一、企業(yè)簡介
北京印鈔有限公司是隸屬于中國印鈔造幣總公司的國家大型骨干印鈔企業(yè)，始建于1908年，是中國近代第一家采用鋼版雕刻凹印工藝印制鈔票的官辦印鈔企業(yè)，也是中國最早采用鋼版雕刻凹印工藝印制郵票的企業(yè)。在一個世紀(jì)的發(fā)展歷程中，公司始終潛心于印鈔技術(shù)、工藝的發(fā)展進(jìn)步。新中國成立后，在中國人民銀行、中國印鈔造幣總公司的領(lǐng)導(dǎo)下，先后參與了第一至五套人民幣、中銀港鈔、澳鈔和第一張人民幣塑料鈔——迎接新世紀(jì)紀(jì)念鈔的設(shè)計與印制任務(wù)，承印了第29屆奧運會奧運紀(jì)念鈔、澳門生肖賀歲紀(jì)念鈔等產(chǎn)品，為十多個國家和地區(qū)設(shè)計印制過鈔票和有價證券。作為我國歷史最長、規(guī)模最大的印鈔企業(yè)，已經(jīng)成為具有設(shè)計和印制貨幣、增值稅專用發(fā)票、支票等有價證券及油墨制作、票證號碼機制造、安全印務(wù)等綜合生產(chǎn)能力的國家大型骨干印鈔企業(yè)。
圖1 北京印鈔有限公司
二、企業(yè)信息化應(yīng)用總體現(xiàn)狀
目前，企業(yè)的信息化應(yīng)用覆蓋了公司生產(chǎn)經(jīng)營管理的各個方面，使用的主要信息系統(tǒng)有Oracle ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、OA與郵件系統(tǒng)、物料條碼系統(tǒng)等。其中Oracle ERP系統(tǒng)：2002年10月上線一期包括總賬、資產(chǎn)、應(yīng)收、應(yīng)付、現(xiàn)金、采購、庫存、銷售八個模塊，2004年12月上線二期繼續(xù)實施ERP生產(chǎn)制造模塊，并通過與自行開發(fā)的生產(chǎn)調(diào)度、車間信息采集系統(tǒng)及在制品立體庫管理、物料條碼管理系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)了計劃、生產(chǎn)、物流、財務(wù)管理的有效集成。2014年3月對Oracle ERP系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件升級，進(jìn)一步加強和優(yōu)化了ERP與MES、物料條碼配送系統(tǒng)的集成。MES系統(tǒng)：基于WonderWare MES技術(shù)平臺開發(fā)實施符合印鈔生產(chǎn)特點的MES系統(tǒng)，主要包括詳細(xì)排產(chǎn)、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)執(zhí)行、產(chǎn)品規(guī)范、生產(chǎn)資源、數(shù)據(jù)采集、性能分析、質(zhì)量檢驗、生產(chǎn)消耗、設(shè)備運維、生產(chǎn)監(jiān)視、生產(chǎn)績效等功能，于2010年11月和2012年1月分兩期完成基于在制品立體庫和平面庫的上線。
三、參評信息化項目詳細(xì)情況介紹
1. 項目背景介紹
1）滿足國家貨幣發(fā)行的新要求。利用信息化手段提高印鈔柔性生產(chǎn)水平，提高企業(yè)生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)消耗，強化印鈔生產(chǎn)管理。
2）支撐企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和精準(zhǔn)化管理要求。現(xiàn)代企業(yè)制度改革，提出 “信息化指揮、自動化生產(chǎn)、智能化控制、自主化管理”的企業(yè)信息化發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合印鈔工藝優(yōu)化與流程再造項目和生產(chǎn)機臺自主化管理績效評價項目實施，迫切需要與之相配套的信息化平臺提供技術(shù)支撐。
3）解決企業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域管理中實際存在三方面問題：一是由于生產(chǎn)數(shù)據(jù)及信息沒有有效的方式進(jìn)行積累和科學(xué)的方法進(jìn)行分析，導(dǎo)致企業(yè)的生產(chǎn)組織平均主義，任務(wù)分配和獎勵機制不科學(xué)；二是由于以報表、報告為主的傳統(tǒng)信息匯總方式使信息的交互滯后而不準(zhǔn)確，生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的情況難以全面掌握，致使管理以粗放為主，生產(chǎn)計劃不精準(zhǔn)，信息反饋不及時、生產(chǎn)協(xié)同困難，產(chǎn)能提升存在瓶頸；三是由于生產(chǎn)的績效目標(biāo)不能分解傳遞到企業(yè)生產(chǎn)的最基本細(xì)胞——機臺，生產(chǎn)機臺的指標(biāo)完成情況也不能及時得到反饋，相應(yīng)的激勵自然與機臺的業(yè)績脫節(jié)，因而機臺人員的主動性不強，生產(chǎn)能力不能有效發(fā)揮。借助MES實施正好是治愈這些問題的一劑良藥。
4）整合提升原有信息化系統(tǒng)。采用國際通用MES平臺，改造提升原有生產(chǎn)管理系統(tǒng)，增加適應(yīng)于車間管理人員的工作界面，引入工控采集數(shù)據(jù)，模型化工藝設(shè)置，全面物料的批次管理與數(shù)字管理，擴(kuò)充人員管理、設(shè)備管理、安全管理等信息采集。
2. 項目目標(biāo)與實施原則
1）以MES理論為指導(dǎo)，以實現(xiàn)生產(chǎn)精準(zhǔn)化、機臺自主化、業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化管理為目標(biāo)，充分吸收原生產(chǎn)管理系統(tǒng)的成功經(jīng)驗，引進(jìn)現(xiàn)代生產(chǎn)管理理論與運作模式，完成北鈔MES總體設(shè)計方案。
2）建立公司統(tǒng)一的MES平臺，實現(xiàn)MES與ERP、在制品立體庫、物料條碼、機檢核查等系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)的自動采集，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)庫與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的集成。
3）通過統(tǒng)一的MES平臺，支持企業(yè)兩個生產(chǎn)區(qū)域即西區(qū)（在制品立體庫管理）和東區(qū)（在制品平面庫管理）兩種生產(chǎn)組織模式，及時掌控生產(chǎn)、質(zhì)量、物資、設(shè)備、人力、數(shù)管等專業(yè)現(xiàn)場情況，實現(xiàn)機臺自主化管理和生產(chǎn)精準(zhǔn)化管理目標(biāo)。
3. 項目實施與應(yīng)用情況詳細(xì)介紹
1）總體架構(gòu)
（1）功能架構(gòu)
參照MESA MES功能模型，結(jié)合印鈔生產(chǎn)實際需求，北鈔MES功能如圖2、3所示。
圖2 北鈔MES功能圖
圖3 北鈔MES功能地圖
（2）軟件架構(gòu)
根據(jù)《北鈔制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）規(guī)劃》要求，北鈔MES軟件架構(gòu)如圖4所示，包括如下模塊：
圖4 北鈔MES軟件架構(gòu)圖
A、實時數(shù)據(jù)采集及管理組件。該組件提升系統(tǒng)實時性及快速反應(yīng)能力，實現(xiàn)：存儲、管理生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)量、質(zhì)檢數(shù)據(jù)、物料數(shù)據(jù)等；內(nèi)置實時規(guī)則引擎，實時進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾、分析、統(tǒng)計，以及報警等邏輯的推理；內(nèi)置點表管理、通過組態(tài)的方法建立工廠邏輯映像，將物理測點與系統(tǒng)點表進(jìn)行對應(yīng)，并可進(jìn)行在線擴(kuò)展；采用規(guī)范的數(shù)采接口及信息發(fā)布接口，使得系統(tǒng)與過程控制系統(tǒng)、其它應(yīng)用系統(tǒng)之間的耦合度降低；具備長周期歷史壓縮存儲能力。
B、建模組件。該組件建立、維護(hù)生產(chǎn)模型，提升系統(tǒng)對業(yè)務(wù)的適應(yīng)性，實現(xiàn)：建立設(shè)備層次模型，形成現(xiàn)實物理對象在系統(tǒng)中的映射；各級設(shè)備對象中，建立對象操作模型，用于指導(dǎo)生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)跟蹤、質(zhì)量檢驗等業(yè)務(wù)活動。
C、業(yè)務(wù)功能服務(wù)組件。采用業(yè)務(wù)邏輯層與表現(xiàn)層分離的模式實現(xiàn)本組件。
D、用戶界面。方便用戶操作，各功能界面集成起來，形成一體化用戶界面。根據(jù)用戶操作特性的不同，用戶界面可分為機臺操作界面、職能管理級操作界面、領(lǐng)導(dǎo)查詢操作界面。鑒于MES是面向?qū)崟r性較強的生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)，同時支持較大范圍的信息發(fā)布與查詢，采用C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)相結(jié)合的模式。
E、應(yīng)用集成組件。通過應(yīng)用集成組件，實現(xiàn)系統(tǒng)對外開放性,與企業(yè)其它信息系統(tǒng)實現(xiàn)松耦合集成。
（3）硬件架構(gòu)
北鈔MES的硬件架構(gòu)如圖5所示。
圖5 北鈔MES的硬件架構(gòu)圖
2）WonderWare MES平臺應(yīng)用
北鈔MES采用的WonderWare MES平臺軟件包括：
(1)Operations：計劃調(diào)度、工藝管理、現(xiàn)場機臺終端、庫存管理及系統(tǒng)的主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，全部基于該平臺。
(2)SystemPlatform：作為一個數(shù)據(jù)采集的平臺，對所有工控設(shè)備以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的配置及腳本的編寫，是數(shù)據(jù)展現(xiàn)的基礎(chǔ)。
(3)InSQL：是歷史數(shù)據(jù)的歸檔軟件，通過其獨特的壓縮算法，能夠?qū)⒋罅康膶崟r數(shù)據(jù)壓縮歸檔，并提供有效的查詢方式。
(4)InTouch：WonderWare平臺中最主要的數(shù)據(jù)展現(xiàn)工具，它能夠?qū)ystemPlatform中配置的實時數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、InSQL中的歷史數(shù)據(jù)，以圖文并茂的組態(tài)形式展現(xiàn)，生動、形象、直觀。
3）關(guān)鍵業(yè)務(wù)與技術(shù)解決方案
（1）計劃與調(diào)度支撐體系
北鈔MES的計劃與調(diào)度功能實現(xiàn)包括：
A、接收ERP的月度工序計劃；
B、分解月度工序計劃生成機臺日計劃；
C、創(chuàng)建、分解、下達(dá)離散計劃；
D、根據(jù)機臺日計劃生成生產(chǎn)作業(yè)（生產(chǎn)工單）；
E、通過生產(chǎn)工單的產(chǎn)品狀態(tài)、工藝狀態(tài)變化來驅(qū)動工藝流轉(zhuǎn)，并記錄相關(guān)信息；
F、生產(chǎn)過程中提供庫存信息和產(chǎn)量信息來輔助計劃調(diào)度人員；
G、將生產(chǎn)反饋信息發(fā)送給ERP系統(tǒng),從而形成信息閉環(huán)。
通過MES的計劃調(diào)度功能，管理人員可以制訂計劃、了解計劃執(zhí)行情況、預(yù)估計劃的合理性，為實現(xiàn)準(zhǔn)確有效的計劃調(diào)度提供技術(shù)支持。
（2）動態(tài)多工藝技術(shù)支持
根據(jù)印鈔工藝要求，產(chǎn)品在加工中通常情況下，會出現(xiàn)變換選擇后續(xù)工藝的情況。動態(tài)多工藝的技術(shù)是基于WonderWare平臺，設(shè)計以產(chǎn)品等級（Grade）來標(biāo)識不同工藝下的產(chǎn)成品，用不同的BOM版本來支持不同的產(chǎn)品等級（Grade），而在生產(chǎn)工序（Process）配置可以支持多個BOM，這樣在生產(chǎn)計劃中可以根據(jù)產(chǎn)品等級（Grade）來支持不同工藝路線，而調(diào)整配送件和裝配件的產(chǎn)品等級（Grade）可以實現(xiàn)動態(tài)多工藝的業(yè)務(wù)要求。
（3）全面的生產(chǎn)過程管理
基于統(tǒng)一的MES平臺，實現(xiàn)印鈔生產(chǎn)全過程的橫向集成，涵蓋從白紙投入到成品裝箱及其相關(guān)人、機、料、法等環(huán)節(jié)，相較針對單一專業(yè)實現(xiàn)單一功能的信息系統(tǒng)，集成范圍更寬，功能更強大，從而更充分發(fā)揮MES的綜合分析與控制作用。
（4）最小化機臺操作支持
MES包括印鈔生產(chǎn)過程中各個專業(yè)管理的業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)都需要機臺人員的操作予以支持，而大量的操作會與機臺正常生產(chǎn)產(chǎn)生矛盾。為此，MES中綜合利用如下方式來支持機臺便捷操作：
A、利用MES平臺中工單狀態(tài)周期，與電子標(biāo)簽應(yīng)用相結(jié)合，在工單節(jié)點上讀取電子標(biāo)簽驅(qū)動工單的狀態(tài)變化。
B、根據(jù)當(dāng)前的機臺人員電子身份信息，自動控制操作人員的信息采集權(quán)限。
C、通過與其他系統(tǒng)集成，減少在不同系統(tǒng)的重復(fù)信息錄入。
D、通過系統(tǒng)的支持，讓機臺人員盡可能在恰當(dāng)?shù)臅r機做合適的操作，減少無效信息錄入并充分利用系統(tǒng)的自動化信息，使數(shù)據(jù)采集更為準(zhǔn)確。
（5）綜合信息分析與展示
MES匯集包括計劃、工單、庫存、設(shè)備、質(zhì)量等各方面數(shù)據(jù)，以圖表的形式展現(xiàn)給生產(chǎn)管理人員，提高生產(chǎn)透明度，為生產(chǎn)管理人員提供管理支持是本項目的重點
A、可視化調(diào)度員工作臺
顯示調(diào)度員所管轄機臺和班組的設(shè)備運行狀態(tài)、當(dāng)日計劃信息、立庫呼叫情況、機臺物料存量、機臺請求、工單異常記錄等，幫助調(diào)度人員做出及時有效的決定，支持調(diào)度人員合理安排計劃執(zhí)行，調(diào)度員在該界面中可根據(jù)權(quán)限進(jìn)行日計劃的調(diào)整以及對已產(chǎn)生的工單重新分配機臺等操作。
B、生產(chǎn)監(jiān)視
生產(chǎn)監(jiān)視模塊提供一個集成的信息展示平臺，將生產(chǎn)相關(guān)的關(guān)鍵信息，如設(shè)備狀態(tài)、工藝狀態(tài)、物料狀態(tài)、生產(chǎn)工單、產(chǎn)量、消耗等以直觀、可視化的形式表現(xiàn)出來。為管理人員提供實時直觀的生產(chǎn)信息，讓管理人員了解設(shè)備、物料、庫存和計劃等綜合的生產(chǎn)信息，掌握當(dāng)前的生產(chǎn)執(zhí)行情況。
C、指標(biāo)統(tǒng)計和分析
MES指標(biāo)統(tǒng)計和分析，基于各功能模塊收集的物耗、成本、質(zhì)量、生產(chǎn)、設(shè)備等信息記錄，能在某時間跨度內(nèi)提供績效指標(biāo)的展示，方便管理人員在生產(chǎn)過程中及時地發(fā)現(xiàn)并解決問題，保證日常的生產(chǎn)工作，從而進(jìn)一步提高企業(yè)的生產(chǎn)管理水平。
D、生產(chǎn)跟蹤
通過各專業(yè)數(shù)據(jù)的收集，以車號、工單為線索，能夠查詢每車在各工序的生產(chǎn)、質(zhì)量、物耗、設(shè)備等情況，同時還能就產(chǎn)品加工過程中的特殊事務(wù)、兌換、拼數(shù)發(fā)生的車號轉(zhuǎn)換進(jìn)行追溯。
4）集成方案的設(shè)計
用來采集印鈔生產(chǎn)全過程的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。MES定位在ERP與控制層之間的一個中間層，實現(xiàn)在ERP和控制層之間傳遞信息的作用。MES作為橋梁，將ERP與底層控制系統(tǒng)有機銜接，實現(xiàn)管理信息化和生產(chǎn)自動化的融合。
北鈔MES與其它相關(guān)系統(tǒng)集成的信息流程如圖6所示。
圖6 北鈔MES集成體系架構(gòu)邏輯圖
北鈔MES與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)集成的具體思路為：
（1）全面分析MES與ERP系統(tǒng)、物料條碼系統(tǒng)、立庫系統(tǒng)的交互數(shù)據(jù)，確定集成采用的技術(shù)；
（2）全面梳理ERP系統(tǒng)、物料條碼系統(tǒng)、立庫系統(tǒng)接口表、當(dāng)前接口流程，明確在不改變當(dāng)前系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)上的接口規(guī)范。
4. 效益分析
1）經(jīng)濟(jì)效益
A、項目實施后促進(jìn)庫存大幅下降，減少資金占壓顯著。MES自動采集生產(chǎn)現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)，使整個生產(chǎn)過程透明化，計劃完成情況、在制品庫存情況實時可知，有力地支撐了計劃調(diào)度人員對生產(chǎn)的均衡化管理和在制品庫存的合理控制。以在制品立體庫為例，MES上線以來，立體庫在制品庫存占庫率由過去長期在96%以上逐步穩(wěn)定在80%左右，在制品庫存資金節(jié)約顯著。據(jù)核算，2011年至2013年公司累計節(jié)約在制品庫存資金7727.54萬元。
B、項目實施后促進(jìn)了營運費用降低，加班工時減少顯著。MES投入使用后，促進(jìn)了公司各類營運費用的顯著降低，其中制作部加班工時大幅降低，2011年至2013年公司各工序加班工資累計減少148.12萬元。
C、項目實施后促進(jìn)有效產(chǎn)出提升，產(chǎn)品作廢明顯降低。北鈔MES的應(yīng)用有力地促進(jìn)了北鈔各品種有效產(chǎn)出的逐年大幅提升，增加了生產(chǎn)質(zhì)量的透明度，促進(jìn)了生產(chǎn)質(zhì)量的提高，有效地縮短了作廢反饋時間，產(chǎn)品作廢顯著下降，2011年至2013年因作廢下降節(jié)約成本約426.91萬元。
2）社會效益
A、企業(yè)從2004年自主研制生產(chǎn)管理系統(tǒng)到2012年再次在印鈔行業(yè)率先建設(shè)基于國際先進(jìn)MES軟件平臺的印鈔MES，為MES在行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了再一次的成功嘗試。為總公司于2011年3月啟動的行業(yè)MES預(yù)研項目做出了積極貢獻(xiàn)，提供了成功的印鈔MES案例。
B、新一代MES自投入使用以來，經(jīng)受住了時間的考驗，其生產(chǎn)效率效果的快速提升、生產(chǎn)管理水平的迅速提高和企業(yè)經(jīng)營績效的大幅改進(jìn)有目共睹，其實際應(yīng)用效果獲得了企業(yè)、行業(yè)的高度認(rèn)可，增強了行業(yè)對MES應(yīng)用的信心和動力，帶動了MES在行業(yè)的推廣應(yīng)用。
C、通過對已經(jīng)實施的MES的功能、技術(shù)等進(jìn)行歸納、整理和泛化，形成了印鈔MES規(guī)范和印鈔MES數(shù)據(jù)采集規(guī)范。這兩個規(guī)范在符合企業(yè)對MES需求的基礎(chǔ)上，也兼顧我國印鈔企業(yè)的共同要求，可供行業(yè)實施和推廣MES的企業(yè)參考和借鑒。
D、通過建立公司統(tǒng)一的基于MES的生產(chǎn)精準(zhǔn)化管理平臺，消除了生產(chǎn)領(lǐng)域的信息孤島和信息煙囪，取消了生產(chǎn)管理的各種紙質(zhì)原始記錄和手工報表臺賬，實現(xiàn)了生產(chǎn)相關(guān)信息的全面共享。
E、項目的實施帶動和加速了生產(chǎn)領(lǐng)域智能化控制及自動化生產(chǎn)的步伐，MES和立體庫系統(tǒng)、AGV小車有機結(jié)合，實現(xiàn)了在制品物流的自動化配送和智能化控制；MES和大張噴識碼系統(tǒng)、自動抽樣機構(gòu)有機結(jié)合，正將單機在制品在線清數(shù)拓展到產(chǎn)品線在線清數(shù)，大大減少甚至取消產(chǎn)品過數(shù)，省人省地省設(shè)備；MES和機檢核查系統(tǒng)有機結(jié)合，可實現(xiàn)工藝的動態(tài)調(diào)整和生產(chǎn)的靈活組織；MES使一個個單機質(zhì)檢系統(tǒng)聯(lián)合形成為一個有機整體，推進(jìn)了質(zhì)量和工藝的自動化、智能化；各種設(shè)備工控自動化、智能化系統(tǒng)也因MES平臺的建立有了更寬廣的應(yīng)用空間，促使了自身不斷發(fā)展。
F、MES的應(yīng)用已經(jīng)在生產(chǎn)管理的各個方面形成了良好的信息化應(yīng)用生態(tài)，生產(chǎn)調(diào)度通過實時庫存查詢及時平衡著在制品庫存；制作部第一時間通過機臺原始記錄全面掌握機臺生產(chǎn)情況，機臺留言真實紀(jì)錄了生產(chǎn)中的各種動態(tài)；質(zhì)量作廢和物料消耗數(shù)據(jù)不在只是管理部門關(guān)注的指標(biāo)，從機長到制作部主任，從職能人員到公司領(lǐng)導(dǎo)，全都一目了然；管理人員日常的一些工作被系統(tǒng)替代，如何適用信息化潮流，人們已經(jīng)開始思考和行動；數(shù)據(jù)真正成為了資源，人們已經(jīng)開始適應(yīng)信息化環(huán)境下的工作，思維習(xí)慣和思想觀念有了很大變化和進(jìn)步。
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本文標(biāo)題：ERP/MES提升北京印鈔生產(chǎn)精準(zhǔn)化管理水平
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