對于貴陽卷煙廠這樣一個煙草企業(yè)來說，基本實(shí)現(xiàn)了底層過程控制系統(tǒng)的過程自動化和基礎(chǔ)自動化，形成了相對獨(dú)立的系統(tǒng)在制絲和卷包過程中，但是這些系統(tǒng)有著不同的處理邏輯，使得在通信機(jī)制、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫方面演變成了信息孤島，在生產(chǎn)過程和信息資源共享方面缺乏的統(tǒng)一管理。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

    (1)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化原則

    構(gòu)建MES系統(tǒng)的需要對規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化加以強(qiáng)調(diào)，做到接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，連接通暢，界面友好、實(shí)用，使系統(tǒng)具有靈活性、完整性，為系統(tǒng)的擴(kuò)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以便于系統(tǒng)的有效集成。

    (2)實(shí)用性、可靠性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性原則

    實(shí)用性是指維護(hù)方便、操作簡單、經(jīng)濟(jì)耐用，顯示直觀�？煽啃允侵赶到y(tǒng)能長期無故障地工作；先進(jìn)性是指為了今后系統(tǒng)的升級和擴(kuò)展，應(yīng)保證在技術(shù)上適當(dāng)超前，并且具有先進(jìn)性在一定時期內(nèi)；經(jīng)濟(jì)性是指造價(jià)合理，能夠?qū)ο到y(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，從而使其具有較低的維護(hù)費(fèi)用和較高的性價(jià)比；

    (3)集成性的原則

    MES系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計(jì)、開發(fā)和分析、利用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和開發(fā)平臺確保MES系統(tǒng)的集成性。MES系統(tǒng)的集成性能夠使各個功能的子系統(tǒng)避免成為信息孤島，從而使各個單位和部門的信息能夠進(jìn)行共享和交流，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)信息資料共享和統(tǒng)一維護(hù)，從而充分利用信息的價(jià)值，提高資料的準(zhǔn)確性，減少數(shù)據(jù)維護(hù)的工作量。

    (4)安全性的原則

    利用軟硬件和管理相結(jié)合的多級安全機(jī)制的方法，確保MES系統(tǒng)的安全，為了保證數(shù)據(jù)的安全，需要進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)權(quán)限管理，使系統(tǒng)操作人員只能使用權(quán)限內(nèi)的有關(guān)數(shù)據(jù)。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

    由于MES系統(tǒng)是面向制造過程的，所以需要與企業(yè)中的其它制造管理系統(tǒng)進(jìn)行交互和共享信息。MES系統(tǒng)需要接收制造管理系統(tǒng)中的各類信息，作為生產(chǎn)管理系統(tǒng)的核心，MES還提供現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息給企業(yè)其他的應(yīng)用系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)合理資源配置和優(yōu)化調(diào)度。貴陽卷煙廠MES考慮到系統(tǒng)集成的需要，設(shè)計(jì)了基于B/S架構(gòu)的MES體系結(jié)構(gòu)。

    在貴陽卷煙廠MES系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用了三層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使其能夠單獨(dú)加以實(shí)現(xiàn)，并且在邏輯上各自獨(dú)立，分別是數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層、用戶界面層。局域網(wǎng)用戶和互聯(lián)網(wǎng)用戶對貴陽卷煙廠的MES系統(tǒng)進(jìn)行訪問可以用瀏覽器來實(shí)現(xiàn)，通過對不同業(yè)務(wù)邏輯模塊的訪問對各自的業(yè)務(wù)進(jìn)行處理；通過SQL方式業(yè)務(wù)邏輯模塊把數(shù)據(jù)或其他資源的請求發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，經(jīng)過處理后，客戶端瀏覽器收到Web服務(wù)器返回的結(jié)果。

    2.2 系統(tǒng)處理流程

    設(shè)計(jì)的MES系統(tǒng)處理流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體處理流程

    在公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)的基礎(chǔ)上，該系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)制定，并且下發(fā)到生產(chǎn)自動化系統(tǒng)把制定好的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，從而作為指導(dǎo)生產(chǎn)的作業(yè)規(guī)范。根據(jù)物料、人員和工廠設(shè)備等情況，在公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行制絲和卷包的詳細(xì)排產(chǎn)，然后下達(dá)各生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的排產(chǎn)結(jié)果。工單周期為一天生產(chǎn)工單下達(dá)到生產(chǎn)自動化系統(tǒng)，其包含了多個生產(chǎn)批次。根據(jù)生產(chǎn)批次，生產(chǎn)自動化系統(tǒng)來安排生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中MES負(fù)責(zé)收集設(shè)備、物料、質(zhì)量、工藝等狀態(tài)信息，從而進(jìn)行過程檢驗(yàn)控制、物料跟蹤、調(diào)度指揮、生產(chǎn)設(shè)備管理、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視和生產(chǎn)人員管理，并且統(tǒng)計(jì)和上報(bào)成本。還需要進(jìn)行生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表分析和生成在生產(chǎn)班次、批次結(jié)束以后。

3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

    貴陽卷煙廠MES系統(tǒng)在公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)的基礎(chǔ)上，該系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)制定，并且下發(fā)到生產(chǎn)自動化系統(tǒng)把制定好的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，從而作為指導(dǎo)生產(chǎn)的作業(yè)規(guī)范。根據(jù)物料、人員和工廠設(shè)備等情況，在公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行制絲和卷包的詳細(xì)排產(chǎn)，然后下達(dá)各生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的排產(chǎn)結(jié)果。工單周期為一天生產(chǎn)工單下達(dá)到生產(chǎn)自動化系統(tǒng)，其包含了多個生產(chǎn)批次。針對貴陽卷煙廠的實(shí)際現(xiàn)況，在MES系統(tǒng)的構(gòu)建中，系統(tǒng)以集成系統(tǒng)模型為基礎(chǔ)，將貴陽卷煙廠MES系統(tǒng)分為車間綜合管理、生產(chǎn)排程管理、生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)控管理、報(bào)表管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理和數(shù)據(jù)采集管理七個功能模塊來進(jìn)行構(gòu)建。如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)功能模塊圖

    (1)車間綜合管理

    該模塊能夠把數(shù)據(jù)分析結(jié)果發(fā)送到管理層并接受反饋信息，還負(fù)責(zé)對生產(chǎn)線工作人員進(jìn)行權(quán)限管理。通過該功能系統(tǒng)管理員能夠?qū)ο到y(tǒng)多項(xiàng)功能進(jìn)行設(shè)置，主要包括權(quán)限管理、系統(tǒng)用戶管理、公共信息管理、系統(tǒng)備份管理和部門管理。按照企業(yè)的需求能夠動態(tài)、方便的對系統(tǒng)的各項(xiàng)功能進(jìn)行設(shè)置。

    (2)生產(chǎn)排程管理

    該模塊負(fù)責(zé)對廠各車間的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行查詢、分發(fā) 生成、歸檔、編輯，系統(tǒng)根據(jù)銷售部門的業(yè)務(wù)訂單信息，對生產(chǎn)計(jì)劃的落實(shí)情況進(jìn)行監(jiān)控，然后報(bào)送到生產(chǎn)管理部門。

    (3)生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)控管理

    MES系統(tǒng)總生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)控是屬于核心的部分。在生產(chǎn)指揮活動中生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)控負(fù)責(zé)集中統(tǒng)一指揮，并且傳達(dá)管理指令，作為一個生產(chǎn)職能機(jī)構(gòu)進(jìn)行指揮和和生產(chǎn)調(diào)度，在生產(chǎn)過程中不斷獲取產(chǎn)生的各種信息，然把既定的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和這些信息進(jìn)行比較，如果有異常情況和偏差發(fā)生，為了確保生產(chǎn)過程按標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)劃進(jìn)行，需要及時的發(fā)出調(diào)度指令來進(jìn)行調(diào)節(jié)。生產(chǎn)調(diào)度機(jī)構(gòu)采用三級配置，生產(chǎn)管理部門由廠長進(jìn)行設(shè)置，廠長指令由生產(chǎn)管理部門負(fù)責(zé)傳達(dá)，生產(chǎn)管理部門主要負(fù)責(zé)指揮和協(xié)調(diào)工作，日常生產(chǎn)活動的組織，車間調(diào)度室由制造工程師領(lǐng)導(dǎo)，主要負(fù)責(zé)執(zhí)行廠總調(diào)度室命令，協(xié)調(diào)和組織車間生產(chǎn)活動，對各車間下達(dá)調(diào)度指令。生產(chǎn)車間的調(diào)度工作又領(lǐng)班和線長負(fù)責(zé)。該功能模塊主要執(zhí)行的任務(wù)包括以下方面：

    (1)及時補(bǔ)充知識與規(guī)劃，對生產(chǎn)調(diào)度知識庫進(jìn)行維護(hù)，以適應(yīng)生產(chǎn)調(diào)度需要。

    (2)當(dāng)發(fā)生異常情況時，及時向上級反映，并進(jìn)行指揮。

    (3)當(dāng)生產(chǎn)情況正常時，協(xié)訓(xùn)各生產(chǎn)線的生產(chǎn)工作，并且提前下達(dá)各車間的生產(chǎn)計(jì)劃。

    (4)報(bào)表管理

    該模塊的主要功能是報(bào)表統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)的歷史和實(shí)時數(shù)據(jù)，比如在制品數(shù)量、產(chǎn)品的實(shí)時產(chǎn)出、各線產(chǎn)出、合格率、產(chǎn)量月報(bào)和日報(bào)等信息，從而是相關(guān)部門和工程師能夠進(jìn)行查詢。作為計(jì)算生產(chǎn)任務(wù)成本的數(shù)據(jù)依據(jù)，分析和統(tǒng)計(jì)的結(jié)果能夠得出需要改進(jìn)的方向。

    (5)質(zhì)量管理

    在加工過程中該模塊通過離線的分析統(tǒng)計(jì)和在線的質(zhì)量檢驗(yàn)來分析、跟蹤和記錄產(chǎn)品工序的質(zhì)量狀況，在控制范圍內(nèi)保證產(chǎn)品的質(zhì)量，并提供質(zhì)量分析報(bào)告給相關(guān)人員。

    (6)設(shè)備管理

    該模塊負(fù)責(zé)對于管理所有的生產(chǎn)設(shè)備，包括維修記錄管理和設(shè)備運(yùn)行狀況等。設(shè)備管理可以讓有關(guān)部門和企業(yè)管理層能夠掌握生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效率和運(yùn)行狀況。

    (7)數(shù)據(jù)采集管理

    數(shù)據(jù)采集是MES系統(tǒng)的一個重要組成部分，其應(yīng)用目標(biāo)正是要實(shí)現(xiàn)企業(yè)整個生產(chǎn)制造信息流的全面集成，也就是建立全廠性的生產(chǎn)數(shù)據(jù)公用平臺，統(tǒng)一向企業(yè)信息化系統(tǒng)提供完整生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息。

4 系統(tǒng)物理架構(gòu)設(shè)計(jì)

    貴陽卷煙廠MES系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要對技術(shù)的可用性、可靠性、成熟性、安全性、開放性、先進(jìn)性、可管理性、標(biāo)準(zhǔn)化等問題加以考慮，并且還要把現(xiàn)有的軟件系統(tǒng)的信息集成問題考慮進(jìn)去。根據(jù)貴陽卷煙廠的實(shí)際情況，對MES系統(tǒng)的物理架構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如圖3所示：

圖3 系統(tǒng)物理拓?fù)鋱D

    數(shù)據(jù)傳輸在控制執(zhí)行層和生產(chǎn)管理層之間是十分關(guān)鍵的問題。本文提出了MES系統(tǒng)的四層體系結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)信息傳輸，如圖4所示。實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是數(shù)據(jù)服務(wù)層的核心，主要包括客戶訪問層、實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)層、設(shè)備接口層、物理設(shè)備層。通過這些數(shù)據(jù)來進(jìn)行柱狀圖顯示、歷史曲線和動態(tài)監(jiān)測等，從而使現(xiàn)場情況更加直觀。通過數(shù)據(jù)采集管理人員還可以對卷煙生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行管理和狀態(tài)監(jiān)測。

圖4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的物理架構(gòu)圖

    (1)客戶訪問層

    在實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)時該層負(fù)責(zé)對實(shí)時的對設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢軟件、報(bào)表生成軟件、監(jiān)控的狀態(tài)軟件等建立應(yīng)用。

    (2)實(shí)時數(shù)據(jù)訪問層

    通過通信管道網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和API實(shí)時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可向用戶和上層應(yīng)用提供實(shí)時的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺。狀態(tài)界面可以通過圖形化提供便捷、直觀的數(shù)據(jù)監(jiān)控實(shí)時系統(tǒng)。在實(shí)時數(shù)據(jù)庫中歷史數(shù)據(jù)除了可以進(jìn)行存放外，關(guān)系數(shù)據(jù)庫中也可以定期進(jìn)行存放。

    (3)設(shè)備接口層

    該層在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中是不同設(shè)備進(jìn)入的橋梁，并且能夠讀取物理設(shè)備信息從不同的物理設(shè)備，維護(hù)設(shè)備和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的通信。實(shí)時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和下層設(shè)備站點(diǎn)之間采用B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的連接管理。

    (4)物理設(shè)備層

    物理設(shè)備層由要進(jìn)行管理和監(jiān)控的，并且在不同控制總線上、PLC和不同物理設(shè)備所掛接的設(shè)備所構(gòu)成。

5 結(jié)語

    貴陽卷煙廠MES系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模較大的系統(tǒng)項(xiàng)目，其設(shè)計(jì)構(gòu)想必須遵循《卷煙工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)建設(shè)規(guī)范》。根據(jù)卷煙制造企業(yè)的特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)規(guī)范、系統(tǒng)功能需求等相關(guān)技術(shù)規(guī)程，結(jié)合貴陽卷煙廠的實(shí)際情況，才能確保各項(xiàng)任務(wù)和預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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