1、第 PAGE 65 頁 共 NUMPAGES 65 頁第 PAGE 5 頁 共 NUMPAGES 65 頁卷煙工廠MES系統方案目 錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc507704042 3.系統功能簡介 PAGEREF _Toc507704042 h 3 HYPERLINK l _Toc507704043 3.1系統涉及范圍 PAGEREF _Toc507704043 h 3 HYPERLINK l _Toc507704044 3.2系統總體結構 PAGEREF _Toc507704044 h 3 HYPERLINK l _Toc507704045 3.3數據采集

2、系統系統說明 PAGEREF _Toc507704045 h 5 HYPERLINK l _Toc507704046 3.3.1制絲車間數采系統 PAGEREF _Toc507704046 h 5 HYPERLINK l _Toc507704047 3.4SFC車間信息管理系統 PAGEREF _Toc507704047 h 18 HYPERLINK l _Toc507704048 3.4.1系統功能 PAGEREF _Toc507704048 h 19 HYPERLINK l _Toc507704049 3.4.2系統配置 PAGEREF _Toc507704049 h 46 HYPERLI

3、NK l _Toc507704050 3.5軟件系統組成 PAGEREF _Toc507704050 h 52 HYPERLINK l _Toc507704051 3.5.1數據采集PPI軟件平臺 PAGEREF _Toc507704051 h 53 HYPERLINK l _Toc507704052 3.5.2服務器端軟件平臺 PAGEREF _Toc507704052 h 55 HYPERLINK l _Toc507704053 3.5.3部門工作站軟件平臺 PAGEREF _Toc507704053 h 56 HYPERLINK l _Toc507704054 3.6硬件系統說明 PAG

4、EREF _Toc507704054 h 57 HYPERLINK l _Toc507704055 3.6.1Stratus冗余服務器 PAGEREF _Toc507704055 h 57 HYPERLINK l _Toc507704056 3.6.2Siemens板卡 PAGEREF _Toc507704056 h 58 HYPERLINK l _Toc507704057 3.7附錄 PAGEREF _Toc507704057 h 63 HYPERLINK l _Toc507704058 3.7.1關鍵詞說明 PAGEREF _Toc507704058 h 63系統功能簡介智慧工廠生產制造執

5、行系統（MES）項目下位系統以生產二部為試點。經過智慧工廠各級領導、信息中心和生產二部的大力配合，參照Wonderware公司在國外煙草行業的成功履歷并借鑒其成功的經驗已經完成了生產二部MES系統的設計、調試和試運行工作，并積累了大量的經驗。下面詳細介紹整個下位系統的系統軟件和硬件配置，各個模塊的功能結構、及系統器件選型。系統涉及范圍本系統主要設計的部門為智慧工廠生產二部的制絲車間（五工段）、卷包車間（六工段）、卷包車間（七工段）和生產二部與生產相關的其他部門。其中暫不包括生產控制系統配套的能源、動力系統和其他通用或輔助系統。系統總體結構整個系統可以分為兩個子系統：數據采集子系統和SFC車間級

6、信息管理系統。數據采集子系統通過與生產二部生產控制系統（制絲線電控系統，卷接包機組控制系統）的物理和數據接口實現對生產過程數據、生產狀態數據和事務數據等信息的采集和數據庫存儲功能。SFC車間級信息管理系統按照標準的生產過程模型，以功能模塊的方式實現對采集到數據庫中的大量生產信息的處理和分析功能，以多種方式反映分析處理結果，并具備與廠級數據管理系統(MIS)的數據接口。數據采集系統系統說明數據采集系統由多臺PPI現場生產過程信息工作站和連接車間生產控制系統的硬件通訊板卡及相關附件構成。所需客戶端的數量根據生產線的不同、生產管理方式的不同而不同。同一個功能的客戶端，可以有多臺PPI操作站。根據控制

7、系統的功能結構的不同、數據采集的方式和整個MES系統功能的劃分，生產二部數據采集系統可以分為制絲車間數據采集系統和卷接包車間數據采集系統。下面分別介紹制絲車間和卷包車間的數據采集系統。制絲車間數采系統制絲線現狀生產二部5500kg/h制絲線為一條從德國豪尼公司引進的5500Kg/h制絲線，1994年投入生產。制絲線設備可分為主機設備和輔聯設備，主機設備包括：切片機、葉片超級回潮機、葉片加料機、HT、烘絲機、切絲機、加香機、電子秤、貯柜等，輔聯設備包括：振動輸送機、皮帶輸送機、喂料機、計量管等。主要分為五個工藝段并由四個控制段控制，制絲線工藝段劃分為：ZS1：葉片加工工藝線ZS2：葉絲加工工藝線

8、，包括梗絲柜出柜至梗絲摻兌、回絲摻兌和、干冰線膨脹煙絲摻兌ZS3：風力送絲線三個工藝段配有3組電控柜，并由三個控制段控制，采用SIEMENS公司S5系列PLC控制，在中央控制室設有4臺監視器實現對制絲線各控制段的監控。各PLC之間、PLC與中控室的監視器已經搭建了一個西門子SINEC H1工業以太網，實現各PLC之間、PLC與中控室之間的數據通訊。這對實現數據采集提供了一個良好的基礎。控制段分為：ZS1：葉片加工控制段：PLC CPU：S5 135U 6ES59283UB11監控通訊模板：CP528 6AV40120AA100AB0H1網通訊模板：CP143 6GK11430AA01ZS2：葉

9、絲加工工藝線：PLC CPU：S5 155U 6ES59463UB23，6ES59473UA22監控通訊模板：CP528 6AV40120AA100AB0H1網通訊模板：CP143 6GK11430AA01ZS3：風力送絲線PLC CPU：S5 135U 6ES59283UB11監控通訊模板：CP528 6AV40120AA100AB0H1網通訊模板：CP143 6GK11430AA011994年投產后，根據實際情況，對制絲線設備及電控系統進行了局部改造，具體情況為：在ZS2工段增加二氧化碳干冰膨脹煙絲摻兌設備及電控改造ZS2增加梗絲儲存和摻兌線數據采集系統功能及配置制絲線數據采集系統作為ME

10、S系統在制絲線車間的最前端，通過從制絲線控制系統自動采集、人工錄入等方式收集制絲線生產過程數據、原輔料信息和質檢信息，對數據信息進行初步整理和統計后存入MES中央數據庫，并在現場工作站顯示相關MES系統中和生產管理、質量管理相關的信息。該子系統的配置由于大部分設置或就近設置于生產現場，且為整個MES系統提供制絲線的基礎數據，所以系統配置中，可靠和穩定性為首要考慮因素。中控室PPI工作站中控室PPI數采工作站為一臺臺式工業計算機，這臺PPI工作站連接車間HAUNI制絲線H1以太網絡，通過配置西門子SIMATIC H1以太網卡，工作站成為制絲線中H1工業以太網上的站點，將生產線上的各類數據采集到這

11、個新增的站點中。同時通過標準的以太網卡，PPI工作站上與生產二部的局域網絡連接，將采集到的生產數據儲存到數據庫服務器中，PPI不僅實現對生產過程的監控，而且還要完成制絲線批次跟蹤等生產管理的功能。PPI數據采集功能作為和生產控制系統的數據通訊接口和數據采集站點PPI安裝Wonderware HMI監控軟件，提供以下功能：生產流程監視：通過Wonderware HMI 軟件InTouch實現對主要生產過程數據的實時監視;生產數據的采集：通過監控HMI系統實現對生產過程數據的采集，主要包括如下信息：工藝參數設定信息： 流量設定，水分、溫度、壓力設定，摻配比例設定等生產參數設定信息：延時設定，控制參

12、數設定等生產過程數據信息：水分，溫度，蒸汽壓力，加香加料實時信息，批次牌號信息等統計信息：流量累計、加料加香量累計，貯量累計信息等設備運行信息：設備生產狀態，設備檢測和執行器件信息等報警信息：生產線故障信息，質量偏差報警，器件故障信息等生產智能報警：對于控制系統觸發的報警提供智能處理的功能，對報警做出詳細的故障分類;生產信息的手工輸入：對于一些無法從控制系統中采集的數據，提供手工輸入界面;錯誤信息的提示:對于操作員的操作和輸入信息進行容錯處理,并給出錯誤提示;應用程序內部錯誤信息的提示:對于系統程序可能出現的內部錯誤給出提示便于系統維護；向WEB門戶網站提供生產線實時生產數據和報警信息。 PP

13、I的生產管理接口PPI可以作為MES系統的客戶端，實現生產流程跟蹤和生產調度功能。在特定的操作權限下允許客戶獲取MES系統的相關數據，進行處理和分析，同時實現相關報表打印功能。PPI的管理接口具有如下功能：生產工單的顯示和狀態查詢：對于當日需要生產各個工單列表和實際生產狀態（生產狀態包括：等待加工、生產中、生產完畢、故障等）進行實時顯示，便于生產操作人員（中控室操作員、生產調度員）迅速了解當前生產狀態； 生產批次的跟蹤：對于需要生產的工單所包含的批次進行實時跟蹤，及時了解葉片、煙絲、原輔料在各個環節的產量、消耗、牌號、生產狀態等信息；生產報表的生成：根據實際需要實現交接班記錄、生產統計等報表、

14、設備故障記錄和相關統計報表的生成功能。質量分析圖表的顯示: 根據生產線采集的實時數據進行簡化的質量統計分析,并通過SPC曲線、棒圖或統計表等方式快速反映生產線產品質量。制絲備料段工作站在制絲生產中，為了實現對生產過程數據的完整和準確的跟蹤，需要對投入的各種原料信息進行采集和記錄，同時這些信息也可以和原料供應部門的信息記錄相結合為廠級信息管理系統提供完整的產品生產過程數據。由于現有制絲線控制系統中，并沒有對于煙包原料信息的數據項，因此，制絲線生產的原料信息（包括原料產地、等級、年分、牌號）和煙包的接收、投料、盤存統計等需要通過人工輸入的方式進行采集。本方案中在制絲線備料工段設置一臺現場工作站實現

15、該項功能。數據采集和管理功能備料段工作站的數據采集功能主要為原料產品信息的采集，該工作站預留條碼掃描接口，通過人工選擇、錄入的方式將日常生產中原料的接收和投料信息直接存儲到中央數據庫，同時完成原料配方信息的查詢、原料庫存統計、盤存統計，并實現相關的統計報表和領料單生成功能：原料配方信息的查詢原料領料信息的輸入原料投料信息的輸入原料領料單生成原料盤存表生成和統計原料信息的綜合查詢（注：此部分功能由上位MIS系統實現）質檢工作站整條制絲線包括多個工藝檢測點，包括溫度、水分、加糖、加香等多個工藝檢測指標，部分工藝指標的檢測需要一定的周期（如烘箱法檢測水分），因此，如何盡快的采集到制絲線工藝檢測的結果

16、，對于質量分析和統計，盡早發現生產質量問題并及時進行糾正來說，至關重要。因此在質檢室，需要設置一臺質檢工作站實現如下功能：數據采集功能質檢工作站數據采集主要為質檢員從生產現場抓樣后，進行各種質量檢測所獲得的大量質檢數據，操作站提供和各種質量檢測方式相對應的數據輸入界面，獲取完整的質檢原始數據。管理功能接口顯示和品牌相關的最新工藝標準；對于采集到的質檢信息進行快速質量統計和分析，并以多種SPC圖表方式顯示統計分析結果；根據采集的數據生成質檢相關的報表。（注：此部分功能由上位MIS系統實現）卷接包車間數采系統卷接包機組現狀 Protos卷接機組現狀生產二部卷接包車間分為兩個工段（六工段、七工段），

17、每個工段有9臺Protos 70卷接機組，共有18臺Protos 70卷接機組。由于引進時間不同，共有三種機型，這三種機型由于重量控制系統不同，因而軟硬件版本也有所區別，重量控制系統分別采用SRM90和SRM90-1系統。通過硬件系統改造將所有重量控制系統升級為SRM90-1系統。Protos 70卷接機采用現場工作站通過以太網與Protos重量控制系統連接實現設備狀態監控。Focke包裝機組現狀生產二部現有18臺Focke包裝機組，六七工段各9臺，屬于Focke公司90年代最新產品，該機組控制系統為SIEMENS公司S5 135U PLC，采用雙CPU模式實現設備的高速控制,分為小包包裝機（

18、設備型號為 Focke 350），小包油封包裝機（設備型號為Focke401）和條盒和條盒油封包裝機（設備型號為Focke 408）三段分別控制。每段控制系統相對獨立，分別配置一臺現場監控站通過西門子CP 527通訊模板實現對包裝機組的生產監控功能。需要增加必要的網絡通訊板卡，才能實現數據采集功能。卷包車間數據采集功能及配置生產二部卷包車間數據采集除了從卷接包機組獲得煙支卷制和包裝的生產過程信息外，還需要采集和卷煙相關的輔料領用、消耗數據，成品煙箱包裝數據、卷煙質檢數據等信息，才能為整個MES系統提供一套完整數據分析統計和生產管理的依據。所以卷包車間數采系統可以分為以下五個主要部分：機臺數據采

19、集工作站卷煙輔料工作站成品煙箱工作站質檢工作站下面對卷接包車間數采系統每一部分進行詳細說明：卷包機臺工作站生產二部每臺套卷接包機組由一套Protos 70卷接機組和一套Focke包裝機組構成，生產、控制和管理都相對獨立。在生產二部MES系統的規劃中，每一臺套的卷接包機組將作為一條生產線，實現生產信息的采集、生產過程的統計、生產指令的接收和機組的管理，最終形成相對獨立又通過MES系統緊密結合的子系統。正是考慮到卷接包機組生產管理的獨立性，本方案中為每一臺套的卷接包機組配置一臺機臺數采工作站，并將完成如下主要功能：數據采集功能由于HAUNI Protos卷接機組已經采用以太網連接的方式實現所有18

20、臺的統計數據采集，所以機臺工作站的數據采集功能主要為通過西門子L2網建立與Focke包裝機的數據通訊，同時顯示Protos卷接機組的主要生產信息，便于對整個卷接包機組的狀態查詢。另外該工作站還負責向WEB門戶網站發送機臺實時生產數據。采集的Focke包裝機組信息可以分為如下幾個類別：包裝機組機臺生產產量和消耗量統計信息好包數量拋煙數量壞煙數量包裝機組工藝參數設定和工藝質量信息轉速設定值和實際值時間設定值和實際值質量檢測信息包裝機組設備運行狀態信息設備運行時間停機次數和時間生產牌號信息包裝機組傳感器信號和報警信息安全檢測生產故障檢測電控系統狀態參數和故障信息管理功能接口實現機臺自檢和交接班紀錄的

21、錄入；實現質檢人員巡檢記錄的錄入；實現質檢人員抽檢記錄的錄入；實現機臺操作員信息和牌號信息的采集；機臺保養和維修計劃的提示；實現機臺復雜故障類別、原因等信息、設備維修紀錄的錄入；相關工藝標準的顯示；對于采集到的生產過程數據進行初步的統計和分析并進行顯示。卷包輔料工作站在卷包生產中，輔料的管理是非常重要的一個環節，有效地實現對輔料的領取、發放、消耗的跟蹤，能夠為MES系統進行卷包生產的管理和廠級MIS系統進行更加準確地了解車間生產情況并進行相關統計提供充分的數據信息。本系統中為生產二部卷包六工段和七工段分別配置了一臺輔料工作站，目的就是為了實現對卷包輔料的全面跟蹤。該工作站的主要功能如下：數據采

22、集功能輔料工作站數據采集組要包括卷包輔料接收的統計信息和發放信息：從MIS系統接收輔料發料信息，包括供應商、牌號、生產日期等；記錄各種輔料發放的統計信息；管理功能接口顯示不同品牌輔料類型表，便于輔料發放的參考；協助輔料工段生成輔料領料計劃；實現輔料接收和檢驗確認， 和機臺工作站采集的輔料發放信息相結合，生成各種相關輔料發放統計表（輔料發放盤存表、班輔料發放統計表、機臺輔料發放統計表等）卷包裝箱工作站生產二部卷包生產的最后一個環節為成品裝箱，生成的成品煙箱直接輸送到成品倉庫，具有獨立的控制系統。為了實現卷包生產流程的全面跟蹤，在該卷煙生產環節設置2臺卷包裝箱工作站分別位于六工段和七工段，主要實現

23、如下功能：數據采集功能裝箱機和煙條輸送系統設備控制系統的產量信息和生產過程數據的采集；通過和打碼系統的數據接口實現成品煙箱數量、打碼信息的記錄和統計；管理功能接口裝箱機和煙條輸送系統的保養、維修計劃的顯示、提示和相關記錄的錄入（注：該部分系統功能在二期項目中實現）質檢工作站卷接包車間產品質量檢測除了在現場可以直接進行的檢測外，還有部分檢測需要在質檢室進行，該部分檢測信息的采集可以和制絲線質檢共用一臺質檢工作站，相關功能描述和系統配置后繼說明。SFC車間信息管理系統作為實現生產二部生MES的核心系統，SFC（Floor Control System 車間生產信息管理系統）系統定位于生產二部的車間

24、級管理層，并涉及到和生產相關的各個部門，包括根據制絲車間（五工段）、卷接包車間（六七工段）、綜合管理室、工藝質量室、設備技術室等部門。SFC系統負責處理從生產車間采集到的大量生產過程信息，跟蹤產品的整個生產過程，在直接參與車間級的與生產相關的各項業務管理的同時，也向企業級管理系統（MIS）及時、準確地提供數據和信息，并接收MIS系統的管理計劃信息，從而成為緊密結合車間自動化系統和MIS系統之間的橋梁。下圖為SFC系統功能定位說明：系統功能由于涉及到車間生產活動的各個方面和部門，所以SFC按照系統功能可以劃分為幾個功能模塊：生產管理模塊、原輔料管理模塊、質量管理模塊、設備管理模塊和人力資源管理模

25、塊共五個模塊。下圖為本方案中MES系統的結構和功能示意圖：在完成上述功能的前提下，本系統為企業管理層提供標準的數據接口，這些接口包括：標準的數據查詢方法獲取本系統的數據、信息；標準的數據接口方式（OLE DB等）；標準的數據庫操作方式從企業管理層獲取指令以及信息。生產管理在現有的生產管理模式中，對于生產計劃的管理和生產批次牌號的管理沒有一個統一的標準和有效的查詢手段，生產過程中的各個關鍵工序所生產的產品牌號或批次信息及生產狀態也就無法有效的進行記錄，而這就使得合理的生產調度及準確的產品信息的統計和追溯具有相當的難度。生產計劃以及管理，就是這樣一個對于生產過程信息進行綜合管理的模塊。它基于車間對

26、生產工單（作業指導書）的管理、以及執行的相關行為處理而進行的。這里包括了工單執行的開始、工單進度跟蹤、將完成的工單的執行結果反饋給MIS系統等等行為。其重點是調度工單的執行進度，而并非大量的工藝流程控制。在卷煙生產中，生產管理的核心是工單進度、工單的狀態，以及通過工單的執行所體現出來的設備性能、物料損耗、生產過程中產生的事件等等。生產計劃的管理是建立于使用Wonderware 軟件系統對整個生產流程建立生產模型的基礎上的。該功能模塊的主要功能如下:分解生產管理部下達的生產作業任務書，生成生產二部生產計劃，并根據需要進行修改；制定制絲線日生產計劃，并可實現根據對生產過程的工單的跟蹤和對生產過程進

27、行實時調度；實現對計劃中的工單的生產狀態、生產的工藝段、牌號、產量信息等過程信息進行實時跟蹤；通過生產過程信息的數據庫記錄，提供靈活的查詢方式查詢、追溯生產線生產情況。計劃工單管理通過與廠級MIS系統的接口，生產管理系統可以獲得上位MIS的生產指令信息，這些信息保存在本地數據庫并可通過監控系統進行維護和查詢。這些生產指令信息一方面直接指導生產線生產，另一方面通過和批次跟蹤信息相結合可以為生產計劃跟蹤和生產統計查詢提供依據。這些生產指令信息包括：車間工作時間安排：包括制絲生產線的工作日歷、輪班計劃、班次時間。車間工作時間一旦接收，就作為系統中的通用標準，數據采集、生產記錄、設備維修、質量檢測都將

28、以此時間安排為依據。該工作時間安排允許生產調度員根據實際生產情況進行調整，同時也可以通過生產交接班記錄進行具體班次時間的校正。計劃工單：從上位MIS系統接收的計劃工單包括生產品牌、產量、生產日期等關鍵信息。系統對上位MIS系統的計劃工單進行定期掃描，如果有新的調整和變更將及時在監控系統中給與操作員相關提示，并對本地數據庫同步更新。系統還可以對計劃工單提供本地維護和查詢篩選功能。生產批次跟蹤生產批次跟蹤，是一個對于生產過程信息進行綜合管理的模塊。它基于車間對生產計劃的管理、以及執行的相關行為處理而進行的。這里包括了批次的生成、批次的開始、批次在各個工序的跟蹤、批次的完成等幾個環節。其重點是調度批

29、次的執行進度，而并非大量的工藝流程控制。通過實現對生產批次的全面跟蹤，可以將批次編號作為索引將產品生產過程中的質量檢測、設備性能、物料損耗以及其他事件等有效的關聯在一起，從而實現制絲生產的產品追溯批次的生成生產批次在原料的投料時自動生成，批次代碼根據上位MIS系統的統一批次編碼格式制定。批次包含如下信息：批次編號品牌代碼產量生產工藝路線生產日期時間加工過程的特殊要求（特定的機器、特定的操作人員、特定的加工工藝等）整個生產過程中批次號將作為產品的唯一標識被監控系統跟蹤。批次的開始在制絲生產中，批次分布在連續生產過程上。為了能夠對批次以及對半成品(WIP)進行跟蹤，同時對配方進行管理，整個制絲線和

30、卷包線的所有生產分線被分為若干個關鍵工序，每個批次加工的開始，必須在一個特定的、系統已經注冊登記過的工藝段上，并且通過事件來觸發的（條形碼的讀取、電子秤的稱量、機器狀態的變化、已經產出產品的數量計量以及手工輸入），這個事件可以是生產線開始或者結束時，系統所讀到的條形碼或者稱量所得到的重量，例如：批次在制絲線的投產最初是從整個制絲線的入口（切片機或電子秤）開始，而絲處理線烘絲工藝段工單的開始是以控制秤DB1的最小流量信號觸發的。這樣，系統將自動判斷和人工確認相結合，從而可以保證批次開始的準確時間和狀態判斷。批次在生產線和工序的跟蹤通過數據采集系統，批次在生產線和工序的整個生產過程都將被密切跟蹤，

31、系統將以批次號為關鍵字實時記錄產品在生產過程中的各項生產信息，包括：過程數據（流量、加香糖料量、加水量等），工藝參數（水分、溫度、香糖料加料比、摻配比等），設備狀態（故障報警記錄、停機時間和次數、設備效率、設備狀態變化等）。另外在批次生產過程中大量人工檢測信息（如質檢科產品抽檢和巡檢記錄）也可以以批次號為關鍵字進行錄入和保存，作為批次跟蹤信息的重要組成部分。下圖示意了制絲線中控室進行批次跟蹤的界面：生產模型建立工具定義了用戶希望在制絲線所完成的生產跟蹤的層次。對于每個生產工藝段，都可以定義為“允許批次交疊”，這也就意味著允許批次在一個加工操作中，一部分一部分地完成并送交下一個工藝段。下圖示意了

32、批次跟蹤子模塊在每個關鍵工序上能夠提供的典型的信息。- 開始時間- 加工時間- 完工時間- 等待時間- 生產周期- 關鍵的比率(成品率/設備作業率等)- 產量- 采用的機器- 物料的消耗- 產出的產品- 廢品的原因- 操作人員- 數據采集- 班次工單的完成批次信息在工單相關的成品、半成品通過最后一個生產環節的加工后（例如：制絲車間的貯絲柜），將全部在數據庫中進行記錄和存儲，這樣，物料消耗、設備性能、生產事件等等諸多信息，將通過反饋（Back-flushing）的形式送交給上位MIS系統。為了完成跟蹤，在每條生產線所完成的批次將被系統登記。批次的完成的記錄通過事件觸發和人工確認相結合的方式進行，

33、從而保證記錄信息的正確性。批次生產過程中，可以對該批次的各項生產信息進行實時查詢，批次生產結束后，就可以對該批次的生產過程信息進行完整的追溯和統計分析。對于生產線來說，上一個生產線的批次結束后，才能在下一個生產線開始生產。生產統計和報表制絲生產過程中的過程信息以生產批次編號為關鍵字，連續、實時且不丟失地保存到工業數據庫中，一方面為車間對生產信息的統計查詢提供了數據依據，另一方面也是車間生成各種生產報表的基礎。全面和完整的生產過程信息保證了系統可以在監控計算機或者車間生產管理客戶端上提供多種統計分析手段和查詢篩選模式。用戶可以按照時間段、生產線、品牌等信息進行查詢，統計分析則主要可以包含如下幾種

34、方式：柱狀圖：不同批次或不同品牌的產量比較；趨勢圖：實際生產情況和計劃之間的比較；表格：詳細比較批次或品牌間的產量信息。工單生產過程追溯SFC系統替工了正向以及反向的生產追溯功能。反向追溯功能可以根據已經完成的工單，追溯生產過程中所采用的原輔料、設備、質量檢驗以及當班的操作人員；正向追溯功能可以馬上獲取某個工單當前的生產進度、所處場所等等信息。系統將記錄原材料以及香糖料的消耗，這些信息可以在批次的層次上或者在原材批次的層次上來完成記錄。系統同時也記錄生產時的工藝參數（例如：設備狀態信息、參數設置、參數實際值等等），在缺省的狀態下，生產過程中的每個工位/工序自動記錄日期、時間以及操作人員，而其他

35、的諸如所采用的工具、機器等信息，可以在生產過程模型化時定義，系統也將自動記錄。生產過程的回溯，包括生產過程本地信息（速度、水分等）或者控制設備、機器設備的參數設置（溫度設定值、水分設定值等），這一類的信息大多是時序數據（即：生產過程數據），這些數據的采集是通過與控制設備相聯接的InSQL實時數據庫來完成的。原輔料管理對于制絲線，原料信息的管理涉及到產品信息追溯、原料供應信息的查詢，領料單的生成、生產成本統計等諸多方面；對于卷接包車間，輔料信息的管理涉及到輔料的領取、發放、統計、盤存等方面的工作。而目前這些方面的工作大多通過手工填寫表格或電話通知的方式進行。原輔料管理模塊的功能就是為了使原輔料的

36、管理工作進一步簡化和高效。SFC系統在車間層支持可用原輔料的查詢、跟蹤以及生產備料。庫存管理是MIS來完成的，而生產原輔料的發放是由車間管理系統反向（Back flushing）向MIS系統傳送的。反向傳送的執行，是基于批次的加工結束或者預定義時間、事件來觸發的。該模塊的主要功能有：根據上位MIS下達的原輔料配料標準建立并管理產品物料清單（BOM）；記錄制絲線原輔料投料信息和卷接包車間輔料發放情況（可以由相關原輔料管理員輸入或通過條碼識別的方式進行記錄），并提供靈活的查詢方式和統計信息；生成制絲線原輔料統計報表和卷接包車間輔料發放統計表、盤存表等報表；制定制絲線和卷接包原輔料領料單；對原輔料的

37、接收進行驗證并記錄。以下為該模塊的主要事件行為：原輔批次追溯系統將對對生產中使用的各種原料煙和卷包輔料依據產地、等級、年份、供應商等信息產生一個唯一的批次代碼，并將批次代碼與生產工單/批次編號之間建立聯系，并且保持兩者的對應關系，從而自始至終地跟蹤原材料的來源與生產歷史，并保證產品信息的完整信息。驗證備料情況系統對于備料信息進行存儲和處理，實際生產開始之前，將通過客戶端要求對制絲原料煙、香糖料和摻兌煙絲，卷包線輔料備料情況進行驗證。并根據實際情況及時對生產計劃做出一定的調整。物料清單BOM數據物料清單BOM是由MIS系統維護并創建的信息，然而，真正被用于生產則是通過SFC系統來完成的。通過對B

38、OM表的維護和查詢，原輔料備料將有一個完整和統一的參考，并能夠根據BOM表中保存的信息自動生成原輔料領料申請，從而保證在每個加工環節能夠準備正確的原輔料。其它物料管理除了上述物料管理事件之外，本系統還可以在車間級提供如下物料管理事件功能：原輔料接受和檢驗生產計劃預留控制原輔料臨時庫存管理臨時庫存各種形式的查詢質量控制根據生產二部目前的情況，質量數據的采集大部分通過人工抽檢的方式進行，雖然能夠提供較為全面的質量信息，但是存在時間滯后性大，無法對生產情況及時反饋并做出相應調整等問題。同時，人工抽檢的質量信息也需要采用一定的方法進行進一步的分析來更好地反映產品質量信息和進行產品質量管理。SFC系統根

39、據ISO 9000標準提供質量分析、管理功能，用于產品或者生產的質量控制。這些質量控制行為包括：登記并收集質量檢驗結果監視并控制關鍵產品特性監視并控制生產條件質量檢驗本系統可以在生產過程中采集并檢驗如下數據：生產過程中測量得到的、并且可以通過SPC控制圖表進行控制的數據判斷數據，根據這個數據可以直接判斷質檢通過或者未通過所有的質量檢驗數據都將在被采集到之后，與生產工單或者機器相關聯，這樣，就可以通過產品的編號來直接獲得質量檢驗結果，同樣的信息也可以用來檢查單元（如：一大箱卷煙）的質量或者生產過程的質量。這些質量檢驗數據的獲得，可以是由時間來觸發（例如：每10分鐘必須人工檢驗一次煙支重量）或者由

40、事件來觸發（例如：每次采集到煙支重量信息就自動提供給系統作為產品質量分析，或者每次有故障產生就觸發）。 SPC本系統通過SPC（統計過程控制）手段來提供了實時的生產質量監控、生產在線調節、質量預測功能，從而保證生產質量以及產品質量的一致性。這種手段允許用戶實時地從已經采集并儲存的過程參數中，以正確的分析方式獲取信息，它同樣可以迅速而高效地將產品一致性信息傳送給品質管理小組，從而讓品質管理人員迅速地做出響應。SPC控制圖表本系統提供用于跟蹤生產過程變化以及產品特性的控制圖表功能，這些圖表對于數據分析是非常重要的。所有圖表的更新，都將在本系統采用的QI Analyst系統數據庫被更新后自動完成。用

41、于變化特性分析、跟蹤的圖表包括：X-bar and rangeX-bar and sigmaindividuals and moving rangemoving average and rangemoving average and sigmatrend (with standard deviation) and rangetrend (with standard deviation) and sigmatrend (with standard error) and rangetrend (with standard error) and sigma用于品質特征跟蹤的控制圖表包括：pnpcu其

42、它圖表包括：run chartrun chart with median linehistogramPareto of nonconformitiesPareto of assignable causesPareto of actionsPareto of rule violationsScatter plot (correlation with t test and p value, slope and intercept)設備管理設備管理模塊用于監視、管理用于生產過程中的設備。通過對與生產設備相關的信息進行采集、處理和統計并生成機分析結果或報表，如設備的有效作業率、故障統計、配件耗用統計、

43、設備維修保養計劃等信息，從而能夠有效地了解生產情況，提高生產效率，降低生產成本，最終提高生產管理水平。設備管理的主要功能如下：停機分析停機原因停機征兆處理方法、解決方案提示故障統計（SPC降勢分析）與操作人員的關聯維修工作計劃查詢運行分析運行時間停機時間生產效率文檔管理制造商信息圖紙操作手冊、操作指南機器統計系統采用與生產過程關聯的方式來記錄機器設備的可用信息，這些信息包括：運行狀態（故障停機、運行等等）計數（生產產品計數、運行時間等）報警所收集到的信息，與生產工單、過程評估、生產或者機器行為相關聯，同樣也可以用于生產單元的質量檢驗以及生產過程統計。機器設備數據采集的方式，可以是基于事件觸發、

44、時間觸發或者計數觸發。設備監控以及報表在本系統中，定義了如下設備狀態：運行中停機故障等待我們也可以更進一步地說明停機或者等待任務的原因，諸如：待件待料設備調試系統通過機器模型的方式來監視設備的利用以及可用性，從而達到跟蹤其工作或者空閑、機器故障征兆與原因、決策與維護任務的目的。機器在同一時刻可以有多種狀態：運行狀態處于離線、空閑或者使用中；維護狀態處于就緒、預估維修中、等待預估維修、修理中、等待修理中。系統同時也可以實時地顯示執行狀態，諸如：生產中、未生產、警告中或是生產任務已經超期。機器的任務排程可以基于時間、運行時間、已加工量或者已完成的生產任務量，這些基本的任務可以是調整、清潔、維護或者

45、調校。在生產管理系統模型化過程中，對于同一個類型的機器設備，可以通過建立機器類型的方式，建立一套故障征兆、故障原因以及預估維修任務。這些狀態信息通過通訊接口從機器內部獲得，其他準確的描述信息可以通過操作人員輸入的方式來獲得。以上所描述的設備狀態信息都是實時的，系統將自動為獲得的信息添加時間郵戳（缺省條件下是日期以及時間，但是可以通過選項的方式，可以獲取外部設備以及操作人員輸入的、其他時間性的參數），從而來明確地說明機器設備的狀態以及行為，同樣也真正地實現工作站利用效率的計算。產品追溯在對生產過程的批次進行完整的跟蹤并獲得相關的產量、質量和設備相關生產信息的前提下，MES系統實現產品追溯的功能。

46、系統根據用戶選定的時間段查詢生產的品牌，根據品牌查詢所有相關批次，以批次號為索引并以批次的開始和結束時間為時間段實現產品在各個方面的追溯功能。產品追溯實現的主要目標是通過產品生產信息全方位的比較來發現不同批次的產品間存在質量差異的潛在的根本原因，幫助企業采取有效措施完善生產工藝，提高產品質量，另外，通過對產品整個生產流程的追溯也能夠在很大程度上幫助企業追查質量事故的真正原因，及時采取正確的措施，減少事故發生的概率。產品追溯的功能結構圖如下：本模塊的功能可以根據用戶的進一步需求進行擴展和完善，最終實現更加完整和全面的貫穿整個產品產供銷流程的追溯查詢。生產追溯以批次為關鍵字并結合系統數據庫中保存的

47、批次跟蹤信息，生產追溯能夠提供不同品牌的產品在制絲和卷包線完整的生產過程信息，通過對生產信息的查詢，能夠完整地了解產品在各個生產流程的細節，生產追溯主要包括如下方面：生產過程信息：批次在那些關鍵工序生產過，如存儲在那些儲柜、由那些機臺卷接和包裝，在各個關鍵工序的工藝參數的平均值等；產量信息：批次在制絲的不同生產線的產量和在儲柜中的儲量信息，批次在不同卷包機臺的產量信息及最終成品入庫產量信息等，通過對不同工藝環節的產量差異的比較，用戶可以發現在卷煙生產過程中出現的非正常消耗，進而發現并改進生產流程中潛在的隱患和問題；時間信息：批次在制絲和卷包的生產開始、結束時間，在不同儲柜的進柜時間、出柜時間和

48、儲存時間等；下圖為生產追溯的批次查詢界面： 原輔料追溯原輔料信息是產品追溯的重要環節，通過對原輔料信息的查詢可以詳細了解在產品生產過程中使用的詳細原料配方、加入的香糖料數量、使用的輔料的數量和供應商等用戶一直非常關心的直接影響產品質量的信息。通過不同批次之間的查詢，用戶可以發現批次質量差別背后隱藏的更深層次的原因，并做出合理有效的調整。原輔料追溯包括如下內容：原料追溯：原料追溯分為原料煙包、香糖料和摻配煙絲追溯三個部分。可以追溯的信息不僅是原料的數量信息，還包括配方信息、投料時間、負責人、實際摻配比例等信息。通過系統的用戶管理，能夠保證只有具有相關安全權限的用戶才能查詢全部配方信息，從而實現原

49、料追溯的安全管理；輔料追溯：卷接包生產中的所有輔料領料、發放、消耗、盤存和退料信息都能夠在本模塊中進行詳細的查詢，除此以外，用戶還可以查詢相關輔料的規格、產地、供應商、型號、相關負責人等信息，這些信息能夠為質量事故原因的追查提供有力的依據。由于生產部日常的生產管理僅僅覆蓋了原輔料管理流程的一小部分，而原輔料的追溯信息更多的需要從廠級的物資管理、原料倉庫、配料中心等部門獲得，所以原輔料追溯的實現需要在廠級MIS系統全面投入使用后才能真正發揮全部功能。 質量追溯質量追溯的信息包括如下三個方面：在線質量信息：在批次生產過程中，大量的在線質量信息都被記錄在工業實時數據庫中，本模塊能夠以數理統計表格的方

50、式查詢這些在線質量數據的平均值、最大值、最小值和標準偏差。同時，用戶還能查詢在批次生產過程中的各種質量數據的歷史趨勢，通過對這些曲線的對比分析，可以發現各種生產過程數據間存在的潛在關系。質檢科質檢信息：通過批次的概念能夠對質檢科質檢信息進行重新分類，用戶能夠按照批次將質檢科質檢信息和生產線在線質量信息進行比較，檢驗現場質量檢測設備的準確性。三級站質檢信息：用戶可以通過批次查詢三級站對不同批次采樣的檢測結果，并作為最終評定該批次產品質量的依據。 設備追溯現階段設備追溯功能能夠對設備的故障信息和維修記錄進行歷史查詢，通過和設備管理模塊更加詳細的設備管理信息查詢相結合，用戶可以就設備故障或維修對產品

51、質量的影響進行更加深入的研究和分析，從而總結出更加科學和有效的設備備件管理和設備維修流程及計劃安排。用戶管理人力資源管理模塊提供了對和生產相關的人員的統一管理模式，通過用戶的登錄，可以根據數據庫中人力資源的信息決定用戶的用戶級別和操作權限，并對操作人員的操作進行實時跟蹤和靈活的查詢。也就是說，可以提供何人、使用何種機器、在生產什么之類的管理以及查詢。操作認證本系統提供了一個用于管理操作人員的資格認證，以及認證有效期限的工具。對于每個設備管理功能，都可以指定為必須通過技能資格認證方可操作。這樣，當一個操作人員試圖完成這個操作的時候，系統將強制檢查這個操作人員的認證是否滿足要求。下圖為操作認證管理

52、界面：用戶角色管理和設備管理系統相關的所有操作人員信息都將記錄并保存在系統中，每個用戶可以和一個或多個操作認證關聯。當用戶登錄時，系統將根據該用戶具備的操作認證決定用戶對系統的操作和使用權限。系統同樣可以追蹤操作人員所完成的任務。操作人員每次登錄、注銷的操作，都被系統記錄下來。下圖為用戶配置界面：系統配置SFC車間信息管理系統需要完成的各個功能模塊決定了系統的整個配置。整個SFC系統由MES系統服務器、連接服務器的部門工作站、系統配套設備、連接服務器和客戶端的以太網絡以及相關的系統軟件構成。下面對系統配置的各個部分分別加以介紹。服務器SFC系統中的服務器分為兩個：中央數據庫服務器和WEB服務器

53、。中央數據庫服務器主要存儲MES系統從控制系統中采集的大量過程數據和系統中進行生成管理的相關數據信息，同時該服務器還需要存儲和處理需要和廠級MIS系統進行提交和接收的數據信息。WEB服務器用于將MES系統中的從控制系統采集的主要生產過程信息和與生產管理相關的數據信息發布到車間WEB門戶網站上，實現車間生產管理信息的遠程瀏覽，并可實現相應的交互操作。數據庫服務器MES作為生產車間的生產管理信息系統，存儲了車間和生產相關的大量信息(既包括生產過程實時數據，也包括生產統計分析信息和生產管理信息)，也存儲了MIS系統中需要的和生產相關的大量基礎信息。而所有這些信息都保存在MES系統的中央數據庫服務器中

54、。作為整個MES系統的數據核心，數據庫服務器將完成如下主要功能：通過制絲線和卷包線數據采集系統存儲底層生產控制系統采集的生產過程數據、質量檢測信息、設備狀態信息和相關生產管理信息并實時存儲到Wonderware工業數據庫InSQL中；安裝Wonderware MES服務器軟件和端數據庫，存儲、處理和查詢生產計劃管理、生產批次跟蹤與生產過程數據統計相關的數據信息；安裝Wonderware 產品/質量服務器端軟件和數據庫，存儲、處理和查詢跟產品質量相關的記錄、統計、分析數據；存儲、處理和查詢跟生產二部相關的原輔料管理、用戶管理以及其他在SFC系統中需要的數據庫和數據表單；提交與廠級MIS系統接口的

55、生產過程統計和初步分析信息，同時接收并存儲MIS系統下達的生產調度指令和管理決策信息，如生產作業任務書、生產工藝標準、原輔料庫存信息和產品配方標準等。WEB服務器WEB服務器安裝Wonderware 實時WEB服務器端軟件，將生產二部MES系統中的相關信息集成到一個WEB門戶站點，通過用戶授權的方式允許用戶通過廠級局域網或Internet實現對生產二部生產過程監控和生產管理信息的瀏覽、查詢并進行一定的交互操作。該服務器的主要功能如下：將制絲線和卷包線數據采集系統的監控界面發布到門戶網站，實現生產二部生產線的遠程監控；將Wonderware工業實時數據庫InSQL中的生產過程數據以報表和趨勢圖的

56、方式發布到門戶網站；將MES系統中和質量管理模塊相關的質量分析數據和圖表發布到門戶網站，供用戶遠程瀏覽和查詢；將MES系統中和設備管理模塊相關的停機統計分析數據和相關信息發布到門戶網站，供用戶遠程瀏覽和查詢；將MES系統中和五個主要模塊（生產計劃管理和批次跟蹤、原輔料管理、質量管理、設備管理、人力資源管理）相關的主要報表發布到門戶網站，供用戶遠程瀏覽和查詢。按照統一的用戶權限管理模式管理訪問門戶網站的用戶部門客戶端為了實現SFC系統中各個模塊的功能，需要在生產二部和生產相關的職能部門設置MES客戶端，以實現整個系統和各個部門用戶的交互操作，使MES系統真正和生產二部各個部門的日常生產管理工作結

57、合起來。下面為每個部門工作站的功能介紹部辦公室管理機主要實現部門辦公室以總覽的方式查詢和瀏覽生產二部各個車間的生產情況，包括生產過程監控信息、生產統計信息、質量分析信息、設備管理信息等。工段管理工作站可以實現如下主要功能：實現各工段對所轄生產線生產信息的快速瀏覽，包括生產過程監控信息、生產統計信息（生產效率統計、有效作業率統計）、質量分析信息、設備管理信息等。實現車間調度瀏覽和查詢由生產管理室制定的生產工單，并根據生產實際情況做出相應調整。綜合管理室工作站實現如下主要功能：接收MIS系統下達的生產作業任務書并進行轉換和存儲；按照車間實際生產能力和生產情況制定車間生產工單；生成制絲車間原料煙和摻

58、配煙絲領料計劃；進行生產過程數據的統計分析和相關報表的生成。工藝質量室工作站主要實現如下功能：從MIS系統接收生產工藝標準并進行存儲和查詢；生成制絲線和卷包線工藝檢測具體標準分為質檢工藝標準和控制系統工藝參數設定；根據制絲線和卷包線數據采集系統采集的生產線工藝參數及從制絲和卷包線數據采集工作站上采集的質檢數據進行質量統計分析和計算，并生成相關圖表進行查詢和瀏覽；實現相關質量統計報表和圖表的打印。設備技術室工作站主要實現如下功能：生成、維護和查詢制絲線和卷包線設備的維修和保養計劃；查詢設備生產狀態并進行相關停機統計分析；管理和維護設備信息；對于設備的維修和保養計劃進行定期的提示；對于現場的設備故

59、障維修申請進行實時的顯示和報警。 電工/技術室工作站主要實現如下功能：實時監控設備運行狀態，及時排除設備故障；對于設備故障信息進行維護（包括設備故障代碼、征兆、原因、和相關說明）；顯示和提示設備維修、保養和潤滑計劃相關信息；查詢和檢索跟維護設備信息、操作指南和相關圖紙等。系統配套設備系統配置中還有一些設備需要作為整個系統中的有機組成部分，主要包括：生產二部指揮查詢終端、網絡交換機、投影儀。下面分別進行功能介紹：部指揮查詢終端部指揮查詢終端配置為便攜式計算機，主要實現如下功能：在生產二部的任何局域網接入點實現對MES系統的信息查詢；實現MES系統的遠程指揮和調度；進行MES系統的功能演示網絡交換

60、機考慮到車間現有的網絡情況和廠級網絡的交換機的選型和配置，本方案中選用CISCO 3550 24口網絡交換機。投影儀系統中配置的投影儀主要用來實現如下功能：設置于MES系統指揮調度中心進行MES系統相關信息的集中顯示和瀏覽；進行MES系統功能的演示；進行生產二部其他和生產管理活動相關活動會議的演示。軟件系統組成軟件系統采用基于Microsoft平臺的、美國Wonderware公司的FactorySuite套裝工業軟件構成，為了完成不同的功能，采用不同的軟件模塊組合形成最終的系統平臺。由于存在軟件平臺客戶化的工作，故在本系統中，接口部分存在通過COM方式開發的接口模塊。下面將分系統和模塊對于整個