西門子MES平臺在湖北卷煙廠中的應用

第一部分  項目背景
      
    為了響應國家局的"數(shù)字化煙草"戰(zhàn)略，以及實現(xiàn)生產(chǎn)過程快速反應、敏捷制造的目標，武漢卷煙廠2006年實施了生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）項目，其宗旨是建立現(xiàn)代化生產(chǎn)指揮中心，并實現(xiàn)與生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)的有機集成，使生產(chǎn)相關部門進行協(xié)同工作，保證生產(chǎn)全過程的協(xié)調運轉，提高企業(yè)的生產(chǎn)管理水平。

第二部分  總體技術架構

    湖北中煙MES系統(tǒng)總體技術架構，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)與指揮調度，質量過程控制，生產(chǎn)管理，設備運行管理，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，以實時系統(tǒng)結合的數(shù)據(jù)庫，具有可以壓縮數(shù)據(jù)，并且可以報警、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)預調度，實現(xiàn)了自制自動化系統(tǒng)化進行執(zhí)行，質量過程控制，就是實現(xiàn)了質量的在線控制和離線控制，發(fā)現(xiàn)問題可以及時解決，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)量進行反饋，以及屬于的管理和統(tǒng)計和分析。下面是設備管理，設備管理就實現(xiàn)了對設備的實施生產(chǎn)，以及在終端上面進行的潤滑和保養(yǎng)作用，還有設備的統(tǒng)計分析等等。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管理。如圖2所示。

 
第三部分  應用特點 
   
    下面我介紹一下我們的運用特點。
   
    1、先進性與實用性并存
   
    采用SIMATIC IT MES的核心組件，包括了實時數(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，針對武漢卷煙廠采用成熟的煙草行業(yè)模型庫，并在此基礎上針對武漢卷煙廠進行模型庫的個性化與實例化。同時，在其他功能模塊的選擇上，采用定制MES功能模塊，具有更強的適應性。
   
    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)的建設中起到舉足輕重的作用。MES基礎數(shù)據(jù)通過與中煙數(shù)據(jù)中心集成，達到基礎數(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)一配置達到集成的穩(wěn)定性、實用性、開放性和易維護性。
   
    3、適應性與開放性
   
    煙草行業(yè)是一個快速發(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)務模式的不斷變化。系統(tǒng)采用先進SIMATIC IT的建模平臺，建立生產(chǎn)模型，由模型驅動指揮調度、質量管理、設備管理等關鍵業(yè)務。而當生產(chǎn)工藝及管理業(yè)務發(fā)生變化時，只需修改相應的模型即可。這種基于模型的新型系統(tǒng)架構是當前軟件領域發(fā)展的新動向，是系統(tǒng)具有良好適應性的保證。
   
    4、實時數(shù)據(jù)庫

    系統(tǒng)采用了SIMATIC IT的實時數(shù)據(jù)庫HISTORIAN。實時數(shù)據(jù)庫是一種不同于常見的關系型數(shù)據(jù)庫,它是數(shù)據(jù)庫技術與實時技術相結合的產(chǎn)物。實時數(shù)據(jù)庫技術解決生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的大規(guī)模采集（10000點）、長周期存貯（1-3年）、現(xiàn)場數(shù)據(jù)過濾、報警、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。第一點是保證了產(chǎn)品的質量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)管理的科學性：通過生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，實時了解制絲、卷接包生產(chǎn)和物流自動化的等生產(chǎn)現(xiàn)場的情況，為做出及時合理決策提供依據(jù)。第二點就是提高科學性，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)管理的科學性：通過生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，實時了解制絲、卷接包生產(chǎn)和物流自動化的等生產(chǎn)現(xiàn)場的情況，為做出及時合理決策提供依據(jù)。第三點是全程生產(chǎn)跟蹤，MES根據(jù)相關法規(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)運用了三年多，還存在一些不足，需要改進的地方。首先第一個方面是西門子平臺提供的BOM報表。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。關于SPD，我們現(xiàn)在實行的SPC能夠達到產(chǎn)品質量的監(jiān)控，我們希望在下一步實現(xiàn)SPD，也是所謂的實現(xiàn)產(chǎn)品過程質量。第三個不足就是沒有完全實現(xiàn)自動排產(chǎn)。因為排產(chǎn)的一些復雜性，我們目前采用的是自動排產(chǎn)和人工排產(chǎn)相結合的一種方式，在第二期的基礎中我們采用了一種排產(chǎn)庫實現(xiàn)了自動排產(chǎn)。