西門子MES平臺在湖北卷煙廠中的應(yīng)用

第一部分 項(xiàng)目背景

為了響應(yīng)國家局的數(shù)字化煙草戰(zhàn)略，以及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程快速反應(yīng)、敏捷制造的目標(biāo)，武漢卷煙廠2006年實(shí)施了生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）項(xiàng)目，其宗旨是建立現(xiàn)代化生產(chǎn)指揮中心，并實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)的有機(jī)集成，使生產(chǎn)相關(guān)部門進(jìn)行協(xié)同工作，保證生產(chǎn)全過程的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，提高企業(yè)的生產(chǎn)管理水平。

第二部分 總體技術(shù)架構(gòu)

湖北中煙MES系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)，如圖1所示。

這里采用了三層管理系統(tǒng)：消息呼叫，優(yōu)化排產(chǎn)與指揮調(diào)度，質(zhì)量過程控制，生產(chǎn)管理，設(shè)備運(yùn)行管理，生產(chǎn)人員管理，生產(chǎn)過程監(jiān)視。
下面這一層是歷史數(shù)據(jù)庫，以實(shí)時(shí)系統(tǒng)結(jié)合的數(shù)據(jù)庫，具有可以壓縮數(shù)據(jù)，并且可以報(bào)警、海量的數(shù)據(jù)儲存。

我簡單地介紹一下這些功能。首先是生產(chǎn)監(jiān)視，他是通過在線監(jiān)視生產(chǎn)車間里的卷包和自動化物流，排產(chǎn)預(yù)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了自制自動化系統(tǒng)化進(jìn)行執(zhí)行，質(zhì)量過程控制，就是實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量的在線控制和離線控制，發(fā)現(xiàn)問題可以及時(shí)解決，這一部分是生產(chǎn)管理，就是利用西門子平臺把一些反饋信息，包括一些半成品和產(chǎn)品的產(chǎn)量進(jìn)行反饋，以及屬于的管理和統(tǒng)計(jì)和分析。下面是設(shè)備管理，設(shè)備管理就實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備的實(shí)施生產(chǎn)，以及在終端上面進(jìn)行的潤滑和保養(yǎng)作用，還有設(shè)備的統(tǒng)計(jì)分析等等。這一塊是人員管理，包括人員的基本檔案管理和考勤管理以及績項(xiàng)管理。如圖2所示。

第三部分 應(yīng)用特點(diǎn)

下面我介紹一下我們的運(yùn)用特點(diǎn)。

1、先進(jìn)性與實(shí)用性并存

采用SIMATIC IT MES的核心組件，包括了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理平臺及生產(chǎn)建模平臺，完全利用了SIMATIC IT開放的、支持二次開發(fā)與組態(tài)的特點(diǎn)，針對武漢卷煙廠采用成熟的煙草行業(yè)模型庫，并在此基礎(chǔ)上針對武漢卷煙廠進(jìn)行模型庫的個(gè)性化與實(shí)例化。同時(shí)，在其他功能模塊的選擇上，采用定制MES功能模塊，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。

2、無縫集成

MES中煙管理系統(tǒng)與車間控制系統(tǒng)之間的橋梁?？梢哉f集成在MES系統(tǒng)的建設(shè)中起到舉足輕重的作用。MES基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過與中煙數(shù)據(jù)中心集成，達(dá)到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的同步功能，MES與自動化系統(tǒng)集成通過中煙集成平臺統(tǒng)一配置達(dá)到集成的穩(wěn)定性、實(shí)用性、開放性和易維護(hù)性。

3、適應(yīng)性與開放性

煙草行業(yè)是一個(gè)快速發(fā)展變化的行業(yè)，系統(tǒng)必須滿足生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)模式的不斷變化。系統(tǒng)采用先進(jìn)SIMATIC IT的建模平臺，建立生產(chǎn)模型，由模型驅(qū)動指揮調(diào)度、質(zhì)量管理、設(shè)備管理等關(guān)鍵業(yè)務(wù)。而當(dāng)生產(chǎn)工藝及管理業(yè)務(wù)發(fā)生變化時(shí)，只需修改相應(yīng)的模型即可。這種基于模型的新型系統(tǒng)架構(gòu)是當(dāng)前軟件領(lǐng)域發(fā)展的新動向，是系統(tǒng)具有良好適應(yīng)性的保證。

4、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫

系統(tǒng)采用了SIMATIC IT的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫HISTORIAN。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是一種不同于常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,它是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與實(shí)時(shí)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的大規(guī)模采集（10000點(diǎn)）、長周期存貯（1-3年）、現(xiàn)場數(shù)據(jù)過濾、報(bào)警、事件觸發(fā)等。

第四部分 成效和不足

我們這里取得了一些成效。第一點(diǎn)是保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)管理的科學(xué)性：通過生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)時(shí)了解制絲、卷接包生產(chǎn)和物流自動化的等生產(chǎn)現(xiàn)場的情況，為做出及時(shí)合理決策提供依據(jù)。第二點(diǎn)就是提高科學(xué)性，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)管理的科學(xué)性：通過生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)時(shí)了解制絲、卷接包生產(chǎn)和物流自動化的等生產(chǎn)現(xiàn)場的情況，為做出及時(shí)合理決策提供依據(jù)。第三點(diǎn)是全程生產(chǎn)跟蹤，MES根據(jù)相關(guān)法規(guī)和市場要求提供生產(chǎn)物料的全程正向和逆向追溯功能。

我們MES系統(tǒng)運(yùn)用了三年多，還存在一些不足，需要改進(jìn)的地方。首先第一個(gè)方面是西門子平臺提供的BOM報(bào)表。另外，在產(chǎn)品的選擇方面有一些問題，希望在下一步過程中得到改善。關(guān)于SPD，我們現(xiàn)在實(shí)行的SPC能夠達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控，我們希望在下一步實(shí)現(xiàn)SPD，也是所謂的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品過程質(zhì)量。第三個(gè)不足就是沒有完全實(shí)現(xiàn)自動排產(chǎn)。因?yàn)榕女a(chǎn)的一些復(fù)雜性，我們目前采用的是自動排產(chǎn)和人工排產(chǎn)相結(jié)合的一種方式，在第二期的基礎(chǔ)中我們采用了一種排產(chǎn)庫實(shí)現(xiàn)了自動排產(chǎn)。