MES在卷煙企業(yè)制絲車間的應用

貴州中煙畢節(jié)卷煙廠 陳祖龍

MES在卷煙企業(yè)制絲車間的應用

貴州中煙畢節(jié)卷煙廠 陳祖龍

近年來，一些煙草企業(yè)通過內部改革、戰(zhàn)略重組和產品結構的不斷優(yōu)化，其競爭意識明顯增強，運行機制不斷完善，資源配置率不斷提升，市場的適應能力也有了明顯的提高，使卷煙企業(yè)具備了較強的抗風險能力。根據卷煙企業(yè)職能的定位，應圍繞生產組織和質量控制等職能來提升自身的制造力。在卷煙企業(yè)的產品生產過程中，最主要的問題就是車間生產的管理和控制問題，這個問題一直也是國外卷煙車間管理研究的重點。

一、MES（制造執(zhí)行系統）的定義及層面

MES即制造執(zhí)行系統，它是位于上層計劃管理系統與底層工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統。企業(yè)信息化主要涉及3個層面，即計劃層、執(zhí)行層和控制層。企業(yè)信息化的主要瓶頸在執(zhí)行層，傳統生產現場管理只是黑箱作業(yè)，這已經無法滿足今天復雜多變的競爭需要，為了提高生產計劃的適應性應增強企業(yè)底層生產過程的信息流動，提高企業(yè)計劃的實時性和靈活性。企業(yè)信息集成模型如圖1所示。

二、MES在制絲車間的具體應用

1.制絲車間的管理特點。制絲是卷煙生產過程中最重要的1個環(huán)節(jié)，也是一項比較復雜的生產過程，它包括多個工藝段的生產，中間又會經歷若干個儲柜，不同牌名的工藝路徑又各不相同，在生產過程中會涉及原料消耗、物料損耗、設備管理和人員管理等諸多問題。所以對制絲車間的管理就顯得尤為重要。

2.MES在制絲車間的應用。在制絲車間管理模塊中，通過制絲交接班管理，可以維護交接班的情況，記錄領料、儲柜接存工藝段生產等信息。通過制絲產量日報表可以查看煙絲的生產情況。通過香料廚房模塊，可以查看香精和香料的結存情況以及各種料液的生產和使用情況。通過關鍵指標的綜合分析，可以從多方面、多維度對一些關鍵性的指標進行分析和查找，有助于上級部門做出正確的決策和判斷。MES每月自動生成的物料能源耗用簡析報告描述了相應月份的煙葉耗用、灰房灰損情況和廢煙情況。通過班組考核統計，按照相應指標對各個班組的生產情況綜合考核打分，有助于監(jiān)督班組的生產情況。MES制絲功能業(yè)務關系如圖2所示。

三、MES在制絲車間的各項功能

1.制絲交接班記錄功能。提供制絲車間交接班時錄入的信息。錄入的信息包括工單運行信息、投料信息、工藝段產量信息、進出柜信息、結存記錄信息、現場儲柜結存記錄信息、現場其他物料結存記錄信息、各班組崗位生產詳情信息、小樣煙絲搭用信息、跑條絲搭用信息、卷包除塵煙絲搭用信息、跑條煙交接記錄信息和生產人員考勤記錄信息等。

2.制絲生產跟蹤功能。實現從原料煙投料到煙絲產出的全過程，以生產批次為單位對整個生產過程進行記錄，最終形成物料譜系。通過逆向追溯功能，可以回溯出某個生產批次在各工序加工時工藝執(zhí)行、質量檢驗、生產完成等方面的即時數據，從而有效地控制產品質量，掌握物料在生產過程中的狀況，可以為判定質量事故的原因和責任提供技術支持。

3.制絲過程監(jiān)視功能。制絲車間生產動態(tài)監(jiān)視功能，根據生產工藝的不同，可將制絲監(jiān)視分解成切片、切絲、烘絲、配比、加香、煙梗預處理、貯梗、切梗絲、烘梗絲、膨脹絲加工等不同的工藝段，監(jiān)視畫面可以顯示在線工藝參數、在線物流數據、在線質量數據和在線設備狀態(tài)數據等信息。如在加料、加香過程中可以顯示料液流量、累計量、煙葉的流量、累計量、加料設定比例、加料實際比例等信息。實時顯示各絲流量、累計量、摻配比例（設定值、實際值）和摻配精度。對煙絲柜中進出煙絲的數量、品牌和時間進行監(jiān)視，提供煙絲質量等相關信息和煙絲的供給情況。

4.制絲生產信息查詢功能。制絲生產信息的查詢實現了對底層工單執(zhí)行情況的實時記錄，顯示了制絲每個工單和卷包的及時執(zhí)行情況，便于生產調度人員實時地了解生產線的生產執(zhí)行情況，同時提供了數據修正功能，可以為生產統計提供準確的數據。

5.制絲質量檢查功能。制絲質量檢查，是指在底層工單開始執(zhí)行時，通過MES平臺中的生產模塊自動觸發(fā)寫入系統需要進行抽樣檢驗的需求，同時，系統自動發(fā)送檢驗信息到檢驗室，通知檢驗室操作人員進行檢驗。在檢驗請求管理界面中，檢驗操作人員能夠根據請求時間、請求部門和請求狀態(tài)等信息查詢到檢驗請求信息，從而判定是否需要生成樣本。

6.自動生成物料能源耗用簡析報告功能。MES可以對相應月份的物料能源耗用情況自動生產報告。報告內容包括當月產量、煙葉耗用情況、灰房灰損情況、廢煙情況、能源耗用情況等數據。

7.制絲車間公示功能。MES可以管理車間內的電子文檔資料，提供上傳及下載功能，并進行相應的權限控制，可以在車間范圍內通過大屏幕發(fā)布通知公告。

四、MES的技術平臺

MES解決方案包括單點登陸、訪問控制、系統管理和日志管理等內容。其中解決方案引擎是MES平臺的核心。一個企業(yè)的應用集成方案最終反映為MES平臺中的解決方案。不同企業(yè)應用中的數據集成、業(yè)務流程集成等包含的不同步驟能夠靈活地組合，形成獨具特色的解決方案，具體的數據集成和業(yè)務流程集成則由插件來提供。MES平臺執(zhí)行解決方案后，完成企業(yè)應用集成的過程。

1.工廠實時和歷史信息集成平臺。為了保證車間生產信息的實時性，需要建立統一的工廠實時和歷史信息集成平臺。其主要功能有存儲管理生產現場工藝參數、質量參數、設備參數、物料數據等信息，并對現場采集的數據進行實時過濾、分析和統計。建立全廠報警體系，如葉絲水分過高時，能夠啟動生產監(jiān)控的報警系統，并能直觀地顯示在生產調度指揮中心的大屏幕。MES采用標準的數據采集接口，適應眾多的控制系統，如AB、SIEMENS、HONEYWELL公司的產品及眾多的組態(tài)軟件。其他系統通過OPC、ODBC等開放接口進行數據訪問。

2.流程管理平臺。流程管理可以對全廠的業(yè)務流程進行集中的管理，提供了流程編輯功能、附件的發(fā)布功能及流程查看功能。流程一旦正式發(fā)布，企業(yè)內部聯入局域網的客戶端均可通過IE瀏覽器查看相關流程的內容，并下載所需的流程。

3.工作流管理平臺?？蓭椭髽I(yè)進行業(yè)務流程重組。MES基于SOA架構，能夠靈活地創(chuàng)建、執(zhí)行和管理工作流，可極大地增強企業(yè)的協同工作效率。

MES的PDCA閉環(huán)控制技術將計劃（Plan）、執(zhí)行（Do）、檢查（Check）、改善（Action）分別引入到企業(yè)計劃與調度業(yè)務、質量管理與控制業(yè)務、設備停機管理業(yè)務、工藝標準管理與監(jiān)控業(yè)務中，實現了業(yè)務流程的閉環(huán)操作，有效地提高了企業(yè)系統管理水平。MES應為制絲車間的生產運作、工藝/質量/成本消耗/設備等專項管理和綜合管理提供堅實的支持，提高企業(yè)生產的精細化、透明化、準時化、柔性化程度和企業(yè)管理的規(guī)范化和現代化水平。