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近年來，隨著卷煙工業(yè)打造優(yōu)秀卷煙工廠，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、柔性化、均質(zhì)化的生產(chǎn)需要，生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)作為支撐卷煙廠生產(chǎn)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(shè)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(jì)90年代提出的。美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR(Advanced Manufacturing Research)通過對大量企業(yè)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的企業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)過程監(jiān)控軟件和以實(shí)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(qiáng)調(diào)控制和協(xié)調(diào)，使現(xiàn)代制造業(yè)信息系統(tǒng)不僅有很好的計(jì)劃系統(tǒng)，而且還擁有能使計(jì)劃落實(shí)到實(shí)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(jīng)濟(jì)效益。企業(yè)認(rèn)識到只有將數(shù)據(jù)信息從產(chǎn)品級取出，穿過操作控制級，送達(dá)管理級，通過連續(xù)信息流來實(shí)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(jù)MES系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，依托卷煙廠MES項(xiàng)目，探討基于MES系統(tǒng)的精益生產(chǎn)管理體系的研究與應(yīng)用。
1.MES與精益生產(chǎn)的關(guān)系
MES是生產(chǎn)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(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。MES關(guān)注整個(gè)工廠的生產(chǎn)過程，主要是通過生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、成本控制、物料平衡和能源管理過程組織生產(chǎn)，并將信息加以采集、傳遞和加工處理，及時(shí)呈報(bào)企業(yè)管理信息系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理信息系統(tǒng)與過程控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的無縫連接與共享，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與質(zhì)量設(shè)計(jì)、統(tǒng)一計(jì)劃與物流調(diào)度在生產(chǎn)全過程中的一體化，達(dá)到對現(xiàn)場的生產(chǎn)、質(zhì)量的控制與管理的目的。
MES在精益生產(chǎn)中的特點(diǎn)：
(1)實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、生產(chǎn)和控制的實(shí)時(shí)化管理。MES通過控制包括物料、設(shè)備、人員、流程指令和設(shè)施在內(nèi)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(zhì)量控制、生產(chǎn)查詢、生產(chǎn)調(diào)度等功能，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)實(shí)時(shí)化的計(jì)劃管理/制造執(zhí)行/生產(chǎn)控制三層體系結(jié)構(gòu)，起到承上啟下的作用，改善生產(chǎn)組織、縮短生產(chǎn)周期、減少在制品數(shù)量、縮短生產(chǎn)提前期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低人力資源消耗。
(2)實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)精益化目標(biāo)。MES的關(guān)鍵是整個(gè)生產(chǎn)過程的優(yōu)化，它需要收集生產(chǎn)過程中大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對實(shí)時(shí)事件及時(shí)進(jìn)行處理。MES系統(tǒng)將制造系統(tǒng)的計(jì)劃和進(jìn)度安排、追綜、監(jiān)視、控制，物料流動，質(zhì)量管理，設(shè)備的控制和ERP集成為一體化進(jìn)行管理，實(shí)施制造精益化生產(chǎn)戰(zhàn)略。
2.MES在卷煙廠精益生產(chǎn)中的具體應(yīng)用
2.1 精益生產(chǎn)管理實(shí)施背景
2012年，根據(jù)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(chǎn)典范”的管理進(jìn)步目標(biāo)。內(nèi)外環(huán)境的變化、硬件的升級對煙草制造企業(yè)的生產(chǎn)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(shí)施精益化生產(chǎn)。國內(nèi)、國際環(huán)境變化大，通脹風(fēng)險(xiǎn)、貨幣匯率等給行業(yè)帶來不確定性，產(chǎn)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(jià)格上漲、環(huán)境保護(hù)的壓力給卷煙制造企業(yè)提出了新的要求。如何控制生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)消耗，節(jié)約生產(chǎn)能源，是卷煙生產(chǎn)企業(yè)面臨的一項(xiàng)重要課題。
(2)以MES為支撐，連通“供產(chǎn)銷”整個(gè)流程，開展精益生產(chǎn)管理體系建設(shè)，不斷提升生產(chǎn)組織運(yùn)營能力、質(zhì)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(chǎn)體系
MES構(gòu)架如圖1所示，整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2所示。系統(tǒng)主要包括：
(1)MES應(yīng)用服務(wù)器：運(yùn)行羅克韋爾自動化MES核心平臺ProductionCentre，建立工廠模型，配置基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，定義工作流程，以圖形化配置和二次開發(fā)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)MES的業(yè)務(wù)邏輯，采用負(fù)載均衡的集群方式提高系統(tǒng)可靠性。
(2)集成服務(wù)器：運(yùn)行羅克韋爾自動化MES中間件EIG，實(shí)現(xiàn)MES系統(tǒng)與中煙公司的相關(guān)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：運(yùn)行羅克韋爾自動化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件HistorianSE，實(shí)時(shí)采集過程控制系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并壓縮歸檔。
(4)WEB服務(wù)器：運(yùn)行羅克韋爾自動化MES核心平臺ProductionCentre，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁發(fā)布、制造智能和報(bào)表等功能。
(5)Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：運(yùn)行Oracle11g企業(yè)版，存儲和管理MES系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的靜態(tài)和動態(tài)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，采用負(fù)載均衡的集群方式提高系統(tǒng)可靠性。
圖1 MES架構(gòu)
圖2 MES網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>
3.基于MES的精益生產(chǎn)實(shí)施效果
卷煙廠MES在精益生產(chǎn)中的應(yīng)用與實(shí)施，突破了傳統(tǒng)卷煙生產(chǎn)管理模式，按照“以生產(chǎn)為中心，以質(zhì)量為核心，以MES為支撐，以各個(gè)管控集成系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以平穩(wěn)運(yùn)行、達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)為方向”的總體思路，將人、機(jī)、料、法通過系統(tǒng)有機(jī)的集成起來，逐步實(shí)現(xiàn)：
(1)生產(chǎn)管理智能化。生產(chǎn)由被動指揮到實(shí)時(shí)調(diào)度轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)管理模式形成一體化，系統(tǒng)以數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，集成卷包、制絲、能源動力、物流等相獨(dú)立的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高各系統(tǒng)各部門間協(xié)調(diào)指揮的能力，同時(shí)對生產(chǎn)過程在線跟蹤，為指揮調(diào)度提供可視化的信息展現(xiàn)平臺，提高生產(chǎn)過程的快速反應(yīng)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(dú)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(dǎo)致物料管理的相關(guān)信息不暢通，不能共享，無法對物料進(jìn)行跟蹤。MES將以上各系統(tǒng)中的物料管理模塊進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)卷煙生產(chǎn)過程物料信息的全面跟蹤。
(3)工藝控制精細(xì)化：通過工藝質(zhì)量在線控制，將工藝質(zhì)量評定分析執(zhí)行到每個(gè)環(huán)節(jié)，建立工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)化、程序化，同時(shí)以數(shù)字和圖形的形式表現(xiàn)出來，從質(zhì)量源頭追溯，從而達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量大大提升的目標(biāo)。
(4)制造過程可溯化：針對卷煙生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)，建立產(chǎn)品跟蹤和追溯檔案，以批次為追溯主線，實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品追溯流程，完善物料、設(shè)備、質(zhì)量等信息，為生產(chǎn)管理提供完整的數(shù)字化生產(chǎn)記錄。
4.結(jié)語
基于MES的精益生產(chǎn)管理體系的實(shí)施，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與質(zhì)量控制、生產(chǎn)計(jì)劃與物流調(diào)度在生產(chǎn)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(chǎn)至成品入庫全生產(chǎn)過程，采集生產(chǎn)過程中發(fā)生的所有事件，并對物料消耗、設(shè)備監(jiān)控、產(chǎn)品檢測進(jìn)行管控，通過不同的項(xiàng)目看板實(shí)時(shí)呈現(xiàn)給企業(yè)管理者及一線操作人員，讓整個(gè)車間現(xiàn)場完全透明化。通過全面提高制造執(zhí)行能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量管控、有效控制庫存、優(yōu)化生產(chǎn)流程，并提供強(qiáng)大的集成化服務(wù)，制造企業(yè)用戶營造一個(gè)快速響應(yīng)、有彈性的精細(xì)化制造管理平臺，幫助企業(yè)減低成本、按期交貨、提高產(chǎn)品的質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量。
