中國菸草行業歷來重視生產過程的自動化控制。在管理信息化方面，以ERP爲代表的管理信息系統近年來在菸草企業也開始了大規模的應用並取得了一定的管理效益。然而，在過程自動化與管理信息化之間存在着信息流通上的斷層。製造執行系統（MES），正是打通這一斷層不可或缺的手段，MES正在成爲企業實現生產活動與經營活動的有效集成、進行優化運行、優化控制與優化管理的橋樑和紐帶，通過連續信息流可以實現企業信息全集成，才能使我們在日益激烈的競爭中立於不敗之地，也是企業提高其核心競爭力的重要技術之一。深刻理解MES這一先進的管理思想，把握它的發展趨勢，對於如何在菸草企業正確的研究和推廣MES應用具有重要的理論和應用價值。
１、實施MES的必要性
１．１菸草企業生產經營特點的需要
菸草行業國家實行專控，其生產總量由國家計劃下達，菸草工業企業只能在國家計劃的基礎上，進行進一步分解，優化產品結構，降低成本，以此來滿足消費者的需求。目前菸草工業企業生產計劃受市場影響越來越大，明顯感到計劃跟不上變化，面對銷售部門對產品交貨時間的嚴格要求，面對營銷計劃的不斷調整和生產過程中牌名的更換，造成了生產計劃不斷變更。
在這種生產模式下，企業的銷售部門需要對生產部門的情況非常瞭解，掌握生產線的實時數據，避免簽訂不合理合同，避免出現交貨期根本無法保證等問題；而生產部門也需要及時掌握當前的各項訂單情況、要能夠及時掌握生產的歷史情況和現時數據，快速準確地根據銷售合同和調度計劃制訂科學合理的生產調度計劃。要實現這，需要的不僅是先進的生產設備和能力，更重要的是保證從接單—編排生產計劃—生產—控制—派送等一系列各個環節的信息暢通和交流、反饋，在企業的計劃層與生產控制層之間建立起“直通車”。
１．２菸草行業發展的需要
全國捲菸行業總體上是一個產大於銷的狀況，生產能力遠遠大於市場需求。找出任何影響產品品質和成本的問題，提高計劃的實時性和靈活性，同時又能改善生產線的運行效率已成爲每個企業所關心的問題。菸草企業要達到成本和質量的雙贏，必須嚴格控制產品生產的全過程和影響生產的各種因素。有效的方法就是加強對原材料、水電汽氣和人員工時的全面監控與調度，對生產線上的各個點進行有效的監控和信息管理，加強生產資源綜合調度管理，使之發揮最大效益。
１．３提高經營決策效率的需要
企業經營管理過程中，常常面臨各種艱難的決策；而市場波動頻繁，契機一瞬即逝，如果企業經營管理者不能快速進行決策，即使最終可以得出正確的決定，也可能坐失良機。所以在激烈的市場競爭中，經營管理決策不僅要保證正確性，也要有一定的時效性。
顯然，企業的經營決策者如果要快速準確地作出決策，除了及時收集、處理大量市場信息，掌握企業內部產銷情況外，還需要保證這些基礎數據的真實性與時效性，這是企業領導正確決策、決戰市場的關鍵。
１．４菸草企業信息化現狀及其特點
目前菸草企業整個生產過程自動化很高，自動化技術應用十分廣泛，在長期的信息化應用過程中，實現了基礎自動化和過程自動化。在管理信息化方面，隨着企業信息化建設的不斷深入，ERP等信息化管理軟件，逐漸爲衆多的企業所接受，並開始廣泛應用於企業管理中，企業也因此取得了一定的管理效益。信息化可以把生產的高度自動化和管理的現代化結合起來，
“以信息化促進工業化”是製造業提高生產經營水平的必然選擇。
但是應當看到，菸草企業底層生產控制系統雖已基本實現了基礎自動化和過程自動化，並且在此基礎上形成了相對獨立的系統，但是每個系統都有各自的處理邏輯，數據庫，數據模型和通信機制，它們形成一個個信息孤島，缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理。同時，底層生產控制系統和上層的管理系統之間缺少一箇中間層軟件，這使得底層大量的數據閒置，不能爲管理層提取出有建設性的信息。以合肥捲菸廠爲例，有四個控制中心：制絲工段中控室、能源中控室、LGV 中控室、卷接包數採控制室。雖然各個控制中心從硬件通訊上是相通的，但在軟件上卻相互獨立，不能提供資源共享。同時各個控制中心都有各自的數據庫，由於這些數據庫相對獨立，且數據庫格式也不盡相同，與上層管理系統又缺少一箇中間層軟件的溝通，使得底層大量的數據閒置，不能爲管理層提取出有建設性的信息。
另外ERP等管理信息系統主要是針對資源計劃，這些系統通常能處理昨天以前發生的事情（作歷史分析），亦可預計並處理明天將要發生的事件，但對今天正在發生的事件卻相對處於一個盲區。在ERP所關注的各項資源中，生產過程信息在企業的管理系統中它始終是“離線”的，生產過程信息始終不能連續、自動、完整的反映在企業管理系統中。這樣在管理信息系統和生產控制系統之間，存在一個信息流通上的斷層。
到底如何消除管理信息系統和生產控制系統之間的斷層？如何加強成本管理和綜合調度、提高經營管理的決策效率？MES走入人們的視線。九十年代中期國際上逐步發展起來的生產製造執行系統（Manufacturing Execution System 即 MES）,可以實現企業生產活動與經營活動的有效集成，成爲優化運行、優化控制與優化管理的橋樑和紐帶，是值得菸草企業密切關注的高新技術之一。
２、MES的集成功能
２．１MES的橋樑作用
MES是Manufacturing Execution System的縮寫。國際聯合會對MES的定義如下：MES能通過信息的傳遞對從生產命令下發到產品完成的整個生產過程進行優化管理。當工廠中有實時事件發生時，MES能及時對這些事件作出反應、報告，並用當前的準確數據對它們進行約束和處理。
從上述定義可以看出：①MES的優化目標是整個生產過程。②MES需要收集生產過程中大量的實時數據，並且對實時事件能及時進行處理。③MES需要同時與計劃層和控制層保持雙向通信能力，從上、下兩層接收相應數據並反饋處理結果和生產指令。
具體而言MES是處於生產控制系統與管理信息系統之間的執行層，主要負責生產管理和調度執行（如圖1所示）。MES通過控制包括物料、設備、人員、流程指令和設施在內的所有工廠資源來提高製造競爭力，提供了一種系統地在統一平臺上集成諸如質量控制、文檔管理、生產調度等功能的方式，從而實現了實時化的EPR/MES/過程控制系統的集成一體化，它形成了一個信息交換的橋樑，使企業管理者能夠實時地掌握生產信息，進行生產決策。我們認識到只有將數據信息從產品級（基礎自動化級）取出，穿過操作控制級，送達管理級，同時又將管理級的相關信息傳下去並執行，通過這樣的連續信息流來實現企業信息全集成才能使我們在日益激烈的競爭中立於不敗之地。
１．１菸草企業生產經營特點的需要
菸草行業國家實行專控，其生產總量由國家計劃下達，菸草工業企業只能在國家計劃的基礎上，進行進一步分解，優化產品結構，降低成本，以此來滿足消費者的需求。目前菸草工業企業生產計劃受市場影響越來越大，明顯感到計劃跟不上變化，面對銷售部門對產品交貨時間的嚴格要求，面對營銷計劃的不斷調整和生產過程中牌名的更換，造成了生產計劃不斷變更。
在這種生產模式下，企業的銷售部門需要對生產部門的情況非常瞭解，掌握生產線的實時數據，避免簽訂不合理合同，避免出現交貨期根本無法保證等問題；而生產部門也需要及時掌握當前的各項訂單情況、要能夠及時掌握生產的歷史情況和現時數據，快速準確地根據銷售合同和調度計劃制訂科學合理的生產調度計劃。要實現這，需要的不僅是先進的生產設備和能力，更重要的是保證從接單—編排生產計劃—生產—控制—派送等一系列各個環節的信息暢通和交流、反饋，在企業的計劃層與生產控制層之間建立起“直通車”。
１．２菸草行業發展的需要
全國捲菸行業總體上是一個產大於銷的狀況，生產能力遠遠大於市場需求。找出任何影響產品品質和成本的問題，提高計劃的實時性和靈活性，同時又能改善生產線的運行效率已成爲每個企業所關心的問題。菸草企業要達到成本和質量的雙贏，必須嚴格控制產品生產的全過程和影響生產的各種因素。有效的方法就是加強對原材料、水電汽氣和人員工時的全面監控與調度，對生產線上的各個點進行有效的監控和信息管理，加強生產資源綜合調度管理，使之發揮最大效益。
１．３提高經營決策效率的需要
企業經營管理過程中，常常面臨各種艱難的決策；而市場波動頻繁，契機一瞬即逝，如果企業經營管理者不能快速進行決策，即使最終可以得出正確的決定，也可能坐失良機。所以在激烈的市場競爭中，經營管理決策不僅要保證正確性，也要有一定的時效性。
顯然，企業的經營決策者如果要快速準確地作出決策，除了及時收集、處理大量市場信息，掌握企業內部產銷情況外，還需要保證這些基礎數據的真實性與時效性，這是企業領導正確決策、決戰市場的關鍵。
１．４菸草企業信息化現狀及其特點
目前菸草企業整個生產過程自動化很高，自動化技術應用十分廣泛，在長期的信息化應用過程中，實現了基礎自動化和過程自動化。在管理信息化方面，隨着企業信息化建設的不斷深入，ERP等信息化管理軟件，逐漸爲衆多的企業所接受，並開始廣泛應用於企業管理中，企業也因此取得了一定的管理效益。信息化可以把生產的高度自動化和管理的現代化結合起來，
“以信息化促進工業化”是製造業提高生產經營水平的必然選擇。
但是應當看到，菸草企業底層生產控制系統雖已基本實現了基礎自動化和過程自動化，並且在此基礎上形成了相對獨立的系統，但是每個系統都有各自的處理邏輯，數據庫，數據模型和通信機制，它們形成一個個信息孤島，缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理。同時，底層生產控制系統和上層的管理系統之間缺少一箇中間層軟件，這使得底層大量的數據閒置，不能爲管理層提取出有建設性的信息。以合肥捲菸廠爲例，有四個控制中心：制絲工段中控室、能源中控室、LGV 中控室、卷接包數採控制室。雖然各個控制中心從硬件通訊上是相通的，但在軟件上卻相互獨立，不能提供資源共享。同時各個控制中心都有各自的數據庫，由於這些數據庫相對獨立，且數據庫格式也不盡相同，與上層管理系統又缺少一箇中間層軟件的溝通，使得底層大量的數據閒置，不能爲管理層提取出有建設性的信息。
另外ERP等管理信息系統主要是針對資源計劃，這些系統通常能處理昨天以前發生的事情（作歷史分析），亦可預計並處理明天將要發生的事件，但對今天正在發生的事件卻相對處於一個盲區。在ERP所關注的各項資源中，生產過程信息在企業的管理系統中它始終是“離線”的，生產過程信息始終不能連續、自動、完整的反映在企業管理系統中。這樣在管理信息系統和生產控制系統之間，存在一個信息流通上的斷層。
到底如何消除管理信息系統和生產控制系統之間的斷層？如何加強成本管理和綜合調度、提高經營管理的決策效率？MES走入人們的視線。九十年代中期國際上逐步發展起來的生產製造執行系統（Manufacturing Execution System 即 MES）,可以實現企業生產活動與經營活動的有效集成，成爲優化運行、優化控制與優化管理的橋樑和紐帶，是值得菸草企業密切關注的高新技術之一。
２、MES的集成功能
２．１MES的橋樑作用
MES是Manufacturing Execution System的縮寫。國際聯合會對MES的定義如下：MES能通過信息的傳遞對從生產命令下發到產品完成的整個生產過程進行優化管理。當工廠中有實時事件發生時，MES能及時對這些事件作出反應、報告，並用當前的準確數據對它們進行約束和處理。
從上述定義可以看出：①MES的優化目標是整個生產過程。②MES需要收集生產過程中大量的實時數據，並且對實時事件能及時進行處理。③MES需要同時與計劃層和控制層保持雙向通信能力，從上、下兩層接收相應數據並反饋處理結果和生產指令。
具體而言MES是處於生產控制系統與管理信息系統之間的執行層，主要負責生產管理和調度執行（如圖1所示）。MES通過控制包括物料、設備、人員、流程指令和設施在內的所有工廠資源來提高製造競爭力，提供了一種系統地在統一平臺上集成諸如質量控制、文檔管理、生產調度等功能的方式，從而實現了實時化的EPR/MES/過程控制系統的集成一體化，它形成了一個信息交換的橋樑，使企業管理者能夠實時地掌握生產信息，進行生產決策。我們認識到只有將數據信息從產品級（基礎自動化級）取出，穿過操作控制級，送達管理級，同時又將管理級的相關信息傳下去並執行，通過這樣的連續信息流來實現企業信息全集成才能使我們在日益激烈的競爭中立於不敗之地。
２．２MES的體系結構
在菸草企業信息化過程中，MES是生產自動化與管理信息化之間的重要橋樑。根據菸草行業的自身特點，即混合模式的生產方式；生產計劃變動頻繁；較高的生產預測性要求；設備需要維護量大，生產工藝柔性小，維護頻繁等，菸草工業企業的MES系統模型的構建應注重從生產計劃下達到成品產出的生產優化信息，即對上層計劃管理是執行，對下層控制系統是指揮。除此之外，設計和建立MES系統的必要條件是建立完備的數據採集系統，MES需要的數據直接來源於生產過程控制系統，監控系統和數據採集系統採集的實時數據經過處理後，生成生產過程信息，供MES系統使用。菸草企業MES系統可以實現以下功能：生產調度、生產查詢、生產過程監控、質量檢測與控制、物料跟蹤、原輔料消耗控制、安全消防監控、能源動力管理、設備維護、生產人力資源管理以及工業電視系統。圖2介紹了合肥捲菸廠的MES與管理信息系統、底層生產控制系統的相互關係與數據傳遞情況。
在菸草企業信息化過程中，MES是生產自動化與管理信息化之間的重要橋樑。根據菸草行業的自身特點，即混合模式的生產方式；生產計劃變動頻繁；較高的生產預測性要求；設備需要維護量大，生產工藝柔性小，維護頻繁等，菸草工業企業的MES系統模型的構建應注重從生產計劃下達到成品產出的生產優化信息，即對上層計劃管理是執行，對下層控制系統是指揮。除此之外，設計和建立MES系統的必要條件是建立完備的數據採集系統，MES需要的數據直接來源於生產過程控制系統，監控系統和數據採集系統採集的實時數據經過處理後，生成生產過程信息，供MES系統使用。菸草企業MES系統可以實現以下功能：生產調度、生產查詢、生產過程監控、質量檢測與控制、物料跟蹤、原輔料消耗控制、安全消防監控、能源動力管理、設備維護、生產人力資源管理以及工業電視系統。圖2介紹了合肥捲菸廠的MES與管理信息系統、底層生產控制系統的相互關係與數據傳遞情況。
MES使用當前的、精確的數據來響應、指導、觸發、報告生產現場發生的事件；MES對制絲、卷接包、庫存（原輔材料、菸絲、成品等）、能源動力等實時採集的數據進行分析處理，在此基礎上，進行生產調度，指揮生產，必要時，將現場情況報告給廠級領導, 爲企業決策提供直接的支持。
３、實施MES的組織與管理
３．１項目前期，打好基礎
這個階段要對是否要投資開發MES進行決策。這個階段非常重要，關係到項目的成敗，但往往爲實際操作所忽視。這個階段的工作主要包括MES培訓、車間現場問題診斷、需求分析以及軟件選型等方面的工作。
認真考慮以上問題之後，企業應該將分析結果寫成需求分析和投資效益分析正式書面報告，從而做出是否上MES項目的正確決策。
３．２實施準備，“軟”“硬”兼顧
在運行MES系統之前，要準備並錄入一系列基礎數據，並做大量分析研究的工作。在MES系統安裝和實施之前，還必須把網絡系統建設好。MES所需的網絡，除了一般的局域網外，還涉及車間現場數據採集與控制網絡。在人員、基礎數據和網絡基本準備好的情況下，可以將系統安裝到車間（分廠）和相關的業務部門中，並進行一系列原型測試。在系統原型測試後常常會發現許多問題以及部分功能上的不足，需要對系統進行補充開發與二次開發。
３．３模擬運行與試運行
在用戶基本掌握系統功能的基礎上，企業可以將各種必要的數據錄入或導入系統。帶着車間（分廠）日常工作中經常遇到的問題，組織項目小組進行實戰性模擬。此時，要對測試和模擬中發現的不合適系統界面與報表進行用戶化。
３．４新系統運行及維護
一個新系統被應用到企業後，實施的工作其實並沒有完全結束，而是將轉入到業績評價和下一步的後期支持階段。需要強調的是系統運行及維護工作是一個長期的過程，MES推廣應用依賴於人的素質的提高，這些必須通過持續的培訓和教育來實現的，因此，在先進製造模式的實施過程中，企業應時時刻刻注重這方面的工作。
４、結論
製造執行系統（MES）軟件彌合了企業計劃層和生產車間過程控制系統之間的間隔，是製造過程信息集成的紐帶。MES通過強調製造過程的整體優化來幫助企業實施完整的閉環生產，同時也爲敏捷製造企業的實施提供了良好的基礎。深刻理解MES這一先進的管理思想，把握它的發展趨勢，對於如何在菸草企業正確的研究和推廣MES應用具有重要的理論和應用價值。
３、實施MES的組織與管理
３．１項目前期，打好基礎
這個階段要對是否要投資開發MES進行決策。這個階段非常重要，關係到項目的成敗，但往往爲實際操作所忽視。這個階段的工作主要包括MES培訓、車間現場問題診斷、需求分析以及軟件選型等方面的工作。
認真考慮以上問題之後，企業應該將分析結果寫成需求分析和投資效益分析正式書面報告，從而做出是否上MES項目的正確決策。
３．２實施準備，“軟”“硬”兼顧
在運行MES系統之前，要準備並錄入一系列基礎數據，並做大量分析研究的工作。在MES系統安裝和實施之前，還必須把網絡系統建設好。MES所需的網絡，除了一般的局域網外，還涉及車間現場數據採集與控制網絡。在人員、基礎數據和網絡基本準備好的情況下，可以將系統安裝到車間（分廠）和相關的業務部門中，並進行一系列原型測試。在系統原型測試後常常會發現許多問題以及部分功能上的不足，需要對系統進行補充開發與二次開發。
３．３模擬運行與試運行
在用戶基本掌握系統功能的基礎上，企業可以將各種必要的數據錄入或導入系統。帶着車間（分廠）日常工作中經常遇到的問題，組織項目小組進行實戰性模擬。此時，要對測試和模擬中發現的不合適系統界面與報表進行用戶化。
３．４新系統運行及維護
一個新系統被應用到企業後，實施的工作其實並沒有完全結束，而是將轉入到業績評價和下一步的後期支持階段。需要強調的是系統運行及維護工作是一個長期的過程，MES推廣應用依賴於人的素質的提高，這些必須通過持續的培訓和教育來實現的，因此，在先進製造模式的實施過程中，企業應時時刻刻注重這方面的工作。
４、結論
製造執行系統（MES）軟件彌合了企業計劃層和生產車間過程控制系統之間的間隔，是製造過程信息集成的紐帶。MES通過強調製造過程的整體優化來幫助企業實施完整的閉環生產，同時也爲敏捷製造企業的實施提供了良好的基礎。深刻理解MES這一先進的管理思想，把握它的發展趨勢，對於如何在菸草企業正確的研究和推廣MES應用具有重要的理論和應用價值。