《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Wonderware FactorySuite在昆明卷煙廠生產(chǎn)二部MES系統(tǒng)的應(yīng)用
摘要: 經(jīng)過多年發(fā)展,國內(nèi)各煙草企業(yè)通過不斷提高生產(chǎn)線自動(dòng)化程度和引進(jìn)先進(jìn)的企業(yè)級(jí)管理系統(tǒng)(ERP/MIS),使本企業(yè)的生產(chǎn)管理水平和市場(chǎng)競(jìng)爭力有了很大提高。但是一個(gè)突出問題也逐漸暴露出來,這就是如何將先進(jìn)的生產(chǎn)線控制系統(tǒng)和企業(yè)級(jí)的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)有效結(jié)合起來。
Abstract:
Key words :

概述:  
  經(jīng)過多年發(fā)展,國內(nèi)各煙草企業(yè)通過不斷提高生產(chǎn)線自動(dòng)化程度和引進(jìn)先進(jìn)的企業(yè)級(jí)管理系統(tǒng)(ERP/MIS),使本企業(yè)的生產(chǎn)管理水平和市場(chǎng)競(jìng)爭力有了很大提高。但是一個(gè)突出問題也逐漸暴露出來,這就是如何將先進(jìn)的生產(chǎn)線控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)和企業(yè)級(jí)的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)有效結(jié)合起來,一方面讓與企業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的部門能夠及時(shí)有效地了解到車間生產(chǎn)的各方面信息,另一方面也使企業(yè)的各項(xiàng)生產(chǎn)調(diào)度和決策信息及時(shí)下達(dá)到生產(chǎn)第一線,使之得到有效地貫徹和執(zhí)行。正是基于這樣一個(gè)出發(fā)點(diǎn),昆明卷煙廠于2002 年5 月立項(xiàng)實(shí)施生產(chǎn)二部生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)項(xiàng)目?!?br />   整個(gè)MES 系統(tǒng)采用美國Wonderware 公司國際領(lǐng)先的過程監(jiān)控和生產(chǎn)管理軟件平臺(tái)" title="軟件平臺(tái)">軟件平臺(tái)——Factorysuite A2,是國內(nèi)第一個(gè)全面采用Wonderware 軟件平臺(tái)在煙草行業(yè)實(shí)施的MES 項(xiàng)目?! ?br />   經(jīng)過對(duì)昆煙企業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)和生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程進(jìn)行充分地調(diào)研和詳細(xì)的系統(tǒng)分析和規(guī)劃后,整個(gè)MES 系統(tǒng)于2003 年6 月正式啟動(dòng),并由云南薩美特科技有限公司負(fù)責(zé)實(shí)施。項(xiàng)目實(shí)施過程中,在昆煙信息中心和云南薩美特科技有限公司共同努力下,不僅通過合理調(diào)整生產(chǎn)管理流程提高了生產(chǎn)管理水平,同時(shí)盡可能完整地體現(xiàn)了MES 系統(tǒng)的生產(chǎn)管理理念和特點(diǎn),使得本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)具備了更多的特色和亮點(diǎn)?! ?br />   系統(tǒng)構(gòu)架
  昆明卷煙廠生產(chǎn)二部MES 系統(tǒng)全面采用Wonderware 公司Factorysuite A2 套件軟件,充分發(fā)揮了該軟件平臺(tái)的特點(diǎn)并針對(duì)用戶的具體情況進(jìn)行了功能擴(kuò)展和完善,軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:

在本系統(tǒng)中采用如下Wonderware 軟件產(chǎn)品:
   MES 系統(tǒng)建模和資源跟蹤平臺(tái)——InTrack
   實(shí)時(shí)工業(yè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫——IndustrialSQL Server
   生產(chǎn)過程監(jiān)控軟件——InTouch
   生產(chǎn)/產(chǎn)品質(zhì)量服務(wù)器軟件平臺(tái)——QI Analyst
   實(shí)時(shí)WEB 門戶服務(wù)器端軟件平臺(tái)——SuiteVoyager
   針對(duì)IndustrialSQL Server 的高性能客戶端工具——ActiveFactory  
  整個(gè)MES 系統(tǒng)涉及分為生產(chǎn)控制系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集" title="數(shù)據(jù)采集">數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)管理兩大部分和生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)過程跟蹤和產(chǎn)品追溯、質(zhì)量管理" title="質(zhì)量管理">質(zhì)量管理、設(shè)備管理、人力資源管理五大模塊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:

功能簡介
  在對(duì)昆明卷煙廠生產(chǎn)特點(diǎn)和管理業(yè)務(wù)流程進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上,MES 系統(tǒng)的各個(gè)模塊不僅滿足用戶的需求,同時(shí)體現(xiàn)出更多的特色?! ?br />   數(shù)據(jù)采集
  生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集是MES 系統(tǒng)和廠級(jí)生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)(ERP/MIS)的信息來源和基礎(chǔ),在本項(xiàng)目中,實(shí)現(xiàn)了對(duì)煙草生產(chǎn)過程中的制絲、風(fēng)送、卷包、裝箱等完整地生產(chǎn)流程進(jìn)行生產(chǎn)過程和工藝數(shù)據(jù)的采集,對(duì)于無法從控制系統(tǒng)中直接獲得的設(shè)備維修" title="設(shè)備維修">設(shè)備維修、質(zhì)量抽檢采樣等信息,則通過人工錄入方式,保證 MES 系統(tǒng)可以獲得完整的生產(chǎn)管理信息?!?br />   本系統(tǒng)中對(duì)于數(shù)據(jù)采集不僅僅限于生產(chǎn)過程控制系統(tǒng),對(duì)于質(zhì)量管理的離線檢測(cè)設(shè)備,也通過研究實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動(dòng)采集,包括質(zhì)量檢測(cè)三級(jí)站如下主要設(shè)備:
   QTM—物理檢測(cè)平臺(tái)(斯茹林公司產(chǎn)品);
   AT201—電子天平(梅特勒公司產(chǎn)品);
   SM400—直線型吸煙機(jī);
   RM200—全自動(dòng)吸煙機(jī);
   HP 氣相色譜儀;
   化學(xué)成分檢測(cè)平臺(tái)
  生產(chǎn)管理
  生產(chǎn)管理模塊分為五大模塊,下面分別加以介紹:
  生產(chǎn)計(jì)劃管理
  生產(chǎn)計(jì)劃管理包括如下功能
   工作日歷制定:通過制定工作時(shí)間、輪班計(jì)劃、班次時(shí)間等信息作為系統(tǒng)中的通用時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)記錄、設(shè)備維修、質(zhì)量檢測(cè)都將以此工作日歷為依據(jù);
   生產(chǎn)計(jì)劃制定和下達(dá):接收并分解從廠級(jí)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)中下達(dá)的生產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo)書,制定詳細(xì)的制絲和卷包生產(chǎn)計(jì)劃,并生成產(chǎn)品生產(chǎn)的統(tǒng)一批次編號(hào)。生產(chǎn)計(jì)劃將直接下達(dá)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工作站,指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)流程;
   原輔料領(lǐng)料申請(qǐng):根據(jù)詳細(xì)生產(chǎn)計(jì)劃,系統(tǒng)自動(dòng)生成原輔料領(lǐng)料申請(qǐng),并與廠級(jí)原輔料供應(yīng)部門聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)領(lǐng)料計(jì)劃的快速傳遞,提高生產(chǎn)效率;
   生產(chǎn)計(jì)劃跟蹤:實(shí)時(shí)的跟蹤生產(chǎn)計(jì)劃的進(jìn)行情況,便于生產(chǎn)管理部門及時(shí)調(diào)整生產(chǎn);
   產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)查詢和分析:提供多種表格和圖形化的方式對(duì)制絲線和卷包線的產(chǎn)量進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)和分析。
  生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊還和國家局1 號(hào)工程——煙箱條碼打印系統(tǒng)的信息交換,能夠更加準(zhǔn)確和完整的反映生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行情況。
  生產(chǎn)流程跟蹤和產(chǎn)品追溯
  MES 系統(tǒng)的主要功能之一就是實(shí)現(xiàn)對(duì)生成過程的跟蹤,但是僅僅對(duì)制絲和卷包生產(chǎn)線進(jìn)行簡單的孤立的生產(chǎn)跟蹤或者僅僅獲得產(chǎn)量、品牌、批次等生產(chǎn)管理信息是不能全面體現(xiàn)出MES 系統(tǒng)的特色和生產(chǎn)管理功能的,同時(shí),如果對(duì)于這些生產(chǎn)過程跟蹤信息不能進(jìn)行進(jìn)一步的利用和分析也將令MES 系統(tǒng)失色不少。因此在本系統(tǒng)中不僅在生產(chǎn)流程跟蹤的信息完整性和連貫性等方面進(jìn)行了更深層次的挖掘,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品信息追溯功能
   生產(chǎn)流程跟蹤:從生產(chǎn)計(jì)劃中生產(chǎn)批次號(hào)生成開始,系統(tǒng)就開始跟蹤每個(gè)生產(chǎn)批次的完整的生產(chǎn)過程,直到產(chǎn)品入庫。也就是說,系統(tǒng)對(duì)于每批產(chǎn)品在那個(gè)制絲工序生產(chǎn)過、生產(chǎn)了多長時(shí)間、用了那些原料和香糖料配方、在那個(gè)儲(chǔ)柜儲(chǔ)存的,存儲(chǔ)了多長時(shí)間、設(shè)備狀態(tài)如何、工藝質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果如何、是那個(gè)操作員操作的,在卷包車間那些機(jī)臺(tái)進(jìn)行的卷接和包裝,設(shè)備發(fā)生了哪些故障、使用了何種輔料、廢品有多少、是那些操作人員操作的、何時(shí)生產(chǎn)結(jié)束何時(shí)入庫等等有關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)、原輔料、質(zhì)量、設(shè)備各個(gè)方面的信息都進(jìn)行了連貫的、全面的跟蹤和記錄,保證了系統(tǒng)龐大的數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的生產(chǎn)過程信息能夠有一個(gè)清晰和合理的結(jié)構(gòu),更加便于統(tǒng)計(jì)和查詢;
   產(chǎn)品追溯:基于生產(chǎn)流程跟蹤獲得的產(chǎn)品生產(chǎn)過程跟蹤信息,可以靈活和完整的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品追溯功能,也就是說,用戶可以查詢過去任何一天生產(chǎn)了那些品牌、那些批次,其中任何一個(gè)批次生產(chǎn)過程中所包含的生產(chǎn)時(shí)間、產(chǎn)量、工藝線路信息,設(shè)備故障、停機(jī)、維修信息,質(zhì)量檢測(cè)、工藝參數(shù)信息,原輔料配方和消耗信息等等數(shù)據(jù)。產(chǎn)品追溯對(duì)于用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,改善生產(chǎn)流程,加強(qiáng)生產(chǎn)過程管理力度具有重要意義。
  設(shè)備管理
  設(shè)備管理包括如下功能:
   設(shè)備資料管理:系統(tǒng)中對(duì)于設(shè)備各項(xiàng)資料都能夠進(jìn)行全面的管理和查詢,其中既包括了設(shè)備固定資產(chǎn)臺(tái)帳、合同、使用手冊(cè)等資料,也包括了電氣和機(jī)械圖紙、程序清單、操作說明、維修視頻等資料。另外在分布于現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)工作站上,相關(guān)設(shè)備維修和管理人員能夠方便的對(duì)這些資料進(jìn)行檢索和查詢;
   設(shè)備基本信息管理:系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備總成、關(guān)鍵件、故障列表信息都進(jìn)行了分門別類的存儲(chǔ),為設(shè)備的維修和備件管理打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);
   設(shè)備維修管理:系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)了設(shè)備維修管理的基礎(chǔ)上通過和廠級(jí)設(shè)備管理部門的聯(lián)網(wǎng)信息交換,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備故障和維修信息的快速上報(bào),能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題并制定維系保養(yǎng)計(jì)劃;
   設(shè)備備件管理:通過和廠級(jí)設(shè)備管理系統(tǒng)的信息交換,使得設(shè)備的備件管理更加全面和完整;
   設(shè)備任務(wù)管理:系統(tǒng)提供了設(shè)備維修、保養(yǎng)、潤滑工作的計(jì)劃制定、審批、執(zhí)行、驗(yàn)收等工作的管理功能,并在各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)工作站對(duì)設(shè)備任務(wù)進(jìn)行及時(shí)的提示和檢索查詢;
   設(shè)備信息查詢、統(tǒng)計(jì)和分析:系統(tǒng)借助于多種圖表對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、故障、維修、任務(wù)等信息進(jìn)行靈活的統(tǒng)計(jì)分析查詢,同時(shí)借助于SPC 統(tǒng)計(jì)分析控制圖,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備信息更深層次的分析。下圖為設(shè)備故障的SPC 巴雷托統(tǒng)計(jì)分析控制圖:

質(zhì)量管理
  質(zhì)量管理包括如下功能:
   質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)管理:包括質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的接收、同步、分解、調(diào)整功能,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不僅可以在各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)工作站進(jìn)行靈活的查詢,還直接作為生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的依據(jù);
   在線質(zhì)量管理:對(duì)于從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中獲得生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)工藝參數(shù)和數(shù)據(jù),系統(tǒng)提供了多種方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,包括:報(bào)警分析、歷史趨勢(shì)分析、數(shù)理分析、SPC 分析等等。同時(shí)允許用戶對(duì)在線質(zhì)量分析數(shù)據(jù)的數(shù)量、采樣時(shí)間、分析對(duì)比方式進(jìn)行靈活的配置;
   離線質(zhì)量管理:系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)部、質(zhì)檢科、三級(jí)站質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果都進(jìn)行了及時(shí)的收集和存儲(chǔ),并以靈活的手段對(duì)這些信息進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)分析,幫助用戶更加全面和及時(shí)的了解產(chǎn)品質(zhì)量情況; 
   SPC 統(tǒng)計(jì)分析:除了保留現(xiàn)有的煙草行業(yè)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析手段,系統(tǒng)在質(zhì)量管理中引入了國際先進(jìn)的SPC 統(tǒng)計(jì)分析模式,借助于SPC 統(tǒng)計(jì)分析控制圖,用戶可以對(duì)系統(tǒng)收集的各項(xiàng)在線和離線質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行深入的統(tǒng)計(jì)分析,在質(zhì)量事故發(fā)生之前就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患并根據(jù)SPC 統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果采取及時(shí)有效的措施防患于未然。下圖為SPC 控制圖實(shí)例:

人力資源管理
  借助于Wonderware Factorysuite 軟件平臺(tái)先進(jìn)的用戶管理體系,系統(tǒng)中引入了操作認(rèn)證和用戶信息兩級(jí)用戶管理的模式,只有具備相應(yīng)的并且在有效期內(nèi)的操作認(rèn)證,用戶才能具備某種系統(tǒng)操作權(quán)限。通過這樣的用戶管理模式,系統(tǒng)能夠更加靈活和全面對(duì)各生產(chǎn)線操作人員和各部門生產(chǎn)管理人員進(jìn)行管理并實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)用戶的操作跟蹤和記錄。  

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