煙機(jī)制造企業(yè)歷來重視生產(chǎn)過程自動化技術(shù)的應(yīng)用，伴隨著煙草行業(yè)信息化建設(shè)的不斷深入和發(fā)展，“以信息化促進(jìn)工業(yè)化”已成為煙草企業(yè)提高生產(chǎn)經(jīng)營水平的必然選擇．但是，長期以來，影響煙機(jī)制造企業(yè)信息化整體水平的“鴻溝”仍然存在，對一些軟件的應(yīng)用非常需要有針對性的功能開發(fā)。

1 煙機(jī)企業(yè)的信息化現(xiàn)狀

    (1)以ERP、CAPP和PDM為核心的信息化管理軟件已成功應(yīng)用于企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營的管理中，并取得了一定的管理效益。但是，近年來煙草行業(yè)實施了統(tǒng)一的財務(wù)管理系統(tǒng)，對煙機(jī)制造企業(yè)的財務(wù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性提出了更高的要求，也促使車間生產(chǎn)環(huán)節(jié)的部分?jǐn)?shù)據(jù)從人工錄入升級為計算機(jī)自動提取系統(tǒng)成為必然。

    (2)煙機(jī)企業(yè)整個產(chǎn)品的生產(chǎn)過程自動化程度很高，自動化技術(shù)十分廣泛，基本實現(xiàn)了自動化，生產(chǎn)能力高的數(shù)控加工設(shè)備比較繁雜，因此也形成了很多相對獨(dú)立的系統(tǒng)。但是每個系統(tǒng)都有各自的處理邏輯、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)模型和通信機(jī)制。它們形成一個個“信息孤島”，缺乏必要的整合，缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理。

    (3)以過程控制為核心、側(cè)重工藝參數(shù)優(yōu)化的生產(chǎn)制造過程信息，遠(yuǎn)沒有與以流程管理為核心、側(cè)重資源配置優(yōu)化的ERP相整合。ERP、PDM系統(tǒng)經(jīng)常因缺乏準(zhǔn)確與實時的數(shù)據(jù)而無法發(fā)揮作用，從而使自動化系統(tǒng)的信息資源不能得到有效的利用。

    (4)在ERP所關(guān)注的各項資源中，生產(chǎn)過程信息在企業(yè)的管理系統(tǒng)中始終是“離線”的，生產(chǎn)過程信息始終不能連續(xù)、自動、完整地反映在企業(yè)管理系統(tǒng)中。這樣，在管理信息系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)之間就存在一個信息流通上的斷層。

    (5)煙機(jī)制造有它獨(dú)有的市場特性，在生產(chǎn)管理上普遍存在著一些問題：生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)組織隨市場需求波動大；信息反饋不及時；生產(chǎn)信息錯、漏過多；產(chǎn)品的可追溯性差等。

2 MES在煙機(jī)制造企業(yè)的構(gòu)建

    通過實施MES系統(tǒng)來解決煙機(jī)企業(yè)的信息化問題已成必然。用MES來實現(xiàn)企業(yè)信息的全集成，形成實時化的ERP、MES、DNC是提高企業(yè)整體管理水平的關(guān)鍵。這對企業(yè)制造業(yè)整體水平的提升具有重要意義。

    2.1 MES的建設(shè)目標(biāo)

    通過實施MES，建立統(tǒng)一的生產(chǎn)指揮調(diào)度平臺；實現(xiàn)生產(chǎn)過程、產(chǎn)品質(zhì)量的在線監(jiān)控，提高快速反應(yīng)能力，使生產(chǎn)管理由被動型向以預(yù)防為主、在線控制的主動實時型管理體系發(fā)展；實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的集成”。最后，將MES導(dǎo)入企業(yè)的運(yùn)作體系中。

    2.2 MES的功能模塊

    在搞好前期的需求工作之后，根據(jù)煙機(jī)制造企業(yè)的特點(diǎn)，構(gòu)建MES的功能模塊如圖1所示。它主要包括數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)控與報警、生產(chǎn)計劃調(diào)度、設(shè)備維護(hù)管理、過程質(zhì)量控制、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和文檔管理、車間管理、物料追蹤及統(tǒng)計分析等9大功能模塊。

圖1 MES系統(tǒng)的功能構(gòu)成

    (1)數(shù)據(jù)采集：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為MES提供全面、實時、準(zhǔn)確的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，同時各種標(biāo)準(zhǔn)文件、作業(yè)指導(dǎo)書、通知調(diào)度指令等通過MES傳送到各設(shè)備現(xiàn)場，指導(dǎo)現(xiàn)場的各種操作行為。

    (2)實時監(jiān)控與報警：以全廠數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，通過一個高度集成的系統(tǒng)監(jiān)控平臺，實時監(jiān)控各工序生產(chǎn)情況，實現(xiàn)生產(chǎn)過程、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)控，并且建立各種在線控制參數(shù)的預(yù)防報警機(jī)制，發(fā)現(xiàn)異常就及時報警。提高快速反應(yīng)能力。

    (3)生產(chǎn)計劃調(diào)度：根據(jù)產(chǎn)銷計劃，實現(xiàn)生產(chǎn)能力的平衡測算和報警、卷包作業(yè)計劃的自動生成和下達(dá)、制絲作業(yè)計劃的編制調(diào)整和下達(dá)，以保證生產(chǎn)計劃按時間、進(jìn)度的要求順利實施。

    (4)設(shè)備維護(hù)管理：設(shè)備維護(hù)管理包括設(shè)備運(yùn)行管理、設(shè)備預(yù)防性維護(hù)管理、設(shè)備檢查(點(diǎn)檢)管理、突發(fā)性維修管理、備件管理及備件耗用分析等。

    (5)過程質(zhì)量控制：根據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行實時檢驗分析，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，并將質(zhì)量缺陷信息實時反饋到生產(chǎn)現(xiàn)場，以便卷包及時采取改進(jìn)措施。它具有質(zhì)量數(shù)據(jù)跟蹤、管理和分析等功能。

    (6)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和文檔管理：包括質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工藝控制參數(shù)、維保項目、設(shè)備基本信息以及其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)與查詢。

    (7)車間成本管理：以采集數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)生產(chǎn)成本的考核與管理。

    (8)物料追蹤：提供原輔料消耗及批次的追蹤功能。

    (9)統(tǒng)計分析：以現(xiàn)場數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。對生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量、消耗等信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，不斷完善質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)化生產(chǎn)組織、提供設(shè)備保障能力、降低原輔料消耗。

    2.3 MES的信息交互

    企業(yè)的制造車間是物流與信息流的交匯點(diǎn)，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最終就是在這里被物化出來的。MES可以為企業(yè)其他管理信息系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)，如圖2所示。企業(yè)資源計劃(ERP)系統(tǒng)需要MES提供成本、制造周期和預(yù)計產(chǎn)出時間等實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)；供應(yīng)鏈管理(SCM)系統(tǒng)從MES中獲取當(dāng)前的訂單狀態(tài)、當(dāng)前的生產(chǎn)能力以及企業(yè)中生產(chǎn)換班的相互約束關(guān)系；客戶關(guān)系管理(CRM)的成功報價與準(zhǔn)時交貨，則取決于MES所提供的有關(guān)生產(chǎn)的實時數(shù)據(jù)；產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)中的產(chǎn)品設(shè)計信息，可以基于MES的產(chǎn)品產(chǎn)出和生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化；控制模塊則需要時刻從MES中獲取生產(chǎn)配方和操作技術(shù)資料，來指導(dǎo)人員和設(shè)備進(jìn)行正確的生產(chǎn)。另一方面，MES也要從其他管理系統(tǒng)中獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)+以保證MES自身的正常運(yùn)行。例如，MES中進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度的數(shù)據(jù)來自ERP的計劃數(shù)據(jù)；MES中生產(chǎn)活動的時間安排需要依據(jù)供應(yīng)鏈(SCM)系統(tǒng)之中的主計劃和調(diào)度控制；PDM則為MES提供實際生產(chǎn)的工藝文件和各種配方及操作參數(shù)；從控制模塊反饋的實時生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，則被MES用于對實際生產(chǎn)性能評估和操作條件的判斷。

圖2 MES的數(shù)據(jù)流程圖

3 實施MES的效益

    MES是面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實時信息系統(tǒng)，是實施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略、實現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本技術(shù)手段，它的應(yīng)用給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。以下若干統(tǒng)計數(shù)據(jù)是由國際MES協(xié)會通過調(diào)查研究確定的：平均減少制造周期時
間45％；一般減少數(shù)據(jù)輸入時間為75％；平均減少半成品(WIP)24％；平均減少為交班而準(zhǔn)備的紙面工作61％；平均減少引導(dǎo)時間27％；平均減少紙面工作和設(shè)計藍(lán)圖所帶來的損失56％；平均減少產(chǎn)品缺陷18％。

4 結(jié)束語

    (1)MES在整個企業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下，是生產(chǎn)活動與管理活動信息溝通的橋梁。對于ERP，脫離MES將無法根據(jù)市場需求去組織、管理和優(yōu)化生產(chǎn)。

    (2)要使企業(yè)信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的投資迅速取得回報，從MES入手是一種明智的選擇。但MES的實施需要恰當(dāng)?shù)囊?guī)劃和細(xì)致的分析。

    (3)MES的發(fā)展和應(yīng)用是一個漫長過程，要取得長期的成功，要求改造制造環(huán)境，也要求獲得有組織的支持，還要求管理機(jī)制作適應(yīng)性的改變。

    (4)隨著計算機(jī)支撐技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)更加模塊化、更具柔性的MES已成為可能，實施和維護(hù)MES的成本大大降低。因此，MES作為流程CIMS的核心，在流程工業(yè)企業(yè)的綜合自動化進(jìn)程中有很好的應(yīng)用前景。 

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