基于制造執(zhí)行系統(tǒng)的紡紗企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型探討

葛陳鵬 季 承 糜 娜 潘如如 高衛(wèi)東

（1.江蘇格羅瑞節(jié)能科技有限公司，江蘇無(wú)錫，214101；2.無(wú)錫一棉紡織集團(tuán)有限公司，江蘇無(wú)錫，214000；3.江南大學(xué)，江蘇無(wú)錫，214122）

當(dāng)前國(guó)際市場(chǎng)的貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈，“小批量，多品種，快交貨”的商業(yè)模式逐漸成為主流。而當(dāng)前我國(guó)傳統(tǒng)的紡紗企業(yè)采用的運(yùn)行管理模式仍較為落后，企業(yè)內(nèi)部信息主要通過(guò)人工傳遞，導(dǎo)致企業(yè)指令流轉(zhuǎn)效率與任務(wù)響應(yīng)速度低下，同時(shí)產(chǎn)生較高的人工運(yùn)維成本，這使得傳統(tǒng)紡紗企業(yè)無(wú)法很好地適應(yīng)這種市場(chǎng)環(huán)境。利用計(jì)算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行有效整合，提高企業(yè)運(yùn)行和資源利用，特別是信息資源深入廣泛利用的效率，進(jìn)而提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，是企業(yè)面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)的必然選擇［1］。

隨著用工成本的快速增長(zhǎng)，對(duì)于勞動(dòng)密集型的紡紗行業(yè)而言，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化迫在眉睫［2］。利用現(xiàn)代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等關(guān)鍵技術(shù)，提升紡織企業(yè)信息化與智能化水平，穩(wěn)定紡紗質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低用工成本、優(yōu)化企業(yè)管理格局、實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型，已成為我國(guó)傳統(tǒng)紡紗企業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)?！都徔椥袠I(yè)“十四五”發(fā)展綱要》亦將大力發(fā)展紡織智能制造，持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)效率與生產(chǎn)模式，保障產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定、安全發(fā)展作為紡織行業(yè)在“十四五”時(shí)期推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。

制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)中制造管理自動(dòng)化領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)，它是定位于企業(yè)上層ERP 與底層設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)之間、面向車(chē)間作業(yè)層的管理系統(tǒng)［3‐4］，是現(xiàn)代智能化工廠(chǎng)不可或缺的組成，MES 負(fù)責(zé)從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，集中管理、傳遞、存儲(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)籌維護(hù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)反饋、管理優(yōu)化、敏捷響應(yīng)等。

縱觀當(dāng)前成果，已有相當(dāng)一部分大型紡紗企業(yè)開(kāi)展了數(shù)字化轉(zhuǎn)型。如江蘇大生集團(tuán)有限公司［5］、武漢裕大華紡織服裝集團(tuán)有限公司［6］、新疆溢達(dá)紡織有限公司［7］等，基于自身在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)多數(shù)字化系統(tǒng)的獨(dú)立構(gòu)建與集成開(kāi)展研究。目前紡紗企業(yè)常配備不同品牌的設(shè)備，具有獨(dú)特的管理方式，這都對(duì)MES 的通用化設(shè)計(jì)提出了更高的要求。因此，圍繞江蘇格羅瑞節(jié)能科技有限公司在多家紡紗企業(yè)的實(shí)踐，提出一種通用的紡紗MES 構(gòu)建方案，同時(shí)圍繞MES對(duì)于紡紗智能化轉(zhuǎn)型的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討。

1 紡紗企業(yè)MES 架構(gòu)

江蘇格羅瑞節(jié)能科技有限公司憑借著自身在紡紗行業(yè)內(nèi)的多年生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)的積累，自主研發(fā)了一套適合紡紗行業(yè)通用的MES 平臺(tái)。該平臺(tái)將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引進(jìn)紡紗車(chē)間，輔助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效、降本增效、減人增效、提質(zhì)增效。

基于對(duì)多家紡紗企業(yè)的生產(chǎn)模式與應(yīng)用需求的深入調(diào)研，江蘇格羅瑞節(jié)能科技有限公司為紡紗企業(yè)制定了一套通用的MES 架構(gòu)模型，如圖1所示。

圖1 紡紗企業(yè)MES 架構(gòu)模型

該模型從基礎(chǔ)服務(wù)、業(yè)務(wù)邏輯、終端應(yīng)用3 個(gè)層級(jí)，對(duì)紡紗企業(yè)MES 進(jìn)行了層次化建模。其中，基礎(chǔ)服務(wù)層的主要對(duì)象包括系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的軟硬件基礎(chǔ)需求，包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理方法、消息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)緩存模式、生產(chǎn)數(shù)據(jù)獲取策略等；業(yè)務(wù)邏輯層主要面對(duì)MES 涉及企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、調(diào)用、分析等維護(hù)與管理需求，包括產(chǎn)量管理、設(shè)備管理、工藝管理、質(zhì)量管理、人員管理、能耗管理等；終端應(yīng)用層主要應(yīng)對(duì)MES 的頻繁交互需求，從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程管理兩大應(yīng)用群體出發(fā)，對(duì)相應(yīng)配套軟件功能模塊進(jìn)行建模。

2 紡紗企業(yè)MES 的工作流程

基于上述模型構(gòu)建的MES，能夠有效對(duì)接具有不同生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與管理需求的紡紗企業(yè)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化功能的定制化、模塊化開(kāi)發(fā)。通過(guò)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，結(jié)合紡紗企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理模式，MES 能夠輔助建立流程化、標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)管控體系，確保生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)管理數(shù)據(jù)透明化，實(shí)時(shí)追溯生產(chǎn)訂單，從而輔助實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

目前，我國(guó)紡紗企業(yè)大部分采用的都是基于訂單的生產(chǎn)模式。從一個(gè)訂單的生命周期看，紡紗企業(yè)MES 能夠監(jiān)控訂單生命周期中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，包括訂單生成、工藝單制定、制造BOM、生產(chǎn)排產(chǎn)、工藝翻改、質(zhì)量檢測(cè)、車(chē)間開(kāi)臺(tái)、生產(chǎn)了機(jī)、生產(chǎn)報(bào)工等流程。其中，由計(jì)劃員、工藝員、前后紡車(chē)間主任、機(jī)修工、質(zhì)檢員、運(yùn)轉(zhuǎn)班等用戶(hù)參與操作，對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行登記、錄入、糾正、查詢(xún)。實(shí)現(xiàn)對(duì)人員與機(jī)臺(tái)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，以及對(duì)訂單生命周期的跟蹤與預(yù)測(cè)，同時(shí)保證前后流程之間信息交互的實(shí)時(shí)暢通。

3 紡紗企業(yè)MES 的功能與應(yīng)用

3.1 人員管理

將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的排班管理、人員崗位調(diào)整、人員機(jī)臺(tái)分配進(jìn)行數(shù)字化管理，為生產(chǎn)計(jì)件核算提供精準(zhǔn)的人機(jī)匹配數(shù)據(jù)。

3.2 機(jī)臺(tái)管理

包括主機(jī)設(shè)備和輔機(jī)設(shè)備，針對(duì)主機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工序全流程數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，及時(shí)獲取主機(jī)設(shè)備面板上的運(yùn)轉(zhuǎn)工藝數(shù)據(jù)、設(shè)備工藝數(shù)據(jù)和產(chǎn)量效率數(shù)據(jù)；針對(duì)輔機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集監(jiān)控。

3.3 物料管理

實(shí)現(xiàn)成品、下腳料、包裝料、機(jī)配件、原料以及其他耗材等物料數(shù)量的耗用和產(chǎn)出的統(tǒng)計(jì)與分析。

3.4 工藝及配棉管理

包括工藝項(xiàng)目分類(lèi)、品種工序級(jí)生產(chǎn)工藝版本、品種配棉版本等信息，為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理建立完善的工藝庫(kù)知識(shí)體系。

3.5 環(huán)境管理

包括生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各區(qū)域的空調(diào)溫濕度以及風(fēng)壓壓力數(shù)據(jù)采集等信息，對(duì)比生產(chǎn)質(zhì)檢過(guò)程中所存在的現(xiàn)象，可以為生產(chǎn)進(jìn)行多維度質(zhì)量排除式分析提供有效實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

3.6 效率管理

綜合生產(chǎn)設(shè)備效率與生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)效率，監(jiān)控并維護(hù)生產(chǎn)的綜合效率。生產(chǎn)設(shè)備效率主要以時(shí)間作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)效率主要以產(chǎn)量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)；從產(chǎn)量和時(shí)間兩個(gè)維度進(jìn)行分析，產(chǎn)量包括各工序生產(chǎn)品種的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備自身的屬性（錠數(shù)）進(jìn)行分析空錠數(shù)量；時(shí)間包括運(yùn)轉(zhuǎn)有效時(shí)間、維修保養(yǎng)時(shí)間、設(shè)備停機(jī)時(shí)間等。

3.7 質(zhì)量管理

質(zhì)量檢驗(yàn)主要包括在線(xiàn)檢驗(yàn)和離線(xiàn)檢驗(yàn)。在線(xiàn)檢驗(yàn)主要包括紡紗品種的重量檢驗(yàn)和主機(jī)設(shè)備自身的檢驗(yàn)指標(biāo)，例如：絡(luò)筒電清檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、并條自調(diào)勻整數(shù)據(jù)等；離線(xiàn)檢驗(yàn)主要包括紡紗的重量檢驗(yàn)、條干檢驗(yàn)、強(qiáng)力檢驗(yàn)、捻度檢驗(yàn)以及USTER 的成紗檢驗(yàn)指標(biāo)；通過(guò)各項(xiàng)檢驗(yàn)指標(biāo)結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的品種和對(duì)應(yīng)的機(jī)臺(tái)以及時(shí)間刻度，追蹤質(zhì)量異常反饋。

3.8 成本管理

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的成本管理主要關(guān)注工費(fèi)成本的管理。從人工成本角度，可以結(jié)合工廠(chǎng)自身的績(jī)效管理特點(diǎn)，計(jì)算臺(tái)時(shí)工資，根據(jù)人員的考勤工時(shí)，例如常規(guī)工時(shí)、加班工時(shí)、加點(diǎn)工時(shí)以及假日工時(shí)等進(jìn)行人工成本的歸集和分配；從制造費(fèi)用角度，可以重點(diǎn)關(guān)注機(jī)配件的消耗成本，結(jié)合單錠消耗指標(biāo)進(jìn)行量化分析，同時(shí)可以將包裝成本以及物流成本以BOM 管理方式折算為噸紗包裝成本；此外，涉及設(shè)備折舊、機(jī)臺(tái)能耗等公共設(shè)備成本分?jǐn)?，也可以根?jù)品種實(shí)際生產(chǎn)能力的大小進(jìn)行合理分?jǐn)偂?/p>

3.9 用戶(hù)終端

紡紗企業(yè)MES 提供面向企業(yè)管理者、企業(yè)操作者等兩大用戶(hù)群體的配套終端軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能。一是利用移動(dòng)終端技術(shù)，將人員產(chǎn)能和設(shè)備自動(dòng)掛鉤，實(shí)現(xiàn)柔性派工、產(chǎn)量自動(dòng)統(tǒng)計(jì)；二是生產(chǎn)訂單及批次的實(shí)時(shí)下達(dá)，精準(zhǔn)掌握和統(tǒng)計(jì)各訂單生產(chǎn)批次的生產(chǎn)進(jìn)度；三是貫通工藝、計(jì)劃、設(shè)備循環(huán)改善執(zhí)行體系，養(yǎng)成設(shè)備點(diǎn)檢、揩車(chē)預(yù)防作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；四是通過(guò)生產(chǎn)工序行駛看板，統(tǒng)計(jì)各班效率、人員產(chǎn)量排名等，提高生產(chǎn)積極性；五是對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)深度挖掘利用，做到流程和部門(mén)間的數(shù)據(jù)利用，如噸紗用工、噸紗用電、噸紗機(jī)配件消耗等。

3.10 看板系統(tǒng)

通過(guò)集成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，基于圖形仿真技術(shù)，采用工程組態(tài)模板，研制了可以實(shí)時(shí)顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的看板?？窗迥軌?qū)⑸a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備狀況、生產(chǎn)情況第一時(shí)間傳達(dá)給相應(yīng)的管理者，同時(shí)實(shí)時(shí)在車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)展示機(jī)臺(tái)的運(yùn)行情況。此外，看板能夠用于細(xì)紗工序運(yùn)行質(zhì)態(tài)的監(jiān)測(cè)，橫向?qū)Ρ炔煌瑱C(jī)臺(tái)、不同品種、不同班組的運(yùn)行狀態(tài)，以此促進(jìn)對(duì)生產(chǎn)狀況的總結(jié)和分析，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率以及操作工的工作積極性。

4 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

4.1 機(jī)臺(tái)型號(hào)普適性

紡紗企業(yè)涉及機(jī)臺(tái)品類(lèi)眾多，為了能夠?qū)崿F(xiàn)不同品類(lèi)機(jī)臺(tái)與不同類(lèi)型信號(hào)的采集與匯總，基于Linux 及Windows 操作系統(tǒng)，搭建了數(shù)據(jù)采集跨平臺(tái)的軟件和硬件系統(tǒng)。繼而圍繞PLC 終端設(shè) 備，采 用 工 業(yè) 以太 網(wǎng)、WIFI、3G/4G、CAN、RS232/485/422 等技術(shù)，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了數(shù)據(jù)采集支持的協(xié)議和數(shù)據(jù)類(lèi)型。此外，開(kāi)發(fā)了獨(dú)創(chuàng)的W‐Script 腳本語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)了深度系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與簡(jiǎn)單易用的結(jié)合，支持控制領(lǐng)域常用的Modbus 通信協(xié)議，并能與SCADA 系統(tǒng)等第三方系統(tǒng)快速集成。采用該技術(shù)方案，已解決了國(guó)內(nèi)紡紗主機(jī)設(shè)備和大部分國(guó)外紡紗主機(jī)設(shè)備的數(shù)據(jù)獲取問(wèn)題。

4.2 管理模式適應(yīng)性

為了匹配不同企業(yè)的個(gè)性化管理模式，適應(yīng)不同的管理需求，在數(shù)據(jù)應(yīng)用層，構(gòu)建了可模塊化拆解的MVP 架構(gòu)。其中M 層為業(yè)務(wù)邏輯層，主要用于加載現(xiàn)有的用戶(hù)數(shù)據(jù)以及訂單、余額等數(shù)據(jù)。V 層為視圖層，主要用于控制顯示數(shù)據(jù)的方式。而P 層為中間者，主要用于綁定M 層及V層，以有效降低M 層與V 層之間的耦合度，方便應(yīng)用的擴(kuò)展。

通過(guò)脫離用戶(hù)接口來(lái)測(cè)試邏輯單元，在做單元測(cè)試時(shí)使用MVP 對(duì)Presenter 進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)編寫(xiě)Mock Object，即通過(guò)實(shí)現(xiàn)Model 和View 的接口測(cè)試以實(shí)現(xiàn)Presenter 邏輯。系統(tǒng)軟件采用前后端分離的開(kāi)發(fā)技術(shù)，使前后端能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立的開(kāi)發(fā)，根據(jù)企業(yè)需求便捷地實(shí)現(xiàn)不同的功能；同時(shí)在應(yīng)用上采用多層緩存設(shè)計(jì)，有效保障對(duì)大數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的靈活性。采用該技術(shù)方案能夠快速實(shí)現(xiàn)的功能案例如下。

第一，班次產(chǎn)量對(duì)比。對(duì)班組人員績(jī)效進(jìn)行對(duì)比管理，圍繞實(shí)際產(chǎn)量和標(biāo)準(zhǔn)工藝產(chǎn)量進(jìn)行分析，同時(shí)分析每個(gè)班組的噸紗能耗運(yùn)行管理狀態(tài)，顯示的內(nèi)容為當(dāng)前生產(chǎn)班組和最近上一個(gè)班組的生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)比。

第二，品種結(jié)構(gòu)分析。從品種結(jié)構(gòu)角度分析每個(gè)品種的噸紗耗電情況和產(chǎn)量情況，同時(shí)可以從品種結(jié)構(gòu)角度分析實(shí)際產(chǎn)量與標(biāo)準(zhǔn)工藝產(chǎn)量之間的盈虧關(guān)系。

第三，生產(chǎn)運(yùn)行質(zhì)態(tài)。反應(yīng)車(chē)間的生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的KPI 管理指標(biāo)，包括開(kāi)臺(tái)品種、停機(jī)設(shè)備、運(yùn)行設(shè)備、當(dāng)日產(chǎn)量、當(dāng)日能耗等信息。

第四，機(jī)臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。反映車(chē)間當(dāng)前生產(chǎn)設(shè)備的產(chǎn)量趨勢(shì)、能耗趨勢(shì)以及每個(gè)機(jī)臺(tái)的瞬時(shí)產(chǎn)量、瞬時(shí)車(chē)速、瞬時(shí)能耗等關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)趨勢(shì)。可以用來(lái)對(duì)比同種紗號(hào)不同機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)能力和噸紗耗電對(duì)比，提高機(jī)臺(tái)間的看臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

4.3 信息反饋敏捷性

為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的敏捷反饋，針對(duì)生產(chǎn)車(chē)間管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，采用大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)SQL SERV‐ER 或Mysql 和分布式數(shù)據(jù)方案，構(gòu)建了分庫(kù)規(guī)則和路由規(guī)則。引入集群的概念，保證數(shù)據(jù)的分布調(diào)用效率；引入負(fù)載均衡策略，避免因不均衡的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)導(dǎo)致的信息傳遞時(shí)延；引入集群節(jié)點(diǎn)可用性探測(cè)機(jī)制，對(duì)單點(diǎn)機(jī)器的可用性進(jìn)行定時(shí)的偵測(cè)，以保證LB 策略的正確實(shí)施，以確保系統(tǒng)的高度穩(wěn)定性；引入讀/寫(xiě)分離，提高數(shù)據(jù)的查詢(xún)速度。

4.4 數(shù)據(jù)安全穩(wěn)定性

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，強(qiáng)化權(quán)限管理功能，具有多級(jí)安全機(jī)制；系統(tǒng)采用大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，有嚴(yán)格的口令驗(yàn)證機(jī)制，可輔助制度上的約束以確保數(shù)據(jù)不會(huì)被非法用戶(hù)所獲取。此外系統(tǒng)與外部被訪(fǎng)問(wèn)設(shè)備之間的通信采用只讀方式，寫(xiě)授權(quán)被禁止，防止生產(chǎn)數(shù)據(jù)的非法篡改。

采用大數(shù)據(jù)云端管理技術(shù)，將海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)備份在云端，保障信息安全穩(wěn)定。使用分布式數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)技術(shù)，采集和存儲(chǔ)功能可以被分散在各通信與數(shù)據(jù)采集單元中；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于多個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)，利用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余保障數(shù)據(jù)安全性。

4.5 信息互聯(lián)暢通性

紡紗企業(yè)MES 利用傳感器、通信、總線(xiàn)、數(shù)據(jù)庫(kù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，將紡紗企業(yè)單機(jī)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)量數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)（如異纖分揀機(jī)、電子清紗器等）、設(shè)備的用電數(shù)據(jù)、人員、環(huán)境溫濕度、空壓、除塵系統(tǒng)、電力供應(yīng)、ERP 數(shù)據(jù)等相互獨(dú)立的信息流集成在一個(gè)平臺(tái)上，消除生產(chǎn)過(guò)程的黑箱運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)紡織工廠(chǎng)的敏捷化、透明化、數(shù)字化生產(chǎn)和現(xiàn)代化管理；并且建設(shè)企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，加強(qiáng)系統(tǒng)融合，解決信息孤島多的問(wèn)題，從而提高企業(yè)的信息化水平和作業(yè)效率。

5 紡紗企業(yè)MES 的實(shí)施成效

該系統(tǒng)已在遠(yuǎn)紡工業(yè)（無(wú)錫）有限公司、天虹紡織集團(tuán)有限公司等企業(yè)得到了應(yīng)用，有效改善了傳統(tǒng)的管理模式，提高了企業(yè)運(yùn)行效率，得到了用戶(hù)的廣泛認(rèn)可。圍繞MES 構(gòu)建的智能化車(chē)間，有效輔助企業(yè)改善了成本、用工、效率、質(zhì)量以及能耗管理等多方面的運(yùn)營(yíng)水平。以遠(yuǎn)紡工業(yè)（無(wú)錫）有限公司為例，實(shí)施成效如下。

（1）生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。紡紗企業(yè)MES 能夠監(jiān)控企業(yè)每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本與效益，輔助管理者優(yōu)化運(yùn)營(yíng)方案，使得總生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本降低22.48%。

（2）車(chē)間用工。紡紗企業(yè)MES 能夠提高不同環(huán)節(jié)之間的信息流通，提升響應(yīng)速度，使得以往需要人工落實(shí)的工作得以自動(dòng)化。智能紡紗車(chē)間建成后，車(chē)間用工降低率達(dá)4.13%，且人員作業(yè)積極性得到了廣泛的提高。

（3）生產(chǎn)效率。紡紗企業(yè)MES 將生產(chǎn)過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)、設(shè)備變成數(shù)據(jù)終端，并進(jìn)行更深層面的數(shù)據(jù)分析與挖掘，從而提高效率、優(yōu)化運(yùn)營(yíng)。該系統(tǒng)有效提高了物料和庫(kù)存流轉(zhuǎn)的效率，減少了待機(jī)等待時(shí)間，綜合生產(chǎn)效率提升達(dá)15.53%。

（4）產(chǎn)品質(zhì)量。在紡紗企業(yè)MES 中，每個(gè)訂單的每一個(gè)生產(chǎn)階段都得到了有效監(jiān)控，產(chǎn)品不良率大大降低。該系統(tǒng)應(yīng)用后，全年不良品量降低達(dá)58.00%。

（5）能源利用。紡紗企業(yè)MES 通過(guò)智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)廠(chǎng)區(qū)各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及耗能狀況實(shí)時(shí)監(jiān)視，并具備實(shí)時(shí)警報(bào)功能，掌握異常能源使用情況。以紡紗車(chē)間為例，其電能利用率在應(yīng)用該系統(tǒng)后提高率達(dá)到12.00%。

6 紡紗企業(yè)MES 的智能化發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)的紡紗企業(yè)必定是淘汰、改造落后的產(chǎn)能和技術(shù)，減少人工參與，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)為趨勢(shì)。當(dāng)前廣泛應(yīng)用的紡紗企業(yè)MES 普遍仍處在數(shù)字化與信息化轉(zhuǎn)型階段，其中代替人工勞動(dòng)的功能模塊仍普遍處在生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)感知、獲取、存儲(chǔ)與調(diào)用層面，尚未發(fā)展出可靠的智能化決策功能。

此外，MES 的定位在于企業(yè)上層ERP 與底層設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)之間，其理想化的作用環(huán)境是建立在實(shí)現(xiàn)全面的底層自動(dòng)化生產(chǎn)之上的。當(dāng)前，紡紗企業(yè)所面臨的問(wèn)題在于底層生產(chǎn)實(shí)踐無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化，仍然大量依賴(lài)于人工作業(yè)。隨著人工智能、機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，紡紗企業(yè)的底層作業(yè)將逐漸由人工依賴(lài)模式向自動(dòng)化生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。由此，紡紗企業(yè)MES 的應(yīng)用價(jià)值將得到更進(jìn)一步的推廣。

智能化人員管理與規(guī)劃：分析生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不同人員的特長(zhǎng)與能力，根據(jù)人員自身的工作安排情況，作出使企業(yè)生產(chǎn)狀況最優(yōu)化的人員安排。智能化機(jī)物料運(yùn)維：圍繞企業(yè)生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)作出個(gè)性化智能評(píng)測(cè)，實(shí)現(xiàn)包括智能排產(chǎn)、最優(yōu)化物料分配、智能預(yù)測(cè)機(jī)臺(tái)運(yùn)行狀況、機(jī)臺(tái)自動(dòng)響應(yīng)決策并反饋等功能。智能化工藝制定：根據(jù)歷史生產(chǎn)情況，解析生產(chǎn)效能與生產(chǎn)工藝之間的關(guān)系，為所有訂單安排最優(yōu)的生產(chǎn)工藝，或?yàn)楣に囍贫ㄅc管理提供指標(biāo)性指導(dǎo)方案。智能化績(jī)效評(píng)定：通過(guò)分析海量歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，智能化分析人員操作情況與企業(yè)生產(chǎn)效益之間的關(guān)系，由此構(gòu)建更為客觀、更為有據(jù)可循的績(jī)效評(píng)定體系。

7 結(jié)束語(yǔ)

紡紗全流程自動(dòng)化與數(shù)字化是紡紗行業(yè)走向智能化的必由之路，其中MES 的深化應(yīng)用占據(jù)著不可或缺的地位。相較于當(dāng)前應(yīng)用的MES，江蘇格羅瑞節(jié)能科技有限公司通過(guò)深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研自主研發(fā)的紡紗企業(yè)MES，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同品牌設(shè)備的高度適配以及對(duì)不同企業(yè)管理模式所需功能的個(gè)性化定制，同時(shí)能夠便捷地對(duì)接企業(yè)各項(xiàng)獨(dú)立信息系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全流程的人員、機(jī)臺(tái)、物料、工藝、環(huán)境、效率、質(zhì)量、成本等全方面企業(yè)生產(chǎn)信息的數(shù)字化云端管理。系統(tǒng)具有良好的機(jī)臺(tái)型號(hào)普適性、管理模式適應(yīng)性、信息反饋敏捷性、數(shù)據(jù)安全穩(wěn)定性、信息互聯(lián)暢通性，具有較高的實(shí)踐推廣價(jià)值。

根據(jù)目前紡紗行業(yè)MES 的應(yīng)用實(shí)踐，紡紗企業(yè)當(dāng)前能夠?qū)崿F(xiàn)的是初步數(shù)字化轉(zhuǎn)型。要實(shí)現(xiàn)我國(guó)紡紗行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型，當(dāng)前MES 的發(fā)展仍需要在車(chē)間生產(chǎn)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)分析智能化、管理模式高效化等多個(gè)層面實(shí)現(xiàn)突破。這是一個(gè)需要長(zhǎng)期技術(shù)攻關(guān)突破的過(guò)程，也是未來(lái)紡紗行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。