造紙企業(yè)的MES系統(tǒng)應(yīng)用
在工業(yè)制造行業(yè)中,造紙行業(yè)可謂算一個及其復(fù)制的過程。從原材料開始,需要對整個企業(yè)流程都經(jīng)行嚴密的控制,確保產(chǎn)品的質(zhì)量都能符合客戶的要求,因此造紙行業(yè)的生產(chǎn)過程自動化的應(yīng)用至關(guān)重要。在生產(chǎn)過程中,信息化的管理方面,ERP系統(tǒng)也得到了大規(guī)模的應(yīng)用,然而生產(chǎn)過程中,生產(chǎn)自動化與信息管理化之間存在著斷層導(dǎo)致無法將管理同生產(chǎn)緊密結(jié)合,使管理效益也大打折扣。而MES系統(tǒng)就是處于管理層和現(xiàn)場自動化之間的執(zhí)行層,負責(zé)車間生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。
MES是美國管理界90年代提出的新概念。MES國際聯(lián)合會(MESA)在其協(xié)會白皮書對MES(Manufacturing Execution System:制造執(zhí)行系統(tǒng))系統(tǒng)作如下之定義:
(1)MES系統(tǒng)在產(chǎn)品從工單發(fā)出到成品產(chǎn)出的過程中,扮演生產(chǎn)活動最佳化的信息傳遞者。
(2)當(dāng)事件發(fā)生變異時,借著實時正確的信息、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)規(guī)范、原始工作情況、資料反應(yīng)及回饋,作出快速的響應(yīng)以減少無附加價值之生產(chǎn)活動,提升工廠生產(chǎn)制程的效率。
(3)MES改善生產(chǎn)條件及準時出貨、庫存周轉(zhuǎn)、生產(chǎn)毛利及現(xiàn)金流繁效益,MES并且也在企業(yè)與供應(yīng)鏈之間提供一個雙向的生產(chǎn)信息流。
由此可知,MES系統(tǒng)能提供為優(yōu)化從訂單投入到產(chǎn)品完成的生產(chǎn)活動所需的信息。MES運用及時、準確的信息,指導(dǎo)、啟動、響應(yīng)并記錄工廠活動,從而能夠?qū)l件的變化做出迅速的響應(yīng)、減少非增值活動、提高工廠運作過程的效率。MES不但可以改善設(shè)備投資回報率,而且有助于及時交貨、加快庫存周轉(zhuǎn)、提高收益和現(xiàn)金流的績效。
MES系統(tǒng)是實施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略和實現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本技術(shù)手段,是企業(yè)CIMS信息集成的紐帶。
在應(yīng)用范圍方面,MES屬于企業(yè)管理應(yīng)用軟件的范圍,起源于離散工業(yè),又擴展到流程丁業(yè)。在各行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展不盡相同,MESA通過實踐總結(jié),歸納了MES的十一個主要功能模塊:工序詳細調(diào)度、資源分配和狀態(tài)管理、生產(chǎn)單元分配、文檔控制、產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品清單管理、性能分析、人力資源管理、維護管理、過程管理、質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)采集。
MES系統(tǒng)能根據(jù)ERP系統(tǒng)提出的宏觀數(shù)據(jù)計劃,指揮生產(chǎn)現(xiàn)場的過程控制系統(tǒng)進行生產(chǎn),對現(xiàn)場信息進行丁藝管理、物流管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)進度跟蹤管理、設(shè)備運行監(jiān)督及控制等生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行,它是ERP與生產(chǎn)控制系統(tǒng)之間的橋梁。
造紙工業(yè)是一個與國民經(jīng)濟發(fā)展和社會文明建設(shè)息息相關(guān)的重要產(chǎn)業(yè)。造紙行業(yè)的企業(yè)信息化經(jīng)過多年的深入發(fā)展,取得了一定的成果,很多有一定規(guī)模的造紙企業(yè),都已廣泛采用ERP(企業(yè)資源計劃)和PCS/DCS(現(xiàn)場自動化系統(tǒng)),而MES卻是造紙企業(yè)信息化中最為薄弱的環(huán)節(jié),只有很少部分大型企業(yè)開始了MES的應(yīng)用。在企業(yè)的信息化建設(shè)過程中,大多都是兩端分化,一端是以企業(yè)信息管理中心牽頭實施的MIS、ERP、CRM等管理信息系統(tǒng),另一端是生產(chǎn)設(shè)備控制中心實施的現(xiàn)場自動化系統(tǒng),如PLC,DCS,PCS等,兩者各自獨立,從ERP中得出的生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)現(xiàn)場的信息傳遞是依賴手工作業(yè)進行的,即人工將生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)輸入到ERP中,這樣在生產(chǎn)現(xiàn)場的過程控制和ERP的計劃管理之間就存在一個信息流通的斷層,使管理效益也大打折扣。通過MES的實施,可在二者之間建立一座信息橋梁,達到上下互通,企業(yè)管理者也能夠?qū)崟r地掌握生產(chǎn)信息,進行生產(chǎn)決策。
廣州造紙有限公司隸屬廣州越秀集團,公司在九十年代就進行了管理信息系統(tǒng)建設(shè),近年又實施了ERP,同時公司也很重視基礎(chǔ)自動化改造。在企業(yè)信息化建設(shè)方面取得了很好的成績,但在MES層的建設(shè)方面相對薄弱,制約了信息化整體功能的發(fā)揮。公司的高層領(lǐng)導(dǎo)認識到自身信息化發(fā)展的障礙,在2007年新上線的9撐機中準備實施MES系統(tǒng)。
在 造紙行業(yè)MES解決方案中,有Honeywell公司的專門針對制漿和造紙過程的OptiVersion,也有浙江中控提供的造紙行業(yè)MES系統(tǒng)。Honeywel的OptiVersion包括從制定生產(chǎn)計劃,到生產(chǎn)排產(chǎn)、分切優(yōu)化、質(zhì)量管理、產(chǎn)品跟蹤、發(fā)貨裝車,一直到出廠開具發(fā)票,計算整個流程的成本及利潤的一整套全程化業(yè)務(wù)管理,這樣,客戶可以通過經(jīng)濟高效的方式完成訂單處理、生產(chǎn)分配與管理、設(shè)施的管理,以及最后一步——跟蹤成品到達最終用戶的流程。其中的達芬奇質(zhì)量控制系統(tǒng)(Da Vinci QCS)為造紙流程提供了廣泛的高質(zhì)量評估(掃描與非掃描)及控制功能,以及完善的造紙橫向質(zhì)量調(diào)整系統(tǒng);而Experion?過程知識系統(tǒng)解決方案又可為紙漿廠提供出色的管理功能、監(jiān)督控制以及基于傳感器的優(yōu)化方案。它們一起優(yōu)化組合構(gòu)成了一款真正的過程知識解決方案,能夠以最高生產(chǎn)率生產(chǎn)出最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。浙江中控的MES系統(tǒng)則緊扣造紙行業(yè)的特點,以信息集成與通訊為基礎(chǔ),以四大平衡為主線(漿紙平衡、堿平衡、白水平衡以及能量平衡),為用戶進行生產(chǎn)過程監(jiān)控、優(yōu)化調(diào)度、物流移動與跟蹤、物料平衡(包括組分平衡)、能量平衡與管理、生產(chǎn)方案優(yōu)化、紙漿卡帕值軟測量、切紙優(yōu)化等業(yè)務(wù)需求提供了完善的功能應(yīng)用軟件,它采用了“三層兩庫”(三層:數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層;兩庫:實時數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫)的信息化模型設(shè)計,通過管理網(wǎng)和控制網(wǎng)實現(xiàn)信息“自下而上、自上而下”的雙向通訊,包括實時數(shù)據(jù)庫與生產(chǎn)過程監(jiān)控、漿紙平衡、運行績效管理、化驗室信息管理、設(shè)備管理、能量平衡與管理以及工廠統(tǒng)一建模等子系統(tǒng)。
廣紙根據(jù)自身實際,采用了Honeywel的OptiVersion,該MES系統(tǒng)實現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)查詢、生產(chǎn)過程監(jiān)控、質(zhì)量檢測與控制、產(chǎn)品跟蹤、原輔料消耗控制、設(shè)備維護、發(fā)貨裝車,出廠開票,發(fā)貨查詢等功能,同時,該系統(tǒng)有效地集成了紙機的自動控制系統(tǒng),并實現(xiàn)與企業(yè)ERP的通訊和集成。
MES正在成為企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)活動與經(jīng)營活動的有效集成、進行優(yōu)化運行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理的橋梁和紐帶,是提高企業(yè)競爭力的重要的技術(shù)之一。而造紙企業(yè)的數(shù)量較多,各大企業(yè)又在新建大型機臺,若企業(yè)多應(yīng)用些高級技術(shù),必將獲得更大成功。
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