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工业新动态 智能物联数字化卷烟制造新模式 罗余作 江西中烟工业有限责任公司井冈山卷烟厂江西省吉安市343100 【摘要】江西中烟井冈山卷烟厂异地改造数字化工厂在卷烟制造过程中，以智能物联现代技术应用在生产批次管理系统（PBMS）、生产执行系统（MES）、制丝集控、卷包数采、动力能管、消防工程、生产监控信息系统建设，较好地实现了统一、全面、先进的生产指挥和管理信息化平台，为企业精细化管理、柔性化生产、均质化加工提供了先进的信息化工具和手段支撑。同时，同步对接了行业“一号工程”、公司原料、财务供应链（NC）和营销管理等信息系统，实现了产品全供应链管理，取得了明显成效。 【关键词】数字化工厂 智能物联 电子应用 江西中烟井冈山卷烟厂异地改造数字化工厂建设响应国家“互联网+”发展战略。以行业和公司信息化发展规划为指导，结合自身面临的新形势挑战而稳步有序推进了企业数字化、信息化、智能化建设，通过三年的规划与实践，实施完成了产品与制造全供应链建设目标。上游，较好地对接了行业“一号工程”、公司原料、财务供应链（NC）和营销管理等信息系统，内部制造层面，建立了以批次管理系统（PBMS）、生产执行系统（MES）两大关键的业务系统。 一、智能物联数字化在卷烟制造中的应用现状 应用层面，批次管理集成了上游的行业及公司相关系统和下游的企业各系统，满足了自有品牌生产和联营加工品牌的协作生产，从供应商管理、原料批次管理、辅料批次管理、制丝生产批次管理、卷包生产批次管理、成品批次管理等制造业务活动。以一维码，二维码，RFID形式记录批次信息，通过对物料信息进行更加精确地采集、整合、集成、分析和共享，实现与生产品牌相关的过程质量、物料和产品流动的精确质量跟踪与追溯，实现高灵敏度的质量防差错和精确的质量追溯机制。以批次管理系统为平台，对生产制造过程产生的大量数据进行挖掘和分析运用，提高过程管控的精细化水平，实现降本增效目的，提高企业的精益管理能力。实现了卷烟生产管理的“制造精细化”和“物联智能化”。生产执行系统主要采用了工厂建模、基础数据、生产、物料、质量、设备管理，系统集成、生产驾驶舱等多个管理模块。该系统采取中间件平台，对数据进行处理及导向分发到目标系统。建立了与制丝集控、卷包数采、滤棒高架库、物流高架等系统无缝对接，实现了企业生产环节信息化的全覆盖，提高生产组织效率，降本增效。通过MES系统，实现了对生产制造的全过程管控。包括对生产线的状况实时反馈、对生产车间作业全过程管制、对生产设备全状态管控。 二、智能物联数字化在卷烟制造中发挥的作用和成效 信息化的关键作用是应用，为此，信息系统建设需要与产品组织各业务环节、业务流程和管理有机相结合，实现产、供、销和财务资源合理分配，实现顺畅降本增效目的。 卷烟制造以生产数据采集和自动化控制系统为基础，以公司管理信息系统为辅助，围绕生产制造批次管理主线，抓住按订单组织生产、质量标准化、控本降耗三个目标，建立统一、全面、先进的生产指挥和管理信息化平台。其中，公司生产指挥系统和工厂批次管理（PBMS）、生产执行（MES）系统是数字化工厂规划重点的两大部分，并且在生产规范管理和质量管理中存在紧密的管理逻辑和数据交互。MES与周边系统的数据交换，由统一的平台完成；作为面向管理的唯一界面，下游系统的过程数据全部集中到MES，统一管理利用。 智能物联数字化在该厂卷烟制造中主要发挥的作用与成效。 1.生产品牌全数据链完整性精细化管理 公司信息化建设试点建设运行的批次管理系统，建成了公司实现联营加工品牌的协作生产和该厂统一的批次化管理平台，实现原、辅料和卷烟成品批次数据的录入采集、判断防错、查询统计，并及时跟踪物流流转和生产过程批次的变更情况。满足了自有和合作生产品牌全数据链完整性管理和卷烟数据链全过程的跟踪与追溯，同时也为优化建设数字化、智能化工厂、信息化企业打下最坚实的数据基础。 2.生产调度智能化协同组织管理 以生产为主导，协同物料管理，质量管理，设备管理等主要模块，实现由上而下的生产计划下达执行，和由下而上的生产数据汇总。日作业计划由调度员根据实际生产计划创建并确认后系统会自动生成并给定默认实际的产线、BOM、工艺。通过MES系统，与制丝集控、卷包数采、滤棒高架库、物流高架等系统进行无缝对接，生产工单、生产计划、工艺参数、工艺配方、车间排班等生产相关信息通过接口进行数据交互，实现对生产过程统一指挥和调度，对作业计划的多方案仿真，对生产过程的在线跟踪，打破各自为政的生产管理模式，构建一个上下贯通的生产过程控制体系，实现了生产计划与物流调度在生产全过程中的一体化、智能化。 3.设备状态数字化管理 MES系统提供了解决企业设备管理完整的数字化应用方案。建立了设备位置和设备主数据定义、设备故障代码体系、常用设备故障维修、备件管理、轮保和维修保养方式。 设备备件管理用户可自定义设备（故障与运行）状态流转模型，记录设备每次状态转换的时间，原因，操作员；提供了设备工艺能力的管制，维护响应、定期开展润滑计划和轮保计划（点检，日检，巡检）、以保证加工时设备的正确使用等设备运行期间的全状态管制。通过各车间管控系统对设备运行参数、停机时间、故障状态（类别、现象、原因、措施四层故障代码）等信息的数据采集，生产结束后可计算出设备有效作业率、设备故障停机率、设备有效利用率，为设备管理人员管理设备提供数据支撑。实现使设备从应急维修转变到预防维修，维修后编制故障案例保存到故障知识库，实现设备运维的数字化管理，使设备维护活动实现科学合理化和落实效益的最大化。 4.质量控制的精细化管理 MES系统中录入并维护的工艺质量标准是由技术中心发布的工艺标准，包括工艺运行参数、质量检验参数、过程控制参数等数据。工艺质量标准是与物料BOM一一对应。新的版本生效后，之前的版本自动归档。 生产环节的参数化管理使得过程控制更加精细化，通过在线质量检测仪器和离线检测仪器，对采集上的质量数据利用信息化进行关键指标如达标率和优质率与缺陷率等指标系统性分析。根据设置工艺参数的上、下限，对工艺参数超标进行预警，工艺管理人员可以利用质量数据的分析情况，把事后控制变为事中控制，甚至是事前控制，实现生产过程的质量监控、预警和追溯，优化工艺参数，寻找产质耗最佳结合点。 5.产品及制造过程的可溯化管理 批次管理系统提供多种原料、辅料和产品以批次标识作为输入的全生命周期过程追溯管理，包括：物料收货时间段、来源、物料库存、质量状态等，展现同输入批次信息所关联的指定批次物料的当前库存数量及位置、生产投料的时间和去向和与生产过程其他关联的批次标识，为生产计划、库存计划及调拨计划提供有效的指导。从而由原来的单一作业演变成以生产工单的形式把车间的生产过程信息、投料信息串在一起，通过生产工单中绑定的工艺参数和工艺配方与管控系统中接收的基础数据进行防差错比对。比如制丝车间在接收MES系统下发的生产工单，与接收的工艺配方BOM、物料主数据进行比对确认后进行生产，产线与产线之间进行牌号与批次号比对，以确保上一工序到下一工序的产品是准确无误。通过生产过程中采集的物料、设备和质量等信息，以生产工单和检验工单的形式串在一起，以批次为追溯主线，在MES系统进行数据的统计分析和展示，为生产管理提供完整的数字化生产记录。 6.分析处理的实时化管理 批次管理系统基于统计过程控制（SPC）质量分析管理系统的开发，实现生产过程实时数据挖掘、整合、筛选、分类、统计、分析，并基于客户端智能展示和图表输出。MES系统则通过生产管控系统精确采集各车间各种物料的消耗信息、能耗信息和卷烟产量信息，按班次计算各个牌号规格的辅料、原料消耗成本，根据产量计算能耗成本，根据生产时间和产量计算设备有效作业率，根据在线检验和成品检验统计所有质量指标得分情况，通过图表、报表等形式进行展示，从而，把大多数业务操作人员从烦琐的手工报表中解放出来，使业务人员有更多的精力关注数据分析结果的应用，从数据中发现问题，最大程度的提高工作效率和工作质量。同时，系统为生产管理决策提供有效的数据依据，为以设备效能、质量评测、原料消耗为核心的实时化绩效考核体系提供准确数据支持。
结语 该厂通过近3年的数字化工厂建设与实践，坚持系统的设计与优化满足业务管理需求，坚守了制造系统的安全和各系统业务数据的完整与准确，促进了卷烟制造的智能物联信息化、数字化、标准化和规范化。较好地达成了预期目标。实现一线作业规范操作、建立安全生产环境；实现精确的批次追溯和生产历史再现，减少生产异常损失；实现指标关联与生产过程管控，提高精细化管理水平；实现批次维度的QCD管理协同与改进；提升企业数据利用价值，实现数据变现能力。
未来将重点加强自底向上的智慧化改造，形成大数据驱动下的企业管理优化机制；加强现有业务系统按照智慧工厂的五个集成做好融合。同时，引入大数据互联等技术，通过批次打通各业务域的数据关联，建立自动判断、动态模拟，价值管控的模型，直接针对业务和决策难题提供数据支撑，提升企业数据价值。 参考文献 [1] 虞文进,黎勇,徐元根,等. 面向智慧工厂的卷烟企业实证分析[J]. 制造业自动化, 2015, 37(21):31-35. [2] 郭如军，罗应龙，王军. 面向精细化管理的卷烟企业制造执行系统(MES)的应用[J].烟草科技,2008(6): 29-32. [3] 虞文进,黎勇,王文娟,徐培富,张成挺.卷烟工厂信息化建设体系设计[J].工业控制计算机, 2014(3):159-161. 注：此论文《工业新动态 智能物联数字化卷烟制造新模式》发表在《工业》（2017.11，02卷）
作者简介：罗余作，男，汉族，1965年11月出生，江西吉安永和人，中共党员，高级工程师，网络与信息管理师，中国知名专家学者，著名科技工作者。1982年考入江西工业大学（今南昌大学）机械制造工艺与设备自动化专业学习。1986年7月毕业并荣获工学学士，8月听从国家分配参加工作后，长期从事设备技术、企业管理、网络与信息技术。现任某央企信息部门主任，吉安市制造业信息化指导专家。个人辞条列入大型文献《走进大家》、《中国知名专家学者辞典》、《世界优秀专家人才名典》、《百度百科》、《世界名人录》等大型文献。目前系中国通俗文艺研究会，中国作家（交流）协会等十多个学会会员；系全国科监委行业发展战略委员会副理事长，全国品牌委行业调查委员会副理事长，全国高科技创新品牌产业发展研究课题组区域理事长、专家团成员。
日常爱好探索写作摄影，作品主要有专业论著、科技论文、讲义（课件）、调研报告、案例、QC成果、创新成果，文学杂文、小说、评论、散文、游记、诗词、格言、评论、新闻及摄影。在国内重要学术期刊、交流会议和网络媒体上发表论文50余篇。在报纸书刊、文学期刊、大型文献和书籍媒体发表新文学作品300余篇。在自媒体和文学网发表作品500余篇。在专业领域，曾多个年度荣获“江西省青工双增双节建功赛先进个人”、“江西省质量管理小组活动卓越推进者”、“江西省企业信息化工作先进个人”等荣誉称号，十多项科技和创新成果、技术改正重大成果荣获省部级和市级表彰。在文学领域，50多篇作品应邀参赛获奖，曾荣获 “中国诗词名家”、“中国当代实力派作家”和“当代百强才子”等荣誉的称号。
作者自述：我的业余只想静守自己的内心，做岁月里的宁静人。起名“01一线”网络昵称，故名我是一线的设备技术、网络与信息化工作者。平时喜欢随笔写点人生经历和感悟文字，用以调理白天强于工科的头脑。
记得在我40岁生日那天，一位朋友给我发过一条短信：“你，一口气在人生的跑道上跑了N圈。今天，又到了起跑点。累了吧？休息一下吧。明天你又将开始新的一圈。而我，将一如既往的站在跑道边为你呐喊助威。”我回复朋友说：人生是一场自我完善的修行，所有的经历，无论悲喜，都为塑造更完美的自己，待那时，即使青春不再，年华已逝，也终究会遇见最美的自己。如果把人生比作一次旅行，降生人世，我们就坐上了生命的时光列车。如果按生命83年计，我们的人生时光也就只有3万天。可是，仔细想想，我们会发现，这些日子，我们没有多少是属于自己的豪迈之行。
感念之余，我回顾了过去，检讨了自己。认定了两点体会：一是要把人生奉献给那些永恒不变的事物，因为生命的伟大用途，是要把它花费在比本身寿命更为长久的事物上面。二是要决心为年岁增添生命，因为思想得最多，感受到最高尚的东西，做出最佳行为的人，生活得最丰富。
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