西門子MES平臺(tái)在湖北卷煙廠中的應(yīng)用
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第一部分 項(xiàng)目背景
為了響應(yīng)國家局的"數(shù)字化煙草"戰(zhàn)略,以及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程快速反應(yīng)、敏捷制造的目標(biāo),武漢卷煙廠2006年實(shí)施了生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)項(xiàng)目,其宗旨是建立現(xiàn)代化生產(chǎn)指揮中心,并實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的有機(jī)集成,使生產(chǎn)相關(guān)部門進(jìn)行協(xié)同工作,保證生產(chǎn)全過程的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn),提高企業(yè)的生產(chǎn)管理水平。
第二部分 總體技術(shù)架構(gòu)
湖北中煙MES系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu),如圖1所示。
這里采用了三層管理系統(tǒng):消息呼叫,優(yōu)化排產(chǎn)與指揮調(diào)度,質(zhì)量過程控制,生產(chǎn)管理,設(shè)備運(yùn)行管理,生產(chǎn)人員管理,生產(chǎn)過程監(jiān)視。
下面這一層是歷史數(shù)據(jù)庫,以實(shí)時(shí)系統(tǒng)結(jié)合的數(shù)據(jù)庫,具有可以壓縮數(shù)據(jù),并且可以報(bào)警、海量的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。
我簡單地介紹一下這些功能。首先是生產(chǎn)監(jiān)視,他是通過在線監(jiān)視生產(chǎn)車間里的卷包和自動(dòng)化物流,排產(chǎn)預(yù)調(diào)度,實(shí)現(xiàn)了自制自動(dòng)化系統(tǒng)化進(jìn)行執(zhí)行,質(zhì)量過程控制,就是實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量的在線控制和離線控制,發(fā)現(xiàn)問題可以及時(shí)解決,這一部分是生產(chǎn)管理,就是利用西門子平臺(tái)把一些反饋信息,包括一些半成品和產(chǎn)品的產(chǎn)量進(jìn)行反饋,以及屬于的管理和統(tǒng)計(jì)和分析。下面是設(shè)備管理,設(shè)備管理就實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備的實(shí)施生產(chǎn),以及在終端上面進(jìn)行的潤滑和保養(yǎng)作用,還有設(shè)備的統(tǒng)計(jì)分析等等。這一塊是人員管理,包括人員的基本檔案管理和考勤管理以及績項(xiàng)管理。如圖2所示。
第三部分 應(yīng)用特點(diǎn)
下面我介紹一下我們的運(yùn)用特點(diǎn)。
1、先進(jìn)性與實(shí)用性并存
采用SIMATIC IT MES的核心組件,包括了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理平臺(tái)及生產(chǎn)建模平臺(tái),完全利用了SIMATIC IT開放的、支持二次開發(fā)與組態(tài)的特點(diǎn),針對武漢卷煙廠采用成熟的煙草行業(yè)模型庫,并在此基礎(chǔ)上針對武漢卷煙廠進(jìn)行模型庫的個(gè)性化與實(shí)例化。同時(shí),在其他功能模塊的選擇上,采用定制MES功能模塊,具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。
2、無縫集成
MES中煙管理系統(tǒng)與車間控制系統(tǒng)之間的橋梁??梢哉f集成在MES系統(tǒng)的建設(shè)中起到舉足輕重的作用。MES基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過與中煙數(shù)據(jù)中心集成,達(dá)到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的同步功能,MES與自動(dòng)化系統(tǒng)集成通過中煙集成平臺(tái)統(tǒng)一配置達(dá)到集成的穩(wěn)定性、實(shí)用性、開放性和易維護(hù)性。
3、適應(yīng)性與開放性
煙草行業(yè)是一個(gè)快速發(fā)展變化的行業(yè),系統(tǒng)必須滿足生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)模式的不斷變化。系統(tǒng)采用先進(jìn)SIMATIC IT的建模平臺(tái),建立生產(chǎn)模型,由模型驅(qū)動(dòng)指揮調(diào)度、質(zhì)量管理、設(shè)備管理等關(guān)鍵業(yè)務(wù)。而當(dāng)生產(chǎn)工藝及管理業(yè)務(wù)發(fā)生變化時(shí),只需修改相應(yīng)的模型即可。這種基于模型的新型系統(tǒng)架構(gòu)是當(dāng)前軟件領(lǐng)域發(fā)展的新動(dòng)向,是系統(tǒng)具有良好適應(yīng)性的保證。
4、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫
系統(tǒng)采用了SIMATIC IT的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫HISTORIAN。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是一種不同于常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,它是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與實(shí)時(shí)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的大規(guī)模采集(10000點(diǎn))、長周期存貯(1-3年)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)過濾、報(bào)警、事件觸發(fā)等。
第四部分 成效和不足
我們這里取得了一些成效。第一點(diǎn)是保證了產(chǎn)品的質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)管理的科學(xué)性:通過生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng),實(shí)時(shí)了解制絲、卷接包生產(chǎn)和物流自動(dòng)化的等生產(chǎn)現(xiàn)場的情況,為做出及時(shí)合理決策提供依據(jù)。第二點(diǎn)就是提高科學(xué)性,提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)管理的科學(xué)性:通過生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng),實(shí)時(shí)了解制絲、卷接包生產(chǎn)和物流自動(dòng)化的等生產(chǎn)現(xiàn)場的情況,為做出及時(shí)合理決策提供依據(jù)。第三點(diǎn)是全程生產(chǎn)跟蹤,MES根據(jù)相關(guān)法規(guī)和市場要求提供生產(chǎn)物料的全程正向和逆向追溯功能。
我們MES系統(tǒng)運(yùn)用了三年多,還存在一些不足,需要改進(jìn)的地方。首先第一個(gè)方面是西門子平臺(tái)提供的BOM報(bào)表。另外,在產(chǎn)品的選擇方面有一些問題,希望在下一步過程中得到改善。關(guān)于SPD,我們現(xiàn)在實(shí)行的SPC能夠達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控,我們希望在下一步實(shí)現(xiàn)SPD,也是所謂的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品過程質(zhì)量。第三個(gè)不足就是沒有完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排產(chǎn)。因?yàn)榕女a(chǎn)的一些復(fù)雜性,我們目前采用的是自動(dòng)排產(chǎn)和人工排產(chǎn)相結(jié)合的一種方式,在第二期的基礎(chǔ)中我們采用了一種排產(chǎn)庫實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)排產(chǎn)。