談談造紙企業(yè)的MES應用

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工業(yè)化造紙是個極其復雜的過程。從原材料——樹開始，對整個造紙流程都要進行嚴密控制，以確保成品質(zhì)雖符合最終用戶的要求，這就要求造紙行業(yè)必須重視生產(chǎn)過程的自動化控制；在管理信息化方面，以ERP為代表的管理信息系統(tǒng)近年來在造紙企業(yè)也開始了大規(guī)模的應用。然而，在過程自動化與管理信息化之間存在信息的斷層，導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就是處于管理層和現(xiàn)場自動化之間的執(zhí)行層，負責車間生產(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、資料反應及回饋，作出快速的響應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)與供應鏈之間提供一個雙向的生產(chǎn)信息流。

由此可知，MES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、啟動、響應并記錄工廠活動，從而能夠?qū)l件的變化做出迅速的響應、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)敏捷化的基本技術手段，是企業(yè)CIMS信息集成的紐帶。

在應用范圍方面，MES屬于企業(yè)管理應用軟件的范圍，起源于離散工業(yè)，又擴展到流程丁業(yè)。在各行業(yè)的應用發(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)展和社會文明建設息息相關的重要產(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的應用。在企業(yè)的信息化建設過程中，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，近年又實施了ERP，同時公司也很重視基礎自動化改造。在企業(yè)信息化建設方面取得了很好的成績，但在MES層的建設方面相對薄弱，制約了信息化整體功能的發(fā)揮。公司的高層領導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，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)務需求提供了完善的功能應用軟件，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)應用層；兩庫：實時數(shù)據(jù)庫、關系數(shù)據(jù)庫）的信息化模型設計，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)多應用些高級技術，必將獲得更大成功。