造紙工業(yè)中MES系統(tǒng)方案

 MES系統(tǒng) 處于企業(yè)級和過程級的連接層，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。MES通過控制包括物料、設(shè)備、人員、流程指令和設(shè)施在內(nèi)的工廠所有資源來提高制造競爭能力，提供了一種系統(tǒng)地在統(tǒng)一平臺上集成諸如質(zhì)量控制、文檔管理、生產(chǎn)調(diào)度等功能的方式，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化的ERP／MES／過程控制系統(tǒng)的集成一體化。它形成了一個(gè)信息交換的橋梁，使企業(yè)管理者能夠?qū)崟r(shí)的掌握生產(chǎn)信息，進(jìn)行決策生產(chǎn)。在提高生產(chǎn)效率、加強(qiáng)生產(chǎn)管控能力，降低消耗等方面發(fā)揮著重要的作用。

1、MES系統(tǒng)在紙業(yè)的應(yīng)用原理

在造紙工業(yè)中，底層控制系統(tǒng)已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化，并且在此基礎(chǔ)上形成了相對獨(dú)立的系統(tǒng)，但是每個(gè)系統(tǒng)都有各自的處理邏輯、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)模型和通信機(jī)制，他們形成一個(gè)個(gè)信息孤島，缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理。以晨鳴某廠為例：紙機(jī)DCS和QCS是Mesto DNA的，涂布機(jī)為Seimens Wincc5.x，漿線為Seimens Wincc5.x，涂料制備為FactoryLink 6.6.0，它們之間在軟件上相互獨(dú)立，不能提供資源共享。同時(shí)，底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)和上層管理系統(tǒng)之間缺少一個(gè)中間層軟件，這使得底層大量的數(shù)據(jù)閑置，很難為管理層提取出建設(shè)性信息。

另外ERP等管理信息系統(tǒng)主要是針對資源計(jì)劃，這些系統(tǒng)通常能處理昨天以前發(fā)生的事情(作歷史分析)，亦可預(yù)計(jì)并處理明天將要發(fā)生的事件，但對今天正在發(fā)生的事件卻相對處于一個(gè)盲區(qū)。在ERP所關(guān)注的各項(xiàng)資源中，生產(chǎn)過程信息在企業(yè)的管理系統(tǒng)中始終是“離線”的，生產(chǎn)過程信息始終不能連續(xù)，自動(dòng)、完整的反映在企業(yè)管理系統(tǒng)中。這樣在管理信息系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)之間，存在一個(gè)信息流上的斷層。

一些國際大生產(chǎn)商的MES產(chǎn)品已經(jīng)十分成熟，其設(shè)計(jì)原理是借助于現(xiàn)代信息技術(shù)和先進(jìn)功能，消除管理系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)之間的斷層，提高制槳造紙的效率和盈利。一套完整的MES系統(tǒng)涵蓋了從訂單下達(dá)到生產(chǎn)排產(chǎn)、分切優(yōu)化、卷取、涂布、復(fù)卷、再卷、質(zhì)量檢查、質(zhì)量管理、成本管理、倉儲管理及ERP集成的全業(yè)務(wù)流程。并且這些MES系統(tǒng)對整個(gè)流程施行模塊化管理：工廠訂單處理、生產(chǎn)計(jì)劃、復(fù)卷分切優(yōu)化、質(zhì)量管理、生產(chǎn)成本核算、物流、報(bào)表。它們的每個(gè)模塊基本上可以單獨(dú)實(shí)施，又可以同時(shí)應(yīng)用。



MES系統(tǒng)信息平臺可建立數(shù)字化透明工廠使得集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)準(zhǔn)確的了解生產(chǎn)狀況、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、長期存儲生產(chǎn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，為管理部門提供準(zhǔn)確的決策依據(jù)，使得生產(chǎn)管理部門把精力從收集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到分析數(shù)據(jù)、研究問題、改進(jìn)生產(chǎn)上。數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性、淮確性是整個(gè)MES系統(tǒng)成功運(yùn)行的重要保障，這些數(shù)據(jù)來源可以分成這樣幾種：生產(chǎn)過程自動(dòng)化數(shù)據(jù)。特殊設(shè)備的系統(tǒng)直接連接數(shù)據(jù)(如質(zhì)量檢測設(shè)備、各種手工數(shù)據(jù)、車間操作工人的設(shè)備故障信號、原因指定等)，基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的ERP數(shù)據(jù)和其它商務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

MES系統(tǒng)使用實(shí)時(shí)的、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息來響應(yīng)、指導(dǎo)、觸發(fā)、報(bào)告生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生的事件；對制槳造紙各工段設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、庫存、水電汽的消耗等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并能將各個(gè)子公司的重要信息通過因特網(wǎng)及時(shí)準(zhǔn)確地傳遞給相關(guān)管理人員，合理進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度，同時(shí)現(xiàn)場信息可以及時(shí)報(bào)告給集團(tuán)級領(lǐng)導(dǎo)，為企業(yè)決策提供直接支持。

2、MES系統(tǒng)在中國紙業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

國內(nèi)關(guān)于MES的研究、開發(fā)和應(yīng)用只是近年來的事情，與國外存在差距。國內(nèi)MES廠商無法提供成熟的產(chǎn)品并滿足產(chǎn)品化要求，一般不支持二次開發(fā)，產(chǎn)品可移植性差。國外的TE、ABB、Honeywell、GE、Seimens等公司為MES系統(tǒng)主要的供應(yīng)商，并且在造紙業(yè)產(chǎn)品也很成熟。2007年4月UPM常熟紙廠完整的MES系統(tǒng)投入運(yùn)行；2007年12月斯道拉恩索華泰紙廠MES系統(tǒng)正式運(yùn)行；目前廣州造紙的MES系統(tǒng)也已運(yùn)行，日照亞太森博雖然實(shí)施了一套MES系統(tǒng)，但并未投入應(yīng)用；泰格駿泰已經(jīng)簽訂合同準(zhǔn)備實(shí)施。晨鳴紙業(yè)集困正在加快MES系統(tǒng)的實(shí)施步伐。

3、MES系統(tǒng)在中國紙業(yè)的發(fā)展趨勢

中國紙業(yè)要真正成為世界紙業(yè)航母，需要改變傳統(tǒng)的管理方式，與國際造紙業(yè)管理模式接軌。那么實(shí)施企業(yè)信息化，運(yùn)用先進(jìn)的MES信息管理平臺，建立透明化數(shù)字工廠模型，提高管理效率，降低管理成本，提高企業(yè)在國際造紙業(yè)的競爭能力是一種發(fā)展的必然趨勢。

3.1 實(shí)施MES的基礎(chǔ)條件

目前，我國造紙業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度很高，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用廣泛，Mesto、Voith、Seimens、ABB、Honeywell、GE等世界先進(jìn)的過程控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在國內(nèi)一些大型造紙企業(yè)，同時(shí)國內(nèi)自動(dòng)化發(fā)展迅速，實(shí)現(xiàn)了造紙企業(yè)基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化。在管理信息化方面，隨著企業(yè)信息化建設(shè)的不斷深入，ERP等信息化管理軟件也逐漸為越來越多的企業(yè)所接受，并開始廣泛應(yīng)用于企業(yè)管理中。由此可見中國造紙業(yè)已完全具備MES實(shí)施條件。

3.2 實(shí)施MES系統(tǒng)的必要性

3.2.1 企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的需求

伴隨著紙和紙板出口量的加大，對產(chǎn)品交貨時(shí)間的嚴(yán)格要求，營銷部門對產(chǎn)品紙種、等級、質(zhì)量、外觀要求的不斷更換，造成生產(chǎn)計(jì)劃的不斷變化。同時(shí)國內(nèi)某紙業(yè)集團(tuán)各子公司地域的不同，以及未來集團(tuán)國際化及境外子公司建立的發(fā)展趨勢，需要企業(yè)的銷售部門對生產(chǎn)部門情況非常了解，掌握各生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，避免簽訂不合理合同；而生產(chǎn)部門也需要及時(shí)掌握當(dāng)前各項(xiàng)訂單情況，及時(shí)掌握生產(chǎn)歷史情況和現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)，快速準(zhǔn)確地根據(jù)銷售合同和調(diào)度計(jì)劃制定科學(xué)的生產(chǎn)計(jì)劃。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，需要的不僅是先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和能力，更重要的是保證生產(chǎn)計(jì)劃－生產(chǎn)－控制－倉儲－運(yùn)輸?shù)纫幌盗协h(huán)節(jié)的信息暢通和交流、反饋，在企業(yè)的計(jì)劃層和生產(chǎn)控制層間建起一座橋梁。

3.2.2 造紙行業(yè)發(fā)展的需要

要達(dá)到成本和質(zhì)量的雙贏，必須嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程和影響生產(chǎn)的各種因素。最有效的方法就是加強(qiáng)對原料、水電汽和人員的全面監(jiān)控與調(diào)度，對分公司的各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行有效的監(jiān)控和信息管理，加強(qiáng)生產(chǎn)資源綜合調(diào)度管理，使之發(fā)揮最大的效益。

3.2.3 提高經(jīng)營決策的需要

企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)正確決策市場、管理生產(chǎn)的關(guān)鍵除了及時(shí)收集、處理大量市場信息、現(xiàn)場管理信息外，更重要的就是保持這些數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性。

3.2.4 提高經(jīng)濟(jì)效益

MES系統(tǒng)在造紙企業(yè)的應(yīng)用，將會給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。僅以生產(chǎn)成本模塊和切紙優(yōu)化模塊為例：生產(chǎn)成本模塊可以根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)、原料價(jià)格、人工、設(shè)備折舊等實(shí)時(shí)的計(jì)算生產(chǎn)成本，對于生產(chǎn)過程中低效、昂貴的生產(chǎn)運(yùn)作和決策進(jìn)行及時(shí)有效的調(diào)整，從而大大降低生產(chǎn)成本。切紙優(yōu)化模塊可以根據(jù)訂單，得到最優(yōu)的切紙方案，減少切邊損耗。

總之，“以信息化促進(jìn)工業(yè)化”是制造業(yè)提高生產(chǎn)經(jīng)營水平的必然選擇。深刻理解MES這一先進(jìn)的管理思想，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)與經(jīng)營活動(dòng)的有效集成，建立數(shù)字化透明工幾成為優(yōu)化運(yùn)行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理的橋梁和紐帶，對干進(jìn)一步提高中國造紙企業(yè)在世界上的競爭能力，將發(fā)揮出巨大的推動(dòng)作用。MES系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用，是中國造紙業(yè)信息化發(fā)展的必然趨勢。