MES在卷煙企業制絲車間的應用

貴州中煙畢節卷煙廠 陳祖龍

MES在卷煙企業制絲車間的應用

貴州中煙畢節卷煙廠 陳祖龍

近年來，一些煙草企業通過內部改革、戰略重組和產品結構的不斷優化，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，使卷煙企業具備了較強的抗風險能力。根據卷煙企業職能的定位，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（制造執行系統）的定義及層面

MES即制造執行系統，它是位于上層計劃管理系統與底層工業控制之間的面向車間層的管理信息系統。企業信息化主要涉及3個層面，即計劃層、執行層和控制層。企業信息化的主要瓶頸在執行層，傳統生產現場管理只是黑箱作業，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底層生產過程的信息流動，提高企業計劃的實時性和靈活性。企業信息集成模型如圖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個環節，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，有助于監督班組的生產情況。MES制絲功能業務關系如圖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.制絲過程監視功能。制絲車間生產動態監視功能，根據生產工藝的不同，可將制絲監視分解成切片、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行情況的實時記錄，顯示了制絲每個工單和卷包的及時執行情況，便于生產調度人員實時地了解生產線的生產執行情況，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行時，通過MES平臺中的生產模塊自動觸發寫入系統需要進行抽樣檢驗的需求，同時，系統自動發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。不同企業應用中的數據集成、業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務流程集成則由插件來提供。MES平臺執行解決方案后，完成企業應用集成的過程。

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務流程進行集中的管理，提供了流程編輯功能、附件的發布功能及流程查看功能。流程一旦正式發布，企業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進行業務流程重組。MES基于SOA架構，能夠靈活地創建、執行和管理工作流，可極大地增強企業的協同工作效率。

MES的PDCA閉環控制技術將計劃（Plan）、執行（Do）、檢查（Check）、改善（Action）分別引入到企業計劃與調度業務、質量管理與控制業務、設備停機管理業務、工藝標準管理與監控業務中，實現了業務流程的閉環操作，有效地提高了企業系統管理水平。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，提高企業生產的精細化、透明化、準時化、柔性化程度和企業管理的規范化和現代化水平。