昆明卷烟厂生产二部MES系统成功案例

经过多年发展，国内各烟草企业通过不断提高生产线自动化程度和引进先进的企业级管理系统（ERP/MIS），使本企业的生产管理水平和市场竞争力有了很大提高。但是一个突出问题也逐渐暴露出来，这就是如何将先进的生产线控制系统和企业级的生产管理信息系统有效结合起来，一方面让与企业生产密切相关的部门能够及时有效地了解到车间生产的各方面信息，另一方面也使企业的各项生产调度和决策信息及时下达到生产第一线，使之得到有效地贯彻和执行。正是基于这样一个出发点，昆明卷烟厂于2002年5月立项实施生产二部生产制造执行系统（MES）项目。

整个MES系统采用美国Wonderware公司国际领先的过程监控和生产管理软件平台——Factorysuite® A2，是国内第一个全面采用Wonderware软件平台在烟草行业实施的MES项目。

经过对昆烟企业生产控制系统和生产管理业务流程进行充分地调研和详细的系统分析和规划后，整个MES系统于2003年6月正式启动，并由云南萨美特科技有限公司负责实施。项目实施过程中，在昆烟信息中心和云南萨美特科技有限公司共同努力下，不仅通过合理调整生产管理流程提高了生产管理水平，同时尽可能完整地体现了MES系统的生产管理理念和特点，使得本项目实现的系统具备了更多的特色和亮点。

系统构架
昆明卷烟厂生产二部MES系统全面采用Wonderware公司Factorysuite® A2套件软件，充分发挥了该软件平台的特点并针对用户的具体情况进行了功能扩展和完善，软件系统结构图如下：

在本系统中采用如下Wonderware软件产品：

MES系统建模和资源跟踪平台——InTrack

实时工业关系数据库——IndustrialSQL Server

生产过程监控软件——InTouch

生产/产品质量服务器软件平台——QI Analyst

实时WEB门户服务器端软件平台——SuiteVoyager

针对 IndustrialSQL Server 的高性能客户端工具——ActiveFactory


整个MES系统涉及分为生产控制系统系统数据采集、生产管理两大部分和生产计划管理、生产过程跟踪和产品追溯、质量管理、设备管理、人力资源管理五大模块。系统结构图如下：

功能简介
在对昆明卷烟厂生产特点和管理业务流程进行充分分析的基础上，MES系统的各个模块不仅满足用户的需求，同时体现出更多的特色。

数据采集
生产过程数据的采集是MES系统和厂级生产管理信息化系统（ERP/MIS）的信息来源和基础，在本项目中，实现了对烟草生产过程中的制丝、风送、卷包、装箱等完整地生产流程进行生产过程和工艺数据的采集，对于无法从控制系统中直接获得的设备维修、质量抽检采样等信息，则通过人工录入方式，保证MES系统可以获得完整的生产管理信息。

本系统中对于数据采集不仅仅限于生产过程控制系统，对于质量管理的离线检测设备，也通过研究实现了数据自动采集，包括质量检测三级站如下主要设备：

QTM—物理检测平台（斯茹林公司产品）；

AT201—电子天平（梅特勒公司产品）；

SM400—直线型吸烟机；

RM200—全自动吸烟机；

HP气相色谱仪；

化学成分检测平台

生产管理
生产管理模块分为五大模块，下面分别加以介绍：

生产计划管理
生产计划管理包括如下功能：

工作日历制定：通过制定工作时间、轮班计划、班次时间等信息作为系统中的通用时间标准，数据采集、生产记录、设备维修、质量检测都将以此工作日历为依据；

生产计划制定和下达：接收并分解从厂级生产管理信息系统中下达的生产作业指导书，制定详细的制丝和卷包生产计划，并生成产品生产的统一批次编号。生产计划将直接下达到生产现场的工作站，指导实际生产流程；

原辅料领料申请：根据详细生产计划，系统自动生成原辅料领料申请，并与厂级原辅料供应部门联网，实现领料计划的快速传递，提高生产效率；

生产计划跟踪：实时的跟踪生产计划的进行情况，便于生产管理部门及时调整生产；

产量统计查询和分析：提供多种表格和图形化的方式对制丝线和卷包线的产量进行查询统计和分析。

生产计划管理模块还和国家局1号工程——烟箱条码打印系统的信息交换，能够更加准确和完整的反映生产计划的执行情况。

生产流程跟踪和产品追溯
MES系统的主要功能之一就是实现对生成过程的跟踪，但是仅仅对制丝和卷包生产线进行简单的孤立的生产跟踪或者仅仅获得产量、品牌、批次等生产管理信息是不能全面体现出MES系统的特色和生产管理功能的，同时，如果对于这些生产过程跟踪信息不能进行进一步的利用和分析也将令MES系统失色不少。因此在本系统中不仅在生产流程跟踪的信息完整性和连贯性等方面进行了更深层次的挖掘，同时实现了产品信息追溯功能：

生产流程跟踪：从生产计划中生产批次号生成开始，系统就开始跟踪每个生产批次的完整的生产过程，直到产品入库。也就是说，系统对于每批产品在那个制丝工序生产过、生产了多长时间、用了那些原料和香糖料配方、在那个储柜储存的，存储了多长时间、设备状态如何、工艺质量检测结果如何、是那个操作员操作的，在卷包车间那些机台进行的卷接和包装，设备发生了哪些故障、使用了何种辅料、废品有多少、是那些操作人员操作的、何时生产结束何时入库等等有关产品生产、原辅料、质量、设备各个方面的信息都进行了连贯的、全面的跟踪和记录，保证了系统庞大的数据库中存储的生产过程信息能够有一个清晰和合理的结构，更加便于统计和查询；

产品追溯：基于生产流程跟踪获得的产品生产过程跟踪信息，可以灵活和完整的实现产品追溯功能，也就是说，用户可以查询过去任何一天生产了那些品牌、那些批次，其中任何一个批次生产过程中所包含的生产时间、产量、工艺线路信息，设备故障、停机、维修信息，质量检测、工艺参数信息，原辅料配方和消耗信息等等数据。产品追溯对于用户及时发现质量问题，改善生产流程，加强生产过程管理力度具有重要意义。

设备管理
设备管理包括如下功能：

设备资料管理：系统中对于设备各项资料都能够进行全面的管理和查询，其中既包括了设备固定资产台帐、合同、使用手册等资料，也包括了电气和机械图纸、程序清单、操作说明、维修视频等资料。另外在分布于现场的各个工作站上，相关设备维修和管理人员能够方便的对这些资料进行检索和查询；

设备基本信息管理：系统对于设备总成、关键件、故障列表信息都进行了分门别类的存储，为设备的维修和备件管理打下了坚实的基础；

设备维修管理：系统在实现了设备维修管理的基础上通过和厂级设备管理部门的联网信息交换，实现了设备故障和维修信息的快速上报，能够及时发现设备问题并制定维系保养计划；

设备备件管理：通过和厂级设备管理系统的信息交换，使得设备的备件管理更加全面和完整；

设备任务管理：系统提供了设备维修、保养、润滑工作的计划制定、审批、执行、验收等工作的管理功能，并在各个现场工作站对设备任务进行及时的提示和检索查询

设备信息查询、统计和分析：系统借助于多种图表对设备实时运行状态、故障、维修、任务等信息进行灵活的统计分析查询，同时借助于SPC统计分析控制图，实现了设备信息更深层次的分析。下图为设备故障的SPC 巴雷托统计分析控制图：

质量管理
质量管理包括如下功能：

质量标准管理：包括质量标准的接收、同步、分解、调整功能，质量标准不仅可以在各个现场工作站进行灵活的查询，还直接作为生产过程数据统计分析的依据；

在线质量管理：对于从数据采集系统中获得生产过程实时工艺参数和数据，系统提供了多种方式进行统计分析，包括：报警分析、历史趋势分析、数理分析、SPC分析等等。同时允许用户对在线质量分析数据的数量、采样时间、分析对比方式进行灵活的配置；

离线质量管理：系统对生产部、质检科、三级站质量检测结果都进行了及时的收集和存储，并以灵活的手段对这些信息进行查询和统计分析，帮助用户更加全面和及时的了解产品质量情况；

SPC统计分析：除了保留现有的烟草行业质量统计分析手段，系统在质量管理中引入了国际先进的SPC统计分析模式，借助于SPC统计分析控制图，用户可以对系统收集的各项在线和离线质量检测结果进行深入的统计分析，在质量事故发生之前就能够及时发现质量隐患并根据SPC统计分析结果采取及时有效的措施防患于未然。下图为SPC控制图实例：

人力资源管理
借助于Wonderware Factorysuite软件平台先进的用户管理体系，系统中引入了操作认证和用户信息两级用户管理的模式，只有具备相应的并且在有效期内的操作认证，用户才能具备某种系统操作权限。通过这样的用户管理模式，系统能够更加灵活和全面对各生产线操作人员和各部门生产管理人员进行管理并实现对系统用户的操作跟踪和记录。

最新进展
截至2004年6月，该项目已经取得了阶段性成果，获得了用户的认可，并进入了验收阶段。