分组加工条件下的制丝线生产管理系统

赵伟+顾永强

摘  要：中式卷烟制丝线分组加工是烟厂生产组织的新形式，但是，它的应用为优化生产管理带来了一定的阻碍。应用S95理论模型，将成熟的MES系统应用到制丝分组加工工艺中，实现对烟叶配方、烟叶处理与制丝工艺路径管理、生产计划和生产调度等方面的综合管理。而生产计划管理是该系统的核心。MES系统使得生产过程处于有序、可控、可跟踪的状态，取得了良好的使用效果。事实证明，MES系统是分组加工管理中最有效的生产管理手段之一。

关键词：制丝;分组加工;MES系统;生产管理

中图分类号：TS43                文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.085

1  分组加工技术概述

在大力打造“中式卷烟”的今天，国内卷烟加工工艺的发展已经不再局限于过去单纯追求物理指标、降低消耗的过程了，而是将其升华为提高感官质量的过程。目前，相关企业所提出和研究的“特色工艺”，就是在“制丝工艺技术水平分析和提高质量的技术集成研究推广”项目技术平台的基础上，经过进一步的深化和创新得到的。企业根据“原料分组”的基本原则，针对特定品牌和原料的特点，建立起卷烟配方模块，进而确定各模块的加工路径和加工条件。

某烟厂的制丝工艺技术已经初步具备了柔性化的生产能力，可以安排分组制丝生产。例如，制丝线整体布局采用双线、多线并联生产;拥有较多的贮柜，可以分组贮存各烟叶模块并再次配比;在各配方中，不同产地、不同等级的烟叶，可以根据感官质量和理化特性重新分组，选择不同的关键加工设备（比如薄板烘丝机、HXD等）或选用不同的加工工艺分别处理。

2  制丝线MES系统架构

根据S95标准中提出的要求，制丝线MES软件主要借助于GE Fanuc Proficy Plant Apps软件平台完成工作。下面简要论述了生产管理中最核心的几项内容。

2.1  生产计划管理

该模块的主要功能是监控生产计划的制订、审核、分解、组批、下达和计划执行的情况。

对分组加工的生产系统而言，生产计划管理具有非常重要的意义。MES系统中的计划执行与管理模块可以合理调配资源，缩短生产时间，减少生产能耗，使得柔性、多变的生产更加有序，能更好地满足分组加工少批量、多批次的要求。

2.2  生产调度管理

生产调度模块是用来合理下达制丝批次计划和预处理批次计划，最终完成各工艺段的作业任务的功能模块。生产调度子系统模块的功能包括生产状态监视、批次生产周期时间估算、车间作业任务派发和协同调度等。

在分组加工模式下，使用的多为并行设备，同时，由于它们之间存在多级缓冲，使得在执行批次生产计划时，工艺路径越来越复杂。因此，要将制丝计划下达到每个车间的工艺段，还需要生产调度给予一定的支持。

根据物料工艺路线的处理能力确定其在各类设备上的处理时间，进而选择相应的生产计划。这时，系统就可以根据各批次的计划，反推出每种物料在各工艺段的开始时间和结束时间。同时，周期时间估算是作业计划进入生产系统的参考依据。

2.2.1  估计生产周期

批次额定处理时间计算公式是：处理时间=批量/设备能力。

对贮柜来说，每个批次的额定处理时间包括进柜时间、存储时间和出柜时间。

2.2.2  确定作业任务

在调度界面，调度人员可以先将备料就绪的计划手工选入调度窗口，这时，系统就会根据交货时间和各工艺段的估计时间，反推出系统开始的投料时间——预处理计划推算的是原料烟叶的出库时间，制丝计划推算的是等级烟叶的出库时间。同时，系统可以根据模块/牌号工艺路径自动估算各工艺段的开始时间、结束时间和相应的队列情况。而作业任务的信息主要包括以下几方面。

2.2.2.1  基本信息

基本信息包括工艺段编号、投料顺序号、批次号、牌号、投料量、预计开始时间、预计结束时间、实际开始时间和实际结束时间。

2.2.2.2  配方信息

配方信息是指产品的配方，包括工艺配方信息、控制参数信息和质量参数信息等。

2.2.2.3  贮柜信息

如果是贮柜，需要根据贮柜的状态确定相关的作业时间。当贮柜状态为“进料”时，作业开始时间表示开始进料时间，结束时间表示进料结束时间;当贮柜状态为“出料”时，作业开始时间表示开始出料的时间，结束时间表示出料结束的时间。

2.2.2.4  任务状态信息

任务状态信息包括任务的批次状态、任务的执行状态和任务的操作状态信息。通过这些状态信息可以实现任务的自动调度和任务的执行、跟踪功能。

操作人员可以根据生产的具体情况执行相应的任务，而系统可以根据任务的执行情况自动改变任务的状态属性。对于工艺段的作业计划，可以根据实体物料的现场跟踪信息，依次下达作业任务，并时刻提醒现场操作人员积极完成相关工作。同时，利用实时数据采集，可以将执行状态信息反馈到生产平台中。

任务状态主要分为日作业任务、已完成任务、正执行任务、就绪任务和下一任务。

在操作员选定就绪任务执行时，系统可根据批次信息和工艺路径信息，从MES系统中提取相应的工艺标准、质量标准、处理时间标准，并将其下载到相应的控制设备上，保证设备能正确完成对相关信息的处理。

3  结论

分组加工的生产组织形式为制丝线的生产管理带来了一定的阻碍。为了有效解决这一问题，利用MES系统，借助先进的S95模型，指导烟叶预处理、切丝、烘丝生产。为了使分组加工过程更加顺畅，物流管理更加合理，杜绝混料、断料等情况出现，进一步提高生产的准确性、可跟踪性，为企业带来良好的经济效益和社会效益。同时，需要指出的是，生产计划的制订并没有采用最优算法，所以，还可以继续改进系统功能。

〔编辑：白洁〕

Made Silk Production Management Systems Grouped under Processing Conditions

Zhao Wei， Gu Yongqiang

Abstract： Chinese silk cigarette packet processing system is a new form of cigarette factory production organization， but its application to optimize production management brought some obstacles. Application S95 theoretical model will be applied to mature MES system silk packet processing， the realization of aspects of tobacco formulations， tobacco processing and silk craft path management， production planning and production scheduling， integrated management. The production plan management is the core of the system. MES system makes the production process in an orderly， controlled， can track the status of， and achieved good results. Facts have proved that， MES system is one of the most effective group process management of production management tools.

Key words： silk; packet processing; MES system; production management