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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(yè)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(guī)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(fā)生了重大的變革，隨著企業(yè)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(zhí)行系統(tǒng)（MES）概述

    企業(yè)信息化主要涉及這三個層面：計劃層、執(zhí)行層和控制層，目前，主要瓶頸在執(zhí)行層。傳統(tǒng)生產現場管理只是黑箱作業(yè)，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(zhí)行系統(tǒng)”的概念，并將MES定位為“位于上層的計劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的各項車間管理信息系統(tǒng)”，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(yè)管理應用軟件的范圍，起源于離散工業(yè)，又擴展到流程工業(yè)，在整個企業(yè)信息集成系統(tǒng)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(yè)務系統(tǒng)和底層生產設備控制系統(tǒng)一起構成企業(yè)的神經系統(tǒng)，把業(yè)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(yè)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(tǒng)。

　　3 煙廠MES研究

    MES不單是面向生產現場的系統(tǒng)，而是作為上、下兩個層次之間雙方信息的傳遞系統(tǒng)，是連接現場層和經營層，改善生產經營效益的前沿系統(tǒng)。作為車間管理系統(tǒng)核心，MES可看作是一個通訊工具，一方面它為企業(yè)其他各種應用系統(tǒng)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(yōu)化，另一方面MES也從其他的系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(jiān)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(fā)現問題并及時調度采取相應的措施；通過對大量數據的統(tǒng)計分析，強化生產和設備管理，為企業(yè)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(yè)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(yè)的物資流和管理流串成一個有機的體系，滿足企業(yè)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(tǒng)計分析方面的需要。

    根據煙草行業(yè)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(tǒng)模型的構建應注重從生產計劃下達到成品產出的生產優(yōu)化信息，即對上層計劃管理是執(zhí)行，對下層控制系統(tǒng)是指揮。

　　4 MES的關鍵

    MES的關鍵是強調整個生產過程的優(yōu)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(tǒng)的計劃和進度安排、追蹤、監(jiān)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(zhàn)略。

　　5 煙廠制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的設計

    根據煙廠MES系統(tǒng)定位和功能，結合煙草行業(yè)信息化系統(tǒng)建設原則，煙廠MES系統(tǒng)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(guī)范,確保系統(tǒng)的安全性和可擴充性。系統(tǒng)要充分體現MES的實時性、執(zhí)行性、集成性和可視性等特點。

    建成的系統(tǒng)應達到以下目標：建成一個統(tǒng)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(tǒng)的有機集成。

　　6 煙廠MES系統(tǒng)

    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(fā)、報告生產現場發(fā)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(yè)決策提供直接的支持。各子系統(tǒng)功能如下：

    （1）生產查詢子系統(tǒng)。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(jiān)控子系統(tǒng)。調度中心系統(tǒng)實時監(jiān)視主要生產線設備生產運行狀況，并根據實時監(jiān)控狀況進行生產指揮調度。

    （3）質量檢測與控制子系統(tǒng)。系統(tǒng)對生產環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)（原輔料、在制品、產成品），分析在線質量檢測數據，及時發(fā)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(wěn)定性。

    （4）物料跟蹤子系統(tǒng)。實時跟蹤采集各種物料在生產線上的信息，為系統(tǒng)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(tǒng)。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(zhí)行系統(tǒng)作為一種車間生產管理和控制理論最終要通過軟件系統(tǒng)來實現，因此，軟件技術以及信息系統(tǒng)的設計和開發(fā)在制造執(zhí)行系統(tǒng)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(fā)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(tài)web技術幾個方面。

    本文談及的煙廠車間管理系統(tǒng)以ASP.NET作為開發(fā)工具，采用web服務以動態(tài)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(fā)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(fā)平臺，界面簡單，流程清晰，開發(fā)完畢后發(fā)布到互聯網上供用戶訪問。

　　8 結束語

    制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）彌合了企業(yè)計劃層和生產車間過程控制系統(tǒng)之間的間隔，是制造過程信息集成的紐帶。本系統(tǒng)直接結合煙廠生產實際進行應用開發(fā)，滿足煙廠生產要求。煙廠MES車間管理系統(tǒng)靈活性高，可維護性強，使MES在生產管理中發(fā)揮重要的作用，為企業(yè)實時成本的計算提供基礎數據，對企業(yè)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(zhí)行系統(tǒng)，計算機控制。 

　　參考文獻：

    [1] 李建華.制造執(zhí)行系統(tǒng)MES現狀及發(fā)展趨勢探討.e-work ，2005.4.

    [2] 謝星岸等.水泥企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES應用開發(fā).水泥工程，2005.4.

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

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

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

    [6] 王海英.MES：卷煙企業(yè)面向制造執(zhí)行的實時信息系統(tǒng).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(fā)技術.微機發(fā)展, 2003.10(13).