近年来,我国印染行业生产一直保持了快速增长势头,经济效益显著。但与发达国家相比,我国印染行业在软硬技术以及加工工艺、产品能耗等重要方面还存在较大差距,印染业已成为我国纺织工业中的最薄弱环节。
随着印染企业信息化建设的不断深入和发展,企业都建立了自己的管理信息系统(如ERP)以及实现了对设备控制的基础自动化和过程自动化,并且在此基础上形成了相对独立的系统,但这些系统都有各自的处理逻辑,数据库,数据模型和通信机制,它们形成一个个“信息孤岛”, 缺乏必要的整合,缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理。在ERP所关注的各项资源中,生产过程信息在企业的管理系统中始终是“离线”的,始终不能连续、自动、完整地反映在企业管理信息系统中。这样在管理信息系统和生产控制系统之间,存在一个信息流通上的断层。这是影响印染企业信息化整体水平的。
印染是一个高能源消耗的行业,其生产需要消耗大量的水、电、和蒸汽。节约能源、提高能源利用率对企业发展是十分重要的。为增强企业上层管理信息系统与底层过程控制系统的联系,消除两者之间的“鸿沟”,降低印染企业的能源消耗,进一步提高能源的利用率,将制造执行系统(MES)的框架模型和思想理念引入到印染行业的整个信息化体系中,可以有效解决当前印染企业在生产实际过程中面临的问题。
MES是现代集成制造系统中制造管理自动化领域的一项重要技术,印染MES系统定位于印染上层ERP与底层设备自动控制系统之间的、面向车间层的管理系统。一方面,MES对来自ERP的生产管理信息进行细化、分解,将来自计划层操作指令,经过工艺优化、作业调度,将加工工艺和参数传递给底层染缸控制层,而底层控制层严格按照工艺要求进行程序化生产;另一方面,可以采集染缸的温度、液位、运行设备和仪表的状态数据,以实时监控底层设备的运行状态;同时,可以为ERP提供生产现场的实时数据,实现生产制造数据的自动化采集,从而加强计划管理层与底层控制之间的沟通,起承上启下的作用。
印染MES系统功能结构总共包括生产计划、作业管理、生产调度、实时监控、工艺管理、染缸管理、作业人员管理等功能模块,每一个功能模块构成为一个分系统。
生产计划管理模块主要是对企业各车间生产计划执行情况的管理,使得企业计划下达人员能及时了解企业生产计划落实情况并合理安排计划,车间计划管理人员能了解本车间的生产情况,协调与企业生产计划科的协调和配合。
车间作业管理模型是按照生产工艺、配方、交货期和能源消耗等因素,将生产计划科学地、合理地划分成作业任务,并分配到各染缸中;作业人员跟踪生产执行情况和作业进度,报告作业结果。对异常作业进行处理或重新安排作业。整个作业管理模型分为五层:计划层、排产层、任务层、执行层和报告层。从上到下,按照业务流程完成整个作业任务。作业任务模块运行的结果是产生正常和异常作业,并提交给计划模块。
生产调度模块基于生产实时跟踪的动态调度方法,综合各类因素,根据车间生产计划、作业进度、作业状态、产品交货时间、节约能源和成本等情况,对生产计划进行调度,提高资源利用率。
实时采集车间染缸群的温度、主缸和副缸的运行状态、电机运行状态、进排水、生产工艺、订单、客户等数据信息,按照中央监控、工艺过程监控和生产实时状态监控的方式进行,实现对整个车间作业面的监控,便于了解整个生产作业面的运行情况。通过监控,对发生的问题及时预警并处理。
按照原料和工艺要求,建立工艺配方数据库。提供染色工艺编制,工艺知识管理,快速建立染色工艺数据,缩短工艺设计时间,提高生产率。优化工艺过程,适应染料特性、生产环境、缸体、参数等外部环境变化时工艺的适应能力。
染缸设备管理主要是以染缸的状态管理为目的,设备属性主要有静态和动态特性:设备静态属性主要包括染缸的基本信息,规格、型号、生产单位、容量、使用年限等属性:设备动态属性主要包括订单信息,客户信息、加工信息、运行状态、运行时间、开始时间和预估的结束时问等。利用设备的动态信息可以实现车间的看板管理,通过看板可以直观了了解到车间全部染缸的运行状态,及时了解订单执行情况。
车间作业人员管理主要包括出勤、作业考核、计薪酬,工作绩效、培训,以及车间作业人员的安排、班次管理。车间作业人员是车间重要的资源,合理安排人员,协调生产和作业人员的劳动强度和时间之间的管理,发挥作业人员的积极性,有利于提高劳动生产率。
通过MES系统的应用能消除印染企业上层计划部门与下层控制系统之间的间隔,解决了底层信息不能及时反馈到上层计划和调度部门的问题,对生产过程中出现的扰动现象,给予及时解决,提高印染企业整体信息化水平,为企业在节能、生产效率方面带来更大的效益。