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江苏中烟工业公司,在2009年底,已建立了ERP(企业资源计划系统)和在此层面下的MES(生产制造执行系统),但在MES中没有包括卷烟生产质量控制部分,所认,就如何结合江苏中烟淮阴卷烟厂的卷烟生产实际,开展基于MES的卷烟生产质量控制,还需进行深入的研究。本论文主要研究和解决以下几个问题:
一、MES在江苏中烟淮阴卷烟厂的使用现状和相关资源情况分析。
江苏中烟工业公司淮阴卷烟厂,整条生产线在硬件上主机都采用了引进设备,软件控制方式上,采用了德国西门子公司工业以太网、现场总线控制等技术,MES系统已初步使用,实现了与ERP系统的对接,可以实现生产计划、生产物料、材料规格、原辅材料进厂检验、设备运行、能源消耗、生产作业、人力资源等信息数据的传输。同时,在其卷烟加工流程中,配备了大量较为先进的检测和控制设备,使数据采集、传输的实现得到了保证。
二、江苏中烟淮阴卷烟厂现行的卷烟生产工艺加工技术和质量控制模式研究和分析。
卷烟加工工艺是指将烟叶原料加工制造成合格的卷烟产品所必须经过的全部工艺过程。卷烟加工工艺的重点环节在制丝加工部分,其工序多达40多个,烟叶或烟丝要经过多道高温或高湿工序,进行增水或脱水,不仅改变了烟叶的物理形态,还改变了烟叶内在化学成分,对卷烟产品内在质量即感官质量起到关键作用。卷包生产线,流程较为简单,其任务是对烟丝及各种辅材进行配套组装,其卷接、包设备大都为国外引进,自动化程度较高,对其形成的产品外观质量有着较高保证。
从影响卷烟品质变化程度角度来看,制丝生产线主要决定卷烟产品内在品质,卷包生产线主要决定其外观质量。在卷烟产品质量控制方式上,主要有以下几个方面,一是以工序质量评价为主导的工艺质量标准的确定,即把感官质量评价引入卷烟加工过程,最大程度提高卷烟产品感官质量。二是以现场监控为主的生产过程实时控制。但由于系统不完善,还存在现场工艺质量指标的执行、监控力度不够等情况,这些都有待于在实现基于MES的卷烟生产质量控制研究中加以解决。三是以综合检测为判定依据的合格转序判定。
三、在现行状况分析的基础上,提出合乎江苏中烟淮阴卷烟厂实际的需求,并对需求进行分析和规划设定。
通过对卷烟生产的加工工艺和其质量控制方式的研究和分析,要实现基于MES的卷烟生产质量控制,需要在现有MES基础上,增加相应的质量管理模块,与MES溶为一体,并能满足ISO9000质量管理标准的要求,使产品质量能达到有效控制。增加的质量模块需要实现六个方面的功能,一是工艺质量标准管理功能。工艺质量标准的管理是保证产品质量、实现生产过程监视和测量的基本条件,也是实现质量控制模块在MES系统中成功运用的基础。二是标准的下达和执行功能。在MES中要实现生产任务同工艺质量标准同时下达到各相关的工序,使标准能自动、实时下达并有效执行,确保各相应工序能得到标准的有效版本,保证不出现标准的非预期使用。三是数据的采集和反馈功能。工艺质量标准执行的信息采集和反馈非常重要,这些信息不仅要传输到主数据库,更重要的是要经过处理传输到相关管理层,同时,还要考虑在系统中实现所采数据的对应关系、无用数据的去除等问题。四是实时监控功能。通过趋势图和各种分析表的形式,对生产线上各工序相关参数和质量指标进行实时监控,出现异常情况能及时报警,相关控制人员通过相应的渠道进行调节和现场干预,使其恢复到标准控制的要求。五是实现统计过程控制(SPC)功能。具体的说,就是在MES中,实现SPC的一些统计工具的运用,判断过程是否失控或是否有能力,并采取措施消除其影响,最终达到控制产品质量的目的。六是合格转序判定功能。通过合格转序判定功能,确保不合格品处于控制状态,防止误用或非预期使用。
四、通过对需求的实现并进行相关验证,以确认基于MES的卷烟生产质量控制在江苏中烟淮阴卷烟厂得以实现。
通过对六个功能模块的布置和实施,在标准管理功能模块中建立了工艺质量标准数据库,实现了工艺质量标准的管理。在标准的下达和执行功能模块中,实现了与生产信息同时下达工艺质量标准,并直接在相应的加工工序得以执行。在数据的采集和反馈功能模块中,通过对数据的标识、过滤等处理,实现了各工序加工参数的实时采集、传输和反馈。在实时监控功能模块中,由现场管理人员和操作人员通过相应的图表和异常自动侦测与报警等功能的实现,来对生产现场实施监控。在统计过程控制(SPC)功能模块中,实现了工序质量保证能力分析、质量特性值分布状况分析、控制图的运用等功能,为持续改进提供了数据支撑。在合格转序判定功能模块中,实现了当出现不合格品时,系统及时报警,授权的管理者没有进行处置和干预,不合格品就不会被非预期的使用。
通过在MES中部署和实现相应的功能模块,通过实际运行,从验证结果看,各相应工序从工艺质量标准的下达、执行、数据的采集和反馈、分析、判定,相应的统计分析工具等功能都能得到有效运用,卷烟生产质量控制水平得到了提高,各工序的产品质量得到有效控制,实现了基于MES的卷烟生产质量控制。