煙機制造企業(yè)歷來重視生產過程自動化技術的應用,伴隨著煙草行業(yè)信息化建設的不斷深入和發(fā)展,“以信息化促進工業(yè)化”已成為煙草企業(yè)提高生產經(jīng)營水平的必然選擇.但是,長期以來,影響煙機制造企業(yè)信息化整體水平的“鴻溝”仍然存在,對一些軟件的應用非常需要有針對性的功能開發(fā)。
1 煙機企業(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用于企業(yè)的產品研發(fā)、生產經(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)一的財務管理系統(tǒng),對煙機制造企業(yè)的財務數(shù)據(jù)的準確性和完整性提出了更高的要求,也促使車間生產環(huán)節(jié)的部分數(shù)據(jù)從人工錄入升級為計算機自動提取系統(tǒng)成為必然。
(2)煙機企業(yè)整個產品的生產過程自動化程度很高,自動化技術十分廣泛,基本實現(xiàn)了自動化,生產能力高的數(shù)控加工設備比較繁雜,因此也形成了很多相對獨立的系統(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過程的統(tǒng)一管理。
(3)以過程控制為核心、側重工藝參數(shù)優(yōu)化的生產制造過程信息,遠沒有與以流程管理為核心、側重資源配置優(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所關注的各項資源中,生產過程信息在企業(yè)的管理系統(tǒng)中始終是“離線”的,生產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)和生產控制系統(tǒng)之間就存在一個信息流通上的斷層。
(5)煙機制造有它獨有的市場特性,在生產管理上普遍存在著一些問題:生產計劃與生產組織隨市場需求波動大;信息反饋不及時;生產信息錯、漏過多;產品的可追溯性差等。
2 MES在煙機制造企業(yè)的構建
通過實施MES系統(tǒng)來解決煙機企業(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的建設目標
通過實施MES,建立統(tǒng)一的生產指揮調度平臺;實現(xiàn)生產過程、產品質量的在線監(jiān)控,提高快速反應能力,使生產管理由被動型向以預防為主、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導入企業(yè)的運作體系中。
2.2 MES的功能模塊
在搞好前期的需求工作之后,根據(jù)煙機制造企業(yè)的特點,構建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、生產計劃調度、設備維護管理、過程質量控制、基礎數(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、準確的現(xiàn)場數(shù)據(jù),同時各種標準文件、作業(yè)指導書、通知調度指令等通過MES傳送到各設備現(xiàn)場,指導現(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,通過一個高度集成的系統(tǒng)監(jiān)控平臺,實時監(jiān)控各工序生產情況,實現(xiàn)生產過程、產品質量、設備狀態(tài)的在線監(jiān)控,并且建立各種在線控制參數(shù)的預防報警機制,發(fā)現(xiàn)異常就及時報警。提高快速反應能力。
(3)生產計劃調度:根據(jù)產銷計劃,實現(xiàn)生產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、制絲作業(yè)計劃的編制調整和下達,以保證生產計劃按時間、進度的要求順利實施。
(4)設備維護管理:設備維護管理包括設備運行管理、設備預防性維護管理、設備檢查(點檢)管理、突發(fā)性維修管理、備件管理及備件耗用分析等。
(5)過程質量控制:根據(jù)質量標準,對生產過程數(shù)據(jù)進行實時檢驗分析,以保證產品的質量,并將質量缺陷信息實時反饋到生產現(xiàn)場,以便卷包及時采取改進措施。它具有質量數(shù)據(jù)跟蹤、管理和分析等功能。
(6)基礎數(shù)據(jù)和文檔管理:包括質量標準、工藝控制參數(shù)、維保項目、設備基本信息以及其他基礎數(shù)據(jù)的維護與查詢。
(7)車間成本管理:以采集數(shù)據(jù)為基礎,實現(xiàn)生產成本的考核與管理。
(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。對生產、設備、質量、消耗等信息進行統(tǒng)計分析,不斷完善質量控制標準、優(yōu)化生產組織、提供設備保障能力、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,企業(yè)的經(jīng)濟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、制造周期和預計產出時間等實時生產數(shù)據(jù);供應鏈管理(SCM)系統(tǒng)從MES中獲取當前的訂單狀態(tài)、當前的生產能力以及企業(yè)中生產換班的相互約束關系;客戶關系管理(CRM)的成功報價與準時交貨,則取決于MES所提供的有關生產的實時數(shù)據(jù);產品數(shù)據(jù)管理(PDM)中的產品設計信息,可以基于MES的產品產出和生產質量數(shù)據(jù)進行優(yōu)化;控制模塊則需要時刻從MES中獲取生產配方和操作技術資料,來指導人員和設備進行正確的生產。另一方面,MES也要從其他管理系統(tǒng)中獲取相關的數(shù)據(jù)+以保證MES自身的正常運行。例如,MES中進行生產調度的數(shù)據(jù)來自ERP的計劃數(shù)據(jù);MES中生產活動的時間安排需要依據(jù)供應鏈(SCM)系統(tǒng)之中的主計劃和調度控制;PDM則為MES提供實際生產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狀態(tài)數(shù)據(jù),則被MES用于對實際生產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管理技術與實時信息系統(tǒng),是實施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略、實現(xiàn)車間生產敏捷化的基本技術手段,它的應用給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。以下若干統(tǒng)計數(shù)據(jù)是由國際MES協(xié)會通過調查研究確定的: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備的紙面工作61%;平均減少引導時間27%;平均減少紙面工作和設計藍圖所帶來的損失56%;平均減少產品缺陷18%。
4 結束語
(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。
(2)要使企業(yè)信息技術網(wǎng)絡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?shù)囊?guī)劃和細致的分析。
(3)MES的發(fā)展和應用是一個漫長過程,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,還要求管理機制作適應性的改變。
(4)隨著計算機支撐技術的發(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)的綜合自動化進程中有很好的應用前景。
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本文標題:MES在煙機制造企業(yè)的構建
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