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    常德MES項目在2009年11初，開始進入試投產運行。該系統的實施為常德煙廠實現了從片煙到等級、等級到模塊、模塊到產品整個生產過程的生產追蹤與追溯；實現對生產批次全生產管理，完成了以資源為對象的全譜系建立。包括：以批次為中心，批次的分離、合并、流轉的監控與追溯；以生產設備為中心，多個批次設備的運行狀況，KPI結果的對比和分析。以物料為中心，的原料裝配BOM，以產品為中心的產品BOM等。該功能的實施，為MES生產管控一體化思路，給出了明確的管理和控制元素和規則，實現了對產品及生產全過程的有效監控。

    常德卷煙廠位于湖南省常德市，是國內煙廠的知名企業，擁有國內知名的芙蓉王品牌和國際上一流的生產線和生產設備。特別是由秦煙機聯合常德煙廠實施的6000kg/h芙蓉王專線，是國家煙草專賣局為打造中式卷煙全國建立八條品牌專線的第一條，也是煙草行業制絲生產線的樣板線。該生產線除具備國內煙廠的先進水平的標準設計特點外，還從物料投料一直到產品成品的整個環節完全實現了生產設備控制的全部自動化、信息傳遞的物流化。高度自動化的生產線和生產設備，為管理和控制提出了一系列的挑戰：如何使其與管理一體化，實現生產的智能調度、實現生產的全面跟蹤、生產的可視化、標準化、規范化。建立桌面生產平臺，真正實現從原料到成品的追蹤鏈，當發生質量問題，能夠對每一包煙都能快速、準確的找出其生產加工的每個環節，和每個標準，追蹤責任。GE Proficy軟件解決方案通過其生產管理模塊給出了答案。

    系統架構

     本系統實施的功能范圍包括預處理、制葉、制絲三個范圍，接口范圍包括立庫系統、制絲控制系統，立庫系統和制絲控制系統由不同廠商實施，GE Proficy以其開放的系統架構，通過對應于不同系統的開放協議，采集并存儲各系統的生產，管理與分析數據，構建完整的廠級桌面生產平臺。如下圖所示：

                        

                                               圖1 系統架構圖

    系統軟件解決方案與實施

    1. 實時生產數據采集：

    MES I/O采集服務器負責收集所有由生產設備底層供應商提供的數據、報警信息和生產信息，并將其傳遞到實時數據庫服務器。這些被采集的數據由MES核心平臺PA進行業務過濾和梳理，被記錄到MES應用服務器的SQL數據庫中，以便進行生產歷史追溯、質量、設備分析、考核、報表查詢時使用。這些I/O采集服務器將從底層的現場總線上采集數據。

    從現場總線上采集相關設備的數據和生產信息

    將數據傳遞到實時數據服務器和MES應用服務器

    負責與其它系統的通訊接口

    2. 實時歷史數據庫：

    實時數據服務器是MES的基礎，所有數據來源與I/O數據采集服務器。它主要包含四類數據，一類是設備狀態數據，工藝質量數據、物料加工數據，生產數據。數據的存儲主要是通過時間和標簽記錄。

    海量數據存儲
    毫米級數據反映速度
    標準實時數據引擎
    雙冗余結構（采集和配置冗余）

    3. MES應用服務器

    MES應用服務器包含兩大部分內容，一部分是PA服務，一部分是SQL server數據服務。PA服務主要完成對企業的業務建模、業務流程、業務功能的實現。SQL server數據服務，是用于存儲業務數據和控制數據。業務建模除了能夠滿足ISA-SP95界定的企業模型，并且可以對生產事件和生產活動進行靈活的建模處理，使靜態生產模型與動態的實物模型實時同步。業務建模可直觀的理解如下。如下圖：


                

    4. 應用功能

    采用Proficy Plant Applications。作為構建制造執行系統（MES）的軟件解決方案，該系統構建在實時歷史數據庫平臺和MS SQL server之上，通過其豐富的應用功能模塊，靈活的平臺特點。完成生產工廠模型架構的建設和生產事件的捕捉，完成生產控制與管理。對生產數據進行挖掘、分析與管理，形成包括生產管理，生產與譜系跟蹤，質量管理，效率分析，批次管理等不同MES的應用。

    4.1.工廠建模

    Proficy Plant Applications Administrator提供建模功能，用于構建基于SP95標準的虛擬數字工廠――工廠模型。該工廠模型能夠把現實虛擬，在計算機中反應生產現場的生產資源，包括生產車間，生產線，生產單元，生產參數，質量參數，過程參數，以及各種標準、事件（換牌、停機、啟動）、以及事件行為等。實際生產時，通過生產現場數據（來自Proficy Historian）觸發相應的事件，并啟動相應的生產行為，同步虛擬和現場的生產節拍完成生產運行監控和管理，將生產現場在計算機中虛擬過的對象進行展現，從而實現生產的監控與追蹤，生產歷史的回溯。

               

                                                     圖2 工廠模型

    Proficy Plant Applications Client：通過客戶端工具展現生產現狀生產狀況的監控與追蹤。客戶端工具提供完整的多種監視與應用分析畫面模塊，包括報警，停線分析，譜系跟蹤，生產事件等，開發過程中只需簡單調用對應的模塊進行組態即可實現。如圖所示為生產跟蹤畫面，左邊的畫面中每一個模塊代表某一生產單元上的某一批次，不同批次之間的族譜關系的通過帶箭頭的曲線進行連接，形象的展示了批次流轉的源頭和去向；選中任一批次，右邊的批次生產信息畫面中將展示該批次生產及流轉的具體信息，包括批次號，批次執行的狀態，開始時間，結束時間，流轉的源頭和目標，生產過程參數等相關信息。

                    

                                    圖3 譜系跟蹤運行畫面

    實時信息門戶： 通過Proficy Realtime Information Portal提供對跨網絡、跨系統、跨數據庫的連接，并通過Portal提供的語義表達層，對各連接系統進行讀取和寫入，完成供多維度、多角度、多地域的的生產信息監控與分析，并對分析結果，以圖形化的方式進行WEB發布與查詢或寫入連接系統。

    通過實時數據連接器直接連接到前端的生產數據采集工具軟件 HMI/SCADA――iFIX后臺的實時數據庫，直接獲取生產現場實時數據，從而實現對生產過程的實時監視，并以圖形化的方式在WEB上發布。

    通過歷史數據庫連接器連接到實時歷史數據庫Proficy Historian上，以獲取相關參數的實時或歷史數據，提供實時或歷史數據曲線的分析，并在WEB上發布。

    通過關系型數據連接器連接到Proficy Plant Applications后臺數據庫，進行報警記錄查詢，KPI查詢，生產追蹤與報表查詢等，并在WEB上發布。

    通過寫入機制，把數據寫入對應的系統，完成遠程標準和指令的一鍵下達和統一體

    結論

    通過在常德MES中實現生產全追蹤功能，使得常德生產過程狀況空前可視、可控；使得批次跟蹤、設備跟蹤、物料跟蹤從定性和定量傳統的方法完全轉化成定量分析；為智能調度、計劃調度、質量追溯、責任界定更加準確，更加透明；為管控一體化、生產精細化、生產智能化、產品質量改進、產品的研發等方面起到了重大、關鍵的作用。

    關于GE智能平臺

    GE智能平臺是一個提供高新技術的企業，它為世界各地的用戶提供用于自動化控制的軟件、硬件和技術服務以及嵌入式計算。我們為用戶提供一個獨特的，靈活的，超可靠的技術基礎，使得他們在包括能源、水處理、消費品、國防和防御，以及通訊等產業領域獲得持續的優勢。GE智能平臺是一家總部設在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾的全球性企業，是GE企業解決方案集團公司的一員。想獲取更多信息，請訪問：www.ge-ip.com。