浅析复烤企业实施MES的必要性
【摘 要】我国烟草行业已经进入数字化阶段。复烤企业要适应行业发展的趋势，应对市场竞争的变化，切实提升企业核心竞争力，关键在于做好信息化建设。MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）处于上承ERP系统（Enterprise Resource Planning，资源计划管理系统），下接PCS（Process Control System，过程控制系统）的执行层面，是复烤企业信息化建设不可或缺的一环，能够帮助企业从根本上优化工艺流程，改善产品质量，实现精益生产，降低能源损耗，减少库存，降低成本，提升管理水平，增进客户关系等。但纵观国内复烤企业信息化建设的状况，MES并未收到应有的重视。本文基于复烤企业的信息化现状，围绕MES的特性，论述MES在复烤企业应实施的必要性。
【关键词】复烤企业 MES 必要性 信息化
【Abstract】Tobacco Industry of China has reached digitization stage. The key to adapting to industry trends and the changes of market competition ， to improving the core competitiveness of enterprises， is setting up information system. As the stage between ERP System and PCS， MES helps companies to optimize the process， to improve product quality， to achieve lean production ， to reduce energy consumption， to inventory and costs and to enhance enterprise management level and customer relationships. Even though， Redrying Enterprises in China has not pay more attention to MES. This thesis considers the situation of Redrying Enterprises’ information technology and the advantages of MES， discourses the importance of applicating MES for Redrying Enterprises.
【Key Words】MES， Redrying Enterprises， importances
在2014年“全国烟草行业信息化工作会议”上，国家局对信息化建设提出“整合兼容、互联互通、先进实用、改造升级”的明确要求，强调“烟草行业信息化要走一条具有中国烟草特色的建设管理应用道路，全面推进一体化数字烟草发展战略，推动信息化与烟草产业深度融合”。信息化系统建设无疑已成为企业提高生产效率、快速掌握市场信息的重要手段，能够为烟草企业带来巨大的经济效益和社会效益。近年来，在信息化大潮流的推动下，复烤企业对信息化建设均投入了一定的人力、财力、物力，很多复烤企业建立了局域网，开发了一些信息系统。但是目前为止，全国的复烤企业信息化建设水平良莠不齐，多数复烤企业信息化建设存在不足，信息化水平亟待提升。
在信息化建设中，生产执行系统（Manufacturing Execution System，MES）是复烤企业实现精益生产，以信息化促进现代化的重要内容。本文以复烤企业的生产现状为基点，着眼MES在生产管理方面的独特优势，对MES在复烤企业应用的必要性进行了分析。
1 MES概述
1.1 MES的定义
MESA（国际制造执行系统协会）对MES下的定义是：“制造执行系统传递信息使得从下单到完成成品间的生产过程能够最佳化。生产活动在进行时，MES使用及时、正确的数据，提供适当的导引、响应及报告。针对条件改变立即快速反应的目的，在于减少无附加价值的活动，达到更有效的生产作业及流程”。MES为操作人员和管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态，主要用来解决整体优化中生产计划与生产过程的脱节问题——这一问题长期以来不仅直接影响企业的生产效率，而且成为制约现代企业内部信息集成和企业之间供应链优化的瓶颈。
MES是一套对生产现场综合管理的集成系统。MES用集成的思想替代原来的设备管理、质量管理、生产排程、DNC（分布式数控）、数据采集软件等车间需要使用的孤立软件系统。MES在信息化系统中具有承上启下的作用，是一个信息枢纽，强调信息的实时性，保证信息获取的快速、准确、可靠。
1.2 MES的独特优势
近年来，随着JIT（Just In Time，准时制生产方式）、BTO（Build in Time 面向订单的生产）等新型生产模式的提出，以及客户、市场对产品质量提出更高要求，使MES日益受到制造业企业的青睐。同时在网络经济泡沫的破碎后，企业开始认识到要从最基础的生产管理上提升竞争力，即只有将数据信息从产品级（基础自动化级）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集成，才能使企业在日益激烈的竞争中立于不败之地。目前，MES在国内外被迅速而广泛地应用。
MESA定义了MES应具备的11个功能模块：（1）资源分配和状态管理；（2）操作/详细排产；（3）分配生产单元；（4）文件控制；（5）数据收集；（6）劳动力管理；（7）质量管理；（8）过程管理；（9）维护管理；（10）产品跟踪和产品清单管理；（11）性能分析和数据采集。不同行业、不同生产模式的企业，应用的是MES中的某些模块或者在MES的基础上进行拓展应用。
MES在制造业企业中发挥着无法取代的独特作用。MES实现了生产状态的可视化，它对制造流程的人员、操作、制品、设备、物料及计划指令等过程实现可视化；MES实现了生产过程的可追溯性，它记录支持产品或者原料批次与制造过程的双向溯源与追踪；MES改善生产的可持续性，通过制造流程持续优化，帮助企业实现质量能力、效率、运营操作以及成本控制能力的全面提升；MES保障了企业的精益化生产，它将生产物料、工艺管理、产能信息进行信息化管理，制定的生产计划客观、合理、精准，适应了生产过程的实际需要；MES实现由人工管理向信息智能化管理的转化，它在对生产过程中需要的人、机、物以及合理的时间计划等资源进行合理利用，摒弃传统的人工经验式的管理，取而代之的则是，科学、合理、高效的信息化自动管理；MES能有效控制生产成本，它通过数据自动采集技术和工业条码技术实现了生产过程可视化生产，生产质量实现可追溯，产品质量可控制，提高生产质量和生产效率，减少损耗，降低生产成本；MES让企业考核实现数据化，它自动记录下生产过程中产生的各种数据，生成报表，为生产企业各种考核提供依据，而企业可以依据报表数据按照考核制度，进行考核；MES能有效防止信息失真，它采用了工业条码技术，成为计算机代码的载体，使得生产过程全程可控；生产过程中的所有信息都能够实时掌握，促进生产计划的调整，防止信息人为传递时造成信息失真、冗余和虚假；MES让生产全过程实现信息自动化，掌握生产过程中每个加工中心的信息数据，并对其进行信息化管理。
复烤企业在以信息化建设促进企业发展的路上，需要借助MES从生产管理的层面出发，全方位保障生产质量与生产效率，搭建生产与管理、决策之间信息流动的桥梁，促进企业信息网络的一体化建设。
2复烤企业MES应用概况
对烟草行业来说，MES并不陌生，自2000年至今， MES已应用于国内大部分的卷烟企业并创造了良好效益。但是在卷烟企业的兄弟企业——复烤企业中，MES的应用几乎是一片空白，目前国内只有一家复烤企业——龙岩金叶复烤有限公司正在实施MES系统建设。随着复烤企业走向精益生产，对生产设备和管理方法的要求也越来越高，MES的正是适应这一发展趋势的系统。复烤企业MES应用的匮乏是一大遗憾，深究其原因，其一是MES自身不够完善，其二是复烤企业认识上存在误区。
MES在中国起步晚，发展慢，针对烟草行业的MES建设更是尚未成熟，MES与烟草行业仍处于相互磨合、相互适应的探索阶段。国内烟草行业MES市场普遍存在门类众多、集约度低、通用性和可配置性较差、自动化程度低、智能化程度不高、投资大、配套的软、硬件设施的不完善等问题，使仍在观望的复烤企业对MES望而却步。此外，复烤MES市场仍处于开发阶段，开发针对复烤企业特性的新MES，需要投入大量的人力、物力和财力，在市场需求小的现状之下，极少公司愿意冒着风险投资，这使复烤MES市场雪上加霜。
从复烤行业的角度看，许多复烤企业对信息化的认识缺乏前瞻性，也缺少对MES的深入认识。复烤企业虽然十分重视信息化建设，但仅满足于单一业务需要的系统应用，忽略了整个系统建设的统一性、贯通性，导致生产计划与实际操作的脱节现象较为严重，各部门间信息流通不畅，影响了生产及管理的效率。目前MES在烟草行业的应用主要集中在卷烟企业，而复烤企业MES应用经验不足，投资风险较大，导致MES在复烤企业的应用举步维艰。所幸的是国内已有一家复烤企业尝试进行MES建设，打破了复烤MES应用的僵硬局面，这是一个极好的开端，这个项目的成功实施，也为其它复烤企业带来信心。
复烤企业信息化建设中，面向复烤企业生产过程优化的MES将是重要的一环。虽然目前国内复烤MES市场推广困难重重，但金子总是会发光的，在市场的大浪淘沙之下，复烤MES总有一天会大家展现它的灿灿金光。
3复烤企业实施MES的必要性
复烤行业MES的推广并非一蹴而就的，而是一个循序渐进的过程。复烤企业的MES应用意识正在觉醒，越来越多的复烤企业会看到MES应用的必要性。MES可针对复烤企业生产流程进行设计，切实解决生产过程存在的问题，促进复烤企业信息化建设的完善，这注定了它将成为复烤企业信息化系统中不可或缺的一个环节。
3.1复烤企业的生产业务流程
复烤企业的生产经营方式最大特征是以代加工为主，加工成品直接发往各卷烟企业。打叶复烤是复烤企业的唯一业务，保证烟叶的质量是复烤企业首要任务。复烤企业生产的大致业务流程如下：
（1）工业客户订单下达。
（2）工艺员进行基础数据和工艺规范的录入和编写，并将工艺规范传达至生产调度室。
（3）生产调度员依据工艺规范进行计划调度，并制定生产工单作为作业调度的依据。
（4）车间工作人员根据生产工单和质检工单进行生产，并进行信息收集和反馈，内容包括以下几点：
1）进行工艺数据采集，反馈至质量管理部门，质量管理部门依此对生产过程中的烟叶质量进行监控。
2）进行设备数据采集，反馈至设备管理部门，设备管理部门依此进行设备的管理。
3）进行物料数据采集，反馈至生产管理部门，生产管理部门依此进行生产监视、批次管理（包括工艺质量参数、产量、设备、物料、人员等的管理）并进行生产统计。
（5）生产批次完成后，由生产管理部门向客户提交产品。
从上面的生产业务流程中，可以看到对整个生产的控制实际上是由上层管理部门通过信息收集、分析、传递来完成的，在这个过程中，各部门看似相互关联，实则相对独立、零散，缺乏一个掌控全局的系统。在这种情况下，上层管理部门很难及时地、精确地、直观地掌握现场状况，这不仅增加了其工作难度，更降低了生产效率和生产质量。
3.2复烤企业生产过程中存在的问题
为适应市场的发展，近年来烟草行业正逐步完善信息化建设，在“2014年全国烟草行业信息化工作会议”上，国家烟草专卖局强调了“全面推进一体化数字烟草发展战略”，复烤企业亦纷纷积极响应。复烤企业的信息化建设最终是保障生产的顺利进行，而复烤企业生产过程中仍有一些问题亟待解决。
质量数据采集自动化程度低，烟叶质量控制力度较薄弱。复烤企业由于缺乏先进的数据采集手段，对生产过程中的质量数据没有及时地进行采集并保存，各级质量标准中的大量质量控制参数往往根据经验制定，缺乏科学的定量分析。因此需要运用现代化的工具，采集生产过程的质量数据，进行科学的定量分析，使质量控制参数的制定科学严谨、更趋精确。
设备管理停留在经验阶段，生产效益没有充分发挥出来。复烤企业设备投资比重大，工艺流程固定，生产线上的设备可靠性特别重要，一旦发生故障，损失巨大。目前复烤企业对设备的维修主要是应急维修，主要依靠个人的经验和技能，缺乏标准化和专业支持，先进的预防性维修难以实行，设备维修效益难以充分发挥。
数据共享性较差，“信息孤岛”现象严重。“信息孤岛”已成为复烤企业信息化建设中最严重的问题， 是信息化提升企业效率的重要瓶颈。手工管理的分散性以及用微机网络模拟手工作业，使企业的各种数据分散在各专业职能部门，形成“信息孤岛”，影响了管理工作的整体性和一致性，造成了许多不必要的沟通障碍。
现场实施监控缺失，企业监管力度弱。复烤企业生产车间缺乏对现场的实时监控，无法及时、全面收集生产数据并统计分析，管理层因而无法及时掌握生产现场的状况并对迅速做出响应，尤其是在紧急状况下或发生重大问题时，极大地延缓了处理问题的效率。
数据管理不善，企业决策数据支撑不足。复烤企业经营管理过程中，常常面临各种艰难的决策，要求企业管理者不仅要快速决策，还要确保决策的正确性和时效性。目前，复烤企业多个系统散乱的现象，内部数据的统计分析时间长，使得企业的决策者不能在决策时获得充分的可靠的必要的依据，这影响了决策的制定。
要解决生产过程中面临的种种问题，复烤企业需要引进一个面向其生产管理的系统——MES。复烤行业在技改以后，从生产环境和技术装配上迅速提升，而良好的生产环境和先进的装配对于生产管理水平的提升，需要通过先进的管理手段和支撑平台将优势发挥出来，MES正满足了这一需求。
3.3复烤企业实施MES必要性
全面梳理复烤企业的生产流程，深入分析复烤企业生产过程中存在的问题，结合MES在生产管理中的独特优势，深刻认识到针对复烤企业特性而设计的MES有其实施的必要性，主要体现在以下几个方面：
提高生产水平，保证生产质量的需要。生产水平的提高是复烤企业不懈的追求。MES作为一种全面的生产管理模式，综合考虑到计划和进度安排、跟踪、监控、物料配置、质量管理、设备监控和集成制造系统，其最终是要实现生产的自动化，稳定生产过程，提升生产质量，控制生产水平，这体现在生产运作的各个环节中：
（1）MES的质量管理功能，可为生产质量提供有力保障。通过提高烟叶加工过程和成品参数的稳定性，烟叶除杂控制水平纯净度和均质化加工控制水平，MES从根本上保障产品的加工质量，满足工业客户对加工质量均质化的要求。
（2）MES的生产数据分析功能，有助于提升工艺研究水平。通过开展工艺研究，以建立原料精加工基地建设为目标，可以优化企业工艺技术，对烟叶在打叶复烤各工序环节的质量控制点进行深度研究，充分发挥技改后设备的性能，提升叶组配方以及制品的化学成分控制水平，及时、准确、全面的获取生产加工的数据，为工艺研发提供数据支持。
（3）MES对生产过程的跟踪能力，提升了数据服务水平。通过建立批次跟踪信息管理系统，可将烟叶加工过程中的设备运行参数、在制品指标（水分、温度、化学成分）、成品质量检验参数等进行管理。对这些数据进行分析统计后，提供给客户，为其烟叶仓储醇化控制、配方原料选择提供完善的数据支撑。
提升设备管理水平的需要。MES的设备管理，是一个有计划的全面的体系，实现设备从应急维修到预防为主的转变。它预设设备的使用周期，预防设备超负荷运行；定期进行设备维护，保证设备的性能；支持随时查看设备的整体属性和作业历史，制定检查计划，确保管理人员对设备的全方位掌握；随时监控设备异常，及时对异常进行处理，自行统计设备的异常记录，保证故障响应速度。
突破信息化建设瓶颈，消除“信息孤岛”的需要。MES本身是一个分布式系统，它涉及了复烤企业的车间、仓库、设备、物料、人员等整个生产过程的方方面面，因此可以将生产过程中的信息的全面集成，实现了企业横向过程的信息集成。与此同时，MES通过与ERP和PCS的集成，实现企业各个层次之间纵向过程的集成。通过信息系统的横、纵向集成，MES汇总了生产过程中的种种数据并进行共享，极大地减少了各部门信息交流的时间，也降低了人工操作的错误率。
提升企业监管水平的需要。由于MES具有信息透明化的特性，管理人员可通过实时的数据采集，监控合同、计划的执行情况，查询、统计加工、成品数据，分析复烤企业的生产经营情况。统计复烤厂工业原料到货情况数据，成品调运数据，分析工业企业在复烤厂原烟仓储、打叶复烤、成品仓储的库存变动情况，使之能够适应客户个性化的需求，满足客户加工质量、质量追溯、工艺前移、物流存储等全方位的需求。
提升复烤企业决策水平的需要。MES不仅实现对生产过程进行在线监控、实时数据采集，并且及时进行分析和反馈。MES可将现场实时数据分析处理，以图形、表格等多种形式展现出来，为复烤企业决策者提供直观的的信息资料，保证了决策材料来源的精确性、实时性，为复烤企业决策的科学性、时效性提供了有力的保障。
复烤企业信息一体化建设的需要。一方面，MES补充了复烤企业信息化体系缺失的一环，为复烤企业的上层管理系统ERP和下层控制系统PCS两大系统搭建桥梁，使复烤企业的生产计划能有效地上行下达。另一方面，通过与各系统的无缝集成实现了信息的全面收集、共享与实时反馈，MES保证了企业信息网络畅通，使复烤企业信息系统的各个环节紧密连接成一个整体，在复烤企业信息一体化建设的进程上贡献自己的力量。
企业生产管理方面的各种诉求要求复烤企业信息化建设的不断自我完善，而MES凭借其功能模块对生产活动的各个环节的优化，促进生产与管理、决策层的无缝衔接，完善了复烤企业的生产、管理和决策，对复烤企业具有极其重要的意义。
4结语
在信息化建设足以左右企业存亡的今天，只有不停改进、不断完善企业信息化现状，才能保证企业永葆生命力，实现企业的可持续发展。MES是复烤企业信息化建设缺失的一环，是复烤企业自身生产的需求、管理的需求、决策的需求，也是推进“一体化数字烟草”的要求。通过实施MES来优化和改造现有的生产工艺流程，提高企业生产所涉及的各个环节的工作效率，实现企业内部的流程优化与再造，以达到最大限度地降低企业的能耗和资源投入，打造高品质的产品质量和性能，实现企业的生产水平的再一次飞跃，增强企业的核心竞争力。实施MES是复烤企业完善信息化建设的必要性举措。
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