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红色土地上的数字化转型升级实践
作者:罗余作 | 来源:01一线
2019-07-30
本文是井冈山卷烟厂的数字化转型升级实践经验分享。

 

各位领导、嘉宾以及热爱IT数据数字化的朋友们:

大家上午好!本人罗余作,来自江西中烟井冈山卷烟厂。从1991年3月建厂至今,主要在单位担任设备技术、企业管理和IT部门负责人,长期担任企业IT管理中层首席代表。

在吉安井冈这块红土地上,人们的耳边时常响起:“保留烟厂不容易,技改扩建更不容易!要珍惜项目机遇、咬住时间节点、争做行业典范!”等等诸如此类的话语故事。

今天,我要说的,井冈山卷烟厂还有一个不容易,就是这块红色土地上的数字化转型升级也是不容易的。

P2、今天,借此机会,我以企业简介,信息变革和未来展望三部分来向大家讲述我厂数字化转型升级的故事和展望。

第一部分:企业简介

P3、“命令昨颁,十万工农下吉安”出自当代诗人毛泽东一九三O年二月的古诗作品《减字木兰花•广昌路上》之中,其诗写道:

漫天皆白,雪里行军情更迫。头上高山,风卷红旗过大关。

此行何去,赣江风雪迷漫处。命令昨颁,十万工农下吉安。

P4、井冈山卷烟厂位于江西中部城市,吉安市红色革命摇篮井冈山下、行政区划位于国家级井冈山经济技术开发区。目前属江西中烟工业有限责任公司所属四大卷烟生产制造企业之一。

P5、1982年,中国烟草总公司成立,吉安井冈山这片红土地的人们穷则思变,窝在山沟沟里的吉安卷烟厂开始作坊式生产。接着,因国家正式确立的烟草专卖制度而宣告停产。

1991年,吉安老区请示恢复卷烟生产,6月20日,当省政府签发的文件送到原国务院副总理余秋里老先生手中,他挥毫大字:“建秀同志:吉安井崗山地区已办了個煙厂多年,请考虑是否列入國家计划,我认为办这个烟厂是合乎条件的。这个老区是很穷的,望扶持一下。我不是来走后门的,请酌。能办就请批一下,不能批就不要麻烦你们。”

同年8月,经国务院批准保留后纳入国家计划内管理的地方性国有企业,改名井冈山卷烟厂。这让我想起来周总理有句名言:“要大家讲真话,首先要领导上喜欢听真话,反对说假话”。自此,1991年3月完成了第一次搬迁,1991年和1994年先后经历两轮生产技改建设竣工投产,告别了当初作坊式卷烟生产格局。

P6、2003年4月,在一片片国际控烟、抓大放小、联合重组等声浪中,井冈山卷烟厂挺过磨难,在国家扶持老少边穷的政策支持下,经国家烟草专卖局、财政部批准,正式上划为央企行列。

2005年以重组方式并入南昌卷烟总厂。

2009年10月,进而更名为江西中烟工业有限责任公司井冈山卷烟厂。期间的2007年,井冈山卷烟厂经历一次就地技改,才有了旧厂房的新办公楼。

P7、企业一直秉承“坚定信念、艰苦奋斗,实事求是、敢闯新路,依靠群众、勇于胜利”的红色文化理念。井烟人相信:“世界上最聪明的人是最老实的人,因为只是老实人才能经得事实和历史的考验”。事实证明,现实有了理想的指导才有前途,反过来也必须从现实的努力中才能实现理想。全球控烟浪潮磨练了井烟人的意志和共识:“今天的现实是不够美满的,但是美满的现实需要我们大家共同去创造”。漫漫风雨路,雨后见彩虹。

2013年11月,终于在中烟公司“十二五”规划指导下,设计年产30万大箱卷烟规模的江西中烟井冈山卷烟厂易地技术改造项目终于“落地”,井冈山卷烟厂由此走向了新的征程。

面对新厂建设,对井烟人来说,是梦想,是希望,是坚定的信心。几年来,企业围绕“全力对接技改,全面适应新厂”的脚步,踏着新的征程节拍,梦想的是企业先进、管理一流、员工卓越。光阴寸金,只因大家有梦、有付出。

2014年9月23日国家烟草专卖局批复易地技改项目,11月20日开工建设,2016年10月22日转入投产,成为吉安地方经济发展支柱企业之一。整个项目从开工到正常运行,建设周期两年,创造了行业甚至国内建设最新速度。

P8、这是井冈山卷烟厂新厂的风貌。

第二部分:信息变革工厂数字化转型升级实践

P9、回顾从1991年至今经历的二十八年的发展变革,井冈山卷烟厂始终坚持敢于求实创新、与时俱进,牢固树立“两个至上”的行业共同价值观,瞄准“打造‘小而精,小而优’的卷烟制造工厂”这一目标,紧紧围绕“引势而起、蓄势待发、破势而出”三步走的工作思路发展。在这期间,我们企业无论是管理水平、装备水平都有着翻天覆地的变化。

企业先后获得“江西省优秀企业”、“全国工人先锋号”、“全国模范职工之家”、“全国设备管理优秀单位”、“全国‘安康杯’竞赛活动‘优胜企业’”、“全国厂务公开民主管理先进单位”等荣誉称号。所有这些进步和荣誉,应该归功于以下几点:首先,起源红土地基底。井烟“引势”创业得益于国家对苏区的政策支持。其次,好风凭借力。井烟“蓄势”得益于“外力”和“内力”的作用。第三,送我上青云。井烟“破势”发展得益于不断推进科技创新和管理进步。

在这背后,企业的信息化变革也是经历了“引势”、“蓄势”和“破势”的三个发展历程。

P10、引势阶段:

1995年,井冈山卷烟厂IT仅限于少数办公、烟叶调拨管理专项软件的应用。企业信息化从无到有迈出了第一步,能够借助信息化工具处理一些简单的管理业务。

P11、2000年开始,为配合企业实施名牌战略,企业按第一个信息化三年规划分步实施要求,当年申报启动实施了国家电子倍增计划《电子控制卷烟生产项目》。新增和更新了工艺研究和质量检测设备,建立了厂质检中心工作站,改善了计算机检测技术装备,完善了部分在线质量检测设施。

2001年我厂被列为吉安市信息化建设试点企业。开展了以“甩图纸”为标志的设计制造一体化、无纸化和以“甩帐表”为标志的企业信息流、物流、资金流及经营管理业务集成应用的示范工程建设。

2003年10月,《电子控制卷烟生产配套工程》为近五年来国家“倍增计划”优秀应用项目而受到表彰。由于该技术的应用,通过对制丝生产线皮带秤的PC 化改造应用,控制精度大大提高,配比精确,改变了以前人工控制的不均匀情况,实现了按实际瞬时流量配料的科学性,产品质量稳步上升,通过该项目应用,卷烟生产各工序自动控制协调进行,提高了产品质量和企业经济效益。项目应用后,卷烟产品档次得到了较大提高,生产效率大大提高,产品质量及各项指标都明显好转,增进了产品的市场竞争力。

2003年井冈山卷烟厂被列为江西省信息化建设试点企业,编制和批准了第二个《企业三年信息化工作规划发展纲要》,加快了企业信息化建设步伐。信息化建设项目作为企业重点工作,列入到每年厂长工作报告中体现总体部署。当年,成功实施和应用了江西省卷烟网上交易系统,筹划建立了企业门户网站。2004年10月,为适应行业改革与发展和管理需要,实现企业质量体系产品质量追溯和物流信息跟踪,国家烟草专卖局行业卷烟生产经营决策管理系统工程第二期企业建设正式启动。井冈山卷烟厂作为第二期企业进行了统一部署和实施,同步开始了企业局域网建设。

P12、蓄势阶段:

企业主要基于安排生产、提高产品品质、成本管理和办公效率四个方面,较大范围的开展了设备自动化改造,并建立了一号工程系统、ERP财务系统、OA办公系统、安防监控系统、视讯会议系统、火灾报警系统等几个主要办公管理系统,并且升级改造了企业中心机房,建成了覆盖全厂的以千兆网为骨干、百兆网为桌面的高速信息网络系统,较大程度的改善了企业的网络通信环境。但这个阶段,企业仍然是基于电子文件形式的信息传递,数据采集、数据分析、数据应用等仍存在较大的空洞。只能算是初步走向了信息化,更不要说打造智能数字化工厂了。这与同时期一些先进的数字化烟草企业存在很大的差距。

P13、2010年左右,企业的生产能力与品质管控达到了硬件的瓶颈,而且由于管理业务越来越多,信息化建设仍旧未能跟上数据需求量的猛烈提升。各种管理业务的数据来源很是头疼,管理业务之间的数据流通愈加繁琐,企业信息数字化转型的迫切需求愈加强烈。面对设备落伍、工艺和信息化技术无法升级。而数字化工厂究竟是要做什么、怎么做的问题就摆在了眼前,为此,企业坚持立足“质量、成本、效率”三个中心,围绕“抓队伍、强基础、树形象”,全面启动“质量立企、管理壮企、人才强企、文化兴企”四大工程,不断夯实企业内部管理,提升企业形象。企业当时分别从五个方面对数字化转型进行了分析。(图中标示)

P14、破势阶段:

终于等到2013年,国家在第“十二个五年规划”建设中同意异地技改,迎来了数字化转型升级的重大历史机遇。

随着年产30万大箱的新厂异地技改项目不断推进,企业的信息化、数字化建设也大步向前发展。按照公司数字化工厂建设的总体规划与要求,向着“两化融合”迈进,除同步增强迁移建设了行业“一号工程”、公司财务供应链和营销管理等信息系统外,还系统规划并实施了生产制造( MES )、制丝集控、卷包数采、物流高架、动力能管、消防、生产监控等信息管控系统建设,较好地构建了统一、全面、先进的生产指挥和管理信息化平台。

P15、另外,和信息化平台同步跟进的是运用了大量的自动化控制手段,包括大量的底层控制单元、数据采集单元。通过直接从一线收集实时数据,建立起冗余备份的数据库服务器,构建全厂数据中心。让数据直接在企业网络中高速流转,让数据为企业经营决策提供服务。上图是部分控制中心及自动化设备的现场照片。

P16、这是企业的整个信息网络的拓扑图,可以看到相比老厂,技改后的信息网络安全更加可靠功能齐全、配置合理。

井冈山卷烟厂根据实际需求,设计了两路网络出口,分别为中烟专线网络和internet网;网络架构按层次结构分为两层,分别为机房的核心层及各弱电间的接入层,厂区内各终端根据实际需求,接入相应的接入层交换机。基于安全生产考虑,按功能分为三个子网,分别为生产网、监控网和办公网,子网间通过配置安全策略,达到逻辑隔离的效果。

P17、整个网络由网络出口、管理中心、数据中心、生产网、监控网、办公网组成。通过不同的网段划分将各个功能网独立开来,各类信息数据通过核心交换区汇入数据中心,最终由生产制造执行系统(MES)与批次追溯系统(PBMS)对数据进行分析展示,以供企业管理层决策参考。

下面重点讲一讲我们企业的MES系统与批次管理系统。

P18、MES系统是厂级信息系统集成平台,主要提供生产管理及决策支持两大服务功能,这两大核心功能通过数据建模、集成监控、操作集成、数据采集、规范管理、计划管理、运行管理、质量管理、部门管理、成本管理、物料管理、设备管理、综合统计、系统集成14项业务模块进行实现,这也意味着MES系统需要大量的不同类型数据来实现其各项功能。

P19、这是我厂MES系统的网络拓朴图,其由客户端层、服务器层、底层系统三层结构组成,整个MES系统不断从生产现场的底层系统收集生产、工艺、质量、设备、能源等为主要五大类实时数据。

其中:生产制造对接的主要管控系统分述如下:

1. MES与原料高架:MES系统创建制叶工单,下发至原料片烟高架中的SWMS系统,SWMS根据出库单信息及出库策略产生出库任务,并反馈给WCS系统,WCS系统获取出库任务进行任务拆分并调度堆垛机进行出库,出库结束后将信息反馈给SWMS,再由SWMS反馈给MES系统。

2. MES与制丝管控:生产前准备:MES系统将物料主数据、设备主数据、工艺标准、BOM下发给制丝管控系统。生产时,接收工单——MES系统将工单下发至制丝管控系统;下发计划——制丝管控系统将接收的工单下发至监控系统,在监控系统中选择批开始,将计划下发至设备;生产开始——中控操作工与现场操作工确认现场情况,生产条件完全具备时,点击线启动,生产开始,制丝管控系统将工单开始信号反馈给MES。生产控制——生产过程中关注水分、温度、流量等相关参数,利用监控系统中生产控制、参数设置等功能实时控制生产;生产结束——当生产结束后,依照生产单元从前到后点击线停止,设备停止运转,然后点击批结束,制丝管控系统将工单结束信号反馈MES。生产结束:自动报工——批结束后,系统自动向MES、批次系统发送该批次的产量、消耗、过程质量数据。设备运维方面:MES系统将设备主数据下发给制丝管控系统;制丝管控系统将设备维修记录、停产检修记录、制丝车间考核指标反馈MES。

(对接的制丝管控系统分为底层PLC设备控制系统、集中监控层生产控制系统、信息管理层车间管理系统三个相互联系的系统。实现了对制丝生产工艺过程的全程监控及管控一体,实现了生产过程产量、消耗、质量、设备状况等的全面可视和可控,较好地满足了制丝加工参数化、智能化、精细化和柔性化等要求,为制丝过程提质降耗、改善品质、精确配方提供了有效保障。)

3. MES与卷包数采:生产块:生产开始,MES下发生产工单至数采系统,数采中控收到工单后审核下发到机台WCT,机台操作工在WCT上运行工单,数采将运行信号,发送给MES;生产结束,数采机台操作工完成工单,数采将完成信号发送给MES。设备块:MES下发点检计划、轮保计划、润滑计划、保养计划至数采,机台操作工完成后在机台点击反馈MES。质量块:质检员在数采系统中将外观、物理相关指标数据反馈MES。

对接的卷包数采系统采用符合国际规范的三层架构体系,主要包括车间生产管理系统(PMS系统)、车间协同终端系统(WCT系统)、数据采集系统(DAC系统)、车间集中监控系统(ISP系统)等四大子系统,具体包括机台监控、生产调度、生产统计、成本管理、设备管理、质量管理、现场协同、通知告警、文档管理、系统管理、数据集成、数据采集等子系统功能。

4. MES与成品高架:MES系统的成品产量数据来源于成品高架系统的成品(等同流程中封箱环节数据)入库数据,当成品高架系统有成品入库动作时,成品高架将入库的托盘上的成品数据反馈给MES系统。

P20、在生产管理方面,企业不同角色用户下达本岗位的工艺标准或日作业计划,系统将其自动传递至下道工序进行确认,全部信息确认完成后,生产信息方可进入生产线控制系统,启动对应的设备,这样就达到了精准生产控制的作用。

P21、这是MES系统的生产驾驶舱界面,主要是面对企业管理层对各种生产、质量、设备运行数据进行展示,涵盖月度产量、产品牌号、设备运行效率、原辅材料消耗及产出比、能源消耗、各生产部门生产执行情况等主要关键数据。能够基于不同角色的不同关切,对生产计划、配方数据、工艺指标等关键信息更新进行提醒,方便快捷的查看到用户最关心的生产信息,实现生产运行情况驾驶舱应用。为各个管理层提供业务决策的数据支持。

P22、2017年,企业新厂投产运行之际,公司信息化重点项目――批次管理信息系统(PBMS)放在我厂试点建设。以此为契机,我厂充分发挥物联网技术在制造业转型升级中的作用。在优化和改善工作方面,广泛引用大数据、物联网、信息安全等相关技术,实现了自有品牌生产和联营加工品牌的协作生产,实现了供应商管理、原料批次管理、辅料批次管理、制丝生产批次管理、卷包生产批次管理、成品批次管理等制造业务活动。

2017年井冈山卷烟厂建成投入运行的批次管理信息系统,上游对接了烟草行业生产经营管理决策、公司原料综合管理、营销综合管理等系统,下游则集成了企业(MES)、制丝集控、卷包数采、动力能管、物流原料、辅材和成品高架等信息管控系统,实现了卷烟生产数据链全过程的信息跟踪与追溯。另一方面,在发挥这个批次管理系统平台方面,通过建立覆盖卷烟原辅材料、卷烟生产和成品的批次管理应用、生产制造过程数据挖掘分析与运用,精益生产和智能物联应用,较好地为企业精细化管理、柔性化生产、均质化加工提供了先进的信息化工具和手段,为下一步建立实施信息化和工业化融合(即“两化融合”)管理标准化体系夯实了坚实的基础。

P23、批次管理系统共含基础数据管理、物资管理、生产管理、成品管理、数据上报管理和系统配置管理6大功能模块。这是批次系统总体架构:其中,生产管理模块对联营加工卷烟生产过程的投入、产出、质量等信息进行汇总,为用户提供查询功能。与生产管理模块交互的外部系统是MES系统、一号工程系统、糖香料系统和质量追溯系统:

1.MES:生产管理模块接收MES系统发送的工单执行结果信息、生产质量统计信息和钢印计划信息;在生产管理模块创建的钢印计划也需同步到MES系统。

2.一号工程系统:接收一号工程系统的产成品装箱打码信息。

3.糖香料系统:发送料液稀释等工单信息到二维码系统。并接收二维码系统发送的生产过程打印的条码信息。

4.质量追溯系统:接收质量追溯系统的在制品装箱打码信息。生产管理模块内部模块交互是生产工单管理与料液稀释管理模块,料液稀释管理模块根据生产工单执行料液稀释任务,并根据执行情况修改工单状态。

P24、批次管理系统整体架构为“四横一纵”,在横向上建立外部系统的数据应用层、批次业务管理层、硬件设备接口模型层、底层服务组件控制层四个应用层级,在纵向上建立集数据仓库、功能应用为一体的集成统一平台。

外部系统数据应用层是通过对外部系统数据的整合,有效打通物资、生产、工艺、质量、仓储物流、成品管理等业务关联环节,提供完整数据供应链一体化的流程支撑;让全供应链数据转化成信息,信息融于管理,为管理服务,提升业务和信息化管理水平。

批次业务管理层将对物料信息进行更加精确采集、整合、集成、分析和共享,并通过与相关系统形成良好的互动,有效地满足物料和卷烟成品的数据采集、数据准确性和实时输入等方面的需求,实现精确的供应链全过程的质量跟踪与追溯,及大数据分析,并结合卷烟特点,记录卷烟吸味风格、市场反映等外部评价与内部加工过程的多维度比较分析,进而为更好地改进加工工艺、满足市场化需求提供信息化支持,更好地满足市场化取向。

硬件设备接口模型层主要是针对所需的RFID扫描设备、条码扫描设备、条码打印设备、网络设备等各类数据服务建立的标准数据通道管理模型,实现各类硬件接口服务的统一管理,统一运维。

一体化集成平台整体考虑三个应用层级的定位与衔接关系,从数据、SOA业务服务、应用功能三个方面规划,搭建成一个集数据仓库(数据层)、业务服务中心(业务层)、功能应用平台(展现层)为一体的数据规范、可复用性强、可扩展性强的弱耦合集成平台。

通过“四横一纵”系统蓝图的设计,建立起流程规范、功能完备、边界明晰的信息系统体系,为批次管理系统及其精益管理建立奠定坚实基础。

P25、批次管理通过建立并完善实物信息识别码标准规范,快速实现物料和卷烟成品批次数据的录入采集、判断防错、查询统计等操作,及时跟踪物流流转和生产过程批次的变更情况,实现了卷烟生产数据链完整性管理和全过程的跟踪与追溯。

批次管理批次定义和批次划分的基础,即最小颗粒度是物料最小包装单元。对物料单元的一次收货、一次发货或一次使用进行管理。

难点主要有三个方面:一是难在对各种物料单元要做到可以区分、可以记录;二是难在物料加工过程中,批次对象要可以还原、可以追溯;三是难在管理动作一定要到位。

第三部分:未来展望

P26、截止当前,新厂数字化建设积累了一些基本做法。一是带动了制造业转型升级。二是坚持了系统优化和改善。三是开展了创新精益管理和两化融合管理体系建设。同时,积极发挥物联网技术在制造业转型升级中的作用。近几年来,先进的信息化工具和手段为实现企业精细化管理、柔性化生产、均质化加工提供了良好保障。在打造江西企业信息化建设企业特色和达成物联网数字化工厂目标建设方面成为了一张“吉安名片”。

但是,与国家烟草专卖局领导提出的“集成各路特色,打造行业典范”、江西中烟工业倡导的展示“科技进步、工艺先进、社会责任、行业文化”四个窗口要求还差距很大。

新形势下,工厂将围绕核心职能,充分领会和理解卷烟高质量发展的深刻内涵,实施“质量提升、效率提升、动力提升”三大工程。

在智能物流管理层面,广泛运用了无线网络、二维码、数据采集器手持终端(PDA)和射频识别(RFID)条码系统配套硬件、传感器和物联网等技术,通过批次管理系统建设,集成了动力能管、高架物流、制丝集控、卷包数采和生产制造执行系统等各环节数据,建立了覆盖卷烟工业全产业链的数据采集、物料全生命周期信息追踪追溯和数据共享能力,实现了企业供应链和生产无缝衔接、实现了工厂物理世界和数字系统融合和数据驱动生产协同,促进了企业物资流转、库存管理和产品质量控制效率;同时,基于生产线过程检测、实时参数采集、生产设备、材料消耗等领域的智能监测,实现生产过程物料、设备、系统、人员等信息即时交互能力和大数据分析,提高了生产智能控制,为企业决策制定和产质耗效率协同改善提供支撑。

目前在批次管理系统中实现了生产追溯管理地图设计应用。包括原料、辅料、制丝、卷包、滤棒、和成品各环节的追溯管理地图。这些都可以进行批次管理正向跟踪和反向追溯:比如,在批次管理系统中输入原辅料条码,查询出该批次原辅材料的各环节流转信息、入库信息、投料信息,生产信息、成品信息、生产过程等相关信息;又比如,在批次系统里输入一号工程码,可查询出该烟箱的产出时间、各环节的流转信息、入库信息、出库信息、成品调运信息、上游产品批次信息等,以及流转、生产过程等其他信息。

P27、企业正在对核心系统的数据统计分析与应用重新梳理规划。拓深数据运用的领域范畴,先期推进科学的、以数据为依据的质量分析与改进工具SPC软件。在批次系统中架构数据统计分析应用。以整个批次流转的深度谱系数据为基础,挖掘数据利用价值,建立多维度的分析统计。主要包括:实现生产品牌物资流转、生产过程、工艺质量、生产消耗跟踪与追溯;实现对物料流转、生产、消耗、质量、能源分析统计;通过多手段来提升卷烟生产过程中的产品质量精益管理水平。

P28、未来企业将继续加大信息技术队伍人才培养,包括信息部门与业务部门协作培养各层级技术人员,实现信息化技术多能员工培养。

强化系统运维保障,提高数据的准确性。主要是要提高运维队伍对数据的日常监控、系统运行风险管控和应急反应能力。完善落实《运维管理办法》、《运行日志》、《月度运行报告》、《运维问题管理清单》、《运维风险管控管理清单》、若干《作业指导书》的日常运维模式。

通过建立系统日志,周报和月报,业务变更清单和系统运行问题清单等运维保障日常优化和改善工作机制和管理模式,抓好业务诊断监控一体化平台建设。在深化信息系统建设与管理过程中,在深化信息系统运用与管理过程中,

组织开展技术攻关,积极进行了各信息化管控系统功能优化与改善,全面拓展信息技术在质量、安全、成本、考核等方面的深度应用,强化利用信息化手段。有效实现精准采集、监控、分析设备现场状态,提高设备保障和制造能力。

在公司规划建立数据中心背景下,探索利用云计算、物联网、大数据等新一代信息技术,不断增强两化融合和企业数据自动采集、传输、存储、分析、决策和优化水平,实现企业内部核心业务系统纵向整合、企业间业务系统横向集成以及业务协作、产品全价值链和全过程数据的集成共享。以数据为新驱动要素,加快培育新技术、新产品、新模式、新业态。

P29、由于时间关系,我的分享到此结束。

欢迎大家会后来厂交流指导!谢谢大家!

于2019年7月26日 青岛计算机世界2019中国CIO高峰论坛

责任编辑:周星如