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金桂纸机MES搭建企业信息系统桥梁

2017/1/10        作者:e-works整理      
关键字:MES案例  e-works年度盘点  两化融合  金桂纸机  
本文为“2016年度中国两化融合应用领先暨最佳实践奖”参评案例。本次活动评选出2016年度,中国两化融合领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进两化融合过程的步骤、重点与难点、获得效益等,分享信息化建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。

一、企业简介

    广西金桂浆纸业有限公司为金光纸业(中国)投资有限公司和广西钦州市华晖林业有限公司共同出资在广西钦州市钦南区大榄坪地区成立的中外合资企业,于2003年9月27日经钦州市工商行政管理局批准成立,取得企合钦总字第450700400000060号企业法人营业执照。经营范围:生产销售木纸浆、各种纸制品及相应的化工产品(不含危险化学品)、林业生产经营。

    广西金桂浆纸业有限公司公司建设规模为年产高档纸板100万吨,主要建设内容是新建年产100万吨食品级白卡纸生产线一条,配套建设年产30万吨漂白化学热磨机械木浆生产线一条,原料林基地105万亩以及相应的配套工程等。广西金桂浆纸业有限公司现有职工1800人;2011年浆线开始试生产,2013年初,纸机投产,为金桂新增产值超过45亿人民币以上。

图1 广西金桂浆纸业有限公司
图1 广西金桂浆纸业有限公司

二、企业信息化应用总体现状

    金光集团历来重视信息化建设,在总部专门设有信息化部负责整个集团的信息化建设。在广西金桂浆纸业有限公司,信息化项目主要由总经理室资讯处及工务部门仪电处负责,资讯处主要负责全厂信息化建设工作,包括OA、ERP系统、生产管理系统(包括MES系统、物流管理系统等等)的开发、推动及维护,包括企业信息基础网络的建设及维护,全厂IT设备的管理及维护,直接隶属总经理管理;工务部门仪电处负责生产控制信息化建设及维护(主要包括DCS、仪表自动化的建设及维护)。

    广西金桂浆纸业有限公司已经实施的信息化项目分为三部分,有以下内容:

    (1)ERP项目

    金光集团ERP系统使用国际上最先进流行的德国SAP系统,广西金桂浆纸业有限公司自2005年起已经实施的SAP模块有:Fi、Co、Am、MM、PS、PM、QM、SD、费用E化、HR,WM仓库管理、FM、请款E化、SRM,2015年将计划上线PP、PC系统,SAP系统中的基本模块已经基本上线完毕,资讯处设有专业团队在实施使用维护。

    (2)自主开发项目

    自2003年公司开创之日起,广西金桂浆纸业有限公司资讯处就致力于企业信息化建设,到2015年,已经取得了可喜成果,最近3年已经完成大大小小130多个应用系统的开发,比较大的系统有:公司OA签核平台、公司对外网站、人力资源管理系统(含薪资、考勤、考核、培训、人员招募、岗位技能管理、人材库管理等模块)、IT设备管理系统、车辆调度管理系统、餐厅管理系统、一卡通应用系统、绩效管理系统、后勤管理系统、网上招标系统、职业健康管理系统、纸机设备进厂管理系统、QC一条龙系统、战情系统、微信平台、资产管理系统等。

    信息系统的应用已经涵盖了从办公应用、人力资源管理、物流管理、车辆调度、仓储管理、财会管理、生产管理、品质管控等方面,信息化应用用户上至总经理,下至普通司机。

    为了保证这些系统的运转正常,广西金桂浆纸业有限公司建设有二个中心机房,8个辅助机房,总共敷设了将近20KM光缆及覆盖全厂的无线网络,架设了3条对外专线,未来准备再增加建设1个中心机房,总投资超过千万元。

    广西金桂浆纸业有限公司信息化系统性能达到了国内先进企业水平,特别是浆、纸MES系统,达到了国际水平,有力保障生产顺利进行。由于所有系统都为广西金桂浆纸业有限公司独立开发的,拥有完全知识产权,公司资讯处拥有雄厚开发实力,加上总部IT的大力支持,为各层次应用系统的集成,打下坚实基础。ERP、MES、OA、DCS各种系统高度集成、信息高度共享,是广西金桂浆纸业有限公司信息系统的创新点。

    随着纸机MES系统上线顺利运行,广西金桂浆纸业有限公司已经初步实现两化融合的基本概念,未来,广西金桂浆纸业有限公司自主开发的重点从配套纸机生产所需要的各种生产控制管理系统,向品质控制、成本控制及管理、生产大数据收集分析、生产管理云平台转变,逐步向工业4.0标准迈进,使产业再次升级。

    (3)工业自动化控制项目(IMIS项目)

    为了提高生产自动化,实现林浆纸一体化的产业政策,引进全世界最先进的制浆、环保设备,将广西金桂浆纸业有限公司建成全世界最先进的化机浆生产线及其配套环保设施的企业愿景,广西金桂浆纸业有限公司投巨资建设IMIS生产管理系统。

    该IMIS分为三大部分:全厂DCS系统,PIMS系统,信息集中控制平台。

    DCS系统以各厂间控制室为接入点,在整个生产线各重要的位置设置DCS的监测控制点,对生产线的运行情况进行实时监测,并实现对各控制点电机、阀门自动远程控制,从而有效避免人员直接接触到危险区域,也能实现对危险状态实时报警,避免生产安全事故发生。

三、参评信息化项目详细情况介绍

    1.项目背景介绍

    广西金桂浆纸业有限公司纸机项目是年产食品白卡60万吨,有几百种产品,产品销往世界各地,用户的需求千差万别,如果全手工作业,根本无法做到这么大的产量,也无法能迅速根据市场变化调整生产,所以以往国内外很多厂,一直接无法突破产量大关,这就是主要的瓶颈。 为了保证纸机顺利投产以及今后纸机生产正常,广西金桂浆纸业有限公司拟自主开发研制上线纸机MES系统。

    2.项目目标与实施原则

    根据MES标准模型及金桂的实际业务需要,拟订的金桂MES系统模型如下:

图2 金桂MES系统模型
图2 金桂MES系统模型

    金桂MES系统要实现以下五大目标:

    (1)实现产销相连-生产通过系统及时得到销售需求,销售通过系统及时反馈了订单生产状况;

    (2)提供决策辅助信息-实时反应生产状况及订单完成状况;

    (3)与设备控制系统实现对接-实时与控制系统信息交互,减少了人力与数据错误率,实现全程自动化生产,真正实现两化融合;

    (4)实现产品品质管控-及时帮助用户对异常产品及制成过程进行统计、诊断、分析、反馈,将异常产品扼杀在萌芽中,提高产品质量;利用条码等物联网技术对产品实现全程跟踪,对有问题的产品可以追查到最初生产一级;

    (5)成本、能耗的有效管理-实时统计每个机台、每个班次的生产效率及能耗,并计算生产成本,及时掌握生产线状况,方便发现问题所在,及时改善。

    3.项目实施与应用情况详细介绍

    3.1金桂纸机MES系统组成

图3 金桂纸机纸机MES系统各组成模块
图3 金桂纸机纸机MES系统各组成模块

    (1)生产计划模块-通过接口与ERP销售系统实现对接,接收ERP中的销售订单,自动回复生产计划表给客户,并根据销售订单制定详细的生产抄造计划,下达到机台,通过条码计划对订单的生产情况进去及时追踪;通过接口传送生产计划给XTRIM系统,并接收XTRIM返回的优化复卷信息,并传输给复卷机,接收复卷下来的小纸卷信息;

    (2)生产管理(纸机)-记录管理机台运行状态,生产原料、能源的耗用情况,计算各机台的投入产出比,分析机台效率;

    (3)生产管理(整理)-通过与传送系统对接,向传送系统发达纸卷传送指令,指定纸卷目的地,追踪纸卷的走向;与裁切机对接,发送裁切相关规格信息与订单信息,接收裁纸相关信息,并传送给成品,管理裁切机的投入产出效率;对自动半成品仓出入库及库存信息进行管理; 管理包装、选理的过程,记录栈板信息,及投入产出情况;

    (4)品质管理-通过接口,接收生产线DCS在线检测数据,管理生产制程的品质信息,并传送到小纸卷信息中;管理成品纸品质信息;对原物料信息进行管理;分析品质变化情况及相关原因;

    (5)物流管理-成品集装箱管理;无线条码枪仓储系统的出入库开发;PC系统出入库管理;库位管理;转储管理;返工作业管理;中间仓管理;

    3.2项目实施步骤

    金桂纸机MES系统项目采取多方协作,分模块并行开发的模式进行实施。在项目规划之初就成立由公司总经理担任组长的项目领导小组,在总经理的指导之下,公司各部门密切协作,根据各部门所负责的业务,与资讯处密切协作,对MES系统各模块的开发提供各种流程数据。APP集团中国区其它工厂的IT部门在项目实施过程当中也积极为金桂资讯处提供友厂的系统开发经验,为金桂纸机MES系统的开发缩短开发周期,减少开发困难起到了很大作用。项目开发经历了网络硬件基础设施建设、计划管理模块开发、生产管理模块开发、物流管理模块开发、品质管理模块开发、综合管理及改善等六个阶段。

    3.3项目重点解决的问题

    在项目分析阶段,项目开发小组对MES系统与纸机各系统的接口进行分析:

图4 MES系统与纸机各系统的接口
图4 MES系统与纸机各系统的接口

    金桂的纸机生产线,除最重要的设备——造纸机之外,还包含一系列的配套的设备。造纸机的厂商德国福伊特(voith),自动仓库厂商科尼(KONE),传送系统长沙长泰,自动包装系统台湾耐力,自动贴标机系统台湾翊豪,裁纸机系统西班牙Pasaban,涉及超过4个国家与地区的设备,如何与这些不同标准的设备有效对接,并有效控制,是MES系统开发的重点和难点。项目开发组针对不同设备厂商,分成多个对接小组,专人负责与厂商、生产使用部门进行对接协调,对接口数据类型、接口对接方法、接口对接调试等工作做了大量细致有效的工作,保证项目开发进度按预定的节点时间进行。

    纸机实行的是24小时生产,纸机MES系统作为生产管理系统,一旦MES系统中断,纸机生产线就会中断,给公司造成损失。为保证MES系统的连续正常运行,必须保证其网络硬件基础架构的健壮性。纸机MES项目建设1个MES机房,以此机房为中心,建设辐射各车间的 计算机网络,同时也在此机房与各设备服务器进行对接

    采购4台高性能DELL服务器作为复卷优化系统、及MES数据库服务器,购置2台NETAPP高性能存储,使用存储设备及应用集群技术将两台ORACLE服务器组成集群,保证设备高可靠性。另购置2台高性能DELL服务器,组成虚拟机集群,利用2台NETAPP存储,创建多台热备的MES中间层服务器。为保证网络的正常,敷设2条中心机房至MES机房的光缆回路,互为备份;购置大型网络管理系统,对网络实施实时监控,及时掌握网络健康状况。当网络或服务器发生故障时,网络管理系统会通过屏幕显示、短信通知、邮件通知等方式通知相关人员,对故障进行及时处理。

    4.效益分析

    金桂纸机MES系统由金桂资讯处自主开发,相比软件外包开发,为公司节省资金1600余万元。

    由于MES在各个系统中起到重要信息桥梁作用,若MES故障,全线转手工作业,金桂产量将减产起码5%-30%,反之而言,MES系统使用起码比手工作业提高最少5%产量以上。以金桂年产100万吨纸,一条生产线、以4000元/吨售价计算,至少为公司创造生产效益2亿元/年。

责任编辑:邱旭东
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