制造执行系统(MES)是位于企业计划管理层与工业控制层之间的执行层。它将ERP系统的计划管理信息进行分解,将操作指令传递给控制底层。同时MES采集生产现场的数据,经过分析、计算与处理,触发新的事件,从而方便可靠地将控制系统与信息系统联系起来。MES强调了计划的执行,因此系统的首要目标是生成可执行的生产调度指令。本文结合青岛卷烟厂的生产实际,在大量需求分析的基础上,基于S95国际标准中定义的MES架构思想,设计了生产动态调度子系统。该系统可以接收ERP下达的生产计划,分解成车间可以直接执行的操作,并下达给生产控制系统进行生产,从而有效地解决了生产调度应用性难题,提高了生产管理水平,提高了生产效益。论文首先分析了离散型、连续型和混合流程型生产过程的特点,进一步分析了卷烟企业作为混合型流程企业的生产特点,并采用数据流图对动态调度子系统进行需求分析,得出了动态调度子系统的业务功能与辅助业务功能。从MES在企业信息化中的定位入手,提出了基于西门子SIMATIC IT平台的动态调度子系统的软件结构。采用了自顶向下图形化方法设计了卷包调度模块、烟丝调度模块、嘴棒调度模块、梗丝调度模块和调度辅助功能模块,并采用三层架构思想设计了系统的逻辑功能模块,将数据层、业务处理层和用户表示层逻辑上分离,从而减少了系统内部的耦合性,使得系统具有更好的可扩展性和可维护性。论文研究了基于滚动窗口机制的动态调度的策略和基于此策略的卷包动态调度算法,并设计了算法流程。在卷包调度关键算法中,还研究了设备能力平衡算法,并设计了无穷逼近二分法实现多台卷包设备齐停的算法。此外,也研究了制丝批次计划制定算法和制丝调度算法。通过本项目的研究,为卷烟企业动态调度提供了现实有效的解决方案。在生产调度过程中,能及时发现生产环节中出现的问题,如物料短缺、设备故障等,从而快速作出响应,及时解决问题。目前该软件已投入使用,较好地达到了实际生产调度的需求。