煙草工業生產制造執行系統研究

摘要：隨著煙草行業改革不斷深入，各中煙公司一體化重組后業務流程和職能發生根本性變化，面對一對多的集團化管理模式，如何實現多點有效控制和資源整合，其中一個有效途徑就是構建跨區域的運營管理信息系統平臺。而生產制造執行系統（簡稱MES系統）處于企業信息鏈的關鍵環節，起到承上啟下的作用，為企業資源深度整合提供了技術手段。

關鍵詞：煙草；生產制造執行系統；研發

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 16-0073-01

一、研發背景

2006年河南中煙實現一體化重組后，公司業務流程和職能發生了根本性變化，對外要面對國家局的統一管理和市場競爭，對內形成了一對多的集團化管理模式。因此，必須構建跨區域的運營管理信息系統平臺，以實現多點有效控制和有機融合，進一步整合資源，提升管理及業務效率。MES系統處于企業信息系統的中間層，是信息鏈的關鍵環節，承接公司ERP系統，指揮底層生產自動化系統和物流自動化系統。

二、研發思路

在煙草行業兩化融合的關鍵節點上，河南中煙大力推進公司和工廠兩個層面信息化建設。我們的研發思路是以國家局MES規范和信息化三層架構為指導，緊緊圍繞創建數字化工廠的目標，堅持“智能化生產、數字化管理”，將信息化與企業管理高度融合，高起點規劃、高品質設計、高標準要求打造MES系統。完成公司到工廠的垂直管控，實現生產現場的精細化、扁平化，支撐河南中煙“四大中心”的業務運作。

三、研發方法

我們將管理方法、管理技術與信息技術結合，從公司、工廠、車間三個管理主體出發，采用管理咨詢導入的方式，以生產管理、質量保障、成本管理、績效管理為驅動，分析優化集團到生產現場的業務流程和數據資源，從四個層面開展系統建設。生產指揮層面建立以訂單為核心的生產調度體系；質量管控層面建立以規范標準、全面質量管理為核心的質量管控體系；成本控制層面建立以精細管理為核心的即時化成本管理體系；績效管理層面建立多級指標管理的考核體系。通過以上建設，實現企業生產的閉環管理。

四、關鍵技術

由于MES具有較強的行業特征，我們參考ISA95國際通用MES標準，結合煙草行業業務管控模式，兼顧煙草混合制造的特點，確定河南中煙鄭州廠MES的技術路線如下：以開放體系架構為思想，以實時數據庫為基礎，借助國際先進的可視化建模平臺，采用面向對象、組件開發技術，設計出具備訂單柔性和工藝柔性特點的，適合煙草行業推廣的MES系統。主要應用了以下五項關鍵技術：

（一）基于精益管理的可視化建模技術

針對河南中煙多品種、多規格、小批量的生產組織模式，我們對企業各生產要素進行關聯分析，采用圖形化建模技術，圍繞工廠生產過程中的業務內容建立物理和邏輯對象，主要包括工廠實體模型、產品工藝模型、生產制造模型、質量控制模型、物料控制與跟蹤模型等，定義模型的屬性、事件和方法，通過快速實例化，在不間斷生產運行的情況下，實現工藝流程、管理流程的快速動態調整。

（二）基于工業級的實時數據整合技術

河南中煙生產車間現有制絲管控、能源管控、卷包數采、物流自動化等多個生產控制系統，這些系統存有大量面向生產過程的實時數據，既是MES流程驅動的源頭，也是過程分析的主要依據。我們采用基于OPC標準協議的實時數據整合技術，使系統具備了秒級數據采集、分層處理和斷點續傳能力，提高了系統的開放性和穩定性。

（三）基于面向組件的程序開發技術

為了保證MES功能模塊的可重用性和互操作性，我們在設計時還采用了面向對象、組件的開發技術，獨立封裝生產訂單管理、排產調度管理、生產規范管理、過程質量管理等組件，應用接口向外發布服務，使系統功能內聚性強、耦合性低。并結合COM組件技術，與模型平臺實現良好集成，便于功能復用。

（四）基于中間件的業務數據集成技術

企業信息化是個持續建設和發展的過程。根據河南中煙打造金葉制造的目標，工廠MES系統不僅要與當前已實施的ERP、LIMS和EAM等系統集成，還將與數據中心、生產指揮、物流管理等重點項目集成。因此我們采用基于ESB、Web Service為核心的中間件集成技術，自行開發通用的Xml解析組件，無需二次開發，支持多種數據格式，使系統具有良好地開放性和可擴展性。

（五）基于數據倉庫的統計分析技術

我們以生產為主線，以時間、車間、班組、產品屬性等為主題，清洗并抽取相關業務數據，建立數據倉庫。利用鉆取技術，分別從質量、消耗、生產等關鍵指標開展主題分析，從公司、生產廠、車間班組三個層面，分用戶、分角色層層“鉆取”，逐級挖掘生產制造過程中深層次信息，同時根據量化指標和量化區域進行預警，為實時生產決策提供有效支撐。

五、建設與應用

將MES系統作為鄭州廠生產制造層面的主要應用，通過建立信息化風險防控機制、例會制度、通報制度、反饋制度和項目文檔制度等措施，實施工廠建模、生產規范、排產調度、過程看板、物耗成本和質量管理等功能模塊建設，實現從接受生產訂單到資源整合、分解執行、物資消耗、質量控制、設備管理、績效反饋的閉環控制，為以高效方式完成產品快速交付提供了支撐。

為深入推進MES系統應用，通過開展數字管理年、精細管理年等企業主題年活動，并由財務、生產和質量等部門牽頭開展一系列專題信息化應用研究和專項課題攻關活動，不斷深化MES系統的應用。

六、實施效果

系統實施后，以生產信息流為基礎實現了從公司管理到車間控制的上下貫通，以訂單為主線實現了從原輔料供應、車間生產、能源供應、質量控制等業務的左右協同，企業各項經濟技術指標和社會效益都得到了較大提高。系統的實施和運行，達到了先進性、實用性和可推廣性的預期目標，為進一步推廣應用積累了經驗。

參考文獻：

[1]席丹，李培根.制造業信息化戰略、管理與實施[M].北京:電子工業出版社，2003，9.

[2]于海斌，朱云龍.可集成的制造執行系統[J].計算機集成制造系統，2000，6(6).

[3]葉宏謨.企業資源規劃-制造業管理篇[M].北京:電子工業出版社，2002.

[4]李鐵克.制造執行系統模型綜述與分析[J].冶金自動化，2003，28(4).