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　　丁毅（1953—）

　　男，碩士，陜西科技大學教授，研究領域為綠色包裝，模擬控制。

　　1 引言

    在制造企業的產品生產過程中，其最主要的問題之一是車間生產管理和控制問題，這個問題一直是國內外車間管理研究的重點之所在。計算機大規模應用到生產管理過程之后生產管理從觀念到生產方式的采用都發生了重大的變革，隨著企業信息化的不斷深入，信息的快速、準確傳遞變得越來越重要。

　　2 制造執行系統（MES）概述

    企業信息化主要涉及這三個層面：計劃層、執行層和控制層，目前，主要瓶頸在執行層。傳統生產現場管理只是黑箱作業，這已無法滿足今天復雜多變的競爭需要。為解決生產計劃的適應性以及增加底層生產過程的信息流動，提高計劃的實時性和靈活性，20世紀90年代美國先進制造研究機構(Advanced Manufacturing Research, AMR)提出了“制造執行系統”的概念，并將MES定位為“位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的各項車間管理信息系統”，它以當前視角向操作人員／管理人員提供生產過程的全部資源(人員、設備、材料、工具和客戶要求)的數據和信息。其著重點是將信息技術運用于改善制造過程。

    MES屬于企業管理應用軟件的范圍，起源于離散工業，又擴展到流程工業，在整個企業信息集成系統中承上啟下，是生產活動與管理活動信息溝通的橋梁，與上層業務系統和底層生產設備控制系統一起構成企業的神經系統，把業務計劃的指令傳達到生產現場，將生產現場的信息及時收集、上傳和處理，通過雙向通信，提供整個企業的生產活動以及供應鏈中以任務作為關鍵因素的信息。

    將MES應用于車間中，可以實現對車間生產的管理與控制，實現信息的無縫集成。
本文著重闡述煙廠MES車間管理系統。

　　3 煙廠MES研究

    MES不單是面向生產現場的系統，而是作為上、下兩個層次之間雙方信息的傳遞系統，是連接現場層和經營層，改善生產經營效益的前沿系統。作為車間管理系統核心，MES可看作是一個通訊工具，一方面它為企業其他各種應用系統提供現場的數據信息，生產工藝管理可以通過MES的產品產出和質量數據進行優化，另一方面MES也從其他的系統獲取自身需要的數據，這些數據保證了MES在工廠的正常運行。就煙廠而言，卷包設備數據采集系統負責完成卷接包車間內所有設備的實時、有效、準確的數據采集；數據采集查詢系統以卷接包設備數據采集為基礎，通過對各個設備的運行狀況（生產、運行、質量、消耗等各方面的數據）的實時監控，使各級管理層人員能夠全面、準確、快速地了解到生產現場情況，發現問題并及時調度采取相應的措施；通過對大量數據的統計分析，強化生產和設備管理，為企業提供一個基于知識管理的、以全壽命周期管理為特征的、支持現場—科室—企業三級管理的設備管理計算機工作平臺；以工單管理為重點，利用信息流將企業的物資流和管理流串成一個有機的體系，滿足企業在項目管理、維修管理、工單跟蹤和備件費用計劃、設備資產趨勢分析及綜合統計分析方面的需要。

    根據煙草行業自身的特點，即混合模式的生產方式、生產計劃變動頻繁、較高的生產預測性要求等，設備需要維護量大、生產工藝柔性小、維護頻繁等，煙廠的MES系統模型的構建應注重從生產計劃下達到成品產出的生產優化信息，即對上層計劃管理是執行，對下層控制系統是指揮。

　　4 MES的關鍵

    MES的關鍵是強調整個生產過程的優化，它需要收集生產過程中大量的實時數據，并對實時事件及時處理。同時又與計劃層和控制層保持雙向通信能力，從上下兩層接收相應數據并反饋處理結果和生產指令。因此應將MES作為一種生產模式, 把制造系統的計劃和進度安排、追蹤、監視和控制、物料流動、質量管理、設備的控制和計算機集成制造接口（CIM）等一體化去考慮，以最終實施制造自動化戰略。

　　5 煙廠制造執行系統(MES)的設計

    根據煙廠MES系統定位和功能，結合煙草行業信息化系統建設原則，煙廠MES系統建設應遵循“實用、可靠、先進、經濟、完整”的原則，突出實用性、符合MES功能規范,確保系統的安全性和可擴充性。系統要充分體現MES的實時性、執行性、集成性和可視性等特點。

    建成的系統應達到以下目標：建成一個統一的生產指揮調度平臺；通過關鍵點的數據采集提供整個生產過程的數據分析；實現以數據采集為基礎的車間考核功能；提供質量的在線跟蹤控制和預警提示；實現與已有系統的有機集成。

　　6 煙廠MES系統

    煙廠MES數據流圖如圖1所示。MES使用當前的、精確的數據來響應、指導、觸發、報告生產現場發生的事件；對實時采集的數據進行分析處理，在此基礎上，進行生產調度，指揮生產，為企業決策提供直接的支持。各子系統功能如下：

    （1）生產查詢子系統。提供對WEB的支持，可以根據不同的角色和權限，在Internet上對生產的各種情況進行查詢，對產品的生產情況進行及時地了解。

    （2）生產監控子系統。調度中心系統實時監視主要生產線設備生產運行狀況，并根據實時監控狀況進行生產指揮調度。

    （3）質量檢測與控制子系統。系統對生產環節中的各種物料進行在線或者離線的檢測和跟蹤，實現質量管理全部環節（原輔料、在制品、產成品），分析在線質量檢測數據，及時發現生產過程的質量問題。找出產生問題的原因，提高產品質量，保證產品質量的穩定性。

    （4）物料跟蹤子系統。實時跟蹤采集各種物料在生產線上的信息，為系統提供原材料、在制品、產品在生產線上的數據和信息，包括批次信息，時間信息，物料流動信息，工藝控制信息以及產品在線質量信息等。

    （5）原材料消耗管理子系統。采集原材料的消耗數據，為成本計算提供依據，實現有效的庫存管理。

　　7 軟件技術及web服務

    制造執行系統作為一種車間生產管理和控制理論最終要通過軟件系統來實現，因此，軟件技術以及信息系統的設計和開發在制造執行系統中占有很重要的地位。近年來，計算機軟件技術和信息技術發展迅猛，出現了大量的新技術和新方法，這些技術主要體現在面向對象技術、構件技術和分布式計算技術、動態web技術幾個方面。

    本文談及的煙廠車間管理系統以ASP.NET作為開發工具，采用web服務以動態網頁的形式實現數據的實時更新，與SQL Server數據庫鏈接，對生產數據進行歸檔記錄。ASP.NET開發簡便、易于管理、具有更好的安全性[10]，用web服務器做客戶端，可以跨防火墻操作，比以往的客戶端服務器具有更大的靈活性和便利性，數據庫提供歷史生產信息記錄，Web應用程序采用 Microsoft visual studio做開發平臺，界面簡單，流程清晰，開發完畢后發布到互聯網上供用戶訪問。

　　8 結束語

    制造執行系統（MES）彌合了企業計劃層和生產車間過程控制系統之間的間隔，是制造過程信息集成的紐帶。本系統直接結合煙廠生產實際進行應用開發，滿足煙廠生產要求。煙廠MES車間管理系統靈活性高，可維護性強，使MES在生產管理中發揮重要的作用，為企業實時成本的計算提供基礎數據，對企業控制、降低制造成本，提高生產效率起到重要的作用，MES的應用將全面提高煙廠的信息化管理水平。 

　　其他作者；

    陳艷（1983—）女，研究生，研究領域為制造執行系統，計算機控制。 

　　參考文獻：

    [1] 李建華.制造執行系統MES現狀及發展趨勢探討.e-work ，2005.4.

    [2] 謝星岸等.水泥企業制造執行系統MES應用開發.水泥工程，2005.4.

    [3] 孫寧，陳杰，蔣曉春，李東波.略論制造執行系統高技術通訊.1999.10：60-62.

    [4] 張志檁.國內外制造執行系統（MES）的應用與發展.中國自動化控制網，2004.9.

    [5] 葉楠,奚立峰.制造執行系統(MES)實時性的改進和系統整合.工業工程與管理，2005.6.

    [6] 王海英.MES：卷煙企業面向制造執行的實時信息系統.安徽煙草，2004.12.

    [7] 朱尚明，邵志清,謝曉玲.基于ASP.NET的Web服務及其開發技術.微機發展, 2003.10(13).