MES系统在烟草企业应用小议

lihuolin958

    1、引言

    21世纪电子信息技术蓬勃兴起，信息化已成为衡量一个国家、一个行业现代化程度的重要标志之一。对于烟草工业企业来说，信息化主要包括生产过程信息化和管理信息化。

    2、MES系统需求分析

    在传统的生产管理模式下，企业对生产过程缺乏系统的管理，整个生产过度关注于生产产量和部分生产过程，且在生产过程中的物料、设备、质量关注的粒度远达不到现代管理的要求，从而经常导致事后质量不合格、物耗高企等一系列的问题。学术界和业界结合近几年烟草企业生产设备设施改造以及信息化配套建设的实际情况，提出了建设烟草企业生产执行系统（MES）系统的需求，只有建立全面的生产信息系统，时刻准确的掌握生产过程物料、设备、质量等相关信息才能快速敏捷的应对生产过程中出现的问题，生成高度可行的生产调度计划，保障生产的顺畅进行。

    MES系统是以生产调度管理业务为重心，系统的实施覆盖到企业管理部、制丝车间、卷包车间、工艺技术部、物资配送部、设备工程部等多个部门。针对各业务部门管理的重点不一，构建以计划排产、执行、跟踪为主线，同时涵盖生产调度、过程管理、设备管理、质量管理、物料管理等业务模块，打造全厂的生产管理业务集中处理平台。

    3、MES系统设计

    根据烟草企业MES系统需求分析结果，其生产执行系统的建设重点是使生产管理部能够实时有效利用中控系统、物流系统、卷包车间数采系统等各方面信息，与其它的过程控制系统进行数据交互，使计划、生产、调度、资源分配等更加科学、准确，保障连续均衡生产。通过对MES系统的建设实现对生产过程的监控功能，对生产过程中的产量、消耗、质量、设备状况、产品跟踪和技术性分析等的全面动态可视和可控。

    结合行业的实际生产管理需求，系统的设计将在功能设计上和技术实现设计上分别述说，在功能上主要实现以下五大类功能模块：

    （1）生产排产管理：生产排产管理是MES系统的一个关键组成部分，在自动接收中烟公司的生产计划基础上，根据自动采集的生产环境的各种条件进行分解和生产能力平衡测算，自动生成面向制丝车间、卷包车间的可执行的生产计划，并将计划传导给相应的过程控制系统。同时，通过对生产过程的实时监控，在一定时间周期内触发计划的重排，实现滚动排产。

    （2）设备及备件管理：设备管理主要涉及到设备基础管理工作，通过数据采集系统接口全面监设备运行状态，并通过设备状况结合生产计划任务对设备的维修进行安排和控制，以逐步建立“预防维修“设备管理机制，提高设备的综合效率和设备的生产保障能力。

    （3）质量及预警管理：质量管理管理主要包括质量标准的管理、制丝质量业务、卷包质量业务的管理，通过对在线过程质量信息的采集、分析和统计实现对生产质量的事前控制。

    （4）物料成本管理：通过对生产过程的监控和采集，对生产过程中的物料（卷包成品，制丝半成品，糖香料配方、原料、辅料）、能耗、设备运行、停机进行归集存储和分析，实现对生产物料消耗的管理和物料追溯管理，并结合对卷烟生产品牌的消耗定额管理，建立投入产出的消耗分析。

    （5）生产过程管理：以全厂各自动化控制系统数据采集为基础，通过生产管理的系统监控平台，实时监控各工序生产情况，跟踪生产过程中卷包车间、制丝车间生产计划的进度情况，实现对生产过程、产品质量、设备状态的在线监控，并根据质量受控文件建立各种预警机制，使得异常能得到工作人员的及时发现，从而提高工序操作的应变能力。

    在技术实现设计上，我们将生产管理平台分为二种，监控平台和应用平台，以下我们将从系统平台、数据库、服务器、网络等方面分别介绍：

    （1）监控平台：采用西门子WINCC组态，厂内大部分的电控都是采用的西门子的PLC，采用WINCC能很好的与底层电控系统对接，数据采集和监控实时、稳定可靠。WinCC组态提供了丰富的界面设计和数据归档、报警等诸多功能，能较好的兼顾到各类功能应用。

    （2）应用平台：应用平台采用面向服务架构系统的设计，它基于J2EE框架，实现了一系列跨平台，高度可扩展，便于集成的设计开发工具。在平台中集成了各种业务应用功能，其核心是在一个开发平台上通过预制和定制多个软件服务、中间件以及相关构件库等功能模块，形成“标准化”的与国际接轨的“软件工厂”的产业化模式。应用平台主要由服务库、引擎库、模型库和应用辅助工具四个部分组成。

    （3）数据库：采用目前国际主流的数据库软件系统（Oracle、DB2等），接合本企业的实际情况选用Oracle。

    （4）服务器设计：由于涉及的功能较多，为达到结构清晰，负载合理的要求，共对服务器做了如下功能分配：

    制丝车间采集及监控服务器：处理制丝中控系统和制丝车间相关的数据采集和接口；

    卷包车间采集上位机服务器：处理卷包车间各下位机电控的数据采集，及下位机通讯功能；

    卷包车间采集及监控服务器：处理卷包车间各电控系统的数据采集，以及卷包车间实时监控；

    动力采集及监控服务器：处理动力部分的数据采集和动力的监控功能；

    数据采集管理应用服务器：提供对数据采集及生产管理接口的各类功能；

    MES管理应用服务器：提供对生产管理应用的各类功能；

    数据库服务器：双机热备形式，提供对生产管理系统的数据库管理支撑；

    （5）网络设计：与数据采集相关的部分或与自控系统相关的部分网络物理隔离，应用及监控部分接入办公虚拟网。

    （6）开发工具：JAVA，C++，C#。

    4、结语

    本文简要分析了烟草企业MES系统建设现状，分析了企业MES系统的业务需求，并依据业务需求做了系统的概要功能设计，为烟草企业MES系统建设提供了参考。



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