基于MES 系統(tǒng)的浮法玻璃生產(chǎn)模式優(yōu)化實(shí)踐研究

王中亮 侯英男

（中建材佳星玻璃（黑龍江）有限公司，黑龍江佳木斯 154000）

近年來，隨著國內(nèi)制造業(yè)技術(shù)水平的不斷發(fā)展與提升，數(shù)字化建設(shè)的飛速發(fā)展，各企業(yè)逐漸建立起有利于自身發(fā)展的執(zhí)行系統(tǒng)，如ERP、MES 等，系統(tǒng)之間的緊密結(jié)合能夠較好地迎合時(shí)代發(fā)展趨勢，一方面能夠企業(yè)提升企業(yè)工作效率，另一方面也能給企業(yè)帶來直觀的經(jīng)濟(jì)效益，解決企業(yè)管理價(jià)值的現(xiàn)實(shí)問題。MES系統(tǒng)能夠以管理層、執(zhí)行層的身份融入?yún)f(xié)同管理體系中，整個(gè)系統(tǒng)兼顧計(jì)劃排產(chǎn)、訂單管理、生產(chǎn)執(zhí)行、過程跟蹤、設(shè)備管理、提出預(yù)警、決策分析等多項(xiàng)功能。經(jīng)過對相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與實(shí)踐分析，本文發(fā)現(xiàn)浮法玻璃企業(yè)同樣能夠通過MES 等系統(tǒng)間的配合來實(shí)現(xiàn)高效率的生產(chǎn)制造。

一、浮法玻璃與MES 系統(tǒng)相關(guān)理論綜述

（一）浮法玻璃

玻璃制造至少有3000 多年的歷史，早在古羅馬時(shí)代人們便開始將熔融的玻璃傾倒在平面上，然后用簡單的工具將其鋪平，這也是最原始的澆筑法。經(jīng)過技術(shù)的不斷提升，人工吹制法、垂直引上法的先后出現(xiàn)，才實(shí)現(xiàn)了平板玻璃的量化生產(chǎn)。但是這種玻璃生產(chǎn)方式存在一定的缺點(diǎn)與不足，即玻璃玻筋重，透過玻璃看事物會(huì)產(chǎn)生一定的扭曲、變形，做成鏡子后會(huì)有明顯的成像缺陷[1]。

半個(gè)世紀(jì)后，浮法玻璃的出現(xiàn)引起了玻璃制造的重大變革。浮法玻璃生產(chǎn)巧妙地運(yùn)用了玻璃的重力以及玻璃的表面張力，成形讓后的玻璃板足夠平整，如同被機(jī)械拋光一樣，光亮透明，而且大幅度地提高了生產(chǎn)效率，成為玻璃制造領(lǐng)域的一項(xiàng)重大發(fā)明。浮法玻璃的生產(chǎn)過程：首先利用高溫將石英石、精砂、石灰石、純堿、芒硝等原材料熔化，使其形成玻璃液，再根據(jù)錫液與玻璃液之間不溶的特點(diǎn)進(jìn)行分割鋪展，隨后利用退火窯將高溫玻璃液進(jìn)行冷卻退火，最終形成干凈、透明的浮法玻璃原片[2]。

（二）MES 系統(tǒng)

MES 系統(tǒng)即生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)，是面向生產(chǎn)制造的一種管理工具、管理思想，涉及生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)進(jìn)度、質(zhì)量管理、成本管理、設(shè)備管理等多個(gè)方面，是當(dāng)下非常適用于制造業(yè)生產(chǎn)的一種輔助工具。起初美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)將MES 系統(tǒng)定義為“位于上層計(jì)劃管理系統(tǒng)和底層工業(yè)控制之間的面向生產(chǎn)層面的管理信息系統(tǒng)”。制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)對MES 的定義：“MES 能通過信息交互傳遞從客戶下達(dá)訂單到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理。在此過程中發(fā)生不確定事件時(shí)，MES 可以及時(shí)發(fā)出預(yù)警及報(bào)告，并以相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)給予回復(fù)和處理”[3]。MES 系統(tǒng)的不斷提升與發(fā)展，也為制造業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提升和產(chǎn)品合格率的增加提供了有力保障。對于浮法玻璃而言，MES 系統(tǒng)能夠更加高效地進(jìn)行數(shù)字化管理。

二、傳統(tǒng)浮法玻璃生產(chǎn)模式與特點(diǎn)

（一）浮法玻璃生產(chǎn)的主要流程

浮法玻璃生產(chǎn)主要分為4 個(gè)工段，即原料工段、熔化工段、成型工段、退火工段。原料工段是按照玻璃成分及熔化需求，將粒度及成分符合標(biāo)準(zhǔn)的各種原料，如石英石、精砂、純堿、芒硝等通過科學(xué)的配比稱量、混合，為玻璃生產(chǎn)提供合格的配合料，是玻璃生產(chǎn)4 個(gè)工段中最重要的部分[4]。熔化工段是將混合好的配合料經(jīng)1600℃的高溫熔化，獲得符合成型要求的優(yōu)質(zhì)玻璃液。熔窯也被稱為浮法玻璃生產(chǎn)的“心臟”，是原料高溫燃燒的關(guān)鍵場所。成型工段是將經(jīng)過高溫燃燒形成的玻璃液通過錫槽漂浮在錫液表面上，配合拉邊機(jī)，完成玻璃液的成型工作。此過程需要部分人員進(jìn)行現(xiàn)場巡視，確保錫槽各區(qū)域設(shè)備的良好運(yùn)行。退火工段是將成型的玻璃原片在輥道上傳送，通過斯坦因熱風(fēng)工藝，來最大限度地消除玻璃板上的應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)退火、成型工作。雖然在此過程中能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制，但是數(shù)據(jù)采集匯總?cè)暂^為局限，沒能形成統(tǒng)一的規(guī)范管理[5]。

（二）傳統(tǒng)浮法玻璃生產(chǎn)中的痛點(diǎn)與不足

1.傳統(tǒng)手工生產(chǎn)模式下數(shù)據(jù)管理不到位

傳統(tǒng)的玻璃生產(chǎn)基本采用手工生產(chǎn)模式，工作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對原材料、設(shè)備等進(jìn)行統(tǒng)籌安排，且形成的生產(chǎn)數(shù)據(jù)一般情況下也是依靠人工進(jìn)行記錄、反饋，整體工作效率不高，容易出現(xiàn)生產(chǎn)信息的疏漏，造成生產(chǎn)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。這主要是因?yàn)闆]有高級排產(chǎn)算法，造成工序計(jì)劃編制不科學(xué)；任務(wù)沒有合理分派到班組，管理不夠精細(xì)；生產(chǎn)過程存在盲目性，生產(chǎn)負(fù)荷不均衡；計(jì)劃透明性差，易發(fā)生工作延誤。

2.傳統(tǒng)生產(chǎn)中設(shè)備管理不透明

傳統(tǒng)浮法玻璃生產(chǎn)過程存在“黑箱化”：一是現(xiàn)場管理不透明，訂單下發(fā)、配方下發(fā)、生產(chǎn)報(bào)工主要靠人工經(jīng)驗(yàn)完成，對一些重要工藝環(huán)節(jié)的控制不精確。二是設(shè)備管理不透明。設(shè)備維修保養(yǎng)與生產(chǎn)協(xié)同困難，計(jì)劃排產(chǎn)無法考慮設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，且多廠模式下無法有效監(jiān)控每個(gè)工廠的設(shè)備運(yùn)行情況。這些都直接導(dǎo)致現(xiàn)場管理不到位、設(shè)備維護(hù)不協(xié)同等問題，不能有效地對廠區(qū)生產(chǎn)情況進(jìn)行監(jiān)測。

3.傳統(tǒng)玻璃生產(chǎn)質(zhì)量控制滯后

玻璃生產(chǎn)企業(yè)主要以傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝為主，實(shí)行粗放管理，對生產(chǎn)工藝調(diào)節(jié)、產(chǎn)品質(zhì)量控制還主要靠“老師傅”經(jīng)驗(yàn)。玻璃缺陷種類和數(shù)量很難得到控制，良品率無法得到保障，高端玻璃生產(chǎn)裝備不得不依賴進(jìn)口，導(dǎo)致玻璃成本居高不下，嚴(yán)重影響我國玻璃產(chǎn)品國際市場競爭力和客戶滿意度。究其原因，主要是質(zhì)量控制滯后、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系缺失。

4.傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備管理效率低

隨著玻璃制造行業(yè)自動(dòng)化程度的提高，以設(shè)備為主體進(jìn)行玻璃制造的浮法玻璃企業(yè)的設(shè)備管理水平將直接影響生產(chǎn)以及備品備件的更換頻率和成本。雖然企業(yè)的自動(dòng)化程度在逐漸提升，但仍存有一些不足，主要集中在以下方面：設(shè)備臺(tái)賬管理效率低；設(shè)備維修保養(yǎng)與生產(chǎn)協(xié)同困難，計(jì)劃排產(chǎn)無法考慮設(shè)備維護(hù)計(jì)劃；多廠模式下，不能有效監(jiān)控每個(gè)工廠設(shè)備運(yùn)行情況等方面。

5.傳統(tǒng)生產(chǎn)以人工為主，未對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理

玻璃工廠傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝、粗放的管理嚴(yán)重地阻礙了智能制造的發(fā)展，表現(xiàn)在各信息系統(tǒng)之間沒有實(shí)現(xiàn)集成，訂單下發(fā)、配方下放、生產(chǎn)報(bào)工主要依靠人工完成；生產(chǎn)操作主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)，容易出錯(cuò)；生產(chǎn)設(shè)備無法集中精準(zhǔn)控制，一些重要的工藝環(huán)節(jié)無法實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制。

6.各工段數(shù)據(jù)未能充分集成，容易形成“信息孤島”

近年來，玻璃生產(chǎn)總體水平大幅提升，機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化程度顯著提高，生產(chǎn)能力不斷增強(qiáng)。而玻璃倉儲(chǔ)系統(tǒng)作為玻璃加工生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要組成部分，與玻璃生產(chǎn)的其他裝備相比，發(fā)展相對滯后。主要問題有：廠內(nèi)物流運(yùn)輸由人工駕駛叉車完成，人工情緒、車輛視覺盲區(qū)等容易造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失；玻璃包裝、倉儲(chǔ)管理依靠手工記錄數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率高、及時(shí)性差、統(tǒng)計(jì)成品率和倉儲(chǔ)管理先進(jìn)先出不受控，無法為工藝優(yōu)化決策提供支持；各工序獨(dú)自開展，彼此之間脫節(jié)。各流程間的任務(wù)狀況不能實(shí)行數(shù)據(jù)共享，也未能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)閉環(huán)控制，造成無效等待和資源浪費(fèi)。

三、數(shù)字化建設(shè)MES 系統(tǒng)在浮法玻璃生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

隨著時(shí)代的發(fā)展，浮法玻璃技術(shù)也隨之得到發(fā)展，生產(chǎn)線也引入了缺陷檢測儀、優(yōu)化切割等數(shù)字化設(shè)備。這些設(shè)備盡管在各工段都能夠很好地運(yùn)作，但相互間尚未形成協(xié)同管理。這種情況容易出現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的斷層，對后續(xù)工作執(zhí)行會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)影響。MES 系統(tǒng)介入浮法玻璃生產(chǎn)中，能夠更加精準(zhǔn)地對生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行定位，可以從公司級的角度傳達(dá)業(yè)務(wù)需求，同時(shí)也會(huì)更加準(zhǔn)確地定位生產(chǎn)狀態(tài)。

（一）MES 系統(tǒng)在玻璃生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

1.完成產(chǎn)品全生命周期數(shù)字一體化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)降本增效

浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)圍繞著產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工藝流程開發(fā)，建立了數(shù)字化平臺(tái)，構(gòu)建從產(chǎn)品數(shù)字化定義到智能制造、智慧運(yùn)維的全生命周期數(shù)字化管理體系，充分利用計(jì)算建模、實(shí)時(shí)傳感、仿真技術(shù)等手段實(shí)現(xiàn)玻璃工廠在虛擬空間中的映射，以數(shù)字化紐帶貫穿整個(gè)產(chǎn)品生命周期，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)制造全過程的監(jiān)管，如圖1 所示。生產(chǎn)企業(yè)依據(jù)虛擬車間的變化及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝、優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)，提升生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化的設(shè)備管理，以及玻璃生產(chǎn)線設(shè)備生命周期數(shù)字化管理。同時(shí)，依托于現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集與數(shù)字化平臺(tái)分析，減少相應(yīng)的運(yùn)維成本，能夠完成高質(zhì)量的浮法玻璃生產(chǎn)。

圖1 數(shù)據(jù)管理平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

2.打造數(shù)字化工廠的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，打通“信息孤島”

浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用MES 系統(tǒng)，可以打通“信息孤島”。企業(yè)通過生產(chǎn)工藝和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，對生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)過程、產(chǎn)品運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、分析與應(yīng)用，并輔助應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)和專家系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)制造的高質(zhì)量運(yùn)行。

3.實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的可追溯，提升產(chǎn)品質(zhì)量管控能力

浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)圍繞玻璃品控，探索形成了以質(zhì)量管控為核心的產(chǎn)品全生命周期可追溯模式。MES 系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)采集技術(shù)，通過產(chǎn)品賦碼、讀碼、信息關(guān)聯(lián)，形成從原料、原片到銷售終端的全鏈條“端到端”互聯(lián)互通。同時(shí)，系統(tǒng)可根據(jù)每日的動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按照管理的需求生成各類質(zhì)量管理綜合報(bào)表，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量追溯與質(zhì)量預(yù)測，為質(zhì)量管理與質(zhì)量改進(jìn)提供分析的手段和工具。

4.打造以MES 系統(tǒng)為中心的企業(yè)管理模式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)集中管控

浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用MES 系統(tǒng)，可積極打造以MES 系統(tǒng)為核心的數(shù)字化、智能化工廠，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)與生產(chǎn)控制的一體化管控。企業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備和MES 的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理與生產(chǎn)控制的一體化管控。MES系統(tǒng)通過設(shè)備狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)排產(chǎn)調(diào)度、智能生產(chǎn)、智能質(zhì)量管控、智能物料管理、智能監(jiān)控分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全面的精細(xì)化、精準(zhǔn)化、自動(dòng)化、信息化、智能化的管理與控制。

（二）浮法玻璃生產(chǎn)線MES 系統(tǒng)應(yīng)用的管理模式與方向

1.構(gòu)建云邊協(xié)同的玻璃數(shù)字化工廠

浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)以企業(yè)私有云接入行業(yè)公有云的云邊協(xié)同為基本架構(gòu)理念，在工廠邊緣云提供工控系統(tǒng)、制造設(shè)備、傳感儀器、工業(yè)網(wǎng)關(guān)等設(shè)備的互聯(lián)，以及包括數(shù)據(jù)采集、過濾、匯聚、共享等數(shù)據(jù)的互通，在行業(yè)中心云提供業(yè)務(wù)和應(yīng)用彈性擴(kuò)容，基于數(shù)字化應(yīng)用提供建模工具、開發(fā)模型、組態(tài)工具，運(yùn)用沉淀的工廠基建模型和數(shù)據(jù)（如工程設(shè)計(jì)圖紙資料、設(shè)備資料、安裝調(diào)試等資料和數(shù)據(jù)）進(jìn)行玻璃工廠數(shù)字化建模。工廠模型是基于ISA-95 的工廠模型，采用圖形化界面以方便靈活地建立生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)模型，并定義對象之間的關(guān)系。工廠模型由實(shí)體模型、產(chǎn)品模型、工藝模型組合形成，可完整體現(xiàn)整個(gè)工廠設(shè)備、產(chǎn)品、工藝及生產(chǎn)管理邏輯，構(gòu)建虛擬化的數(shù)字工廠，為生產(chǎn)執(zhí)行、生產(chǎn)管理奠定基礎(chǔ)。

2.構(gòu)建平臺(tái)化、中心化、集中化的數(shù)據(jù)管理模式

浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)用數(shù)據(jù)為企業(yè)經(jīng)濟(jì)“造影”，通過搭建數(shù)據(jù)治理架構(gòu)、建立數(shù)據(jù)治理體系、形成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、開展分類分級、管理元數(shù)據(jù)、提升數(shù)據(jù)質(zhì)量、控制數(shù)據(jù)安全，讓數(shù)據(jù)發(fā)揮出最大的效益；通過建立行業(yè)級的統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的最大化利用。

在工廠建模完成的基礎(chǔ)上，企業(yè)可建立數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)，連接各個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，并與設(shè)備管理、檢修管理、運(yùn)行管理、安全管理融合，及時(shí)反映設(shè)備運(yùn)行趨勢，為設(shè)備運(yùn)行維護(hù)提供重要依據(jù)。在生產(chǎn)執(zhí)行方面，將玻璃工廠MES 系統(tǒng)與ERP 系統(tǒng)、條碼系統(tǒng)、質(zhì)量系統(tǒng)、銷售管理平臺(tái)進(jìn)行集成，協(xié)同進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控，以生產(chǎn)供應(yīng)鏈管理為核心，對市場、需求、訂單、原材料采購、生產(chǎn)、庫存、供應(yīng)、分銷發(fā)貨等進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備、人員、物流、工藝、質(zhì)量、安全、環(huán)保等生產(chǎn)運(yùn)行情況的集中調(diào)度和優(yōu)化配置。

3.建立玻璃工廠數(shù)字化協(xié)同新模式

浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)可構(gòu)建模塊化、模型驅(qū)動(dòng)的玻璃工廠研發(fā)設(shè)計(jì)體系，建立以知識(shí)工程和導(dǎo)航式研發(fā)為核心的研發(fā)技術(shù)支撐體系，建立多專業(yè)協(xié)同研發(fā)模式，借助設(shè)計(jì)仿真分析一體化工具和設(shè)計(jì)環(huán)境，有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高研發(fā)設(shè)計(jì)工作的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新效率，完成關(guān)鍵設(shè)計(jì)部分的數(shù)字化建設(shè)。同時(shí)，完成業(yè)務(wù)板塊之間數(shù)據(jù)協(xié)同的驗(yàn)證及協(xié)同數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)施工、采購、供應(yīng)鏈的業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成和業(yè)務(wù)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)基于KPI的核心數(shù)據(jù)分析報(bào)表，并實(shí)時(shí)展示基于物項(xiàng)的追蹤、管控，如圖2 所示。

圖2 數(shù)字化基礎(chǔ)模型架構(gòu)

四、MES 系統(tǒng)在浮法玻璃應(yīng)用后的實(shí)踐效果

（一）生產(chǎn)排產(chǎn)柔性化

利用MES 系統(tǒng)的有效介入，可以建立生產(chǎn)計(jì)劃與排產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過可視化數(shù)據(jù)完成對材料、設(shè)備、人員的跟蹤，通過智能算法達(dá)成浮法玻璃的柔性化生產(chǎn)。這主要體現(xiàn)在通過對生產(chǎn)計(jì)劃的快速分解，做出浮法玻璃設(shè)備能力限度內(nèi)的排產(chǎn)計(jì)劃。一方面能夠完成車間生產(chǎn)管理的任務(wù)下達(dá)，達(dá)到快速響應(yīng)、協(xié)同制造的目的；另一方面通過對浮法生產(chǎn)線生產(chǎn)數(shù)據(jù)的提取，為相關(guān)管理人員提供數(shù)據(jù)分析，最終使其擺脫了生產(chǎn)中各類手工統(tǒng)計(jì)報(bào)表的局限性，在系統(tǒng)中隨時(shí)進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析，為管理層做決策提供依據(jù)。

（二）生產(chǎn)作業(yè)數(shù)字化

生產(chǎn)作業(yè)數(shù)字化能夠全面、及時(shí)地反映整個(gè)公司的生產(chǎn)運(yùn)營狀況，與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、安防監(jiān)視系統(tǒng)（VSCS）、分布式集散控制系統(tǒng)（DCS）等高度集成，有助于企業(yè)管理層通過系統(tǒng)可對關(guān)鍵業(yè)務(wù)進(jìn)行管理分析，進(jìn)而做出正確的預(yù)測與判斷。此過程中生產(chǎn)所需的相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)表可自動(dòng)生成，能夠?qū)崿F(xiàn)信息采集應(yīng)用后的分析跨越。

MES 系統(tǒng)可對重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與歷史數(shù)據(jù)、計(jì)算目標(biāo)進(jìn)行比較分析，進(jìn)而得到綜合評價(jià)指標(biāo)，并以管理中央控制室BI 大屏的形式加以展現(xiàn)。對上可以宏觀展示公司整體運(yùn)營情況，對下可以為生產(chǎn)班組開展生產(chǎn)工作提供實(shí)時(shí)指導(dǎo)數(shù)據(jù)。同時(shí)，生產(chǎn)績效、質(zhì)量等情況展示讓生產(chǎn)變得更加透明高效，從而為員工激勵(lì)提供有效的依據(jù)。

（三）過程質(zhì)量可追溯

浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)通過對研發(fā)設(shè)計(jì)、工程施工、生產(chǎn)制造及智慧運(yùn)維全流程的質(zhì)量管控，使質(zhì)量管理從結(jié)果導(dǎo)向模式轉(zhuǎn)型為事前有計(jì)劃、事中有控制、事后有分析的全過程管理控制模式。通過系統(tǒng)對玻璃生產(chǎn)各工序的生產(chǎn)質(zhì)量、工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并做進(jìn)一步分析，形成指導(dǎo)各部門工作的指令，進(jìn)而將其作為質(zhì)量管理考核的依據(jù)。

浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)通過建立以質(zhì)量指標(biāo)控制為核心的質(zhì)量控制體系；建立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，將質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)融入質(zhì)量管理過程，有效控制玻璃了缺陷種類及數(shù)量，顯著提高了良品率。

實(shí)現(xiàn)質(zhì)量事中控制可解決質(zhì)量控制的滯后性問題。MES 系統(tǒng)可對質(zhì)量控制過程指標(biāo)偏差進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警，提示生產(chǎn)管理人員及時(shí)調(diào)整工藝配比，提高了生產(chǎn)質(zhì)量過程控制的及時(shí)性、準(zhǔn)確性。系統(tǒng)利用生產(chǎn)過程質(zhì)量偏差分析相關(guān)影響因素，通過對產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行趨勢分析、偏差分析、預(yù)測，實(shí)現(xiàn)對質(zhì)量的全過程追溯、分析、預(yù)測。

玻璃智能工廠質(zhì)量管理解決方案落地實(shí)施，打破了研發(fā)設(shè)計(jì)、工程建造、生產(chǎn)制造、智慧運(yùn)維及智能倉儲(chǔ)之間的“數(shù)據(jù)壁壘”，通過協(xié)同創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量的全過程追溯、分析、預(yù)測，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝優(yōu)化，創(chuàng)造了質(zhì)量效益，對玻璃行業(yè)質(zhì)量管理具有很強(qiáng)的引領(lǐng)示范作用。

（四）生產(chǎn)設(shè)備自我管理

浮法玻璃相關(guān)企業(yè)通過全過程、全方位、全生命周期的設(shè)備管理手段以及先進(jìn)規(guī)范的設(shè)備管理理念，最終形成了一套完善的玻璃生產(chǎn)設(shè)備自管理系統(tǒng)。主要取得的成效有：通過應(yīng)用MES 系統(tǒng)建立了完善的設(shè)備臺(tái)賬，實(shí)現(xiàn)了精確的設(shè)備分級分層管理；建立了體系化的設(shè)備維修、保養(yǎng)策略，從而保障設(shè)備的順利使用，降低了設(shè)備故障率和事故率，避免人為原因造成的損失；通過建設(shè)管理系統(tǒng)，合理降低維修保養(yǎng)成本、能耗和其他各種損耗，從而降低整體運(yùn)營成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（五）生產(chǎn)管理透明化

浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)通過物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備和MES 系統(tǒng)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理與生產(chǎn)控制的一體化管控。通過設(shè)備狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的自組織生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)排產(chǎn)調(diào)度、智能生產(chǎn)、智能質(zhì)量管控、智能物料管理、智能監(jiān)控分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全面的精細(xì)化、精準(zhǔn)化、自動(dòng)化、信息化、智能化的管理與控制。在信息技術(shù)的支撐下，打造標(biāo)桿智能工廠，并且總結(jié)推廣可復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)、做法，為行業(yè)企業(yè)建設(shè)智能工廠提供示范和參考，推進(jìn)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與健康有序發(fā)展。

（六）包裝物流智能化

工業(yè)機(jī)器人，集成了高度的機(jī)械化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)（圖3）。一方面，通過定制化設(shè)計(jì)抓手夾具、工件操作臺(tái)等實(shí)現(xiàn)玻璃加工工藝中的抓取、上料、下料、移位、翻轉(zhuǎn)等工序；另一方面，不斷更新各種接口與外部集成，如視覺、MES、節(jié)能、安全等。浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)以工業(yè)機(jī)器人代替人工，不僅自動(dòng)化程度高，安全性能強(qiáng)，還可以極大提高產(chǎn)品品質(zhì)與生產(chǎn)效率。

圖3 智能機(jī)械手抓取玻璃

同時(shí)，也能通過智能化生產(chǎn)，明確批次生產(chǎn)任務(wù)所需求的資源，協(xié)助指導(dǎo)生產(chǎn)人員組織、生產(chǎn)原材料準(zhǔn)備、生產(chǎn)機(jī)器準(zhǔn)備，使生產(chǎn)組織有序，資源安排合理，降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)。此外，機(jī)器人可監(jiān)控生產(chǎn)過程，實(shí)時(shí)反饋設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)進(jìn)度、監(jiān)控的過程參數(shù)，對可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)警，對已經(jīng)發(fā)生的故障進(jìn)行有效應(yīng)對。該數(shù)字化、智能化技術(shù)的應(yīng)用有效保證了貨物包裝、倉庫管理各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的效率和準(zhǔn)確性，合理控制企業(yè)庫存，對庫存貨物的批次、保質(zhì)期等方面進(jìn)行有效管理。

（七）經(jīng)營管理服務(wù)高效化

為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)營管理服務(wù)的高效化，玻璃企業(yè)按照“頂層規(guī)劃、目標(biāo)導(dǎo)向、分步實(shí)施、價(jià)值可視”的建設(shè)思路，采取“規(guī)劃設(shè)計(jì)自上而下、數(shù)據(jù)匯聚自下而上”的方法，搭建了公司運(yùn)營管理大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過數(shù)據(jù)智能化應(yīng)用，創(chuàng)新管理模式，提升管理效率與效益，用數(shù)據(jù)輔助決策，具體管理包括以下兩個(gè)方面。

1.系統(tǒng)全面集成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)供銷一體化高效協(xié)同

結(jié)合企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）、產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）及高級計(jì)劃與排產(chǎn)（APS）等各個(gè)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，通過對應(yīng)的平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對原有的數(shù)據(jù)獲取、轉(zhuǎn)化、核對等往復(fù)性工作的智能化分析整理，使管理者能夠了解更多的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

搭建一體化智能BI 分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接入、分析、輸出；構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，基于數(shù)字化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系實(shí)現(xiàn)底層模型建設(shè)；建設(shè)多級業(yè)務(wù)層，實(shí)現(xiàn)多場景分析；對接目前所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的預(yù)留接口，銜接構(gòu)建綜合、全面的駕駛艙分析平臺(tái)，作為業(yè)務(wù)報(bào)表查詢、輸入輸出、數(shù)據(jù)補(bǔ)錄的統(tǒng)一口徑，實(shí)現(xiàn)管理?xiàng)l線中心化。管理思路通過平臺(tái)系統(tǒng)無障礙落地。

建立統(tǒng)一的指標(biāo)體系。在一個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉庫以及統(tǒng)一報(bào)表規(guī)范，將現(xiàn)有的收入成本數(shù)據(jù)、客戶數(shù)據(jù)、供應(yīng)商數(shù)據(jù)、資金數(shù)據(jù)等內(nèi)容按照規(guī)范統(tǒng)一接入數(shù)據(jù)倉庫平臺(tái)中，按照規(guī)范性標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)統(tǒng)一模型，搭建可擴(kuò)展、高性能的基礎(chǔ)層。同時(shí)，建立分析體系的報(bào)表規(guī)范，將分析指標(biāo)、計(jì)算邏輯標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)跨部門、跨業(yè)務(wù)主題的分析語言統(tǒng)一化，實(shí)現(xiàn)呈現(xiàn)方式、報(bào)表UI 風(fēng)格的統(tǒng)一化，查看與分析平臺(tái)的統(tǒng)一化，并基于業(yè)務(wù)的分析實(shí)現(xiàn)一體化應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，保障企業(yè)的數(shù)字化分析得到高效應(yīng)用。

規(guī)劃3 個(gè)功能層級（圖4）。決策層以管理中央控制室為平臺(tái)進(jìn)行核心指標(biāo)監(jiān)控，用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)方向，為領(lǐng)導(dǎo)提供決策支持；業(yè)務(wù)層以自動(dòng)化報(bào)表和固定報(bào)表為工具滿足日常數(shù)據(jù)的快速查詢，支持鉆取穿透以實(shí)現(xiàn)部門報(bào)表數(shù)據(jù)的分析，為業(yè)務(wù)層人員提供數(shù)據(jù)分析及預(yù)警支撐；IT 層以敏捷報(bào)表及完整數(shù)據(jù)倉庫為工具，支持快速開發(fā)、自主維護(hù)，實(shí)現(xiàn)報(bào)表的自動(dòng)化出具，滿足需求的靈活變化。

圖4 層級結(jié)構(gòu)

2.借助人工智能及專家系統(tǒng)，助力快速、精準(zhǔn)決策

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義（數(shù)據(jù)層）：統(tǒng)一對接各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對分析層指標(biāo)規(guī)范內(nèi)容進(jìn)行定義，搭建標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)倉庫。駕駛艙預(yù)警場景建設(shè)（功能層）：基于管理業(yè)務(wù)規(guī)劃，選擇可視化展現(xiàn)工具，為前端可視化預(yù)警分析場景提供基礎(chǔ)。業(yè)務(wù)分析場景建設(shè)（應(yīng)用層）：基于管理單元與業(yè)務(wù)模塊對分析場景進(jìn)行規(guī)劃，通過各類可視化方式進(jìn)行展現(xiàn)。

多層級的分析設(shè)計(jì)能夠?yàn)轭I(lǐng)導(dǎo)層或監(jiān)管層提供決策支持，為管理層提供數(shù)據(jù)分析和挖掘，為業(yè)務(wù)層提供個(gè)性化的數(shù)據(jù)支持服務(wù)。在數(shù)據(jù)分析呈現(xiàn)后，可以進(jìn)一步識(shí)別各層級的異常點(diǎn)，再通過局部探索的方式找到問題并解決問題。

五、結(jié)語

綜上所述，MES 系統(tǒng)在優(yōu)質(zhì)浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)的應(yīng)用中具有一定成效，不僅在生產(chǎn)協(xié)同、質(zhì)量管理、成本管理方面有所幫助，同時(shí)也能夠提高玻璃生產(chǎn)效率，提升企業(yè)管理能力，增強(qiáng)生產(chǎn)的透明度，提高執(zhí)行與分析能力，對浮法玻璃生產(chǎn)線的集中管理起到了促進(jìn)作用。伴隨我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級進(jìn)程的不斷加快，智能化、數(shù)字化建設(shè)已經(jīng)成為各大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，以MES 系統(tǒng)建設(shè)為基礎(chǔ)，積極使用制造業(yè)先進(jìn)的生產(chǎn)控制技術(shù)，提升數(shù)字化建設(shè)水平，能夠?yàn)楦》úＡa(chǎn)企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展提供支持，也能為玻璃產(chǎn)業(yè)的持續(xù)推進(jìn)提供幫助。