比較分析，并將診斷出的問題、質(zhì)量缺陷信息實時反饋到生產(chǎn)現(xiàn)場。以便及時有效的采取改進(jìn)措施，從而保證和提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

4.6 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和文檔管理

對產(chǎn)品、工藝規(guī)程、設(shè)計或工作令等有關(guān)信息的管理和分發(fā),同時也收集與工作和環(huán)境有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)信息。包括質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品配方、維護(hù)項目、物料基本信息以及其它基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)與查詢。此模塊是MES 運行的基礎(chǔ)與前提，對生產(chǎn)的正常運行有著重要作用。

4.7 車間成本管理

以采集數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，主要對生產(chǎn)過程中的物料、能源消耗、設(shè)備運行時間、員工工時進(jìn)行歸集、整理、分析、存儲與報告。從而對企業(yè)生產(chǎn)成本進(jìn)行管理和控制。

4.8 物料追蹤

提供物料主數(shù)據(jù)（卷包成品，制絲半成品，糖香料配方、原料、輔料）和工序制品主數(shù)據(jù)的物料追溯管理。

4.9 統(tǒng)計分析

生產(chǎn)工程中的實際數(shù)據(jù)與制定目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。對生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量、消耗等信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，從而完善質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)化生產(chǎn)組織、提高設(shè)備保障能力、降低原輔料消耗等。

5 MES 系統(tǒng)目標(biāo)

根據(jù)多年的煙草行業(yè)經(jīng)驗設(shè)計，企業(yè)重點突出了生產(chǎn)、質(zhì)量、設(shè)備管理的三條主線。目前行業(yè)內(nèi)實施MES的卷煙企業(yè)有十幾家，主要包括：武漢卷煙廠、昆明卷煙廠、青島卷煙廠、蘭州卷煙廠、許昌卷煙廠等。MES 在煙草行業(yè)除了能有效響應(yīng)國家煙草局下發(fā)的《煙草行業(yè)節(jié)能減排工作要點》，還能實現(xiàn)如下目標(biāo)：實現(xiàn)企業(yè)信息系統(tǒng)的集成；實現(xiàn)生產(chǎn)過程產(chǎn)量、消耗、設(shè)備、質(zhì)量等信息的全面可視性與可控性；實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度的及時性；及時掌握實時的生產(chǎn)動態(tài)；及時反饋產(chǎn)品的質(zhì)量情況；實現(xiàn)對生產(chǎn)質(zhì)量以及所使用的原材料、設(shè)備等保存長時間的歷史記錄；及時掌握安全情況，消除安全隱患；實現(xiàn)對生產(chǎn)成本的有效控制；提高生產(chǎn)的快速反應(yīng)能力；及時掌握生產(chǎn)人員的生產(chǎn)活動和狀況。

6 結(jié)束語

MES 是制造過程信息集成的紐帶。MES 通過強(qiáng)調(diào)制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實施完整的閉環(huán)生產(chǎn)，同時也為敏捷制造企業(yè)的實施提供了良好的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、降低零配件與輔料庫存、提高設(shè)備效率等方面取得了顯著成效。煙草行業(yè)想在競爭中存在一定的優(yōu)勢，唯一的出路是運用MES改造傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造模式，增強(qiáng)快速反映市場能力，增強(qiáng)精細(xì)化加工技術(shù)水平。

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[3]孫宇.略論制造執(zhí)行系統(tǒng)研究[J].高技術(shù)通訊.