MES生產信息化管理系統
2016-11-01
MES是美國管理界90年代提出的，全稱為Manufacturing Execution System，譯成制造執行系統。制造執行系統協會給出定義：MES能通過信息傳遞，對從訂單下達到產品完成整個生產過程進行優化管理。當工廠里面有實時事件發生，能對此及時做出反應，MES能夠減少企業內部沒有附加值的活動，有效知道工廠的生產運作過程，從而使其既提高工廠及時交貨能力、改善物料的流通性能，又提高生產刨報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業內部和整個產品供應鏈中提供有關產品行為的關鍵任務信息。
1、企業實施MES的必要性。隨著外國進入中國市場，國內行業面臨國外大型集團的競爭日趨激烈。國產煙不能再以壟斷利潤取勝，國內企業的規模和行業市場集中度與國際卷煙品牌相比差距較大，而且由于地方保護普遍對省內市場依賴度過高，在境外的銷售量很小，在這種情況下，食業如何加強對產品質量的控制，最大程度上降低成本、擴大市場是立于不敗之地的重點。實現異地加工、多點生產是絕大部分卷煙品牌規模擴張的必由之路，但如何處理好品牌輸出與輸入方的利益關系、保證產品質量的穩定、防止出現大的市場波動，當前在技術、管理和政策方面都有許多需要繼續探索和改進的地方。
找出影響產品質量和導致成本增加的因素，提高計劃的實時性和靈活性，同時又能改善生產線的運行效率已成為每個擴張企業所關心的問題。企業要達到成本和質量的雙贏，必須嚴格控制產品生產的全過程和影響生產的各種因素。有效的方法就是加強對原材料和人員工時的全面監控與調度，對生產線上的各個點進行有效地監控和信息管理，加強生產資源綜合調度管理，使之發揮最大效益。企業一般資金雄厚，在設備方面投入大，生產控制系統基本上實現了過程的自動化。在管理信息化方面ERP等管理軟件廣泛應用于企業管理中，并形成了相對獨立的系統，每個系統都有各自的處理邏輯、數據庫和模型，導致信息資源缺乏共享和生產過程的統一管理。
底層生產控制系統和上層的管理系統缺乏一個中間軟件，使得大量的生產數據不能為企業決策所用。MES的高度信息化有效地結合了生產和管理。
2、企業應用MES可行性。從生產制造環節看，企業已經實現了基礎自動化和過程自動化，經營管理層面大多采用ERP等管理信息系統，但是管理信息系統和處于底層的工控系統難以進行接口，沒有實際生產中產生的數據為基礎，ERP難以通過運算與分析得出令人信服的結果，管理信息系統的效果也會大打折扣。MES以有效實現“以時間為關鍵”的制造思想，在發達國家推廣非常迅速，給企業帶來了巨大的經濟效益，對國內已經實現了基礎自動化和過程自動化的企業將產生深遠的影響。
二、國內企業生產工藝的特點：
卷煙加工是一個復雜的工藝過程，生產過程一般分為兩段：前段是制絲過程，后段是卷包過程。過程系混合生產模式，兼有流程行業和離散行業的特點。
卷煙的生產過程是典型的流水線作業，有許多環節影響卷煙制品的質量和消耗。在制絲、卷接、包裝三大工序中，制絲加工工藝過程的工序最多，工藝流程最長，工藝裝備種類也最為繁雜。在制絲工藝流程中，盡管每臺設備都標明了技術參數、來料標準、制造規格等。但在使用過程中隨著工藝布局的差異，輔聯設備銜接的合理程度以及調試技能水平高低等因素，各廠家設備性能的發揮差別就十分明顯。制絲工藝質量控制關鍵點的工藝研究和精細化控制成為制絲工藝管理者的工作之重。工藝改進對成品煙絲質量的影響極為明顯，同時也是降焦降耗的必然途經。
制絲加工在提高和穩定內在質量、降焦降害、節省能源，降低單箱耗葉方面起著重要作用。制絲加工流程性較強，它的每一道工序質量都直接或間接影響下一道工序乃至最終產品質量，穩定上游工序，才有對下游工序進行研究的基礎和條件，下游工序的研究才有指導意義，這是一個系統的工程，所以制絲工藝管理工作自然就尤為重要。在生產實際中，以理論研究指導實際操作有重要的現實意義。
卷煙工藝管理是通過對加工質量的控制和改進來確保卷煙產品質量、降低消耗的技術管理，直接關系到卷煙質量、消耗和經濟效益，是卷煙質量管理的重要組成部分，同時也是卷煙企業生產過程管理的核心內容。實現卷煙制造全過程質量控制既要保證優化工藝、提高產品質量，又要保證穩定的工藝條件，得到分散度極小的均一產品質量。
三、企業制絲生產工藝MES模式設計：
(1)設計原則。企業基本實現了企業資源管理系統和車間內的過程自動化控制系統，車間的生產已經高度自動化，但是如何控制質量、將車間的生產數據及時傳遞到ERP系統，有效地控制人力資源和無聊損耗等問題必須要解決。在建立MES系統時，支持企業生產全面集成的MES軟件群要能滿足此功能，設計時要依據以下原則。其一，實用性、執行性，符合MES功能規范，接口和模塊標準化。其二，數據采集和管理功能完善，查詢統計報表可滿足不同用戶的要求。其三，方案設計應在生產計劃調度、設備管理、質量管理、基礎數據文檔管理、車間管理、數據采集、統計分析、物料跟蹤和車間考核功能等方面展開。其四，總體規劃，分步實施。
建成一個統一的生產指揮調度平臺，通過關鍵點的數據采集提供整個生產過程的數據分析，提供車間考核基礎，依據質量在線跟蹤控制和預警提示，與現有系統有機集成。
(2)企業中MES結構分析。制絲線生產管理信息系統分為三個層次：設備控制層、集中監控和信息管理層，通過設備網、控制網和信息網三級網絡將整個系統集成為一體，完成工藝設備的控制、各種參數的集中監控和車間級的生產信息管理。制絲線生產管理信息系統包括：生產管理、工藝管理、質量管理、設備管理、系統管理。它完成整個生產過程統一管理和調度，對信息進行收集和處理，為提高車間生產管理水平奠定堅實的基礎。企業相關人員可按權限要求，通過生產查詢系統掌握生產過程，通過生產監控系統了解生產過程。卷煙企業應用MES的結構圖如圖2所示。在執行任務的同時，保持著與企業管理信息系統、供應鏈管理和客戶關系管理之間的數據交換。MES提供基礎自動化系統、過程自動化系統無法實現的車間級調度管理功能，提供ERP等管理信息系統無法實現的生產數據額的獲取與分析功能，成為車間生產和企業管理之間的橋梁。
過程ERP系統需要MES提供的成本、控制周期和預計產出時間等實際生產數據；過程控制需要基于MES對產品的工藝參數進行優化；基礎控制模塊則需從MES中取得控制數據。另一方面，MES也要從其他的系統中獲取自身需要的數據，來保證MES在企業中正常運行。MES作為生產管理系統的核心，是生產企業過程自動化系統與管理信息系統之間的橋梁，采集生產現場中的各種必要的數據信息，各制絲工序控制點溫度、物料的含水率、各種控制閥門的開度、以及到各運行設備電機實時的電流大小等情況；然后對采集的數據進行即時的分析處理，監控生產過程和自動修正生產中的錯誤以提高加工活動的效率和質量，或者向操作者提供預警或修正措施指導；檢測車間的生產狀況，方便情況查詢，也方便以后質量追溯。
(3)企業中MES功能分析。企業MES的結構也表明了它的功能(如圖2)。其一，生產調度管理：分析ERP下達的生產計劃并分解下達至生產工藝段；監督記錄生產計劃的實施進度；以批次為單位跟蹤生產質量。其二，生產過程跟蹤：應用SPC對實時數據進行質量分析和控制。其三，產品配方及工藝管理：為每一種品牌建立相應的配方資料庫，當生產更換品牌時，自動調入該品牌配方、工藝指標及控制標準等。其四，工藝參數管理：實時檢測工藝參數的變化，利用趨勢圖直觀顯示，并提供報表輸出。其五，設備管理：對制絲車間主要生產設備的使用、保養和維修的有關信息進行整理、收集和分析，為設備的科學管理提供依據，保持設備完好率，充分發揮其效能的目的。其六，系統參數管理：對用戶進行管理，授權管理、記錄操作日志，維護系統參數，保證系統安全。
(4)數據接口設計。執行層和控制層的數據傳輸需要特定的協議，因此MES與控制層之間的數據交換需要通過包含特定協議的數據傳輸接口來實現來保證系統的可靠性。
(5)MES在卷煙企業制絲工藝中的應用效果分析。相對于應用MES以前的人工分配、人工執行的生產調度轉變為自動分配、執行，效果更準確、節省了人力；在工藝參數上從文檔記錄和人工調節轉變為自動記錄和智能提示，更加準確和智能化；工藝配方從人工檔案管理轉為更為準確和信息化的系統自動管理；實現了質量管理的自動化；自動記錄的操作日記更加準確和可追溯，MES后設備自動報警、記錄設備預警，進行實時設備管理。
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