红云红河集团 面向降低物耗和能耗的烟草计划调度系统方案设计

1、红云红河烟草（集团）有限责任公司MES应用设计大赛面向降低物耗和能耗的计划调度系统方案设计参 赛 队 名 称红河卷烟厂一队队 员 姓 名 日 期2010年7月1日摘要目前，烟草企业整个生产过程自动化程度很高，自动化技术应用十分广泛，在长期的信息化应用过程中，实现了设备控制的自动化和生产过程的自动化。近几年来，MES生产制造执行系统已经成为国内烟草企业信息化的一个新的热点。MES作为桥梁和纽带，将烟草企业的生产过程控制系统与ERP经营管理系统连接起来，力求消除信息孤岛，实现实时生产监控、综合调度生产、优化生产过程的目标。结合国家局提出的创优、对标工作以及数字信息化工厂建设的工作思路，行业内各卷烟

2、企业都加快了ERP的建设步伐，红云红河集团也根据集团发展要求明确了建设思路，细化了创优对标工作的措施，制订了七项考核办法，也从体系建设的角度重新审视了管理运行和生产管理等诸多方面，力求标准化、规范化、高效化的管理运行和生产运行。从当前各生产厂的生产运行现状来看，多数都是以传统的计划调度模式来组织生产，这无疑存在着生产运行效率、调度时效性以及能耗物耗等诸多方面的不足，已不能适应现代卷烟工厂的发展需要，因此面向降低物耗和能耗的考虑，基于MES的应用，我们设计了本次的参赛课题。关键词：生产管理 计划调度 节能降耗MES APS目录摘要 2第一章 概述51.1国内外状况 51.2发展趋势 5第二章 生

3、产计划调度现状分析 6状分析 6问题 8第三章 应用方案设计 103.1 设计思想和原则 103.2 目标及任务 103.3 应用设计 12体设计 121）功能图设计 122）流程设计 13 151）计划排产管理 152）生产作业计划管理 173）能源供配计划管理224）计划仿真 235）任务下达管理 256）跟踪管理 253.4 集成设计 32第四章 实施规划 35第五章 预期效益分析 38第六章 实施风险与应对措施41第七章 方案总结 43参考文献第一章 概述1.1国内外状况从行业来看，国内的MES除了在机加工，钢铁等少数领域比较成熟外，在别的领域，无论从成功案例的数量还是案例的规模上看，

4、和国外相比还是有比较大的差距。国内依靠人工进行生产计划排产和调度，生产过程控制能力得到提高，但优化管理薄弱、协同性差，且缺乏数字化量化的评价标准；而国外则实现了生产调度的智能化、自动决策、量化评估和事前控制，集中统一的生产指挥调度中心以及APS高级计划排程与仿真的应用。1.2发展趋势制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）是美国管理界上世纪90年代提出的。美国先进制造研究机构AMR（Advanced Manufacturing Research）通过对大量企业的调查发现，现有的企业生产管理系统普遍由以ERPMRPII为代表的企业管理软件，以SCADA

5、、HMI（Human Machine Interface）为代表的生产过程监控软件和以实现操作过程自动化，支持企业全面集成的MES软件群组成。由于MES强调控制和协调，使现代制造业信息系统不仅有很好的计划系统，而且能使计划落到实处。因此，MES在国外的企业中迅速推广开来，并给企业带来了巨大的经济效益。企业认识到只有将数据信息从产品级取出，穿过操作控制级，送达管理级，通过连续信息流来实现企业信息全集成才能使企业在日益激烈的竞争中立于不败之地。第二章 生产计划调度现状分析红河卷烟厂作为集团的生产厂之一，承担着红河品牌的主要生产任务，对集团的“2+1”品牌发展战略起着至关重要的作用。红河卷烟厂一贯坚

6、持“优质、高效、低耗”的工作理念和持续不断的管理创新和技术创新，深入推进节能、降耗工作的开展，努力实践能源资源节约型的发展道路。在“创优”、“对标”活动开展及集团“七项考核”的驱动下，以“精细调度求节能、降耗”为重点，依托精细调度组织生产，从细从严深挖节能、降耗潜力。目前，红河卷烟厂生产计划安排统归生产管理部调度。生产管理部根据集团下达的生产计划完成排产计划预编制，召集生产部门、物资科进行生产条件确认，作业条件具备后编制红河卷烟厂生产排产计划提交集团制造中心审批，根据审批结果编制卷包生产作业月计划和周（日）计划，制丝车间、卷包车间、物流部、动力部据此编制各部的生产作业计划。能源计划由动力部根据

7、生产管理部下发的周（日）计划进行能源供配，供给方式主体是采取生产时段保障供给，生产车间无具体的能源需求计划，能源供给更多的是无条件满足于生产，过程中计划变更时由生产调度员结合实际情况通知动力部，而能源需求变化信息则靠动力部操作人员根据能源流量的变化进行调控。具体运行方式如流程图所示：运行现状生产管理部在计划编制时主要是考虑计划、发货需求、物资供给、设备匹配性、能源供给、均衡性生产。计划编制靠人工测算，产品规格市场需求的多变性，计划执行过程中产品规格需求时间跨度大，计划变更大，对生产调牌频次和时间的控制力不强。生产计划信息的更改、生产进度的监控主要是通过生产调度员与各部管理员手单传递、电话信息进

8、行沟通，生产过程中由各部完成部门内作业进程调度和监控。卷包车间生产牌号多，设备机型多，生产开、停时间不一致。软硬包生产不匹配时，为均衡生产，卷包各车间设备按部份安排停机，制丝车间生产投料时断时续，嘴棒车间生产待料时间、设备启停次数、发射机空转时间增加。控产时生产调度员根据成品入库数估算计划完成进度，根据估算情况适时安排卷包车间设备开停组数，并通知制丝停止风力送丝，过程中通过人工反复测算来提升计划控制的准确度。生产各部根据车间生产需要自行安排作业时间、维修计划，在设备停产检修、项修安排调控时，各车间无准确能源需求计划。能源供配主要根据生产时间和产量进行概算，过程跟踪时获取不到生产车间实况信息进行

9、管控，也无法进行提前预警和控制，减少产能设备空耗。在问题1、人工排产工作量大，效率低，准确性不高，计划变更时应变能力差，信息传递不及时，导致能源浪费和增加物耗。2、生产各部作业调度独立性强，协同性不高，生产信息的更改、生产进度的监控通过生产调度员与各作业部门管理员的电话信息交流进行，调度及时性不强，增加设备空转时间，造成设备频繁启停。3、制丝车间、卷包车间、物流系统与能源供给系统每个子系统均有各自的处理逻辑、数据库、数据模型和通信机制, 相互间形成一个个"信息孤岛", 缺乏必要的整合, 缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，增加生产成本。4、生产过程信息和能源管理系统始终

10、是"离线" 的, 生产过程信息不能连续、自动、完整的反映给能源管理系统，能源管理系统和生产控制系统之间，存在信息流通上的断层。动力部按照各车间的生产时段、排班、能源供给要求等情况，组织动力能源的生产和供配，且目前无能源供配生产计划。5、能源设备和用能设备的匹配性存在问题，能源管控更多停留在监控层面，能耗数据实时性不足，操作人员根据流量数据进行控制，不能通过生产作业部门的需求量的变化进行提前预警和自动调整，导致能源空耗或匹配性不足。第三章 应用方案设计3.1 设计思想和原则1）通过对生产计划调度的柔性化、智能化、信息化、集成化设计，降低物耗和能耗,缩短生产周期,保证产品质量,

11、减少在制品库存,降低生产成本。2）结合红河厂生产管理和业务运行实际，适时引入先进、实用的现代生产管理思想、工具和技术，促进工厂制造力水平的提升。3）体现“面向订单组织生产”的思想 。4）结合红河厂现有生产运行系统进行集成设计和优化。5）遵循实用、先进、可靠、安全、灵活的设计原则。3.2 目标及任务目标： 生产计划和调度是生产管理的关键，基于ERP、MES系统和生产中控系统，通过建设红河卷烟厂生产计划调度系统，引入先进的APS高级计划排程工具，构建集中统一的MES生产调度平台，提高生产全过程的集控性，强化生产计划排产的优化，提升生产的精确调度能力，实现生产能耗和物耗的有效管控。任务：1）通过规范

12、生产管理标准和订单的下发、执行、维护、更新，实现生产标准的执行和调度管理。2）通过运用APS高级计划与排程工具和模型，实现生产计划自动排产，使生产作业计划的编制更加快捷、灵活、科学、合理，确保生产的均衡性，减少调牌、避免停机待料等，使生产组织和管理更为规范和高效，有效降低生产能耗和物耗。3）在“按订单生产”模式下，基于市场快速响应能力提升，对于外需性和内发性因素的变化，能够有效及时地进行计划的重组和优化，提升生产适变能力。4）以数采系统为依托，通过在生产环境中模拟仿真计划排产方案，准确评估生产过程中可能存在的能耗和物耗的异常点，从而实现事前的控制。5）通过建立集中统一的生产指挥调度中心，及时全

13、面掌控实时生产动态，使生产全过程相互配合、相互联动，提高协同作业能力和调度的及时性，实现生产计划调度的信息关联和共享，实现生产调度的智能化、自动决策、量化评估和事前控制，确保生产过程的有序和精准控制，确保生产能耗物耗的有效管控。6）基于科学合理的生产作业计划和集中的生产调度，实现能源需求计划的编制和优化，实现生产过程中的能源跟踪和分析，提升能源管控能力。7）结合红河卷烟厂业务实际，实现生产计划调度系统与ERP、MES其他模块以及PCS生产过程控制系统等的有机集成和优化，充分发挥其可集成性、可配置性、可适应性、可扩展性的平台功能。3.3 应用设计总体设计1）功能图设计结合业务流程，进行计划调度系

14、统的功能设计，主要包括计划管理模块和调度管理模块。其中共设计了计划排产、编制、仿真和跟踪调度方面的六个功能，如下图所示：2）流程设计基于MES设计的思想，结合当前的计划调度的运行现状和存在的问题，重新对生产计划调度流程进行思考设计，总体从计划管理功能、仿真功能和调度管理三个方面进行了流程优化设计。计划管理模块：从ERP接收生产计划和生产标准，并自动进行生产排产，编制出卷包生产作业计划，计划管理模块据此编制出制丝和嘴棒生产作业计划，而物料需求计划和能源需求计划根据三个主生产车间的作业计划自动编制。仿真管理模块：将排产计划、卷包、制丝、嘴棒生产作业计划以及物料需求计划、能源需求计划输入仿真平台，通

15、过各种仿真模型和仿真条件，模拟实际生产过程进行校验，一方面检验能否按照预期的生产排产完成生产，另一方面检验生产作业计划执行过程中是否紧凑高效，是否有异常的能耗点和物耗点。通过仿真发现问题，并通过人机交互消除异常后，重新修正生产排产和作业计划，输入调度管理模块。调度管理模块：将各种生产任务和指令下达到PCS的各个生产中控系统，并从其中获取生产全过程的实时动态信息进行过程跟踪，在调度管理模块中与任务计划进行实时对比分析，据此生成新的调度指令指挥生产过程，实现动态调度和及时调度。具体如流程图所示：功能模块设计1）计划排产管理计划调度系统的计划排产引用APS高级计划与排程模型工具，其设计体现面向市场需

16、求，结合制造加工低能耗、低物耗的思路，针对规格牌号、设备多样化，市场需求多变化的生产组织，自动计划排产可以极大地减轻计划人员的工作量，加快生产调度的反应速度，实现精益调度和敏捷生产，实现能耗和物耗的及时有效管控，降低生产成本。通过生产建模完成设备建模、工艺建模和事件建模，建立相关的数据模型，作为APS在计划排程时的部分输入条件。计划排产约束规划计划调度系统排产方式是通过向APS输入约束条件，由APS自动生成最优排产计划。输入约束条件包含：产品发货需求的时间和数量。设备产能测算。即卷包设备一定周期内的实际生产能力测算，测算要素包含MES对各设备阶段性的维修情况、效率趋势，对应生产牌号等条件进行统

17、计分析。它通过MES系统的“数据采集和获取”模块获得。工作时间设定：工作日历设定、班次设定、轮班设定。设备状态设定：计划停机设备、设备维保及检修计划。优先级考虑：发货需求；低耗生产，通过减少设备调牌次数、同规格产品、批次连续生产实现物耗降低；节能生产，通过缩短生产时间或计划性停机过剩产能设备实现能源低耗；排产内容信息：工作日历：月份中的生产天数、休息日。生产日产量：各牌号的日生产量。生产班次及制度工时：车间生产班次及班次的生产时间。设备维保、轮保、检修等计划实施时间。排产方案审核后通过MES下达执行。当已执行的排产方案因外部因素影响需要进行更改时，则返回约束条件设定输入环节进行计划重排产。排产

18、方案执行过程中，生产调度管理实时对执行进度监控，进度脱节时通过调度干预调整或反馈计划管理模块进行重排产。2）生产作业计划管理卷包机组生产作业计划编制功能卷包机组生产作业计划的目标是在完成卷包排产计划的前提下，以保证完成日计划生产为原则，在机组调牌次数最少情况下，进行卷包机组产量分解编制工作，最终形成卷包生产作业计划。具体来说就是实现以下三大目标： 经济效益最优：减少换牌，规格产品集中同一生产区域，降低物料及能源消耗； 高效协作生产：高效的生产组织，确保生产的均衡性； 生产快速响应：产品规格计划变更时，快速的应变能力；为了实现以上目标，系统应为生产计划的制定与调度提供足够的信息支持，包括机组设备

19、开动计划、生产作息时间安排（工作计划）、生产能力、设备实时运行情况等信息，保证生产计划的可行性； 系统也应提供一定的计划辅助或自动生成功能，降低机组计划分解编制的复杂度，缩短计划分解编制的时间。同时在生产过程中，实时依据生产在线生产情况、生产计划的变化等条件进行重新优化应算，实行滚动式自动排产，实时优化机组当班计划。计划编制约束规划卷包生产作业计划编制是通过向APS输入约束条件，由APS自动生成最优作业计划，输入约束条件包含：各牌号设备车速的设定：对卷包各机型设备在生产不同牌号时的车速进行设定。机组设备状态设定（效率趋势）：通过机组阶段性效率趋势自动测算出设备能力；能通过人工干预模式进入，设定

20、设备的测算能力，以及相关生产条件的设定。根据当班机组生产计划，自动生成班次及整线机组作业计划。各规格计划产量完成所需机组：根据卷包排产计划产量，测算出完成各规格产量所需设备机组数。机组牌号分配：一般情况下分配规则具有相对稳定性。每次编制计划时，首先自动继承上次的分配规则，再此基础上结合各规格产量所需设备机组数进行安排，在机组牌号分配过程中要充分考虑制丝风力送丝系统的匹配性、生产排产条件明确品牌生产区域和机组， 同时考虑调牌最少原则，降低过程物料损耗。优先级考虑：l 保证卷包排产计划的机组日产量分解。l 机组牌号分配时，考虑设备的适应性，尽量减少调牌的频次，降低物料消耗。l 机组产量分解时，同一

21、规格产品尽量在一个生产区域，降低能耗使用。l 设备维修、调牌及设备早夜班启、停时段等的能源使用变化信息能实时通过调度模块传递给能源中控系统。制丝生产作业计划编制功能根据对应卷包作业计划分别计算出成品丝需求量、标准丝需求量、模块烟叶需求量、梗丝需求量、烟梗投料量、批次安排计划、香、糖料生产计划。由此生成制丝生产作业计划，调度制丝车间两条制丝线、一条梗丝线，物流配方库和香、糖料中心的生产。计划编制约束规划制丝生产作业计划编制是通过向APS输入约束条件，由APS自动生成最优作业计划，输入约束条件包含：牌号烟丝单箱消耗模块烟叶生产线设定牌号成品烟丝配方（含梗丝）参数模块烟丝出丝率梗丝出丝率回收丝掺兑比

22、例薄片掺兑比例香糖料掺兑比例优先级考虑保证卷包车间烟丝正常供给。保证制丝批次连续生产，尽可能减少调牌次数，尽可能降低设备待料时间，减少料头、料尾的物料损耗，降低设备空耗能源损耗。设备检修、项修、修理、调牌及设备早夜班启、停时段等的能源使用变化信息能通过调度系统及时传递给能源供给管理系统。制丝生产作业计划变更维护功能当卷包车间生产计划发生变更时，制丝生产作业计划可以根据所获得的卷包生产作业计划生成新的制丝生产作业计划，可以对执行日期下的作业计划进行调整和变更。嘴棒生产作业计划编制功能根据对应卷包日作业计划分别计算出滤棒规格需求数量。由此生成嘴棒生产作业计划，调度嘴棒车间十组成型设备，九组发射机进

23、行嘴棒生产和供给。计划编制约束规划嘴棒生产作业计划编制是通过向APS输入约束条件，由APS自动生成最优作业计划，输入约束条件包含：各牌号卷烟嘴棒单箱消耗设备产能参数各卷烟机车速发射机发射速度优先级考虑保证卷包车间嘴棒正常供给。尽可能减少成型机调牌、发射机调管次数，降低设备待料时间，减少设备低速、启停物料损耗，降低设备空耗能源损耗。设备检修、项修、修理、调牌及设备早夜班启、停时段等的能源使用变化信息能及时传递给能源供给系统。3）能源供配计划管理基于数据采集系统和前期的生产建模，根据各生产车间的作业计划，由系统计算能源需求情况，结合能源设备的配置和产能，合理编制出周期性的能源需求计划，并在后续的过

24、程跟踪调度实时分析和计划重排，提升工厂能源管控力，加强能源计划性，有效降低能源消耗。能源需求计划编制约束规划l 各车间生产作业计划l 生产设备的能耗数据（通过 MES中阶段性趋势统计分析得出）l 能源需求种类l 能源需求时间l 能源工艺标准l 临时用能需求和计划变更需求，与调度管理模块进行信息交互，启动重计划功能、插单和撤单等。能源需求计划编制内容l 各车间能源需求种类l 各用能点的需求数量和需求时间l 能源设备生产时间安排l 能源设备组配生产模式安排l 临时用能和计划变更时的动态调度策略优先级考虑l 满足生产用能需求l 最低能耗供配：能源设备组配与生产设备负荷的合理匹配，建立提前预警机制，让

25、能源生产供配操作能够提前响应。l 临时用能需求：非预期用能增加和卸荷时，由调度管理模块协同供能时间和要求。4）计划仿真计划仿真用于对整个生产过程进行模拟，在计划投入生产前，验证计划的合理性，从诸多预计划中选择最合理的计划策略；在实际生产过程中，根据生产进度实时对生产过程进行预测，在异常事件对生产组织造成影响之前及时进行报警，以便正确采取相应措施，确保生产的有序进行。仿真平台仿真运行模块仿真数据库仿真规则库初始状态配置模型配置计划录入仿真参数设置结果输出模型同步   初始状态配置模块：用于初始化仿真模块，包括计划执行情况信息，生产单元的状态信息。 仿真参数设置：用于

26、对仿真的相关参数进行设置。模型配置模块：对接收到来自MES的模型进行再配置，例如将某个没必要进行仿真的生产单元从所在生产路径中排除、增加一个属性信息、调整属性值等。模型同步模块：用于仿真系统与MES的衔接，用户通过调用该模块的功能将MES数据库中与仿真相关的模型信息抽取出来存入仿真数据库，为仿真工厂模型提供基础数据。主要包括：生产路径、生产路径的生产单元以及各单元的相关信息。   计划录入模块：接受来自生产计划调度的计划信息，将其存入仿真数据库，以对其进行仿真。仿真运算模块：是整个计划仿真系统的核心部分，它通过调用数据库中的相关信息来实际实现对计划的仿真。仿真规则

27、库：存储仿真过程中的约束关系，它被整理为若干的计划仿真过程的规则并由动态脚本进行封装，在具体的仿真执行时对其进行动态调用。通过规则的重构可使系统能够适应多种类型的仿真。仿真数据库：存储仿真工厂模型和仿真的运行结果记录，以便对其进行分析和优化。   仿真结果输出：以报表等形式向用户输出，便于对其进行分析。5）任务下达管理任务下达管理主要包含两方面的功能：一是将仿真模拟之后的各生产作业计划通过调度模块下达到PCS相应的各中控系统，以实现生产各环节的集中调度，增强作业协同性。二是通过跟踪管理实时向卷包、制丝、物流和能源中控系统获取生产实况和数据，当生产实际与计划出现偏离

28、和其他特殊状况时，此功能将重调度指令下达各中控系统。6）跟踪管理通过MES计划调度系统将向各中控系统采集的实时数据，进行分类储存，支持多维度、多种约束条件查询生产数据、生产进度，能够系统汇总实时生产状况与日计划进行对比，跟踪作业计划执行进度，为调度管理模块提供实时信息，及时发现生产计划执行脱节现象，及时向制丝、嘴棒、动力、物流等相关业务职能发出调度指令。同时，计划调度系统向PCS控制层的中控系统，采集实时生产数据和实况来进行跟踪管理，并将历史趋势与实时数据的动态对比分析，建立跟踪预警机制，以实时进行精确生产调度，保持生产的均衡性、协调性，促进生产组织、调度的高效，实现低能耗、低物耗生产。计划调

29、度系统向各个中控系统获取以下实时生产信息内容：l 卷包中控：各卷包机组的生产牌号；实时生产量累计数；设备运行状态数据（开停状态、运行车速、当班累计停机时间）；在制品存量（烟支存储器、储包器存量）；各辅料使用情况（辅料消耗、辅料规格、厂家）；l 卷包中控（嘴棒子系统）：各嘴棒成型机的生产规格；实时生产量累计数；设备运行状态数据（开停状态、运行车速、当班累计停机时间）；成型机存嘴棒储器存量；发射机嘴棒发射量累计数；生产操作和设备维修交接班记录；l 制丝中控：制丝各生产工段的设备运行状态数据（开停状态；生产流量；在制品规格及批次号；当班累计停机时间）；各工段生产作业计划中批次投料的完成进度；制丝线各

30、种储柜的存量及规格；香糖料厨房各种香糖料配制累计量和发送流向记录； l 动力能源中控：各动力能源设备的运行状态数据（开停状态、当班累计运行时间）；各能源使用部门的能源使用累计量；各部能源使用流量曲线跟踪；卷包、制丝各生产现场温湿度控制点的控制效果曲线跟踪；各能源工艺储罐出口压力值曲线跟踪；l 物流中控：提供烟叶配方库各等级烟包存量及出、入库量查询；提供卷包辅料高架立库各种辅料存量及出、入库量的查询；提供成品库各牌号产品存量的查询；提供物料流向信息跟踪查询；按生产工序及要素计划跟踪划分为以下模块：卷包、嘴棒、制丝生产作业计划跟踪、物料需求计划跟踪、能源需求计划跟踪五个模块：卷包计划执行与跟踪调度

31、管理模块通过卷包中控实时监控卷包车间各机组生产情况, 实现生产过程、设备状态、物料消耗的在线监控, 并且建立各种在线控制参数预防报警机制, 发现异常, 及时报警, 提高快速反应能力。调度系统还可以根据生产的需求对卷包车间的在线生产进行调整。跟踪内容生产牌号跟踪:显示检查当日各机组的生产计划牌号是否符合，并根据各机组生产牌号、数量的生产进度，对卷包生产作业计划进行重调度。生产进度跟踪：各规格牌号的生产进度，并实时与卷包生产作业计划作对比，提供在线监控及报警功能。生产状态跟踪：调度管理模块实时向卷包中控系统获取卷包机组生产实况，如：设备开、停，运行车速、故障、维修，保养。在制品的跟踪：通过机组数采

32、系统实时向卷包中控反馈在制品的品牌、数量，为及时调度、产量控制提供依据。物耗跟踪：通过各机组数采系统实时向卷包中控反馈各规格牌号的物料消耗情况，并实时与机组阶段性合理消耗对比，提供在线监控及报警功能。制丝计划执行与跟踪实时反馈制丝生产线的生产状况。调度系统可以根据生产的需求对生产线的在线生产进行调整，包含添加批次，调整批次生产顺序等。跟踪内容当前计划批次:跟踪当日各工段的完成批次贮柜信息：跟踪各贮柜的贮量、贮料时间、柜空时间。各风力送丝系统对应成品丝柜的实时耗丝量、各个成品丝柜的柜空时间；各标准丝柜的实时耗丝量、各个标准丝柜（含梗丝贮柜）的贮量；各贮叶柜的贮柜状态及贮叶时间；各料罐状态；跟踪各

33、工艺段的生产状态。设备运行状态：设备启、停、预生产状态。在线物料信息：在线物料批次号，在线物料进程信息。嘴棒计划执行与跟踪实时反馈嘴棒成型车间的生产状况。调度系统可以根据生产的需求对嘴棒车间的在线生产进行调整，包含调牌，发射管调整等。跟踪内容：在线嘴棒贮量设备运行状态卷包生产作业进度库存嘴棒数量物料需求计划执行与跟踪实时反馈物流中控、制丝中控、卷包中控的原辅材料使用量及原辅材料库存信息，调度系统可以根据生产的需求对物料的供配进行调整，包含增加、减少原辅材料库存等。跟踪内容：实时获取原辅材料耗用情况及在制品数耗用原辅材料信息。与历史趋势进行动态对比分析。加强物耗管控，建立物耗异常预警机制。充分利

34、用生产资源，最大限度减少生产资源的浪费和限制。能源需求计划执行与跟踪能源需求计划跟踪主要针对前期编制的作业计划与实际能源供配情况进行跟踪和分析。通过能源中控系统与调度模块的实时信息交互，实时获取各生产点的用能情况，并根据产能设备和用能设备的运行状态来适时调整能源供配。在跟踪过程中，需要建立能源预警机制和响应机制，通过实时跟踪单位能耗值和实际能耗数据进行对比分析后，对异常趋势情况作出预警，以便及时采取措施，同时，也通过生产设备的运行趋势和生产计划的时间节点进行测算，实现精准调度，有效管控产能设备的提前卸荷，避免出现“大马拉小车”的状况。跟踪内容：能源供配信息与调度管理模块实时交互。能源设备组配与

35、用能设备相匹配加强能源管控，建立能源预警机制和响应机制。单位能耗值与实际能耗进行对比分析。理论需求量和实际耗用量的跟踪对比3.4 集成设计生产计划调度系统建设需要考虑与关联系统的集成，主要包括：与ERP的集成、与MES其他模块的集成、与物流系统的集成、与生产中控系统的集成。与ERP系统的集成1)接收ERP系统下达的月生产计划、计划订单和计划变更信息。用于生产计划排产调度和优化管理；2）接收ERP系统下达的生产标准。用于产品生产的执行管理；3）向ERP系统反馈生产计划的生产进度、产量、物耗和能耗数据等；4）按日工单汇总统计的信息反馈给ERP系统。3.4.2与MES其他模块的集成1）生产作业计划按

36、批次下发给批次跟踪管理模块；2）生产跟踪和批次管理的信息反馈给生产计划调度模块，供生产调度对出现的问题进行及时优化；3）获取设备管理模块的设备状态信息和质量控制模块的生产过程工艺质量信息，为生产排产调度和优化提供保障。3.4.3与物流系统的集成与自动化物流系统的集成，主要是与原料库、辅料库、成品库等的集成，实时掌握原辅料准备状态、投料计划执行状态、成品入库情况等方面信息。3.4.4与生产中控系统的集成生产中控系统包括：制丝中控系统、卷接包中控系统和能源中控系统。生产详细排产产生各生产环节工单、原辅料需求计划、能源需求计划下发给各生产中控系统。在保障生产中控系统的正常运行下，实现与制丝中控系统、

37、卷接包中控系统和能源中控系统的集成。与中控系统的集成，可以获取自动化设备的在线数据，实时、准确地掌握生产过程中现场设备的各种生产情况、设备、物耗、能耗等数据。集成关系如图所示：第四章 实施规划 生产执行系统MES是一个涉及到企业所有与生产相关部门、车间，关系到整个生产线信息化建设的系统工程，需经过系统立项、系统实施和系统应用维护等几个阶段。系统立项阶段，企业需要进行详细需求分析。总体规划，选择最适合企业生产实际的系统供应商。系统实施阶段，由企业、系统集成商、MES系统供应商共同组成项目实施小组，设立关键的控制点，抓好项目的控制。MES系统的实施包括需求调研、系统概要设计、系统详细设计、建模与组

38、态、系统测试、系统转换、文档提交等多个阶段。实施规划如下：做好规划    MES系统是企业信息化建设中的一个重要组成部分，而企业的信息化建设是一个系统工程，针对企业生产经营中各项业务的需求，必须有针对性做好企业信息化建设的规划。因此，在实施MES之前，首先必须做好规划，界定MES系统在企业整个信息系统中的位置与作用，以及各个系统之间的连接。做好规划，有两个方面的内容。一是规划好MES系统与各个层面之间的功能界定与接口连接。一般来讲，一个企业的信息系统可以划分三个层面，第一层包括ERP(在企业制造资源计划系统的基础上增加决策支持系统、电子商务等功能)和产品设计系统等

39、部分；第二层为生产执行系统，完成实时性较强的动态过程管理，包括生产计划和调度系统、数据采集系统、生产监控系统、设备监控系统、生产状况分析评价系统等；第三层为生产自动化系统(含设备控制、过程控制和物流自动化等)，完成实时性的控制功能。通过这样的三层规划，可以较清楚地界定MES系统的功能与上下连通的范围及方式，更好地使整个企业信息化的建设成为一个整体，实现MES系统与其他信息系统的畅通连接。4.2 选择平台    生产执行系统MES的思想来自于国外先进的生产管理经验。因此，目前国内多数生产指挥系统的实施都需要建立在国外已经较为成熟的软件运行平台上，需要实施的软件公司进

40、行二次开发。特别是对生产运行管理中所产生的海量的实时运行数据，需要较为稳定可靠的实时数据库及其管理系统的有效支撑。目前来讲，引进的生产指挥系统运行平台，主要有底层自动化设备厂商研发而成，能有效采集底层自动化设备的各项运行数据。因此，一般来讲，选择平台，首要考虑的是底层自动化控制设备的型号及公司品牌，要优选兼容性较好的产品。这样，一方面可以保证系统的运行的流畅，另一方面可以减少系统开发的工作量，提高系统开发的工作效率。在选择平台时，尤其要主要实时数据库的选择，要对比各种平台在这方面的技术参数，对比相关性能。实时数据库所能采集及管理的数据量、准确性，以及实时数据库运行的效率将直接影响到系统的有效运

41、行。正确的运行平台选择，才能保证生产指挥系统的有效、流畅运行。4.3 注重接口、上下连通    生产执行系统MES是以生产调度、生产管理为中心的信息系统，既与自动化程度较高的底层自动化系统、数据采集系统相联系，又与上层的企业资源计划系统(ERP)密切相关。因此，在生产指挥系统的主要功能中与ERP系统的接口成为其一项主要的功能。而同时，要保证生产指挥系统对底层自动化系统、数据采集系统等各项生产设备各项运行数据的有效采集，确保采集数据的及时、有效，需要大量的接口系统，实现对各项数据的有效采集。    基于上述两个方面的原因，在生产指挥系统

42、的实施中，接口是一项重要的实施内容。注重实施过程中的接口。首先要做好接口规范与标准，特别要注意在系统设计、设备采购时让生产指挥系统的设计者参与相关接口技术标准的制定，明确各项接口技术标准，明确各实施的责任，明确技术协商机制。尽最大可能减少因技术原因造成的数据采集死角以及不准确的数据，尽最大可能减少重复开发所造成的浪费。从而，通过以生产指挥系统实施方牵头的接口技术规范协调机构，实现各项接口软件的有序研发，确保系统上下贯通，全面提高生产指挥系统的实用性与全面性。 4.4 强调核心、注重应用    生产指挥系统(MES)的核心功能是优化排产、生产调度、生产监控

43、，特别是实现对生产核心资源的优化调配、使用，提高生产调度的及时性、有效性、系统性，通过多层面的集中监控，及时监控各种设备及系统的实时运行数据，通过事先设定的参数极限报警机制，实现系统性的多层次警示，最大限度减少各类生产异常事故的发生。生产指挥系统的核心应用是精细化的优化排产、高效率的生产调度、更为全面的生产监控，要紧紧围绕核心应用，发挥系统的设计功能，充实完善支持核心应用的各类数据，确保核心应用与生产实际相符，从而使系统发挥真正的作用，产生预期的效果，切实提高生产调度工作的效率，满足高度自动化的底层设备运行高效率的需求。同时，要围绕核心应用，发挥系统设计中质量、物料跟踪等其他系统的应用，补充更

44、为全面、系统的数据，从而不断提高系统核心功能的应用效果。特别要强调的是一个好的生产指挥系统，应建立在好的应用基础上，只有更深、更好地在实际工作中得到应用，并成为生产管理者不可或缺的助手，才能称之为个成功的系统。 4.5 围绕需求、不断完善MES系统是一个与生产实践密切结合的系统，与ERP、SCM、CRM、OA等信息系统相比，具有其独有的特点。其一是满足生产需求的及时性要求比较高。因此在实际应用中，若设计不能及时满足生产的需求，就必须及时修改、完善。这一点就要求应用人员与设计人员及时配合，围绕需求，及时修订满足需求。其二是与底层自动化控制系统及设备密切相关，当工艺设备及控制系统发生变化

45、时，必须及时修改完善相应的系统，从而确保系统的有效性。其三是通过系统的积累数据分析，能逐渐发现整个系统运行中的“瓶颈”设备与关键环节，要实现优化排产，提高生产效率，就必须解决关键设备与环节，围绕需求不断优化，才能真正发挥生产指挥系统的作用。因此，基于生产管理工作及时性要求的特性，生产指挥系统更要围绕实际需求，不断完善，不断提高。第五章 预期效益分析ERP系统和MES系统的全面建设是一个长期的过程，从硬件配置到软件设计直到运行的整个过程，都需要投入大量的人、财、物资源，但我们通过上述方案的设计中可以看出，该系统将会给红河厂带来直接和间接的巨大效益：实现生产任务的自动分配、自动控制、自动跟踪，实现

46、生产过程的整体集成和高效运转。 在详细计划排产的基础上，除必要的人工确认和人工干预之外，确保MES系统可根据工况自动向生产中控系统分配各生产任务，并确保生产任务的自动分配、自动控制、自动跟踪过程中，系统自身具有足够的异常处理机制和容错能力，尽可能避免异常情况所造成的生产损失。制造过程透明化，满足工厂内部业务改进需求通过项目实施使制造全过程得到详实记录，便于分析生产业务开展过程中存在的问题及不足，利于集团、工厂内部业务改进和再优化，为工厂创优、对标工作提供强有力的信息技术支持。缩短产品制造周期，降低生产成本，提高产品质量精准的自动计划排产、敏捷的生产调度响应和高度的信息管理自动化，可以大大提高生产组织效率和执行效率，缩短产品制造周期，保障发货需求，从而实现快速、机动和聪明地进行生产制造活动，以此保障市场需求的快速响应和生产成本的降低。使生产计划编制实现了科学化和精细化，既可缩短人工制定计划的时间，又可提高计划的实现率。A