（1）企業生產計劃層中的生產過程信息是重要資源，但在企業管理系統中生產過程信息始終是“離線”的，不能連續、自動、完整地反映在企業管理系統中。
（2）需要有效地解決企業生產計劃層與生產過程自動化之間相互脫節的矛盾，將傳統的生產管理透明化，充分利用當前的生產實時數據，使生產指揮調度人員在制定生產計劃的過程中，能夠獲得足夠的生產現場數據支持，從而在考慮生產均衡性的同時，對生產計劃進行優化，提高生產計劃的實時性和靈活性。
（3）需要實現企業應用系統的有效集成，使生產管理人員及時掌握質量工藝、物料消耗等生產信息，找出影響產品質量和成本問題，加強對生產的在線控制，從而盡量減少廢次品量。
（4）企業競爭能力的增強體現在能否連續提高生產線的OEE（全局設備效率，Overall Equipment Effectiveness）和KPI（關鍵性能指標，Key Performance Indication）。生產管理決策所依據的數據源不僅僅是單壹生產裝置的運行情況，還應來自於整個生產過程。
（5）設備維修管理停留在傳統的故障應急維修階段，由於管理手段缺乏，難以進行維修經驗積累，主要依靠個人技能和經驗，缺乏標準化和專業化的維修經驗支持，工作效率低。蘭州卷煙廠在“十五”易地改造項目中，為了實現從企業管理、生產指揮到生產自動化控制系統的有機集成，使生產相關部門協同工作，保證生產全過程的協調運轉，提高企業的生產管理水平，實現生產過程的快速反應，提出並實施了生產執行系統。
1 MES系統結構
采用先進成熟的軟件技術，並融合了MES先進的管理理念，設計並實施了面向卷煙企業敏捷制造的技術解決方案。系統技術架構見圖1。
圖1 MES系統技術架構
（1）工廠實時／歷史信息集成平臺，保證了系統的實時性。采用先進的實時數據庫技術解決生產過程數據的大規模采集（10000點）、長周期存貯（1～3年）、現場數據過濾、報警、事件觸發等。
（2）生產模型平臺，保證了系統的可適應性。MES系統是面向生產工藝過程的管理系統，其適應性主要體現在與工藝過程的貼合程度及當工藝過程發生變化時，MES系統必須具備適應這種變化的能力。本系統在該平臺的支持下建立了卷煙設備、工藝過程、物料及管理活動等模型，實現物流、信息流與指令流的統壹。
（3）應用系統開發平臺，解決系統的可重構性、可維護性。本系統采用了．NET開發平臺。
（4）MES集成平臺，解決MES的可集成性、開放性、可重構性、互操作性。隨著信息技術的發展，大型軟件普遍采用模塊化組件結構體系，應用之間采用整合技術，以實現特定的商業智能。MES系統涉及生產、質量、工藝、設備、人員等多種業務模塊，該平臺為所有的業務功能模塊提供壹個相互集成的支撐環境。
（5）企業數據交換平臺，解決卷煙企業信息集成問題。有多種方案可以建立企業數據交換平臺，如采用中間件、建立EAI環境、建立中間表等。本系統根據企業EAI集成環境，采用性能優良的Tuxdeo中間件，以及預定義符合XML規範的信息交換標準，建立企業數據交換平臺。
（6）數采接口，支持MES系統的開放性。系統采用OPC技術支持監控應用的接口。
2 MES的功能
蘭州卷煙廠生產執行系統采用模型驅動的方式，集成了生產排產、指揮調度、質量檢驗、生產標準管理、設備運行維護管理、物料跟蹤等不同的業務功能，見圖2。
圖2 MES系統功能
（1）生產排產和指揮調度功能。系統接受ERP系統下達的生產計劃，按照卷煙企業設備能力及工藝特點生成日卷包進度計劃，並在此基礎上分解為機臺作業工單。根據卷包的生產安排，結合煙絲存貯情況及制絲工藝特點，自動排出每個制絲生產工藝單元的作業工單，並將上述作業工單按照“精益制造”的調度控制模式，下達到生產自動化單元，即卷包中控和制絲中控系統進行生產執行。在生產執行過程中，系統實時采集卷包中控及制絲中控上傳的生產數據，按計劃工單進行數據歸類，通過報表的形式反饋給業務管理人員，實現生產調度的閉環管理。
（2）質量檢驗功能。系統按照企業質量檢驗規範，通過模型驅動技術，根據物料的移動，自動生成質量檢驗請求。系統通過人工填報檢測數據和自動采集生產現場質量儀表檢測設備的數據，兩者相結合得到質量檢驗原始數據，並按SPC及質量考核標準自動進行質量分析及評價，形成質量控制的閉環管理。
（3）生產標準管理功能。系統管理企業生產標準，並將生產標準下達到制絲中控、卷包中控及動力能源系統。在設備生產運行時采集實時生產工藝數據，並與生產標準進行對比分析，為制定新的生產標準和改進生產過程提供依據，並實現生產工藝的閉環管理。
（4）設備運行維護管理功能。系統由企業ERP接收資產管理中的設備臺賬，制定設備維護計劃，並按設備維護要求進行設備維護。通過對維護人員的工作記錄進行分析，有效管理設備維護過程。同時，根據自動化設備的運行狀態，實時采集設備的啟／停及故障信息，生成設備故障維護請求，根據故障原因、停機時間進行統計分析並生成維修經驗庫，指導設備的維護保養工作，實現設備的閉環管理。
（5）物料跟蹤功能。系統按批次收集生產數據，通過建立不同的跟蹤路線，將生產、質檢等分散在不同模塊中的數據按工藝路線有效組織起來，實現從原料投料到成品入庫的全生產過程跟蹤。