MES生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)
2016-11-01
MES是美國(guó)管理界90年代提出的，全稱為Manufacturing Execution System，譯成制造執(zhí)行系統(tǒng)。制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)給出定義：MES能通過(guò)信息傳遞，對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠里面有實(shí)時(shí)事件發(fā)生，能對(duì)此及時(shí)做出反應(yīng)，MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒(méi)有附加值的活動(dòng)，有效知道工廠的生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程，從而使其既提高工廠及時(shí)交貨能力、改善物料的流通性能，又提高生產(chǎn)刨報(bào)率。MES還通過(guò)雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。
1、企業(yè)實(shí)施MES的必要性。隨著外國(guó)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)行業(yè)面臨國(guó)外大型集團(tuán)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。國(guó)產(chǎn)煙不能再以壟斷利潤(rùn)取勝，國(guó)內(nèi)企業(yè)的規(guī)模和行業(yè)市場(chǎng)集中度與國(guó)際卷煙品牌相比差距較大，而且由于地方保護(hù)普遍對(duì)省內(nèi)市場(chǎng)依賴度過(guò)高，在境外的銷售量很小，在這種情況下，食業(yè)如何加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制，最大程度上降低成本、擴(kuò)大市場(chǎng)是立于不敗之地的重點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)異地加工、多點(diǎn)生產(chǎn)是絕大部分卷煙品牌規(guī)模擴(kuò)張的必由之路，但如何處理好品牌輸出與輸入方的利益關(guān)系、保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定、防止出現(xiàn)大的市場(chǎng)波動(dòng)，當(dāng)前在技術(shù)、管理和政策方面都有許多需要繼續(xù)探索和改進(jìn)的地方。
找出影響產(chǎn)品質(zhì)量和導(dǎo)致成本增加的因素，提高計(jì)劃的實(shí)時(shí)性和靈活性，同時(shí)又能改善生產(chǎn)線的運(yùn)行效率已成為每個(gè)擴(kuò)張企業(yè)所關(guān)心的問(wèn)題。企業(yè)要達(dá)到成本和質(zhì)量的雙贏，必須嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程和影響生產(chǎn)的各種因素。有效的方法就是加強(qiáng)對(duì)原材料和人員工時(shí)的全面監(jiān)控與調(diào)度，對(duì)生產(chǎn)線上的各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行有效地監(jiān)控和信息管理，加強(qiáng)生產(chǎn)資源綜合調(diào)度管理，使之發(fā)揮最大效益。企業(yè)一般資金雄厚，在設(shè)備方面投入大，生產(chǎn)控制系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了過(guò)程的自動(dòng)化。在管理信息化方面ERP等管理軟件廣泛應(yīng)用于企業(yè)管理中，并形成了相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)都有各自的處理邏輯、數(shù)據(jù)庫(kù)和模型，導(dǎo)致信息資源缺乏共享和生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一管理。
底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)和上層的管理系統(tǒng)缺乏一個(gè)中間軟件，使得大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)不能為企業(yè)決策所用。MES的高度信息化有效地結(jié)合了生產(chǎn)和管理。
2、企業(yè)應(yīng)用MES可行性。從生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)看，企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化，經(jīng)營(yíng)管理層面大多采用ERP等管理信息系統(tǒng)，但是管理信息系統(tǒng)和處于底層的工控系統(tǒng)難以進(jìn)行接口，沒(méi)有實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，ERP難以通過(guò)運(yùn)算與分析得出令人信服的結(jié)果，管理信息系統(tǒng)的效果也會(huì)大打折扣。MES以有效實(shí)現(xiàn)“以時(shí)間為關(guān)鍵”的制造思想，在發(fā)達(dá)國(guó)家推廣非常迅速，給企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化的企業(yè)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
二、國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)：
卷煙加工是一個(gè)復(fù)雜的工藝過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程一般分為兩段：前段是制絲過(guò)程，后段是卷包過(guò)程。過(guò)程系混合生產(chǎn)模式，兼有流程行業(yè)和離散行業(yè)的特點(diǎn)。
卷煙的生產(chǎn)過(guò)程是典型的流水線作業(yè)，有許多環(huán)節(jié)影響卷煙制品的質(zhì)量和消耗。在制絲、卷接、包裝三大工序中，制絲加工工藝過(guò)程的工序最多，工藝流程最長(zhǎng)，工藝裝備種類也最為繁雜。在制絲工藝流程中，盡管每臺(tái)設(shè)備都標(biāo)明了技術(shù)參數(shù)、來(lái)料標(biāo)準(zhǔn)、制造規(guī)格等。但在使用過(guò)程中隨著工藝布局的差異，輔聯(lián)設(shè)備銜接的合理程度以及調(diào)試技能水平高低等因素，各廠家設(shè)備性能的發(fā)揮差別就十分明顯。制絲工藝質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)的工藝研究和精細(xì)化控制成為制絲工藝管理者的工作之重。工藝改進(jìn)對(duì)成品煙絲質(zhì)量的影響極為明顯，同時(shí)也是降焦降耗的必然途經(jīng)。
制絲加工在提高和穩(wěn)定內(nèi)在質(zhì)量、降焦降害、節(jié)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(qiáng)，它的每一道工序質(zhì)量都直接或間接影響下一道工序乃至最終產(chǎn)品質(zhì)量，穩(wěn)定上游工序，才有對(duì)下游工序進(jìn)行研究的基礎(chǔ)和條件，下游工序的研究才有指導(dǎo)意義，這是一個(gè)系統(tǒng)的工程，所以制絲工藝管理工作自然就尤為重要。在生產(chǎn)實(shí)際中，以理論研究指導(dǎo)實(shí)際操作有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
卷煙工藝管理是通過(guò)對(duì)加工質(zhì)量的控制和改進(jìn)來(lái)確保卷煙產(chǎn)品質(zhì)量、降低消耗的技術(shù)管理，直接關(guān)系到卷煙質(zhì)量、消耗和經(jīng)濟(jì)效益，是卷煙質(zhì)量管理的重要組成部分，同時(shí)也是卷煙企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程管理的核心內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)卷煙制造全過(guò)程質(zhì)量控制既要保證優(yōu)化工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量，又要保證穩(wěn)定的工藝條件，得到分散度極小的均一產(chǎn)品質(zhì)量。
三、企業(yè)制絲生產(chǎn)工藝MES模式設(shè)計(jì)：
(1)設(shè)計(jì)原則。企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)了企業(yè)資源管理系統(tǒng)和車間內(nèi)的過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，車間的生產(chǎn)已經(jīng)高度自動(dòng)化，但是如何控制質(zhì)量、將車間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時(shí)傳遞到ERP系統(tǒng)，有效地控制人力資源和無(wú)聊損耗等問(wèn)題必須要解決。在建立MES系統(tǒng)時(shí)，支持企業(yè)生產(chǎn)全面集成的MES軟件群要能滿足此功能，設(shè)計(jì)時(shí)要依據(jù)以下原則。其一，實(shí)用性、執(zhí)行性，符合MES功能規(guī)范，接口和模塊標(biāo)準(zhǔn)化。其二，數(shù)據(jù)采集和管理功能完善，查詢統(tǒng)計(jì)報(bào)表可滿足不同用戶的要求。其三，方案設(shè)計(jì)應(yīng)在生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文檔管理、車間管理、數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析、物料跟蹤和車間考核功能等方面展開(kāi)。其四，總體規(guī)劃，分步實(shí)施。
建成一個(gè)統(tǒng)一的生產(chǎn)指揮調(diào)度平臺(tái)，通過(guò)關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集提供整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)分析，提供車間考核基礎(chǔ)，依據(jù)質(zhì)量在線跟蹤控制和預(yù)警提示，與現(xiàn)有系統(tǒng)有機(jī)集成。
(2)企業(yè)中MES結(jié)構(gòu)分析。制絲線生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)分為三個(gè)層次：設(shè)備控制層、集中監(jiān)控和信息管理層，通過(guò)設(shè)備網(wǎng)、控制網(wǎng)和信息網(wǎng)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)將整個(gè)系統(tǒng)集成為一體，完成工藝設(shè)備的控制、各種參數(shù)的集中監(jiān)控和車間級(jí)的生產(chǎn)信息管理。制絲線生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)包括：生產(chǎn)管理、工藝管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、系統(tǒng)管理。它完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程統(tǒng)一管理和調(diào)度，對(duì)信息進(jìn)行收集和處理，為提高車間生產(chǎn)管理水平奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。企業(yè)相關(guān)人員可按權(quán)限要求，通過(guò)生產(chǎn)查詢系統(tǒng)掌握生產(chǎn)過(guò)程，通過(guò)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)了解生產(chǎn)過(guò)程。卷煙企業(yè)應(yīng)用MES的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。在執(zhí)行任務(wù)的同時(shí)，保持著與企業(yè)管理信息系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理和客戶關(guān)系管理之間的數(shù)據(jù)交換。MES提供基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)、過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的車間級(jí)調(diào)度管理功能，提供ERP等管理信息系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)額的獲取與分析功能，成為車間生產(chǎn)和企業(yè)管理之間的橋梁。
過(guò)程ERP系統(tǒng)需要MES提供的成本、控制周期和預(yù)計(jì)產(chǎn)出時(shí)間等實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)；過(guò)程控制需要基于MES對(duì)產(chǎn)品的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；基礎(chǔ)控制模塊則需從MES中取得控制數(shù)據(jù)。另一方面，MES也要從其他的系統(tǒng)中獲取自身需要的數(shù)據(jù)，來(lái)保證MES在企業(yè)中正常運(yùn)行。MES作為生產(chǎn)管理系統(tǒng)的核心，是生產(chǎn)企業(yè)過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)之間的橋梁，采集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的各種必要的數(shù)據(jù)信息，各制絲工序控制點(diǎn)溫度、物料的含水率、各種控制閥門(mén)的開(kāi)度、以及到各運(yùn)行設(shè)備電機(jī)實(shí)時(shí)的電流大小等情況；然后對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)的分析處理，監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程和自動(dòng)修正生產(chǎn)中的錯(cuò)誤以提高加工活動(dòng)的效率和質(zhì)量，或者向操作者提供預(yù)警或修正措施指導(dǎo)；檢測(cè)車間的生產(chǎn)狀況，方便情況查詢，也方便以后質(zhì)量追溯。
(3)企業(yè)中MES功能分析。企業(yè)MES的結(jié)構(gòu)也表明了它的功能(如圖2)。其一，生產(chǎn)調(diào)度管理：分析ERP下達(dá)的生產(chǎn)計(jì)劃并分解下達(dá)至生產(chǎn)工藝段；監(jiān)督記錄生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)施進(jìn)度；以批次為單位跟蹤生產(chǎn)質(zhì)量。其二，生產(chǎn)過(guò)程跟蹤：應(yīng)用SPC對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量分析和控制。其三，產(chǎn)品配方及工藝管理：為每一種品牌建立相應(yīng)的配方資料庫(kù)，當(dāng)生產(chǎn)更換品牌時(shí)，自動(dòng)調(diào)入該品牌配方、工藝指標(biāo)及控制標(biāo)準(zhǔn)等。其四，工藝參數(shù)管理：實(shí)時(shí)檢測(cè)工藝參數(shù)的變化，利用趨勢(shì)圖直觀顯示，并提供報(bào)表輸出。其五，設(shè)備管理：對(duì)制絲車間主要生產(chǎn)設(shè)備的使用、保養(yǎng)和維修的有關(guān)信息進(jìn)行整理、收集和分析，為設(shè)備的科學(xué)管理提供依據(jù)，保持設(shè)備完好率，充分發(fā)揮其效能的目的。其六，系統(tǒng)參數(shù)管理：對(duì)用戶進(jìn)行管理，授權(quán)管理、記錄操作日志，維護(hù)系統(tǒng)參數(shù)，保證系統(tǒng)安全。
(4)數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)。執(zhí)行層和控制層的數(shù)據(jù)傳輸需要特定的協(xié)議，因此MES與控制層之間的數(shù)據(jù)交換需要通過(guò)包含特定協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸接口來(lái)實(shí)現(xiàn)來(lái)保證系統(tǒng)的可靠性。
(5)MES在卷煙企業(yè)制絲工藝中的應(yīng)用效果分析。相對(duì)于應(yīng)用MES以前的人工分配、人工執(zhí)行的生產(chǎn)調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)分配、執(zhí)行，效果更準(zhǔn)確、節(jié)省了人力；在工藝參數(shù)上從文檔記錄和人工調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)記錄和智能提示，更加準(zhǔn)確和智能化；工藝配方從人工檔案管理轉(zhuǎn)為更為準(zhǔn)確和信息化的系統(tǒng)自動(dòng)管理；實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量管理的自動(dòng)化；自動(dòng)記錄的操作日記更加準(zhǔn)確和可追溯，MES后設(shè)備自動(dòng)報(bào)警、記錄設(shè)備預(yù)警，進(jìn)行實(shí)時(shí)設(shè)備管理。
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