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近年來，隨著卷煙工業(yè)打造優(yōu)秀卷煙工廠，實現(xiàn)精細化、柔性化、均質化的生產需要，生產制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)作為支撐卷煙廠生產管理上水平的重要手段和途徑，越來越受到卷煙廠的信息化建設工作的高度重視。
制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)是美國管理界于上世紀90年代提出的。美國先進制造研究機構AMR(Advanced Manufacturing Research)通過對大量企業(yè)的調查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的企業(yè)生產管理系統(tǒng)普遍由以ERP/MRPII為代表的企業(yè)管理軟件、以SCADA、HMI(Human Machine Interface)為代表的生產過程監(jiān)控軟件和以實現(xiàn)操作過程自動化，支持企業(yè)全面集成的MES軟件群組成。但由于MES強調控制和協(xié)調，使現(xiàn)代制造業(yè)信息系統(tǒng)不僅有很好的計劃系統(tǒng)，而且還擁有能使計劃落實到實處的執(zhí)行系統(tǒng);因此，MES在國外的企業(yè)中迅速推廣開來，并給企業(yè)帶來了巨大的經濟效益。企業(yè)認識到只有將數據信息從產品級取出，穿過操作控制級，送達管理級，通過連續(xù)信息流來實現(xiàn)企業(yè)信息全集成，才能使企業(yè)在日益激烈的競爭中立于不敗之地。
本文擬根據MES系統(tǒng)的功能特點，依托卷煙廠MES項目，探討基于MES系統(tǒng)的精益生產管理體系的研究與應用。
1.MES與精益生產的關系
MES是生產過程控制系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)之間的執(zhí)行層，主要負責生產管理和調度執(zhí)行。MES關注整個工廠的生產過程，主要是通過生產調度、生產統(tǒng)計、成本控制、物料平衡和能源管理過程組織生產，并將信息加以采集、傳遞和加工處理，及時呈報企業(yè)管理信息系統(tǒng)，從而實現(xiàn)企業(yè)管理信息系統(tǒng)與過程控制系統(tǒng)之間數據的無縫連接與共享，實現(xiàn)產品與質量設計、統(tǒng)一計劃與物流調度在生產全過程中的一體化，達到對現(xiàn)場的生產、質量的控制與管理的目的。
MES在精益生產中的特點：
(1)實現(xiàn)計劃、生產和控制的實時化管理。MES通過控制包括物料、設備、人員、流程指令和設施在內的所有工廠資源來提高制造競爭力，提供了在統(tǒng)一平臺上集成諸如質量控制、生產查詢、生產調度等功能，從而實現(xiàn)企業(yè)實時化的計劃管理/制造執(zhí)行/生產控制三層體系結構，起到承上啟下的作用，改善生產組織、縮短生產周期、減少在制品數量、縮短生產提前期，提高產品質量，降低人力資源消耗。
(2)實現(xiàn)制造系統(tǒng)集成，實現(xiàn)精益化目標。MES的關鍵是整個生產過程的優(yōu)化，它需要收集生產過程中大量的實時數據，并對實時事件及時進行處理。MES系統(tǒng)將制造系統(tǒng)的計劃和進度安排、追綜、監(jiān)視、控制，物料流動，質量管理，設備的控制和ERP集成為一體化進行管理，實施制造精益化生產戰(zhàn)略。
2.MES在卷煙廠精益生產中的具體應用
2.1 精益生產管理實施背景
2012年，根據煙草行業(yè)改革與發(fā)展總體思路，提出了“行業(yè)知名品牌合作生產典范”的管理進步目標。內外環(huán)境的變化、硬件的升級對煙草制造企業(yè)的生產管理模式提出了如下要求：
(1)外部環(huán)境的變化，迫切要求卷煙企業(yè)實施精益化生產。國內、國際環(huán)境變化大，通脹風險、貨幣匯率等給行業(yè)帶來不確定性，產業(yè)安全和食品安全上面臨挑戰(zhàn)，能源的持續(xù)緊張、原材料價格上漲、環(huán)境保護的壓力給卷煙制造企業(yè)提出了新的要求。如何控制生產成本，降低生產消耗，節(jié)約生產能源，是卷煙生產企業(yè)面臨的一項重要課題。
(2)以MES為支撐，連通“供產銷”整個流程，開展精益生產管理體系建設，不斷提升生產組織運營能力、質量控制能力、成本控制能力，全面滿足市場及對外合作的需求。
2.2 基于MES的精益生產體系
MES構架如圖1所示，整體網絡拓撲如圖2所示。系統(tǒng)主要包括：
(1)MES應用服務器：運行羅克韋爾自動化MES核心平臺ProductionCentre，建立工廠模型，配置基礎數據，定義工作流程，以圖形化配置和二次開發(fā)相結合的方式實現(xiàn)MES的業(yè)務邏輯，采用負載均衡的集群方式提高系統(tǒng)可靠性。
(2)集成服務器：運行羅克韋爾自動化MES中間件EIG，實現(xiàn)MES系統(tǒng)與中煙公司的相關管理信息系統(tǒng)，卷煙廠的制絲、卷包、物流等信息系統(tǒng)之間的接口。
(3)實時數據庫服務器：運行羅克韋爾自動化的實時數據庫軟件HistorianSE，實時采集過程控制系統(tǒng)的關鍵數據，并壓縮歸檔。
(4)WEB服務器：運行羅克韋爾自動化MES核心平臺ProductionCentre，實現(xiàn)網頁發(fā)布、制造智能和報表等功能。
(5)Oracle數據庫服務器：運行Oracle11g企業(yè)版，存儲和管理MES系統(tǒng)運行相關的靜態(tài)和動態(tài)的業(yè)務數據，采用負載均衡的集群方式提高系統(tǒng)可靠性。
圖1 MES架構
圖2 MES網絡拓撲
3.基于MES的精益生產實施效果
卷煙廠MES在精益生產中的應用與實施，突破了傳統(tǒng)卷煙生產管理模式，按照“以生產為中心，以質量為核心，以MES為支撐，以各個管控集成系統(tǒng)為基礎，以平穩(wěn)運行、達標達產為方向”的總體思路，將人、機、料、法通過系統(tǒng)有機的集成起來，逐步實現(xiàn)：
(1)生產管理智能化。生產由被動指揮到實時調度轉變，生產管理模式形成一體化，系統(tǒng)以數據采集為基礎，集成卷包、制絲、能源動力、物流等相獨立的生產環(huán)節(jié)，提高各系統(tǒng)各部門間協(xié)調指揮的能力，同時對生產過程在線跟蹤，為指揮調度提供可視化的信息展現(xiàn)平臺，提高生產過程的快速反應與敏捷制造的能力。
(2)物料管理集成化。原廠輔料的采購、入庫、消耗以及成品、半成品的制造管理相對獨立，而輔料高架庫和成品高架庫剛剛建立，各系統(tǒng)尚未集成和聯(lián)動，導致物料管理的相關信息不暢通，不能共享，無法對物料進行跟蹤。MES將以上各系統(tǒng)中的物料管理模塊進行集成，實現(xiàn)了對整個卷煙生產過程物料信息的全面跟蹤。
(3)工藝控制精細化：通過工藝質量在線控制，將工藝質量評定分析執(zhí)行到每個環(huán)節(jié)，建立工藝質量標準的參數化、程序化，同時以數字和圖形的形式表現(xiàn)出來，從質量源頭追溯，從而達到產品質量大大提升的目標。
(4)制造過程可溯化：針對卷煙生產的主要環(huán)節(jié)，建立產品跟蹤和追溯檔案，以批次為追溯主線，實現(xiàn)整個產品追溯流程，完善物料、設備、質量等信息，為生產管理提供完整的數字化生產記錄。
4.結語
基于MES的精益生產管理體系的實施，為企業(yè)實現(xiàn)產品與質量控制、生產計劃與物流調度在生產全過程中的一體化提供可靠保證。效率科技MES解決方案能夠集中監(jiān)控從物料投產至成品入庫全生產過程，采集生產過程中發(fā)生的所有事件，并對物料消耗、設備監(jiān)控、產品檢測進行管控，通過不同的項目看板實時呈現(xiàn)給企業(yè)管理者及一線操作人員，讓整個車間現(xiàn)場完全透明化。通過全面提高制造執(zhí)行能力，實現(xiàn)產品質量管控、有效控制庫存、優(yōu)化生產流程，并提供強大的集成化服務，制造企業(yè)用戶營造一個快速響應、有彈性的精細化制造管理平臺，幫助企業(yè)減低成本、按期交貨、提高產品的質量和服務質量。
