工业化造纸流程复杂 MES控制与管理

工业化造纸是个极其复杂的过程。从原材料——树开始，对整个造纸流程都要进行严密控制，以确保成品质虽符合最终用户的要求，这就要求造纸行业必须重视生产过程的自动化控制；在管理信息化方面，以ERP为代表的管理信息系统近年来在造纸企业也开始了大规模的应用。然而，在过程自动化与管理信息化之间存在信息的断层，导致无法将管理同生产紧密结合，使管理效益也大打折扣。而MES就是处于管理层和现场自动化之间的执行层，负责车间生产管理和调度执行。

　　MES是美国管理界90年代提出的新概念。MES国际联合会（MESA）在其协会白皮书对MES（Manufacturing Execution System：制造执行系统）系统作如下之定义：

　　（1）MES系统在产品从工单发出到成品产出的过程中，扮演生产活动最佳化的信息传递者。

　　（2）当事件发生变异时，借着实时正确的信息、生产执行系统规范、原始工作情况、资料反应及回馈，作出快速的响应以减少无附加价值之生产活动，提升工厂生产制程的效率。

　　（3）MES改善生产条件及准时出货、库存周转、生产毛利及现金流繁效益，MES并且也在企业与供应链之间提供一个双向的生产信息流。

　　由此可知，MES能提供为优化从订单投入到产品完成的生产活动所需的信息。MES运用及时、准确的信息，指导、启动、响应并记录工厂活动，从而能够对条件的变化做出迅速的响应、减少非增值活动、提高工厂运作过程的效率。MES不但可以改善设备投资回报率，而且有助于及时交货、加快库存周转、提高收益和现金流的绩效。

　　MES是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段，是企业CIMS信息集成的纽带。

　　在应用范围方面，MES属于企业管理应用软件的范围，起源于离散工业，又扩展到流程丁业。在各行业的应用发展不尽相同，MESA通过实践总结，归纳了 MES的十一个主要功能模块：工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析、人力资源管理、维护管理、过程管理、质量管理、数据采集。

　　MES系统能根据ERP系统提出的宏观数据计划，指挥生产现场的过程控制系统进行生产，对现场信息进行丁艺管理、物流管理、质量管理、生产进度跟踪管理、设备运行监督及控制等生产管理和调度执行，它是ERP与生产控制系统之间的桥梁。

　　造纸工业是一个与国民经济发展和社会文明建设息息相关的重要产业。造纸行业的企业信息化经过多年的深入发展，取得了一定的成果，很多有一定规模的造纸企业，都已广泛采用ERP（企业资源计划）和PCS／DCS（现场自动化系统），而MES却是造纸企业信息化中最为薄弱的环节，只有很少部分大型企业开始了 MES的应用。在企业的信息化建设过程中，大多都是两端分化，一端是以企业信息管理中心牵头实施的MIS、ERP、CRM等管理信息系统，另一端是生产设备控制中心实施的现场自动化系统，如PLC，DCS，PCS等，两者各自独立，从ERP中得出的生产计划与生产现场的信息传递是依赖手工作业进行的，即人工将生产现场的数据输入到ERP中，这样在生产现场的过程控制和ERP的计划管理之间就存在一个信息流通的断层，使管理效益也大打折扣。通过MES的实施，可在二者之间建立一座信息桥梁，达到上下互通，企业管理者也能够实时地掌握生产信息，进行生产决策。

　　广州造纸有限公司隶属广州越秀集团，公司在九十年代就进行了管理信息系统建设，近年又实施了ERP，同时公司也很重视基础自动化改造。在企业信息化建设方面取得了很好的成绩，但在MES层的建设方面相对薄弱，制约了信息化整体功能的发挥。公司的高层领导认识到自身信息化发展的障碍，在2007年新上线的9 撑机中准备实施MES系统。

　　在造纸行业MES解决方案中，有Honeywell公司的专门针对制浆和造纸过程的OptiVersion，也有浙江中控提供的造纸行业MES系统。 Honeywel的OptiVersion包括从制定生产计划，到生产排产、分切优化、质量管理、产品跟踪、发货装车，一直到出厂开具发票，计算整个流程的成本及利润的一整套全程化业务管理，这样，客户可以通过经济高效的方式完成订单处理、生产分配与管理、设施的管理，以及最后一步——跟踪成品到达最终用户的流程。其中的达芬奇质量控制系统（Da Vinci QCS）为造纸流程提供了广泛的高质量评估（扫描与非扫描）及控制功能，以及完善的造纸横向质量调整系统；而Experion?过程知识系统解决方案又可为纸浆厂提供出色的管理功能、监督控制以及基于传感器的优化方案。它们一起优化组合构成了一款真正的过程知识解决方案，能够以最高生产率生产出最优质的产品。浙江中控的MES系统则紧扣造纸行业的特点，以信息集成与通讯为基础，以四大平衡为主线（浆纸平衡、碱平衡、白水平衡以及能量平衡），为用户进行生产过程监控、优化调度、物流移动与跟踪、物料平衡（包括组分平衡）、能量平衡与管理、生产方案优化、纸浆卡帕值软测量、切纸优化等业务需求提供了完善的功能应用软件，它采用了“三层两库”（三层：数据采集层、数据处理层、数据应用层；两库：实时数据库、关系数据库）的信息化模型设计，通过管理网和控制网实现信息“自下而上、自上而下”的双向通讯，包括实时数据库与生产过程监控、浆纸平衡、运行绩效管理、化验室信息管理、设备管理、能量平衡与管理以及工厂统一建模等子系统。

　　广纸根据自身实际，采用了Honeywel的OptiVersion，该MES系统实现了生产调度、生产查询、生产过程监控、质量检测与控制、产品跟踪、原辅料消耗控制、设备维护、发货装车，出厂开票，发货查询等功能，同时，该系统有效地集成了纸机的自动控制系统，并实现与企业ERP的通讯和集成。

　　MES正在成为企业实现生产活动与经营活动的有效集成、进行优化运行、优化控制与优化管理的桥梁和纽带，是提高企业竞争力的重要的技术之一。而造纸企业的数量较多，各大企业又在新建大型机台，若企业多应用些高级技术，必将获得更大成功。