江西中烟井冈山卷烟厂
批次管理系统综合管理关键单元精益改造要点
文|罗余作
一、建设基本情况
围绕全面提升企业信息化建设与应用水平，打造智能数字化卷烟工厂现代化企业建设宗旨，批次管理项目在2016年12月，在经过前期立项招标、方案论证、合同签订，系统涉及各项业务细化说明和与现有各信息系统单位签订对接改造协议之后，2017年3月，开始了项目实质性建设。为配合该系统项目实施，消除项目对接瓶颈，做到合理统筹系统设备、人员、技术、管理全方位管理，结合涉及卷烟生产经营供应链全过程从物资采购到成品销售出库若干个单元环节、岗位和业务需求管理进行了责任合理分配与落实。以整个项目划分的前置条件梳理、实地推演、规划设计、分步实施和应用推广五个阶段迈进。在项目实施过程中，公司和企业同步从理论层、方法层和应用层，重点开展批次生产智能化、物流数字化、管理精益化等方面进行探索实践。企业依托易地技改投产和信息化基础扎实的优势，期望通过实施批次管理系统综合关键单元精益改造项目，实现喂丝机送丝精准化、片烟投料校验自动化、辅料配盘精准化、成品件烟生命周期信息完整化建设目标。以奠定数据资源支撑企业内生动力挖掘和智能制造必要基础，完善工业全价值链数据，推进精益管理和RPC快速改进流程深入应用。
二、实现特定目标任务
①片烟精准投料复检
依托物联网技术、信息化和自动化手段支撑，严格预防原料烟包错投风险发生，对降低制丝生产质量成本、提高生产过程投料工作执行效率、缩短备料时间具有重要意义。片烟精准投料从源头上消除错投、漏投导致的制丝质量成本产生；同时，加设在投料通道的固定扫码设备在原料通过通道时进行物料信息自动识别、系统自动校验，避免投料前复杂的人工清点、校验过程，大幅降低投料前的人工作业成本和备料时长。
②烟丝喂丝投料精准把控
在喂丝环节精准把控投料烟丝牌号信息，将卷包生产质量控制手段延伸到投料环节，从根源避免错投烟丝导致的卷包生产质量成本。通过设备前后序连接关系，建立卷包生产过程质量和喂丝机信息、烟丝信息关联关系，为卷包全过程质量追溯和卷包过程质量关联因素分析、质量精准改善奠定必备的数据基础。
③辅料配盘精细化
构建辅料条码管理机制，通过条码赋予物料沟通能力。在物料配盘环节通过扫码识别物料、校验物料信息，出现异常自动报警；并记录物料配盘环节信息，实现辅料从物流到生产过程基于最小包装单元的生命周期信息衔接，完善辅料全生命周期信息，为物料精细化管理和质量全生命周期追踪、物料信息和生产质量关联分析提供数据化支撑。
④信息码质量防差错化
物料、半成品和成品精益管理是工厂精益管理的重要组成部分。质量追溯码是实现卷烟成品信息与卷包生产过程人、机、料、法、环、测等关联信息衔接的关键一环。基于质量追溯码、一号工程码衔接的卷包全价值链数据是满足成品从生产计划到流通出厂的全生命周期追踪追溯，卷包产、质、耗精细化管理和以成品质量为导向指导物料供应的必要条件。赋予条码的卷烟成品，是未来卷包供应策略、卷烟库存管理策略、卷烟工艺质量改善策略的必要支撑条件。为此，采取了成品下线质量追溯码打码、流通过程自动扫码。
三、目标措施
系统建设和改善优化难点和重点需要通过打造智能制造卷烟信息化平台，推进制造过程数字化和透明化，实现制造过程与生产经营的协同化，进一步提升制造过程的精益水平。但按照智能化工厂的要求，还存在如下亟需突破的瓶颈：
一是全面完善感知系统。针对底层控制系统和数据采集机制存在的缺陷，完善数据采集内容、细化粒度。例如：部分卷烟智能仓储系统已能识别卷烟产品的生产时间、货位等简单信息，无法进行进一步获取卷烟生产过程信息和物料谱系信息，卷烟生命周期信息链断裂，卷烟成品质量和生产过程人、机、料、法、环、测的关联关系发掘有待深入、对其供应指导作用难以发挥。
二是实现互通互联。物料作为企业生产运作过程的重要组成元素，物料信息与流转过程、环境、生产过程、信息系统、工作流和设备间互联互通存在盲点，针对物料在备料、投料、产出物质量分析等环节发声不足，提升其在生产过程的能动性。
三是大幅提升智能应用水平。主要体现在工厂的原有部分数据存在采集盲点，导致企业对数据的智能化分析和处理不足，数据资源对企业业务和管理的驱动作用有限；数据应用注重统计，对成本、效率及工艺的管理提升,为此针对全生产过程人、机、料、法、环原因分析贯通性、协同性，增强对一线作业过程的辅导及决策等。
四是实现全公司规模化运作。物联网系统，需要把公司内所有的人、财、物都贴上信息标签，实时识别和管控，才能实现整体运营的规模优势。而现有的物联网技术应用还停留在物流、仓储等领域，为此，探索并开展了在卷烟生产过程、卷烟生产物流等方面的应用。
五是广泛适用的智能化工厂建设模式。改变工厂原实施的基于RFID（射频识别）的仓储物流、部分3D可视化等，都是零星的、区域性的智能化，达到全面覆盖的智能生产管理水平。
通过这些瓶颈限制企业敏捷制造、智能制造等战略的顺利实施。经过对行业工业企业的全面了解、深入研究智能化工厂相关技术，搭建与之相适应的系统平台的整体框架和结构，将传感设备、嵌入式分析系统、智能控制系统和通信设施等与业务和管理整合在一起，形成一个智能化网络，使人、机、服务三方面之间能够互联互通、共享信息，使智能化、生产、精益化管理成为可能。
在此背景下，本项目主要改进了片烟投料、辅料配盘、喂丝机送丝和成品下线打码、流通扫码工作实施，实现了企业一体化协同运作和精细化管理、扫除了精细管控盲点、完善了生产全价值链数据。此时实施，也有利于指导技改相关系统在上线执行相关改造优化，将此项目实施导致的相关系统改造成本降到最低。
四、效果评价
以现在硬件配套开发应用软件。井冈山卷烟厂批次管理信息系统项目建设中要求实现生产物资批次管理、制丝批次管理、卷包批次管理、成品批次管理。另外，实现在井冈山卷烟厂试点建成后向江西中烟各制造厂推广，并上升到公司层面的批次管理。实现企业数字化、信息化、智能化向实现产品全供应链建设目标，拓展提升到全数据应用方面，促进卷烟生产管理的“精细化”和“智能化”管理。
但是，在异地技改数字化工厂构建应用行业“一号工程”、公司财务供应链和营销管理和MES、制丝集控，卷包数采等信息管控系统中，缺少自动扫描验证原料投料，辅料配盘环节辅料信息采集、验证、记录、跟踪，喂丝机精准供丝，单件卷烟成品全生命周期信息可追溯等环节的数据层中间件，为此，将片烟精准投料复检管理、辅料条码配盘管理、喂丝机精准送丝管理、成品自动扫描管理、及时跟踪流转和可追溯列为本次主要研究内容，实现批次管理信息系统项目建设中生产过程批次的变更信息记录，满足产品加工精益管理中全牌号、各环节的信息监控、信息留痕分析等卷烟精益管理应用。
①实现自动扫描验证原料投料准确性。以卷烟生产全价值链管理为导向，以批次管理系统为框架，通过在片烟出库轨道增加固定扫码设备，即时、自动采集每包片烟种类、质量、状态等信息，并通过与高架库系统对接进行出库烟包信息验证，出现异常问题系统及时报警、实现即时更换物料，彻底避免烟包错投、漏投等严重质量问题发生。
②实现辅料配盘环节辅料信息采集、验证、记录、跟踪。在辅料配盘过程中，通过扫描大件码验证辅料状态、质量等，确保配盘投产物料种类、质量、数量等符合生产要求；通过采集辅料大件条码信息和托盘条码信息，精准记录托盘和辅料大件码关联关系，为物料精准定位、物料全生命周期跟踪奠定数据基础；同时，通过生产过程投料扫码实现物料和生产过程信息关联，为物料和生产过程产、质、耗关联分析奠定数据基础。
③实现喂丝机精准供丝。建立喂丝机与前后序设备连接关系，通过控制系统中烟丝牌号需求信息多重验证，确保喂丝机精准投料，将成品卷烟质量风险控制手段延伸到投料端，从源头避免烟丝错投导致卷烟成品质量成本产生；同时，通过设备连接关系和喂丝机投料信息，实现卷包生产环节和烟丝信息关联，为后续工业大数据应用分析奠定基础。
④实现单件卷烟成品全生命周期信息完善、可追溯。对下线在制品进行自动打码、扫码，记录在制品产出信息，并通过一号工程打码机的多重应用进行覆盖贴码，实现一号工程码和质量追溯码关联；并在成品出库时通过加设固定扫码机采集每件出库成品的物料信息、出库信息等。通过质量追溯、一号工程码联合使用，实现产成品从生产下线到出厂流通全生命周期信息追踪追溯；同时，通过质量追溯码实现卷烟成品质量和生产过程人、机、料、法、环、测信息全面关联，为后续生产质量内生动力挖掘奠定必备的数据基础。
五、特殊功能应用与创新成果展示
1、质量防差错
基于生产中物料投料,避免物料混淆,及时发现差错。保证批量生产中，每批按设计配方准确使用物料，保证批次产品的正确性。
可能发生差错的情况：配方中原料较多，经常出现多配、少配、错配的现象，导致异常报废情况；人工配料过程容易出现各种各样的无意识人为错误，比如拿错物料、选错秤体、忘记去皮、看出允差、记错数据、忘记校秤等等，这些错误会造成无法持续而有效的保证产品质量，同时也会因此而浪费物料/造成损失，甚至影响生产任务和订单的正常交付；生产依赖纸质单据，无法真实再现生产实际情况，碰到质量投诉，无法准确定位问题所在；原料耗尽的轨迹无法查询，不能确定每袋原料的真实消耗过程；生产过程缺乏透明度，没有实时/有效/完整/自动的记录，生产行为和历史操作难以追溯，无法满足新时期现代化企业的管理要求和行业法规要求；秘制配方体外操作，无法真实有效管控；人工称配料环节往往缺乏高效运转和管控。
为此，基于精益配料系统应该具有如下功能：取料正确+称重正确+批次完整等。
根据自有品牌生产和合作品牌生产批次管理设计，结合卷烟制造过程特点，制丝生产中，叶丝、膨丝、梗丝、梗丝、回用烟丝和残丝等投料时需要系统中设置防差错功能，校验成品烟丝生产工单的牌号、版本号与物料的牌号、版本号是否一致。不一致时出现纠错报警更换退出系统，并发出报警声和生产线红灯。只有生产信息匹配时，才能正常进行批量生产。其中，江西中烟的叶丝和掺配两个生产工艺段统一管理，即叶丝生产与混丝掺配两个段为同一生产工单，一次性生产完工入库。则需要使用不同的单号，按照两段分别传输数据。卷制和包装生产中，通过机台扫码信息与生产工单滤棒等其它辅材给批次系统下发生产工单信息比对实现纠错功能。
1.1片烟出库
MES系统给片烟高架库下达出库工单，片烟高架库接收出库工单并转发给批次管理系统。片烟高架库根据工单信息进行出库，出库时需扫烟箱条码防差错验证，出库完成后片烟高架库需将出库结果反馈至MES和批次管理系统，出库结果需反馈出库配方号、烟包等级、数量、烟包条码、扫码时间、剔除/正常等关键信息，批次管理系统在片烟出库时也进行扫码，当批次管理系统接到片烟高架库传递的出库结果后进行复验。
1.2叶片加料
在制叶环节，需要给叶片加糖料，糖料添加前需扫糖料移动罐RFID码进行防差错验证，批次管理系统需要扫码采集料液牌号、加料量、料液批次、料灌号等信息并将该组信息与制叶生产批次关联。
1.3加香
在制丝环节，需要给掺配好的半成品烟丝加香精，香精添加前需扫桶上的条码进行防差错验证，批次管理系统需要扫码采集香精牌号、加香量、香精条码等信息，并将该组信息与制叶生产批次关联。
1.4梗丝加料
在制梗丝环节，需要给梗丝加料，料液添加前需扫料液移动罐RFID码进行防差错验证，批次管理系统需要扫码采集料液牌号、加料量、料液批次、料灌号等信息并将该组信息与制梗丝生产批次关联。
1.5机台扫码
MES系统给卷包数采下达生产工单，卷包数采在给下达生产工单滤棒立库滤棒立库给批次系统下发生产工单信息，当机台需要投料时，需通过PDA扫码防差错验证，扫码信息直接写入批次系统，批次系统需要记录物料编码、数量、投料时间、单位、条码等关键信息。
2、质量追溯
质量追溯码是实现卷烟成品信息与卷包生产过程人、机、料、法、环、测等关联信息衔接的关键一环。基于质量追溯码、行业“一号工程”码衔接的卷包全价值链数据是满足成品从生产计划到流通出厂的全生命周期追踪追溯，卷包产、质、耗精细化管理和以成品质量为导向指导物料供应的必要条件。赋予条码的卷烟成品，是未来卷包供应策略、卷烟库存管理策略、卷烟工艺质量改善策略的必要支撑条件。
批次/条码追溯技术路线（功能流程）
流程描述
（a）输入批次号\条码信息；
（b）设定追溯时间范围经验值；
（c）开始追溯，查看追溯结果。
①原辅材料正向追溯：输入烟包条码/辅料条码等信息，调阅出下游生产批次信息、物料流转信息、根据时间缩放，最终可以追溯到卷包成品批次信息，同时可以追溯到批次工艺质量信息、环境温湿度信息。
②成品反向追溯：输入一号工程码/质量追溯码,调阅出上游生产批次信息、根据时间缩放，最终可以追溯到制丝原料投料信息，同时可以追溯到批次工艺质量信息、环境温湿度信息。
③半成品质量追溯：输入半成品批次信息，选择正反标识，调阅出生产、物流、工艺质量等整个物料链的完整信息。
3、日常运维管理机制
在培养人才队伍方面，围绕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；信息化技术多能员工培养。进一步强化系统运维保障。提高运维队伍能力（走出去、岗位交流）；保障数据的准确性（数据日常监控模式优化、数据采集方式的优化）；提高系统运行风险管控和应急反应能力，建立实施了系统日常运维模式。
借鉴系统构建经验，持续完善制订了系统运维以及各环节操作应用管理规范。落实了“1+2+2+N”的系统日常运维管理模式（1：一个《系统运维管理办法》；2：《系统运行日志》、《系统运维月度报告》；2：《系统运维问题管理清单》、《系统运维风险管控清单》；N：若干《作业指导书》）。
4、实施培训演练制度执行促进系统应用
2018年3月以来，以开展课题《构建信息系统“1+2+2+N”运维模式 》为契机，建立并实施《批次管理信息系统运维管理办法》及各个环节的操作使用，包括系统应急响应处置预案、网络安全与信息化考核细则等制度规范性文件。通过内部轮岗学习与交流，培训和演练，促进系统用户日常开展基础数据和业务数据准确性核对工作，减小甚至改良数据、特别是物料库存数据偏差。每年组织开展至少一次的系统演练，促进系统各环节用户应急响应和处置系统突发情况的能力。日常监视业务数据的采集与处理的完整性准确性等情况，月度将结果纳入制度考核。
六、结论
江西中烟井冈山卷烟厂批次管理系统项目完成了企业数字化、信息化、智能化向实现产品全供应链建设，满足了联营加工品牌的协作生产和自有品牌生产，围绕供应商管理、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，以一维码，二维码，RFID形式记录批次信息，完成物料与产品数据全供应链管理活动，实现了卷烟生产管理的“精细化”和“智能化”。
作者声明：
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作者简介：罗余作，男，汉族，1965年11月出生，江西吉安永和人，中共党员，高级工程师，网络与信息管理师，2019年中国优秀CIO获得者，高峰论坛特邀嘉宾，中国知名专家学者，著名科技工作者。长期从事设备技术、企业管理、网络与信息技术。个人辞条列入大型文献《走进大家》、《中国知名专家学者辞典》、《世界优秀专家人才名典》、《百度百科》、《世界名人录》等大型文献。2018年进入吉安县诗词学会理事会，担任学会理事和期刊《文山艺苑》编委，吉安市庐陵诗词学会会员；2019年4月13日当选吉安县文学协会副主席，担任协会期刊《庐陵文苑》编委。
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