MES在卷烟企业制丝车间的应用

贵州中烟毕节卷烟厂 陈祖龙

MES在卷烟企业制丝车间的应用

贵州中烟毕节卷烟厂 陈祖龙

近年来，一些烟草企业通过内部改革、战略重组和产品结构的不断优化，其竞争意识明显增强，运行机制不断完善，资源配置率不断提升，市场的适应能力也有了明显的提高，使卷烟企业具备了较强的抗风险能力。根据卷烟企业职能的定位，应围绕生产组织和质量控制等职能来提升自身的制造力。在卷烟企业的产品生产过程中，最主要的问题就是车间生产的管理和控制问题，这个问题一直也是国外卷烟车间管理研究的重点。

一、MES（制造执行系统）的定义及层面

MES即制造执行系统，它是位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的面向车间层的管理信息系统。企业信息化主要涉及3个层面，即计划层、执行层和控制层。企业信息化的主要瓶颈在执行层，传统生产现场管理只是黑箱作业，这已经无法满足今天复杂多变的竞争需要，为了提高生产计划的适应性应增强企业底层生产过程的信息流动，提高企业计划的实时性和灵活性。企业信息集成模型如图1所示。

二、MES在制丝车间的具体应用

1.制丝车间的管理特点。制丝是卷烟生产过程中最重要的1个环节，也是一项比较复杂的生产过程，它包括多个工艺段的生产，中间又会经历若干个储柜，不同牌名的工艺路径又各不相同，在生产过程中会涉及原料消耗、物料损耗、设备管理和人员管理等诸多问题。所以对制丝车间的管理就显得尤为重要。

2.MES在制丝车间的应用。在制丝车间管理模块中，通过制丝交接班管理，可以维护交接班的情况，记录领料、储柜接存工艺段生产等信息。通过制丝产量日报表可以查看烟丝的生产情况。通过香料厨房模块，可以查看香精和香料的结存情况以及各种料液的生产和使用情况。通过关键指标的综合分析，可以从多方面、多维度对一些关键性的指标进行分析和查找，有助于上级部门做出正确的决策和判断。MES每月自动生成的物料能源耗用简析报告描述了相应月份的烟叶耗用、灰房灰损情况和废烟情况。通过班组考核统计，按照相应指标对各个班组的生产情况综合考核打分，有助于监督班组的生产情况。MES制丝功能业务关系如图2所示。

三、MES在制丝车间的各项功能

1.制丝交接班记录功能。提供制丝车间交接班时录入的信息。录入的信息包括工单运行信息、投料信息、工艺段产量信息、进出柜信息、结存记录信息、现场储柜结存记录信息、现场其他物料结存记录信息、各班组岗位生产详情信息、小样烟丝搭用信息、跑条丝搭用信息、卷包除尘烟丝搭用信息、跑条烟交接记录信息和生产人员考勤记录信息等。

2.制丝生产跟踪功能。实现从原料烟投料到烟丝产出的全过程，以生产批次为单位对整个生产过程进行记录，最终形成物料谱系。通过逆向追溯功能，可以回溯出某个生产批次在各工序加工时工艺执行、质量检验、生产完成等方面的即时数据，从而有效地控制产品质量，掌握物料在生产过程中的状况，可以为判定质量事故的原因和责任提供技术支持。

3.制丝过程监视功能。制丝车间生产动态监视功能，根据生产工艺的不同，可将制丝监视分解成切片、切丝、烘丝、配比、加香、烟梗预处理、贮梗、切梗丝、烘梗丝、膨胀丝加工等不同的工艺段，监视画面可以显示在线工艺参数、在线物流数据、在线质量数据和在线设备状态数据等信息。如在加料、加香过程中可以显示料液流量、累计量、烟叶的流量、累计量、加料设定比例、加料实际比例等信息。实时显示各丝流量、累计量、掺配比例（设定值、实际值）和掺配精度。对烟丝柜中进出烟丝的数量、品牌和时间进行监视，提供烟丝质量等相关信息和烟丝的供给情况。

4.制丝生产信息查询功能。制丝生产信息的查询实现了对底层工单执行情况的实时记录，显示了制丝每个工单和卷包的及时执行情况，便于生产调度人员实时地了解生产线的生产执行情况，同时提供了数据修正功能，可以为生产统计提供准确的数据。

5.制丝质量检查功能。制丝质量检查，是指在底层工单开始执行时，通过MES平台中的生产模块自动触发写入系统需要进行抽样检验的需求，同时，系统自动发送检验信息到检验室，通知检验室操作人员进行检验。在检验请求管理界面中，检验操作人员能够根据请求时间、请求部门和请求状态等信息查询到检验请求信息，从而判定是否需要生成样本。

6.自动生成物料能源耗用简析报告功能。MES可以对相应月份的物料能源耗用情况自动生产报告。报告内容包括当月产量、烟叶耗用情况、灰房灰损情况、废烟情况、能源耗用情况等数据。

7.制丝车间公示功能。MES可以管理车间内的电子文档资料，提供上传及下载功能，并进行相应的权限控制，可以在车间范围内通过大屏幕发布通知公告。

四、MES的技术平台

MES解决方案包括单点登陆、访问控制、系统管理和日志管理等内容。其中解决方案引擎是MES平台的核心。一个企业的应用集成方案最终反映为MES平台中的解决方案。不同企业应用中的数据集成、业务流程集成等包含的不同步骤能够灵活地组合，形成独具特色的解决方案，具体的数据集成和业务流程集成则由插件来提供。MES平台执行解决方案后，完成企业应用集成的过程。

1.工厂实时和历史信息集成平台。为了保证车间生产信息的实时性，需要建立统一的工厂实时和历史信息集成平台。其主要功能有存储管理生产现场工艺参数、质量参数、设备参数、物料数据等信息，并对现场采集的数据进行实时过滤、分析和统计。建立全厂报警体系，如叶丝水分过高时，能够启动生产监控的报警系统，并能直观地显示在生产调度指挥中心的大屏幕。MES采用标准的数据采集接口，适应众多的控制系统，如AB、SIEMENS、HONEYWELL公司的产品及众多的组态软件。其他系统通过OPC、ODBC等开放接口进行数据访问。

2.流程管理平台。流程管理可以对全厂的业务流程进行集中的管理，提供了流程编辑功能、附件的发布功能及流程查看功能。流程一旦正式发布，企业内部联入局域网的客户端均可通过IE浏览器查看相关流程的内容，并下载所需的流程。

3.工作流管理平台。可帮助企业进行业务流程重组。MES基于SOA架构，能够灵活地创建、执行和管理工作流，可极大地增强企业的协同工作效率。

MES的PDCA闭环控制技术将计划（Plan）、执行（Do）、检查（Check）、改善（Action）分别引入到企业计划与调度业务、质量管理与控制业务、设备停机管理业务、工艺标准管理与监控业务中，实现了业务流程的闭环操作，有效地提高了企业系统管理水平。MES应为制丝车间的生产运作、工艺/质量/成本消耗/设备等专项管理和综合管理提供坚实的支持，提高企业生产的精细化、透明化、准时化、柔性化程度和企业管理的规范化和现代化水平。