工業(yè)新動態(tài) 智能物聯(lián)數(shù)字化卷煙制造新模式
羅余作
江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司井岡山卷煙廠江西省吉安市343100
【摘要】江西中煙井岡山卷煙廠異地改造數(shù)字化工廠在卷煙制造過程中，以智能物聯(lián)現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)批次管理系統(tǒng)（PBMS）、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、制絲集控、卷包數(shù)采、動力能管、消防工程、生產(chǎn)監(jiān)控信息系統(tǒng)建設(shè)，較好地實現(xiàn)了統(tǒng)一、全面、先進的生產(chǎn)指揮和管理信息化平臺，為企業(yè)精細化管理、柔性化生產(chǎn)、均質(zhì)化加工提供了先進的信息化工具和手段支撐。同時，同步對接了行業(yè)“一號工程”、公司原料、財務(wù)供應(yīng)鏈（NC）和營銷管理等信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了產(chǎn)品全供應(yīng)鏈管理，取得了明顯成效。
【關(guān)鍵詞】數(shù)字化工廠 智能物聯(lián) 電子應(yīng)用
江西中煙井岡山卷煙廠異地改造數(shù)字化工廠建設(shè)響應(yīng)國家“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展戰(zhàn)略。以行業(yè)和公司信息化發(fā)展規(guī)劃為指導(dǎo)，結(jié)合自身面臨的新形勢挑戰(zhàn)而穩(wěn)步有序推進了企業(yè)數(shù)字化、信息化、智能化建設(shè)，通過三年的規(guī)劃與實踐，實施完成了產(chǎn)品與制造全供應(yīng)鏈建設(shè)目標。上游，較好地對接了行業(yè)“一號工程”、公司原料、財務(wù)供應(yīng)鏈（NC）和營銷管理等信息系統(tǒng)，內(nèi)部制造層面，建立了以批次管理系統(tǒng)（PBMS）、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）兩大關(guān)鍵的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。
一、智能物聯(lián)數(shù)字化在卷煙制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀
應(yīng)用層面，批次管理集成了上游的行業(yè)及公司相關(guān)系統(tǒng)和下游的企業(yè)各系統(tǒng)，滿足了自有品牌生產(chǎn)和聯(lián)營加工品牌的協(xié)作生產(chǎn)，從供應(yīng)商管理、原料批次管理、輔料批次管理、制絲生產(chǎn)批次管理、卷包生產(chǎn)批次管理、成品批次管理等制造業(yè)務(wù)活動。以一維碼，二維碼，RFID形式記錄批次信息，通過對物料信息進行更加精確地采集、整合、集成、分析和共享，實現(xiàn)與生產(chǎn)品牌相關(guān)的過程質(zhì)量、物料和產(chǎn)品流動的精確質(zhì)量跟蹤與追溯，實現(xiàn)高靈敏度的質(zhì)量防差錯和精確的質(zhì)量追溯機制。以批次管理系統(tǒng)為平臺，對生產(chǎn)制造過程產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行挖掘和分析運用，提高過程管控的精細化水平，實現(xiàn)降本增效目的，提高企業(yè)的精益管理能力。實現(xiàn)了卷煙生產(chǎn)管理的“制造精細化”和“物聯(lián)智能化”。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)主要采用了工廠建模、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)、物料、質(zhì)量、設(shè)備管理，系統(tǒng)集成、生產(chǎn)駕駛艙等多個管理模塊。該系統(tǒng)采取中間件平臺，對數(shù)據(jù)進行處理及導(dǎo)向分發(fā)到目標系統(tǒng)。建立了與制絲集控、卷包數(shù)采、濾棒高架庫、物流高架等系統(tǒng)無縫對接，實現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息化的全覆蓋，提高生產(chǎn)組織效率，降本增效。通過MES系統(tǒng)，實現(xiàn)了對生產(chǎn)制造的全過程管控。包括對生產(chǎn)線的狀況實時反饋、對生產(chǎn)車間作業(yè)全過程管制、對生產(chǎn)設(shè)備全狀態(tài)管控。
二、智能物聯(lián)數(shù)字化在卷煙制造中發(fā)揮的作用和成效
信息化的關(guān)鍵作用是應(yīng)用，為此，信息系統(tǒng)建設(shè)需要與產(chǎn)品組織各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)、業(yè)務(wù)流程和管理有機相結(jié)合，實現(xiàn)產(chǎn)、供、銷和財務(wù)資源合理分配，實現(xiàn)順暢降本增效目的。
卷煙制造以生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和自動化控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以公司管理信息系統(tǒng)為輔助，圍繞生產(chǎn)制造批次管理主線，抓住按訂單組織生產(chǎn)、質(zhì)量標準化、控本降耗三個目標，建立統(tǒng)一、全面、先進的生產(chǎn)指揮和管理信息化平臺。其中，公司生產(chǎn)指揮系統(tǒng)和工廠批次管理（PBMS）、生產(chǎn)執(zhí)行（MES）系統(tǒng)是數(shù)字化工廠規(guī)劃重點的兩大部分，并且在生產(chǎn)規(guī)范管理和質(zhì)量管理中存在緊密的管理邏輯和數(shù)據(jù)交互。MES與周邊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，由統(tǒng)一的平臺完成；作為面向管理的唯一界面，下游系統(tǒng)的過程數(shù)據(jù)全部集中到MES，統(tǒng)一管理利用。
智能物聯(lián)數(shù)字化在該廠卷煙制造中主要發(fā)揮的作用與成效。
1.生產(chǎn)品牌全數(shù)據(jù)鏈完整性精細化管理
公司信息化建設(shè)試點建設(shè)運行的批次管理系統(tǒng)，建成了公司實現(xiàn)聯(lián)營加工品牌的協(xié)作生產(chǎn)和該廠統(tǒng)一的批次化管理平臺，實現(xiàn)原、輔料和卷煙成品批次數(shù)據(jù)的錄入采集、判斷防錯、查詢統(tǒng)計，并及時跟蹤物流流轉(zhuǎn)和生產(chǎn)過程批次的變更情況。滿足了自有和合作生產(chǎn)品牌全數(shù)據(jù)鏈完整性管理和卷煙數(shù)據(jù)鏈全過程的跟蹤與追溯，同時也為優(yōu)化建設(shè)數(shù)字化、智能化工廠、信息化企業(yè)打下最堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
2.生產(chǎn)調(diào)度智能化協(xié)同組織管理
以生產(chǎn)為主導(dǎo)，協(xié)同物料管理，質(zhì)量管理，設(shè)備管理等主要模塊，實現(xiàn)由上而下的生產(chǎn)計劃下達執(zhí)行，和由下而上的生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總。日作業(yè)計劃由調(diào)度員根據(jù)實際生產(chǎn)計劃創(chuàng)建并確認后系統(tǒng)會自動生成并給定默認實際的產(chǎn)線、BOM、工藝。通過MES系統(tǒng)，與制絲集控、卷包數(shù)采、濾棒高架庫、物流高架等系統(tǒng)進行無縫對接，生產(chǎn)工單、生產(chǎn)計劃、工藝參數(shù)、工藝配方、車間排班等生產(chǎn)相關(guān)信息通過接口進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程統(tǒng)一指揮和調(diào)度，對作業(yè)計劃的多方案仿真，對生產(chǎn)過程的在線跟蹤，打破各自為政的生產(chǎn)管理模式，構(gòu)建一個上下貫通的生產(chǎn)過程控制體系，實現(xiàn)了生產(chǎn)計劃與物流調(diào)度在生產(chǎn)全過程中的一體化、智能化。
3.設(shè)備狀態(tài)數(shù)字化管理
MES系統(tǒng)提供了解決企業(yè)設(shè)備管理完整的數(shù)字化應(yīng)用方案。建立了設(shè)備位置和設(shè)備主數(shù)據(jù)定義、設(shè)備故障代碼體系、常用設(shè)備故障維修、備件管理、輪保和維修保養(yǎng)方式。
設(shè)備備件管理用戶可自定義設(shè)備（故障與運行）狀態(tài)流轉(zhuǎn)模型，記錄設(shè)備每次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時間，原因，操作員；提供了設(shè)備工藝能力的管制，維護響應(yīng)、定期開展?jié)櫥媱澓洼啽Ｓ媱潱c檢，日檢，巡檢）、以保證加工時設(shè)備的正確使用等設(shè)備運行期間的全狀態(tài)管制。通過各車間管控系統(tǒng)對設(shè)備運行參數(shù)、停機時間、故障狀態(tài)（類別、現(xiàn)象、原因、措施四層故障代碼）等信息的數(shù)據(jù)采集，生產(chǎn)結(jié)束后可計算出設(shè)備有效作業(yè)率、設(shè)備故障停機率、設(shè)備有效利用率，為設(shè)備管理人員管理設(shè)備提供數(shù)據(jù)支撐。實現(xiàn)使設(shè)備從應(yīng)急維修轉(zhuǎn)變到預(yù)防維修，維修后編制故障案例保存到故障知識庫，實現(xiàn)設(shè)備運維的數(shù)字化管理，使設(shè)備維護活動實現(xiàn)科學(xué)合理化和落實效益的最大化。
4.質(zhì)量控制的精細化管理
MES系統(tǒng)中錄入并維護的工藝質(zhì)量標準是由技術(shù)中心發(fā)布的工藝標準，包括工藝運行參數(shù)、質(zhì)量檢驗參數(shù)、過程控制參數(shù)等數(shù)據(jù)。工藝質(zhì)量標準是與物料BOM一一對應(yīng)。新的版本生效后，之前的版本自動歸檔。
生產(chǎn)環(huán)節(jié)的參數(shù)化管理使得過程控制更加精細化，通過在線質(zhì)量檢測儀器和離線檢測儀器，對采集上的質(zhì)量數(shù)據(jù)利用信息化進行關(guān)鍵指標如達標率和優(yōu)質(zhì)率與缺陷率等指標系統(tǒng)性分析。根據(jù)設(shè)置工藝參數(shù)的上、下限，對工藝參數(shù)超標進行預(yù)警，工藝管理人員可以利用質(zhì)量數(shù)據(jù)的分析情況，把事后控制變?yōu)槭轮锌刂?，甚至是事前控制，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的質(zhì)量監(jiān)控、預(yù)警和追溯，優(yōu)化工藝參數(shù)，尋找產(chǎn)質(zhì)耗最佳結(jié)合點。
5.產(chǎn)品及制造過程的可溯化管理
批次管理系統(tǒng)提供多種原料、輔料和產(chǎn)品以批次標識作為輸入的全生命周期過程追溯管理，包括：物料收貨時間段、來源、物料庫存、質(zhì)量狀態(tài)等，展現(xiàn)同輸入批次信息所關(guān)聯(lián)的指定批次物料的當(dāng)前庫存數(shù)量及位置、生產(chǎn)投料的時間和去向和與生產(chǎn)過程其他關(guān)聯(lián)的批次標識，為生產(chǎn)計劃、庫存計劃及調(diào)撥計劃提供有效的指導(dǎo)。從而由原來的單一作業(yè)演變成以生產(chǎn)工單的形式把車間的生產(chǎn)過程信息、投料信息串在一起，通過生產(chǎn)工單中綁定的工藝參數(shù)和工藝配方與管控系統(tǒng)中接收的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行防差錯比對。比如制絲車間在接收MES系統(tǒng)下發(fā)的生產(chǎn)工單，與接收的工藝配方BOM、物料主數(shù)據(jù)進行比對確認后進行生產(chǎn)，產(chǎn)線與產(chǎn)線之間進行牌號與批次號比對，以確保上一工序到下一工序的產(chǎn)品是準確無誤。通過生產(chǎn)過程中采集的物料、設(shè)備和質(zhì)量等信息，以生產(chǎn)工單和檢驗工單的形式串在一起，以批次為追溯主線，在MES系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和展示，為生產(chǎn)管理提供完整的數(shù)字化生產(chǎn)記錄。
6.分析處理的實時化管理
批次管理系統(tǒng)基于統(tǒng)計過程控制（SPC）質(zhì)量分析管理系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)挖掘、整合、篩選、分類、統(tǒng)計、分析，并基于客戶端智能展示和圖表輸出。MES系統(tǒng)則通過生產(chǎn)管控系統(tǒng)精確采集各車間各種物料的消耗信息、能耗信息和卷煙產(chǎn)量信息，按班次計算各個牌號規(guī)格的輔料、原料消耗成本，根據(jù)產(chǎn)量計算能耗成本，根據(jù)生產(chǎn)時間和產(chǎn)量計算設(shè)備有效作業(yè)率，根據(jù)在線檢驗和成品檢驗統(tǒng)計所有質(zhì)量指標得分情況，通過圖表、報表等形式進行展示，從而，把大多數(shù)業(yè)務(wù)操作人員從煩瑣的手工報表中解放出來，使業(yè)務(wù)人員有更多的精力關(guān)注數(shù)據(jù)分析結(jié)果的應(yīng)用，從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題，最大程度的提高工作效率和工作質(zhì)量。同時，系統(tǒng)為生產(chǎn)管理決策提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)，為以設(shè)備效能、質(zhì)量評測、原料消耗為核心的實時化績效考核體系提供準確數(shù)據(jù)支持。
結(jié)語
該廠通過近3年的數(shù)字化工廠建設(shè)與實踐，堅持系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化滿足業(yè)務(wù)管理需求，堅守了制造系統(tǒng)的安全和各系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的完整與準確，促進了卷煙制造的智能物聯(lián)信息化、數(shù)字化、標準化和規(guī)范化。較好地達成了預(yù)期目標。實現(xiàn)一線作業(yè)規(guī)范操作、建立安全生產(chǎn)環(huán)境；實現(xiàn)精確的批次追溯和生產(chǎn)歷史再現(xiàn)，減少生產(chǎn)異常損失；實現(xiàn)指標關(guān)聯(lián)與生產(chǎn)過程管控，提高精細化管理水平；實現(xiàn)批次維度的QCD管理協(xié)同與改進；提升企業(yè)數(shù)據(jù)利用價值，實現(xiàn)數(shù)據(jù)變現(xiàn)能力。
未來將重點加強自底向上的智慧化改造，形成大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的企業(yè)管理優(yōu)化機制；加強現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)按照智慧工廠的五個集成做好融合。同時，引入大數(shù)據(jù)互聯(lián)等技術(shù)，通過批次打通各業(yè)務(wù)域的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，建立自動判斷、動態(tài)模擬，價值管控的模型，直接針對業(yè)務(wù)和決策難題提供數(shù)據(jù)支撐，提升企業(yè)數(shù)據(jù)價值。
參考文獻
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注：此論文《工業(yè)新動態(tài) 智能物聯(lián)數(shù)字化卷煙制造新模式》發(fā)表在《工業(yè)》（2017.11，02卷）
作者簡介：羅余作，男，漢族，1965年11月出生，江西吉安永和人，中共黨員，高級工程師，網(wǎng)絡(luò)與信息管理師，中國知名專家學(xué)者，著名科技工作者。1982年考入江西工業(yè)大學(xué)（今南昌大學(xué)）機械制造工藝與設(shè)備自動化專業(yè)學(xué)習(xí)。1986年7月畢業(yè)并榮獲工學(xué)學(xué)士，8月聽從國家分配參加工作后，長期從事設(shè)備技術(shù)、企業(yè)管理、網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)。現(xiàn)任某央企信息部門主任，吉安市制造業(yè)信息化指導(dǎo)專家。個人辭條列入大型文獻《走進大家》、《中國知名專家學(xué)者辭典》、《世界優(yōu)秀專家人才名典》、《百度百科》、《世界名人錄》等大型文獻。目前系中國通俗文藝研究會，中國作家（交流）協(xié)會等十多個學(xué)會會員；系全國科監(jiān)委行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略委員會副理事長，全國品牌委行業(yè)調(diào)查委員會副理事長，全國高科技創(chuàng)新品牌產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究課題組區(qū)域理事長、專家團成員。
日常愛好探索寫作攝影，作品主要有專業(yè)論著、科技論文、講義（課件）、調(diào)研報告、案例、QC成果、創(chuàng)新成果，文學(xué)雜文、小說、評論、散文、游記、詩詞、格言、評論、新聞及攝影。在國內(nèi)重要學(xué)術(shù)期刊、交流會議和網(wǎng)絡(luò)媒體上發(fā)表論文50余篇。在報紙書刊、文學(xué)期刊、大型文獻和書籍媒體發(fā)表新文學(xué)作品300余篇。在自媒體和文學(xué)網(wǎng)發(fā)表作品500余篇。在專業(yè)領(lǐng)域，曾多個年度榮獲“江西省青工雙增雙節(jié)建功賽先進個人”、“江西省質(zhì)量管理小組活動卓越推進者”、“江西省企業(yè)信息化工作先進個人”等榮譽稱號，十多項科技和創(chuàng)新成果、技術(shù)改正重大成果榮獲省部級和市級表彰。在文學(xué)領(lǐng)域，50多篇作品應(yīng)邀參賽獲獎，曾榮獲 “中國詩詞名家”、“中國當(dāng)代實力派作家”和“當(dāng)代百強才子”等榮譽的稱號。
作者自述：我的業(yè)余只想靜守自己的內(nèi)心，做歲月里的寧靜人。起名“01一線”網(wǎng)絡(luò)昵稱，故名我是一線的設(shè)備技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與信息化工作者。平時喜歡隨筆寫點人生經(jīng)歷和感悟文字，用以調(diào)理白天強于工科的頭腦。
記得在我40歲生日那天，一位朋友給我發(fā)過一條短信：“你，一口氣在人生的跑道上跑了N圈。今天，又到了起跑點。累了吧？休息一下吧。明天你又將開始新的一圈。而我，將一如既往的站在跑道邊為你吶喊助威?！蔽一貜?fù)朋友說：人生是一場自我完善的修行，所有的經(jīng)歷，無論悲喜，都為塑造更完美的自己，待那時，即使青春不再，年華已逝，也終究會遇見最美的自己。如果把人生比作一次旅行，降生人世，我們就坐上了生命的時光列車。如果按生命83年計，我們的人生時光也就只有3萬天?？墒?，仔細想想，我們會發(fā)現(xiàn)，這些日子，我們沒有多少是屬于自己的豪邁之行。
感念之余，我回顧了過去，檢討了自己。認定了兩點體會：一是要把人生奉獻給那些永恒不變的事物，因為生命的偉大用途，是要把它花費在比本身壽命更為長久的事物上面。二是要決心為年歲增添生命，因為思想得最多，感受到最高尚的東西，做出最佳行為的人，生活得最豐富。
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