MES系统详细介绍

系统介绍目录

上位部分功能简介 (3)

3.1 生产计划管理子系统 (3)

3.1.1计划统计科计划下发 (4)

3.1.2生产管理部月、周计划制定。 (4)

3.1.3生产管理部和计划信息科之间按市场反馈及时对已制定生产计划进行调整，实时指导各生产部生产。 (4)

3.1.4各生产部制定日生产计划，并向备料、配料工段提出领料申请。 (4)

3.1.5备料工段向仓储车间提出领料申请。 (4)

3.1.6仓储车间发料。 (5)

3.1.7备料工段向配料中心提出领料申请，并领料。 (5)

3.1.8备料工段完成原料备料工作。 (5)

3.1.9生产部投料 (5)

3.2 质量管理子系统 (5)

3.2.1卷烟质量科质量管理子模块 (6)

3.2.2三级站质量管理子模块 (8)

3.3 设备管理子系统 (11)

3.3.1总体思路 (11)

3.3.2功能描述 (12)

3.4 车间成本管理模块 (13)

3.4.1系统需求 (13)

3.4.2体系结构 (14)

3.4.3功能描述 (15)

下位部分功能简介 (17)

3.5 系统涉及范围 (17)

3.6 系统总体结构 (17)

3.7 数据采集系统系统说明 (18)

3.7.1制丝车间数采系统 (18)

3.8 SFC车间信息管理系统 (28)

3.8.2系统配置 (53)

3.9 软件系统组成 (58)

3.9.1数据采集PPI软件平台 (58)

3.9.2服务器端软件平台 (60)

3.9.3部门工作站软件平台 (61)

3.10 硬件系统说明 (61)

3.10.1Stratus冗余服务器 (61)

3.10.2Siemens板卡 (63)

3.11 附录 (67)

3.11.1关键词说明 (67)

系统详细介绍

上位部分功能简介

根据昆明卷烟厂信息化建设发展的方向和MES下位管理系统提供的功能，MES 的上位管理系统划分为四个功能模块：生产计划管理模块、质量管理模块、设备管理模块、成本核算管理模块。

3.1 生产计划管理子系统

系统需求

生产管理模块通过生产部的日计划和投料批次将整个生产环节的原料及糖香料的使用情况与卷烟生产紧密关联。这样将整个卷烟生产过程贯穿起来，为本系统的其它模块提供了有力的数据关联基础。功能流程图如下：

系统功能

本功能模块涉及企业计划统计科、生产管理部、计划信息科、各生产部、仓储车间及配料中心。其主要功能包括：

3.1.1 计划统计科计划下发

省公司下发生产计划后，经厂内协调制定出月卷烟生产计划后，由计划统计科通过该系统进行录入下发。

3.1.2 生产管理部月、周计划制定。

生产管理部接到月生产计划后，首先进行日计划进度划分，然后根据每月的周工作日安排将日计划合并生成月、周工作计划下发到各生产部。

3.1.3 生产管理部和计划信息科之间按市场反馈及时对已制定生

产计划进行调整，实时指导各生产部生产。

计划信息科在本月的销售过程中，根据市场的实际销售情况，向生产管理部提出生产计划调整意见，并由生产管理部对各生产部的具体调整情况进行安排。

3.1.4 各生产部制定日生产计划，并向备料、配料工段提出领料

申请。

各生产部每日按照生产管理部下发的月、周生产作业计划和调整计划，并结合本生产部的机器设备情况和当前的实际生产情况，在下位系统中制定出第二天的卷烟生产计划，并由生产管理模块自动取数、换算并向生产管理部下属的备料工段和配料工段提出原料领料申请和糖香料领料申请。

3.1.5 备料工段向仓储车间提出领料申请。

系统将根据技术中心下发的卷烟配方对具体原料需求量自动进行计算，并生成原料领料申请单发送给仓储车间。

3.1.6 仓储车间发料。

仓储车间接到备料工段的领料申请后，填写各具体烟叶原料的领料地点，并向备料工段发料。

3.1.7 备料工段向配料中心提出领料申请，并领料。

系统根据生产部提出的领料申请自动提交给配料中心，备料工段完成领料。

3.1.8 备料工段完成原料备料工作。

备料工段领回烟叶原料后，按配方及每次实际投料量对原料进行备料——即按配方及投料量分堆，并交付给生产部。

3.1.9 生产部投料

生产部按生产需要进行投料，系统将自动生成生产批次编号，并通过该批次号与下位系统生产流程相关联。

3.2 质量管理子系统

总体思路

产品质量是企业生存的根本。昆烟卷烟厂对产品实行全面质量管理和全过程质量管理。

现代质量管理必须严格遵循的三个基本原理是，人本原理、过程监控原理和体系管理原理。通过质量管理（QM）、质量控制（QC）、质量监督（QS）和质量保证（QA）来全面、准确、及时地掌握生产过程各个环节的质量现状和发展动态，找出问题、查明原因、采取对策，通过提高、改善工作质量来控制生产质量，通过控制生产质量来最终保证产品质量。进一步，我们希望我厂的质量管理工作能凭借不断发展的科技手段，从检验级发展到质量保证级到预防级直至完美级。

产品质量是生产出来的，而不是检验出来的。因此，对产品质量管理的重点就应放在对生产过程关键因素的控制和监测，而不是产成品的事后检测。

对质量起作用的要素有：人员、原料、工艺、机器、环境和检查。当出现质量问题时，要找到发生问题的原因，以便弄清是原（辅）料问题、设备问题、环境因素、工艺标准问题，还是人员不当操作造成的。

就某类质量问题来说，是偶发性的还是惯常性的，是一般性的还是严重的，在定量基础上实现定性分析，在分门别类的基础上要找出问题出现规律，总结经验。

质量质量管理子系统依据部门职能划分为两个模块：卷烟质量科质量管理子模块和三级站质量管理子模块。

3.2.1 卷烟质量科质量管理子模块

系统需求

利用该子系统要求达到可以：统一质量数据的录入形式和保存形式；对质量信息进行统一分类、命名；提供有效的统计分析工具，充分利用历史质量数据；依据标准和工艺参数进行自动判别；系统可以保存管理多年的质量信息，用户可以随时使用；提供对质量问题预警的工具，帮助用户将质量问题解决在萌芽状态；帮助用户分析质量问题的产生原因和地点。

功能描述

系统包含日常质量检验检测数据录入、质量报表查询、质量结果统计分析、质量检验检测计分标准数据字典等部分，利用质量标准贯穿整个流程。对人工检验结果进行进一步分析，对生产工段各机台之间主要质量指标进行对比分析，找出引起质量波动的主要因素。针对发生异常质量事故时，结合上位系统和下位数采系统所能记录下的质量、设备、原辅材料信息，根据批次信息，回溯追踪，寻找出引起质量事故的主要潜在因素，积极整改，杜绝同样的质量事故再次发生。

通过对比人工检验结果和下位数采系统提供的质量信息，强化检验人员职业素质，提高在线检验仪器和检验设备的有效率。

3.2.1.1 日常质量检验检测数据录入

日常质量检验检测数据（在线）录入包括制丝工段在线物检、卷包工段在线物检等质量检验检测数据的手工录入，覆盖了生产二部产品质量检验检测所涉及的业务范围，其特点是：项目全面、判别标准复杂，是对在线检测数据的补充和延伸。

将制丝线、卷包线关键质量指标进行在线检验后及时将检验结果信息录入MES 上位系统质量日常检验检测数据输入系统，以检验记分标准为核心自动进行判定合格与否、计算质量分，实现实时统计处理的，确保了数据的及时性。

3.2.1.2 质量数据审核与质量报表

质量数据审核与质量报表包括日常质量数据审核、查询质量统计报表等功能。

质检科业务人员每日随时可对各工段质检人员在线录入的质量检验检测数据及质量分进行审核，进一步避免因手工出错而造成的失误。

经审核后的质量检验检测数据经统计汇总后以质量报表的形式提供给本工段、卷烟质检科各级领导查询。

3.2.1.3 在线质量信息分析反馈

生产现场的各种质量信息数据量非常之大，如不经过处理很难从中快速发现问题。质量分析统计就是利用各种统计方法对各种质量信息进行统计汇总分析（如计算最大值、最小值、平均值、标准偏差、变异系数、最大误差、最小误差、平均误差、误差率等等）。在线统计数据更能真实反映质量控制的总体水平和运行趋势，能更有效地指导在线的质量控制。在线统计也是质量报警的重要依据。

3.2.1.4 质量报表查询

包括：制丝抽检、专检质量报表、卷包质量巡检、专检质量报表的生成和查询功能。

3.2.1.5 质量检验检测计分标准数据字典

包括：各生产工段生产品牌的日常工艺指标的修改、增加、查询、维护等功能。

3.2.2 三级站质量管理子模块

系统需求

利用该模块可以：统一质量数据的录入形式和保存形式；提供有效的统计分析工具，充分利用历史质量数据；依据标准和工艺参数进行自动判别；提供多种和快速的查询工具，保证各部门间的质量信息交流通畅；系统可以保存管理多年的质量信息，用户可以随时使用；提供实时监控生产质量的工具，保证质量数据及时产生，及时处理，及时反映；提供对质量问题预警的工具，帮助用户将质量问题解决在萌芽状态；帮助用户分析质量问题的产生原因和地点。

功能描述

基于以上考虑，三级站质量管理模块主要实现以下功能：运用计算机串口技术完成在线数据从检测设备到计算机的采集，部分检测数据的手工录入，在线产品质量监测和跟踪，生产现场和机器设备质量点的监测，人工检测数据与下位系统采集数据的对比分析，质量数据综合分析和分类统计及变动趋势分析，质量问题原因分析，产品的理化指标统计和分析，等。同时，通过内嵌卷烟标准和质量考核机制，在真实数据基础上实现对质量的评分考核，保证了客观真实有效。

程序设计基于以下业务流程：

成品检测是主要功能模块，按业务流程大致如下：

在实际定量检测过程中，对QTM、自动吸烟机、气相色谱仪、MT201、SM400等检测设备的实时检测数据进行现场提取。当数据到达中心数据库后，根据工艺要求，按照国家标准，运用数理统计的方法对其进行综合分析处理，预警超指标数据，做出趋势判断，从而力图为质量问题找出影响质量的关键因素，达到改进生产、提高质量的目的。

质量问题追溯原理：

在生产实践中，如出现质量问题，怎样快捷方便准确地找到问题源头是非常重要的。本系统利用现有数据，以生产批次为主线，实现质量问题的追溯。

程序总体上分为四大功能块。一是三级站基础数据维护，主要实现质量标准和检测项目的规范；二是三级站检测数据录入，是程序的数据基础。在样本登记

引用批次号实现与MES其他模块的衔接，大部分检测数据直接从检测设备采集传入系统，小部分检测数据需人工录入。进入系统的数据主要有产品的物理检测数据、烟气检测数据、化学检测数据，咀棒的物理检测数据，烟叶的化学检测数据，同时完成对评吸数据的处理；三是三级站报表实现，系统根据真实数据直接生成三级站日常业务报表；四是将检测数据及报表数据反馈到生产线、工段及管理部门，并对数据进行分析和统计，做出评价和趋势预测，实现产品质量问题的跟踪和追溯。

3.3 设备管理子系统

设备管理是企业基础设施建设中较为重要的组成部分，有了好的基础设施作保证，才会有好的产品产出。

3.3.1 总体思路

通过设备管理模块的投入使用，将达到几个实施结果：

一、使原有的工作模式从文字式的公文传输转变成为数据流的传输，有效的提高了公文流转的速度；

二、原有设备维修中的知识积累都是个人的，以师傅带徒弟的方式一个传一个，知识资源不能共享，建立一个共享的知识资源库将有效的解决这个问题；对于企业各种生产设备发生的故障及处理方法的积累也成为企业一笔宝贵的知识财富；

三、生产设备状态和使用情况的纵向、横向比较，一向都是设备管理部门感觉比较难以实现的。根据日常生产情况、设备情况的原始数据，通过系统中各种算法我们将得出有效的设备使用情况统计分析结果，为设备管理部更合理的安排、指导各生产部门对设备的使用、检修等工作提供参考。

3.3.2 功能描述

3.3.2.1 流程图：

3.3.2.2 业务工作模块：

以权限控制为前提，将原有的设备大、中修计划审批流程及其它业务流程通过系统完成，实现无纸化办公，缩短审批时间，提高审批效率。

3.3.2.3 资源库模块：

详细记录每一次故障的发生原因、解决方法、设备所更换零备件等基础信息，经过一段时间的信息积累，我们可利用这些信息，对设备实施预测性的检查，修

理等。在设备维修方面也可使技术人员共享所有的维修纪录，避免了在同样的问题上，每一个人还需花费相当的时间去摸索维修方式，有效的提高了技术人员的工作效率。通过对设备故障信息及处理方法的积累，避免了人员流失造成知识资源随之流失的局面。现有的设备的单机资料和图纸资料等也将以数据的方式保存在中心数据库，保证技术资料的完整性，随时提供给技术人员查询使用。

3.3.2.4 统计分析模块：

针对相同部门不同设备、相同设备不同部门等不同情况做出了横向、纵向的对比，使决策层及时的掌握设备生产和使用情况，在生产计划下达时提供设备能力的依据。在设备管理部门方面，对设备维修的统计分析，使管理者真实、及时的掌握了设备状态、维修耗用等信息，为维修申请、备件购置申请等提供了可靠的依据。这将有效降低维修成本及维修备件的不合理库存。在生产部门方面，使管理者及时、直观的掌握本部门设备相关信息。将提供考核技术人员的有效依据。

3.4 车间成本管理模块

3.4.1 系统需求

车间成本管理模块是MES上位系统中尝试性的功能模块，要求通过与各应用系统的对接和MES系统中各业务模块提供的基础数据计算出各生产车间的生产成本。

该模块的目标是利用现有系统中能够提供的基础数据，计算出各生产车间的辅料成本、原料成本、然料动力及制造用成本，并分摊到各生产品牌中最终形成生产车间的生产成本报表，从现实对车间的绩效考核和管理。另外通过该模块能为将来的财务系统成本控制的基础数据。

成本管理模块要求各业务模块和其它相关应用系统能够提供非常完备的基础数据，由于厂、市分家和原料系统的更新尚未完成，该模块能够实现的功能有限。

3.4.2 体系结构

模块业务流程图如下图所示：

模块体系统结构如下图所示：

3.4.3 功能描述

车间生产成本管理包括原料成本计算、辅料成本计算、燃料动力及制造费用分摊以及生产车间卷烟产量审核。

3.4.3.1 生产车间卷烟产量审核

产量审核是生产成本计算的基础，成本核算员根据产量统计员提供的数据对生产车间成本计算月的产量进行机台班次、机台的审核并能产生相应产量报表。

3.4.3.2 原料成本计算

由于厂、司分家和原料系统的更新尚未完成，原来实现功能已被取消，新的计算功能没有实现。

3.4.3.3 辅料成本计算

根据车间材料员对各机台班次的辅料领用统计单把各机台班次的辅料领用数据录入系统，通过该模块与物资部辅料管理系统接口进行核对审核，如审核通过产生当月生产部辅料成本报表。

3.4.3.4 燃料动力、制造费用、人工福利的分摊

根据财务提供给各生产车间的费用通知单和各卷烟品牌的数据进行费用分摊。产生燃料动力、制造费用、人工福利成本报表。

下位部分功能简介

昆明卷烟厂生产制造执行系统（MES）项目下位系统以生产二部为试点。

经过昆明卷烟厂各级领导、信息中心和生产二部的大力配合，参照Wonderware公司在国外烟草行业的成功履历并借鉴其成功的经验已经完成了生产二部MES系统的设计、调试和试运行工作，并积累了大量的经验。

下面详细介绍整个下位系统的系统软件和硬件配置，各个模块的功能结构、及系统器件选型。

3.5 系统涉及范围

本系统主要设计的部门为昆明卷烟厂生产二部的制丝车间（五工段）、卷包车间（六工段）、卷包车间（七工段）和生产二部与生产相关的其他部门。其中暂不包括生产控制系统配套的能源、动力系统和其他通用或辅助系统。

3.6 系统总体结构

整个系统可以分为两个子系统：数据采集子系统和SFC车间级信息管理系统。数据采集子系统通过与生产二部生产控制系统（制丝线电控系统，卷接包机组控制系统）的物理和数据接口实现对生产过程数据、生产状态数据和事务数据等信息的采集和数据库存储功能。SFC车间级信息管理系统按照标准的生产过程模型，以功能模块的方式实现对采集到数据库中的大量生产信息的处理和分析功能，以多种方式反映分析处理结果，并具备与厂级数据管理系统(MIS)的数据接口。

3.7 数据采集系统系统说明

数据采集系统由多台PPI现场生产过程信息工作站和连接车间生产控制系统的硬件通讯板卡及相关附件构成。所需客户端的数量根据生产线的不同、生产管理方式的不同而不同。同一个功能的客户端，可以有多台PPI操作站。

根据控制系统的功能结构的不同、数据采集的方式和整个MES系统功能的划分，生产二部数据采集系统可以分为制丝车间数据采集系统和卷接包车间数据采集系统。

下面分别介绍制丝车间和卷包车间的数据采集系统。

3.7.1 制丝车间数采系统

3.7.1.1 制丝线现状

生产二部5500kg/h制丝线为一条从德国豪尼公司引进的5500Kg/h制丝线，1994年投入生产。制丝线设备可分为主机设备和辅联设备，主机设备包括：切片机、叶片超级回潮机、叶片加料机、HT、烘丝机、切丝机、加香机、电子秤、贮柜等，辅联设备包括：振动输送机、皮带输送机、喂料机、计量管等。主要分为五个工艺段并由四个控制段控制，制丝线工艺段划分为：

?＋ZS1：叶片加工工艺线

?＋ZS2：叶丝加工工艺线，包括梗丝柜出柜至梗丝掺兑、回丝掺兑和、干冰线膨胀烟丝掺兑

?＋ZS3：风力送丝线

三个工艺段配有3组电控柜，并由三个控制段控制，采用SIEMENS公司S5系列PLC控制，在中央控制室设有4台监视器实现对制丝线各控制段的监控。各PLC之间、PLC与中控室的监视器已经搭建了一个西门子SINEC H1工业以太

网，实现各PLC之间、PLC与中控室之间的数据通讯。这对实现数据采集提供了一个良好的基础。控制段分为：

?＋ZS1：叶片加工控制段：

?PLC CPU：S5 135U 6ES5928－3UB11

?监控通讯模板：CP528 6AV4012－0AA10－0AB0

?H1网通讯模板：CP143 6GK1143－0AA01

?＋ZS2：叶丝加工工艺线：

?PLC CPU：S5 155U 6ES5946－3UB23，6ES5947－3UA22

?监控通讯模板：CP528 6AV4012－0AA10－0AB0

?H1网通讯模板：CP143 6GK1143－0AA01

?＋ZS3：风力送丝线

?PLC CPU：S5 135U 6ES5928－3UB11

?监控通讯模板：CP528 6AV4012－0AA10－0AB0

?H1网通讯模板：CP143 6GK1143－0AA01

1994年投产后，根据实际情况，对制丝线设备及电控系统进行了局部改造，具体情况为：

?在＋ZS2工段增加二氧化碳干冰膨胀烟丝掺兑设备及电控改造

?＋ZS2增加梗丝储存和掺兑线

3.7.1.2 数据采集系统功能及配置

制丝线数据采集系统作为MES系统在制丝线车间的最前端，通过从制丝线控制系统自动采集、人工录入等方式收集制丝线生产过程数据、原辅料信息和

质检信息，对数据信息进行初步整理和统计后存入MES中央数据库，并在现场工作站显示相关MES系统中和生产管理、质量管理相关的信息。该子系统的配置由于大部分设置或就近设置于生产现场，且为整个MES系统提供制丝线的基础数据，所以系统配置中，可靠和稳定性为首要考虑因素。

中控室PPI工作站

中控室PPI数采工作站为一台台式工业计算机，这台PPI工作站连接车间HAUNI制丝线H1以太网络，通过配置西门子SIMATIC H1以太网卡，工作站成为制丝线中H1工业以太网上的站点，将生产线上的各类数据采集到这个新增的站点中。同时通过标准的以太网卡，PPI工作站上与生产二部的局域网络连接，将采集到的生产数据储存到数据库服务器中，PPI不仅实现对生产过程的监控，而且还要完成制丝线批次跟踪等生产管理的功能。

PPI数据采集功能

作为和生产控制系统的数据通讯接口和数据采集站点PPI安装Wonderware HMI监控软件，提供以下功能：

?生产流程监视：通过Wonderware HMI 软件InTouch实现对主要生产过程数据的实时监视;

?生产数据的采集：通过监控HMI系统实现对生产过程数据的采集，主要包括如下信息：

?工艺参数设定信息：流量设定，水分、温度、压力设定，掺配比例设定等

?生产参数设定信息：延时设定，控制参数设定等

?生产过程数据信息：水分，温度，蒸汽压力，加香加料实时信息，批次牌号信息等