井岡山紅色土地上的企業數位化轉型升級應用

文/羅餘作

1982年，中國菸草總公司成立，窮則思變的吉安老區人民，窩在山溝溝裡開展作坊式捲菸生產。接著，因國家正式確立的菸草專賣制度而宣告停產。

1991年，吉安老區請示恢復捲菸生產，同年8月，經國務院批准保留納入國家計劃內管理的地方性國有企業，改名井岡山捲菸廠。

2003年4月，在一片片國際控煙、抓大放小、聯合重組聲浪中，井岡山捲菸廠挺過磨難，在國家扶持老少邊窮的政策支持下，經國家菸草專賣局、財政部批准，正式上劃為央企行列。2005年以重組方式併入南昌捲菸總廠。2007年，井岡山捲菸廠經歷一次就地技改，才有了舊廠地的新辦公樓。2009年10月，更名為江西中煙工業有限責任公司井岡山捲菸廠。2013年，國家在實施第「十二個五年規劃」建設時，同意江西中煙井岡山捲菸廠開展異地技改。至此，在井岡山這塊紅色土地上，井岡山捲菸廠經歷二十二年來的發展變革迎來了重大發展機遇，加快了信息變革工廠數位化轉型升級實踐步伐。

在吉安井岡這塊紅土地上，井岡山捲菸廠所以能夠有今天，得益於國家扶助老區發展政策、政府各級領導、中央老幹部的大力支持和全體井煙人堅定的初心和使命努力的結果。井煙人不能辜負領導的關心支持與鼓勵：「保留煙廠不容易，技改擴建更不容易！要珍惜項目機遇、咬住時間節點、爭做行業典範！」

企業數位化轉型升級應用概況

漫漫風雨路，雨後見彩虹。2013年11月，江西中煙「十二五」規劃設計井岡山捲菸廠年產30萬大箱捲菸規模的易地技術改造項目終於「落地」。2014年9月23日得到國家菸草專賣局批覆，11月20日開工建設。面對新廠建設，對井煙人來說，是夢想，是希望，是堅定的信心。幾年來，企業圍繞「全力對接技改，全面適應新廠」的腳步，踏著新的徵程節拍，夢想的是企業先進、管理一流、員工卓越。光陰寸金，只因大家有夢、有付出。按照公司數位化工廠建設的總體規劃與要求，結合「兩化融合」工作實踐，井岡山捲菸廠異地技改項目數位化工廠建設，除同步實現了行業「一號工程」增強遷移、對接了公司財務供應鏈、原料、營銷、數據中心等管理信息系統應用以外，著重系統規劃實施了生產製造（MES）、物流高架、動力能管、制絲集控、卷包數採、生產監控和消防等信息管控系統建設，較好地構建了統一、全面、先進的生產指揮和管理信息化平臺。易地技術改造項目建成後，於2016年10月22日轉入投產。

2016年企業易地技改項目面臨竣工初驗、新廠投產運行之際，江西中煙信息化重點項目――批次管理信息系統（PBMS）規劃「落地」在井岡山捲菸廠開展試點建設。企業以此為契機，充分發揮物聯網技術在製造業轉型升級中的作用。批次管理系統整體架構設計為「四橫一縱」，在橫向上建立外部系統的數據應用層、批次業務管理層、硬體設備接口模型層、底層服務組件控制層四個應用層級，在縱向上建立集數據倉庫、功能應用為一體的集成統一平臺。

這些年來，企業一直秉承「堅定信念、艱苦奮鬥，實事求是、敢闖新路，依靠群眾、勇於勝利」的紅色文化理念，始終堅持敢於求實創新、與時俱進，牢固樹立「兩個至上」的行業共同價值觀，瞄準「打造『小而精，小而優』的捲菸製造工廠」這一目標，緊緊圍繞「引勢而起、蓄勢待發、破勢而出」三步走的工作思路發展。井煙人相信：「世界上最聰明的人是最老實的人，因為只是老實人才能經得事實和歷史的考驗」。也就是「聽話照做」的道理。事實證明，現實有了理想的指導才有前途，反過來也必須從現實的努力中才能實現理想。全球控煙浪潮磨練了井煙人的意志和共識：「今天的現實是不夠美滿的，但是美滿的現實需要我們大家共同去創造」。當前，企業無論是管理水平、裝備水平都有著翻天覆地的變化。由於同步實現了信息變革工廠數位化轉型應用，大大提升了企業工作效率、生產效率和管理效率。2017年投產運行的第一年就圓滿實現了達產達標成效。

一、企業網絡架構

井岡山捲菸廠根據實際需求，設計了兩路網絡出口，分別為中煙專線網絡和internet網；網絡架構按層次結構分為兩層，基於安全生產考慮，按功能分為三個子網，分別為生產網、監控網和辦公網，子網間通過配置安全策略，達到邏輯隔離的效果。整個網絡由網絡出口、管理中心、數據中心、生產網、監控網、辦公網組成。通過不同的網段劃分將各個功能網獨立開來，各類信息數據通過核心交換區匯入數據中心，最終由生產製造執行系統（MES）與批次追溯系統（PBMS）對數據進行分析展示，以供企業管理層決策參考。

二、廠級信息系統集成平臺

1、MES生產製造系統是廠級信息系統集成平臺。主要提供生產管理及決策支持兩大服務功能，由系統集成14項業務模塊進行實現，其由客戶端層、伺服器層、底層系統三層結構組成，整個MES系統不斷從生產現場的底層系統收集生產、工藝、質量、設備、能源等為主要五大類實時數據。在生產管理方面，企業不同角色用戶下達本崗位的工藝標準或日作業計劃，系統將其自動傳遞至下道工序進行確認，全部信息確認完成後，生產信息方可進入生產線控制系統，啟動對應的設備，這樣就達到了精準生產控制的作用。MES系統的生產駕駛艙界面，主要是面對企業管理層對各種生產、質量、設備運行數據進行展示，能夠基於不同角色的不同關切，對生產計劃、配方數據、工藝指標等關鍵信息更新進行提醒，方便快捷的查看到用戶最關心的生產信息，實現生產運行情況駕駛艙應用。為各個管理層提供業務決策的數據支持。

MES生產製造系統的主要功用

初步實現了對生產製造的全過程管控。系統對生產過程的管理包括兩個方面：一是對生產線的狀況實時反饋。從製造工單下達、領料、作業準備、加工作業、等生產全過程。對生產作業過程的每一個行動細節進行記錄追蹤，實時動態的反饋生產現場的在制品狀況。二是對生產車間作業過程的管制。除了對生產現場的反饋，系統最重要的是對作業過程的控制從投料、加工時間、工藝路徑等方面保證生產線的順暢運轉，儘可能的減少加工錯誤，操作錯誤，提供合理的操作員作業模式，和完善的控制功能，以保證管理層、生產計劃調度部門對製造部門、班組、操作人員的各項指令命令，能夠順序下達並執行。

初步搭建了對生產設備的檢維修體系框架。

系統可記錄全廠的設備臺帳信息與維修保養情況，幫助管理與維修人員及時掌握當前設備的運行情況

2、PBMS批次管理系統是廠級集成批次管理統一平臺。通過建立並完善實物信息識別碼標準規範，快速實現物料和捲菸成品批次數據的錄入採集、判斷防錯、查詢統計等操作，及時跟蹤物流流轉和生產過程批次的變更情況，實現了捲菸生產數據鏈完整性管理和全過程的跟蹤與追溯。其中，生產管理模塊對聯營加工捲菸生產過程的投入、產出、質量等信息進行匯總，為用戶提供查詢功能。與生產管理模塊交互的外部系統是MES系統、一號工程系統、糖香料系統和質量追溯系統。外部系統數據應用層是通過對外部系統數據的整合，有效打通物資、生產、工藝、質量、倉儲物流、成品管理等業務關聯環節，提供完整數據供應鏈一體化的流程支撐，讓全供應鏈數據轉化成信息，信息融於管理，為管理服務，提升業務和信息化管理水平。

PBMS批次管理系統的主要功用

PBMS批次管理系統共含基礎數據管理、物資管理、生產管理、成品管理、數據上報管理和系統配置管理6大功能模塊。

系統基礎數據管理模塊主要是對系統運行過程中涉及的公共數據以及數據字典項進行維護。數據內容主要包括：國家數據、行政區數據、工廠數據、倉庫數據、物料數據、客戶數據、供應商數據、人員數據、生產數據、系統公共參數等。該部分信息由系統管理員和相關業務人員統一進行配置管理，保障系統的正常使用。

物資管理對工廠聯合加工捲菸需要進行批次管理的原料、輔料、香精香料等進行管理。

生產管理模塊對聯營加工捲菸生產過程的投入、產出、質量等信息進行匯總，為用戶提供查詢和質量追溯功能。

成品管理對公司聯營加工捲菸成品的調運、出入庫、覆蓋貼碼、作廢條碼、條碼關聯等信息進行管理。

數據上報管理模塊是批次管理系統針對系統中已經存在、需要向浙煙中煙批次管理系統發送的物料信息、成品信息和生產過程產質耗信息等，提供的數據上報集中服務接口。系統提供了接口數據集中展示、統計、審核、上報、取消上報功能。

系統管理為用戶提供系統配置管理功能和系統配置所需基礎數據的維護。系統管理內部模塊交互包括權限管理與用戶及角色管理、權限管理與菜單管理，系統根據用戶角色為用戶配置系統各菜單的操作權限，操作權限細化到操作按鈕級。

三、廠級生產管理平臺集成的內部管控系統

企業通過建立MES生產製造系統和PBMS批次管理系統集成內部各管控系統的功用主要包括：

物流高架系統

包括片煙、輔料、成品、箱式儲絲和絲束嘴棒物流自動化系統。物流高架內部建立了物流機械設備、電控系統、計算機信息系統集成。外部使片煙、輔料、成品、箱式儲絲物流系統和企業MES、各生產子系統之間能夠系統集成、接口兼容、互聯互通、無縫連接、資源共享、安全可靠。物流計算機信息的系統總體結構、軟體結構、應用軟體的設計與硬體、系統支撐軟體合理配置、協調統一。各物流設備與各生產子系統設備之間的機械接口，使其器件統一、標準通用、合理順暢、協調匹配。物流電控的系統集成，使電控接口、電氣連鎖能夠集成，使其器件統一、標準通用、互連互通、實時有序、協調匹配。同時，提供了對消防系統、能源系統、數據採集等獨立公用工程的接口。片煙、輔料、成品、箱式儲絲物流系統建設符合建設使用規範。

物流高架系統職能範圍：

片煙物流系統：從煙包入庫起到制絲線開包機（包括半自動開包機和全自動開包機）前的一臺輸送設備止(含升降機，不含開包機)。

輔料和絲束嘴棒物流系統：輔料物流系統從輔料配盤開始、到自動入高架平衡庫、最後通過AGV把輔料送至卷接包機組、裝封箱機組、濾棒成型機組止（含輔料入存放，輔料出庫發放、餘料/空託盤迴收）。

成品物流系統：從成品入庫區內垂直降落機出口開始，經成品件煙分揀線、機器人碼垛入庫，最後至鏈板式伸縮機（含鏈板式伸縮機）裝車出庫為止。

箱式儲絲物流系統：從成品菸絲裝箱開始（不含裝箱機及其下面的輸送機），經AGV輸送系統送至指定的區域存放。當需要生產時，AGV系統將指定的成品菸絲箱輸送至出庫輸送系統，經翻箱倒料機（不含翻箱機）翻倒至餵絲機料倉（不含餵料倉）內。

絲束嘴棒物流系統：嘴棒區域內部物流管理。

物流電控系統：包括集成所需配置的電控櫃、PLC、現場總線、檢測系統、識別系統、橋架、電纜電線、現場操作站、RF設備（含手持）、成品庫（箱式儲絲庫）RFID；片煙、輔料、成品、箱式儲絲物流系統的本地監控硬、軟體；本地監控至物流中控室、物流設備間的綜合布線。

物流計算機信息系統：按照統一平臺、統一資料庫、統一網絡、統一標準的原則，對系統進行統一規劃建設，採用集中部署方式，實現片煙單獨管控以及輔料、成品、箱式菸絲的一體化管控。物流系統要料終端與卷包數據採集系統現場終端共用（卷接包機組、裝封箱機組、成型機組都有數採系統終端），硬體由卷包數採系統提供（卷接包機組、裝封箱機組、成型機組都有數採系統終端），物流系統在終端上安裝相應程序實現同界面操作，並實現與卷包數據採集系統數據交換。

物流系統需向制絲管控系統提供片煙包數據和連接設備的聯鎖信號，同時具備硬聯鎖的功能。

在片煙中控室設置液晶顯示器，在輔料與成品中控室設置拼接屏（均用於高架庫視屏監控），需由物流系統供應商提供液晶顯示器和拼接屏。

物流系統與國家局一號工程實現連接，在成品整託盤出庫設計中應安裝RFID設備讀託盤碼能顯示整個託盤所有件煙一號工程碼信息；在入庫掃碼設計中考慮一號工程碼校驗功能。

制絲管控系統

制絲生產的集中控制和遠程監控。全面實現了由制絲中控對制絲生產全過程的集中控制、遠程監控，減少了現場人員的工作量，提高了生產效率。

制絲生產的工藝防差錯和批次追蹤功能。制絲監控系統實現了批次比對，防差錯功能，有效避免了人為出錯料、進錯櫃的情況。同時，可通過制絲管控系統批次追蹤功能查看任一時段已結束生產的批次信息，自動統計和生產任一時段車間生產消耗和產出，為成本統計分析提供了真實、詳細的數據支撐。

制絲生產的全過程數據採集功能。通過制絲管控系統彩虹圖功能查看當前車間正在生產批次的各項參數指標，直觀反映該批次的一個生產情況，通過彩虹圖一定程度可作為生產指標調整的依據。

卷包數採系統

井菸捲包數採系統採用符合國際規範的三層架構體系，主要包括車間生產管理系統（PMS系統）、車間協同終端系統（WCT系統）、數據採集系統（DAC系統）、車間集中監控系統（ISP系統）等四大子系統。

能源管理系統

能源管理系統通過搭建三層網絡架構平臺，對動力中心公用設備各類子系統進行集成，實現對整個動力設備的集中監控、數據採集、統計管理等功能，滿足生產保障系統工藝的全面需求，提升設備生產效率及能源使用效率。並可按MES系統要求，提供各種透明通暢的數據。

企業通過建立MES生產製造系統、PBMS批次管理系統集成內部制絲集控、卷包數採、物流高架、動力能管等管控系統和與公司和行業相關系統對接，建立覆蓋捲菸原輔材料、捲菸生產和成品的批次管理應用、生產製造過程數據挖掘分析與運用，精益生產和智能物聯應用。先進的信息化工具和手段為實現企業精細化管理、柔性化生產、均質化加工提供了基礎保障。對於推進信息化和工業化融合（即「兩化融合」）發揮了積極的作用。在打造江西企業信息化建設企業特色和達成物聯網數位化工廠目標建設方面成為了一張「吉安名片」。

新形勢下工廠信息化平臺的優化與改善

近三年來，企業信息化工作圍繞工廠數位化核心職能，充分領會和理解捲菸高質量發展的深刻內涵，實施「質量提升、效率提升、動力提升」三大工程。一方面，在應用智能生產方面，繼續同步跟進運用了大量的自動化控制手段，包括大量的底層控制單元、數據採集單元。通過直接從一線收集實時數據，建立起冗餘備份的資料庫伺服器，構建全廠數據中心。讓數據直接在企業網絡中高速流轉，讓數據為企業經營決策提供服務。另一方面，在智能物流管理層面，堅持採用多項物聯網信息傳感技術助推數字物聯智能升級。廣泛運用無線網絡、二維碼、數據採集器手持終端（PDA）和 射頻識別（RFID）條碼系統配套硬體、傳感器和物聯網等技術，集成了動力能管、高架物流、制絲集控、卷包數採和生產製造執行系統等各環節數據，建立了覆蓋捲菸工業全產業鏈的數據採集、物料全生命周期信息（包括質量）追蹤追溯和數據共享能力，實現了企業供應鏈和生產無縫銜接、實現了工廠物理世界和數字系統融合和數據驅動生產協同，促進了企業物資流轉、庫存管理和產品質量控制效率；同時，基於生產線過程檢測、實時參數採集、生產設備、材料消耗等領域的智能監測，實現生產過程物料、設備、系統、人員等信息即時交互能力和大數據分析，提高了生產智能控制，為企業決策制定和產質耗效率協同改善提供支撐應用服務。

四、工廠數位化未來展望

今後，企業在「集成各路特色，打造行業典範」、成為展示「科技進步、工藝先進、社會責任、行業文化」四個窗口要求下，將繼續加大信息技術隊伍人才培養，包括信息部門與業務部門協作培養各層級技術人員，實現信息化技術多能員工培養。組織開展技術攻關，積極進行了各信息化管控系統功能優化與改善，全面拓展信息技術在質量、安全、成本、考核等方面的深度應用，強化利用信息化手段。有效實現精準採集、監控、分析設備現場狀態，提高設備保障和製造能力。同時，繼續增強數位化工廠IT基礎建設，完善運維管理體系，強化系統運維保障，提高數據的準確性。繼續提高運維隊伍對數據的日常監控、開發、系統運行風險管控和應急反應能力。通過建立系統日誌，周報和月報，業務變更清單和系統運行問題清單等運維保障日常優化和改善工作機制和管理模式，抓好業務診斷監控一體化平臺建設。目前，在公司初步建立數據中心背景下，一是正在對核心系統的數據統計分析與應用重新梳理規劃，拓深數據運用的領域範疇，先期推進科學的、以數據為依據的質量分析與改進工具SPC軟體，應用於批次數據統計分析應用。以整個批次流轉的深度譜係數據為基礎，挖掘數據利用價值，建立多維度的分析統計。實現生產品牌物資流轉、生產過程、工藝質量、生產消耗跟蹤與追溯；實現對物料流轉、生產、消耗、質量、能源分析統計；通過多手段來提升捲菸生產過程中的產品質量精益管理水平。二是正在積極探索利用二維碼、射頻識別（RFID）、區塊鏈、雲計算、物聯網、大數據等信息技術，不斷增強兩化融合和企業數據自動採集、傳輸、存儲、分析、決策和優化水平，實現企業內部核心業務系統縱向整合、企業間業務系統橫向集成以及業務協作、產品全價值鏈和全過程數據的集成共享。以數據為新驅動要素，加快培育應用新技術、新產品、新模式、新業態。