MES在中國(guó)煙草企業(yè)信息化中的應(yīng)用研究
時(shí)間:2008-02-13 16:29:00來(lái)源:mawei
導(dǎo)語(yǔ):?中國(guó)煙草行業(yè)歷來(lái)重視生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制。
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摘要:中國(guó)煙草行業(yè)歷來(lái)重視生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制。在管理信息化方面,以ERP為代表的管理信息系統(tǒng)近年來(lái)在煙草企業(yè)也開(kāi)始了大規(guī)模的應(yīng)用并取得了一定的管理效益。然而,在過(guò)程自動(dòng)化與管理信息化之間存在著信息流通上的斷層。制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES),正是打通這一斷層不可或缺的手段,MES正在成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)活動(dòng)與經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的有效集成、進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理的橋梁和紐帶,通過(guò)連續(xù)信息流可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息全集成,才能使我們?cè)谌找婕ち业母?jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地,也是企業(yè)提高其核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要技術(shù)之一。深刻理解MES這一先進(jìn)的管理思想,把握它的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)于如何在煙草企業(yè)正確的研究和推廣MES應(yīng)用具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。
1、實(shí)施MES的必要性
1.1煙草企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)的需要
煙草行業(yè)國(guó)家實(shí)行??兀渖a(chǎn)總量由國(guó)家計(jì)劃下達(dá),煙草工業(yè)企業(yè)只能在國(guó)家計(jì)劃的基礎(chǔ)上,進(jìn)行進(jìn)一步分解,優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),降低成本,以此來(lái)滿足消費(fèi)者的需求。目前煙草工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃受市場(chǎng)影響越來(lái)越大,明顯感到計(jì)劃跟不上變化,面對(duì)銷售部門(mén)對(duì)產(chǎn)品交貨時(shí)間的嚴(yán)格要求,面對(duì)營(yíng)銷計(jì)劃的不斷調(diào)整和生產(chǎn)過(guò)程中牌名的更換,造成了生產(chǎn)計(jì)劃不斷變更。
在這種生產(chǎn)模式下,企業(yè)的銷售部門(mén)需要對(duì)生產(chǎn)部門(mén)的情況非常了解,掌握生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),避免簽訂不合理合同,避免出現(xiàn)交貨期根本無(wú)法保證等問(wèn)題;而生產(chǎn)部門(mén)也需要及時(shí)掌握當(dāng)前的各項(xiàng)訂單情況、要能夠及時(shí)掌握生產(chǎn)的歷史情況和現(xiàn)時(shí)數(shù)據(jù),快速準(zhǔn)確地根據(jù)銷售合同和調(diào)度計(jì)劃制訂科學(xué)合理的生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃。要實(shí)現(xiàn)這,需要的不僅是先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和能力,更重要的是保證從接單—編排生產(chǎn)計(jì)劃—生產(chǎn)—控制—派送等一系列各個(gè)環(huán)節(jié)的信息暢通和交流、反饋,在企業(yè)的計(jì)劃層與生產(chǎn)控制層之間建立起“直通車”。
1.2煙草行業(yè)發(fā)展的需要
全國(guó)卷煙行業(yè)總體上是一個(gè)產(chǎn)大于銷的狀況,生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市場(chǎng)需求。找出任何影響產(chǎn)品品質(zhì)和成本的問(wèn)題,提高計(jì)劃的實(shí)時(shí)性和靈活性,同時(shí)又能改善生產(chǎn)線的運(yùn)行效率已成為每個(gè)企業(yè)所關(guān)心的問(wèn)題。煙草企業(yè)要達(dá)到成本和質(zhì)量的雙贏,必須嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程和影響生產(chǎn)的各種因素。有效的方法就是加強(qiáng)對(duì)原材料、水電汽氣和人員工時(shí)的全面監(jiān)控與調(diào)度,對(duì)生產(chǎn)線上的各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行有效的監(jiān)控和信息管理,加強(qiáng)生產(chǎn)資源綜合調(diào)度管理,使之發(fā)揮最大效益。
1.3提高經(jīng)營(yíng)決策效率的需要
企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程中,常常面臨各種艱難的決策;而市場(chǎng)波動(dòng)頻繁,契機(jī)一瞬即逝,如果企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理者不能快速進(jìn)行決策,即使最終可以得出正確的決定,也可能坐失良機(jī)。所以在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,經(jīng)營(yíng)管理決策不僅要保證正確性,也要有一定的時(shí)效性。
顯然,企業(yè)的經(jīng)營(yíng)決策者如果要快速準(zhǔn)確地作出決策,除了及時(shí)收集、處理大量市場(chǎng)信息,掌握企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)銷情況外,還需要保證這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的真實(shí)性與時(shí)效性,這是企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)正確決策、決戰(zhàn)市場(chǎng)的關(guān)鍵。
1.4煙草企業(yè)信息化現(xiàn)狀及其特點(diǎn)
目前煙草企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化很高,自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用十分廣泛,在長(zhǎng)期的信息化應(yīng)用過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化。在管理信息化方面,隨著企業(yè)信息化建設(shè)的不斷深入,ERP等信息化管理軟件,逐漸為眾多的企業(yè)所接受,并開(kāi)始廣泛應(yīng)用于企業(yè)管理中,企業(yè)也因此取得了一定的管理效益。信息化可以把生產(chǎn)的高度自動(dòng)化和管理的現(xiàn)代化結(jié)合起來(lái),
“以信息化促進(jìn)工業(yè)化”是制造業(yè)提高生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)水平的必然選擇。
但是應(yīng)當(dāng)看到,煙草企業(yè)底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)雖已基本實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化,并且在此基礎(chǔ)上形成了相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng),但是每個(gè)系統(tǒng)都有各自的處理邏輯,數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)模型和通信機(jī)制,它們形成一個(gè)個(gè)信息孤島,缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一管理。同時(shí),底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)和上層的管理系統(tǒng)之間缺少一個(gè)中間層軟件,這使得底層大量的數(shù)據(jù)閑置,不能為管理層提取出有建設(shè)性的信息。以合肥卷煙廠為例,有四個(gè)控制中心:制絲工段中控室、能源中控室、LGV 中控室、卷接包數(shù)采控制室。雖然各個(gè)控制中心從硬件通訊上是相通的,但在軟件上卻相互獨(dú)立,不能提供資源共享。同時(shí)各個(gè)控制中心都有各自的數(shù)據(jù)庫(kù),由于這些數(shù)據(jù)庫(kù)相對(duì)獨(dú)立,且數(shù)據(jù)庫(kù)格式也不盡相同,與上層管理系統(tǒng)又缺少一個(gè)中間層軟件的溝通,使得底層大量的數(shù)據(jù)閑置,不能為管理層提取出有建設(shè)性的信息。
另外ERP等管理信息系統(tǒng)主要是針對(duì)資源計(jì)劃,這些系統(tǒng)通常能處理昨天以前發(fā)生的事情(作歷史分析),亦可預(yù)計(jì)并處理明天將要發(fā)生的事件,但對(duì)今天正在發(fā)生的事件卻相對(duì)處于一個(gè)盲區(qū)。在ERP所關(guān)注的各項(xiàng)資源中,生產(chǎn)過(guò)程信息在企業(yè)的管理系統(tǒng)中它始終是“離線”的,生產(chǎn)過(guò)程信息始終不能連續(xù)、自動(dòng)、完整的反映在企業(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,存在一個(gè)信息流通上的斷層。
到底如何消除管理信息系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)之間的斷層?如何加強(qiáng)成本管理和綜合調(diào)度、提高經(jīng)營(yíng)管理的決策效率?MES走入人們的視線。九十年代中期國(guó)際上逐步發(fā)展起來(lái)的生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System 即 MES),可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)與經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的有效集成,成為優(yōu)化運(yùn)行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理的橋梁和紐帶,是值得煙草企業(yè)密切關(guān)注的高新技術(shù)之一。
2、MES的集成功能
2.1MES的橋梁作用
MES是Manufacturing Execution System的縮寫(xiě)。國(guó)際聯(lián)合會(huì)對(duì)MES的定義如下:MES能通過(guò)信息的傳遞對(duì)從生產(chǎn)命令下發(fā)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠中有實(shí)時(shí)事件發(fā)生時(shí),MES能及時(shí)對(duì)這些事件作出反應(yīng)、報(bào)告,并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對(duì)它們進(jìn)行約束和處理。
從上述定義可以看出:①M(fèi)ES的優(yōu)化目標(biāo)是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。②MES需要收集生產(chǎn)過(guò)程中大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并且對(duì)實(shí)時(shí)事件能及時(shí)進(jìn)行處理。③MES需要同時(shí)與計(jì)劃層和控制層保持雙向通信能力,從上、下兩層接收相應(yīng)數(shù)據(jù)并反饋處理結(jié)果和生產(chǎn)指令。
具體而言MES是處于生產(chǎn)控制系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)之間的執(zhí)行層,主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行(如圖1所示)。MES通過(guò)控制包括物料、設(shè)備、人員、流程指令和設(shè)施在內(nèi)的所有工廠資源來(lái)提高制造競(jìng)爭(zhēng)力,提供了一種系統(tǒng)地在統(tǒng)一平臺(tái)上集成諸如質(zhì)量控制、文檔管理、生產(chǎn)調(diào)度等功能的方式,從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)化的EPR/MES/過(guò)程控制系統(tǒng)的集成一體化,它形成了一個(gè)信息交換的橋梁,使企業(yè)管理者能夠?qū)崟r(shí)地掌握生產(chǎn)信息,進(jìn)行生產(chǎn)決策。我們認(rèn)識(shí)到只有將數(shù)據(jù)信息從產(chǎn)品級(jí)(基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí))取出,穿過(guò)操作控制級(jí),送達(dá)管理級(jí),同時(shí)又將管理級(jí)的相關(guān)信息傳下去并執(zhí)行,通過(guò)這樣的連續(xù)信息流來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息全集成才能使我們?cè)谌找婕ち业母?jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。
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2.2MES的體系結(jié)構(gòu)
在煙草企業(yè)信息化過(guò)程中,MES是生產(chǎn)自動(dòng)化與管理信息化之間的重要橋梁。根據(jù)煙草行業(yè)的自身特點(diǎn),即混合模式的生產(chǎn)方式;生產(chǎn)計(jì)劃變動(dòng)頻繁;較高的生產(chǎn)預(yù)測(cè)性要求;設(shè)備需要維護(hù)量大,生產(chǎn)工藝柔性小,維護(hù)頻繁等,煙草工業(yè)企業(yè)的MES系統(tǒng)模型的構(gòu)建應(yīng)注重從生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)到成品產(chǎn)出的生產(chǎn)優(yōu)化信息,即對(duì)上層計(jì)劃管理是執(zhí)行,對(duì)下層控制系統(tǒng)是指揮。除此之外,設(shè)計(jì)和建立MES系統(tǒng)的必要條件是建立完備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),MES需要的數(shù)據(jù)直接來(lái)源于生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后,生成生產(chǎn)過(guò)程信息,供MES系統(tǒng)使用。煙草企業(yè)MES系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能:生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)查詢、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、質(zhì)量檢測(cè)與控制、物料跟蹤、原輔料消耗控制、安全消防監(jiān)控、能源動(dòng)力管理、設(shè)備維護(hù)、生產(chǎn)人力資源管理以及工業(yè)電視系統(tǒng)。圖2介紹了合肥卷煙廠的MES與管理信息系統(tǒng)、底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)的相互關(guān)系與數(shù)據(jù)傳遞情況。
MES使用當(dāng)前的、精確的數(shù)據(jù)來(lái)響應(yīng)、指導(dǎo)、觸發(fā)、報(bào)告生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的事件;MES對(duì)制絲、卷接包、庫(kù)存(原輔材料、煙絲、成品等)、能源動(dòng)力等實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度,指揮生產(chǎn),必要時(shí),將現(xiàn)場(chǎng)情況報(bào)告給廠級(jí)領(lǐng)導(dǎo), 為企業(yè)決策提供直接的支持。
3、實(shí)施MES的組織與管理
3.1項(xiàng)目前期,打好基礎(chǔ)
這個(gè)階段要對(duì)是否要投資開(kāi)發(fā)MES進(jìn)行決策。這個(gè)階段非常重要,關(guān)系到項(xiàng)目的成敗,但往往為實(shí)際操作所忽視。這個(gè)階段的工作主要包括MES培訓(xùn)、車間現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題診斷、需求分析以及軟件選型等方面的工作。
認(rèn)真考慮以上問(wèn)題之后,企業(yè)應(yīng)該將分析結(jié)果寫(xiě)成需求分析和投資效益分析正式書(shū)面報(bào)告,從而做出是否上MES項(xiàng)目的正確決策。
3.2實(shí)施準(zhǔn)備,“軟”“硬”兼顧
在運(yùn)行MES系統(tǒng)之前,要準(zhǔn)備并錄入一系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并做大量分析研究的工作。在MES系統(tǒng)安裝和實(shí)施之前,還必須把網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)好。MES所需的網(wǎng)絡(luò),除了一般的局域網(wǎng)外,還涉及車間現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制網(wǎng)絡(luò)。在人員、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)基本準(zhǔn)備好的情況下,可以將系統(tǒng)安裝到車間(分廠)和相關(guān)的業(yè)務(wù)部門(mén)中,并進(jìn)行一系列原型測(cè)試。在系統(tǒng)原型測(cè)試后常常會(huì)發(fā)現(xiàn)許多問(wèn)題以及部分功能上的不足,需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充開(kāi)發(fā)與二次開(kāi)發(fā)。
3.3模擬運(yùn)行與試運(yùn)行
在用戶基本掌握系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上,企業(yè)可以將各種必要的數(shù)據(jù)錄入或?qū)胂到y(tǒng)。帶著車間(分廠)日常工作中經(jīng)常遇到的問(wèn)題,組織項(xiàng)目小組進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)性模擬。此時(shí),要對(duì)測(cè)試和模擬中發(fā)現(xiàn)的不合適系統(tǒng)界面與報(bào)表進(jìn)行用戶化。
3.4新系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)
一個(gè)新系統(tǒng)被應(yīng)用到企業(yè)后,實(shí)施的工作其實(shí)并沒(méi)有完全結(jié)束,而是將轉(zhuǎn)入到業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)和下一步的后期支持階段。需要強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)工作是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,MES推廣應(yīng)用依賴于人的素質(zhì)的提高,這些必須通過(guò)持續(xù)的培訓(xùn)和教育來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此,在先進(jìn)制造模式的實(shí)施過(guò)程中,企業(yè)應(yīng)時(shí)時(shí)刻刻注重這方面的工作。
4、結(jié)論
制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)軟件彌合了企業(yè)計(jì)劃層和生產(chǎn)車間過(guò)程控制系統(tǒng)之間的間隔,是制造過(guò)程信息集成的紐帶。MES通過(guò)強(qiáng)調(diào)制造過(guò)程的整體優(yōu)化來(lái)幫助企業(yè)實(shí)施完整的閉環(huán)生產(chǎn),同時(shí)也為敏捷制造企業(yè)的實(shí)施提供了良好的基礎(chǔ)。深刻理解MES這一先進(jìn)的管理思想,把握它的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)于如何在煙草企業(yè)正確的研究和推廣MES應(yīng)用具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。