1.概述

1.1.国内外烟草发展趋势

随着中式卷烟作为中国烟草行业的发展方向和目标，对于卷烟加工过程，“优质、低耗、高效、安全、稳定”是其一贯的目标。

从卷烟产品来说：优质——体现在外观质量和一些物理特性以及感官质量；低耗——体现在降低原辅材料的消耗，

以及生产过程中的能源、动力、人力资源消耗；高效——主要体现在劳动生产率，设备有效作业率方面；

安全——主要体现在一个是产品的安全性，一个是生产过程中的生产安全；稳定——主要体现在生产出来的产品的品质、风格应该保持一种相对的稳定。

面对卷烟加工工艺技术目前存在的问题以及中式卷烟的发展要求，国内卷烟加工工艺的发展趋势将主要表现在以下几个方面：

1.1.1.系统化设计

系统化设计中，应根据卷烟原料的加工、感官和化学特性进行原料配方设计。在探索出不同的加工方法和条件对原料质量特性的影响的基础上，

首先考虑工艺加工对形成产品质量风格，克服质量缺陷的作用。

1.1.2.精细化加工

实现精细化加工要以卷烟原料的加工、感官和化学特性研究为出发点，根据不同原料的特性，在卷烟加工过程中采用不同的加工方式及工艺技术条件；

以提高产品感官质量和实现产品“个性化”、“差异化”作为落脚点，为中式卷烟提供核心技术；以建立卷烟配方模块和重新进行流程设置为切入点，

进行特色工艺的加工。

1.1.3.智能化控制

随着加工工艺向精细化发展，现行的以控制在制品和成品质量指标的控制模式已不能满足加工过程对提高感官质量的要求。

智能化控制要以提高加工和控制精度，扩大过程控制范围，保证产品风格质量的相对稳定作为质量控制的目标。

随着烟草行业信息化的蓬勃发展，MES系统已经逐渐成为烟草行业实现上述目标的重要工具和手段。

2.. GE-MES介绍

2.1.GE MES产品介绍

        GE Proficy是GEIP推出的拥有统一结构的综合软件解决方案的新品牌。

用户一直以来长期信赖并使用的GEIP软件产品现在已经归于Proficy这个统一的品牌之下，构筑起统一的技术结构。

Proficy通过持续提高实时企业的生产力、赢利能力和竞争优势为企业提供了一个真正综合的、开放的商务解决方案。

Proficy将 GE制造领域的专业经验和六个西格玛方法相结合， 控制和优化生产过程，采集、分析数据，并将数据转化成信息，

使得用户能进行实时操作，确保生产流程顺利、高效运转，并得到更高的投资回报。用户可以选择从GEIP安装一整套的软件基础设备，

也可以选择单一的应用方案，无论哪一种，都将赋予用户利用现有和未来投资的最大限度的灵活性。

图 3-1GE MES产品解决方案

　　Proficy解决方案能使用户拥有集中的生产管理能力，帮助用户在整个工厂范围内达到实时生产，同时还拥有很多功能，

如：实时信息入口、资产管理、工厂生产与执行、HMI/SCADA、版本变更管理、全厂数据库、编程与控制以及全球支持。

Proficy的独特性在于它的高度模块化并且能方便升级，它在生产与商务流通间提供闭环的实时通讯。Proficy构筑了通用的系统基础，

它拥有一个开放的分层结构，能保护现有的信息技术投资，并能方便地被使用和配置。其主要的组件包括：

Proficy HMI/SCADA – IFix是一套基于Microsoft Windows操作系统的人界面、监控软件，

Proficy HMI/SCADA - CIMPLICITY是GEIP北美自动化公司的产品。通常，Proficy HMI/SCADA - CIMPLICITY运行在Windows NT/2000/XP/98的平台上，

通过各种串行的、网络的通讯方式采集控制器中的数据，并利用计算机的强大图形功能动态地显示生产数据。

Proficy 实时历史生产数据库 – 包括了目前工业界性能最优的高速海量实时过程历史数据库，

同时结合了基于 S95 模型的企业生产模型数据库，能从功能和性能上极大满足烟草企业的需求。

Proficy Message Bus服务器  - 通过公共系统服务完成一系列信息传递，安全验证，软件分发和诊断，工作流管理等功能。

Proficy APS  - 采用世界上最先进的优化引擎，实现烟草企业的生产排产优化，有效组织和利用生产资源。

Proficy Workflow（工作流）  - 通过图形化的流程配置方案和自动的个人待办事宜，将控制数据和业务数据整合在一起，

实现生产流程全程监控，并支持生产业务流程重构。

Proficy MES 应用模块 – 安装在服务器端的各种功能应用，经常包括生产管理、质量管理、效率管理、批次分析等功能模块。

Proficy 实时信息门户 – 采用 B/S 结构，提供功能强大的实时生产信息显示，质量分析图，企业报表集成和关系数据库查询的多种功能，

可以连接几乎所有的数据源。

Proficy Datamart(数据仓库) - 利用Proficy Plant Application应用软件可轻松获取整个生产环境及现场的相关生产信息，

通过将实时数据的比特位及字节转换成关于订单、资产、生产、质量、产量及更多的有意义智能信息，从而为生产和过程数据提供有意义的参考。

Proficy TroubleShooter(数据挖掘) - 它应用现代科学的最新理论，从长期的生产过程历史数据中进行知识挖掘，构成可供预报与故障预防的专家模型。

这些工具可以分析生产中出现各种问题的可能原因，并为预防原因的出现提供有效的建议。该产品的逻辑建模工具，可以实现工业模型的自动搭建，

解决生产过程中的关键参数的预报、预测问题，构建出一个快速实用的专家系统工具。

2.2.GE的烟草行业解决方案架构

GE 烟草行业MES解决方案采用GE Proficy MES软件，它基于ISA95标准进行开发，是目前自动化业界集成度最高，

开放性和易用性最好的产品平台。 它建立微软系统平台上，依托于最新的 Web 服务架构和.NET 技术。

整个 Proficy 软件解决方案是利用现在的最新软件技术，如 .NET ，SOAP，排产调度、Portal 门户和 Web 内容管理等一系列技术完成。

它将系统融于平台和应用两个层面，形成统一而有效的结构。 本系统从总体设计上参照国际标准的 MES 规范和最新的计算机技术，

以标准成熟的MES 平台为核心，应用模块化，人机界面规范化，形成一个清晰的信息流，各模块之间通过平台高度集成，形成统一而高效的整体。

系统数据和信息流向图见下：

图 3-3 烟草MES系统数据和信息流向

    根据烟草行业的特点 ，所有的数据来源可以分成这样几种： 来自于监控系统的过程自动化数据，

能源管理系统特殊设备系统直接连接数据（如质量检测设备， 各种手工数据，车间操作人员的设备故障手工信号，原因指定等）； 

基于关系型数据库的 ERP 数据和其它商业系统的数据（GE Proficy 系统平台通过中间件，可与ERP 模块中的数据对应相连）。

 Historian 的数据可以被 Proficy MES 平台引用。基于 Proficy 数据库建立的工厂模型是对于整个烟草生产企业的生产单元的虚拟数字工厂模型，

每一个对象或生产事件模型的触发条件来自iHistorian中的数据点变化。而各种应用模块，如生产计划的执行，生产设备的故障分析，

生产统计等可对工厂模型进行操作， 完成各种生产管理功能。信息处理的结果保存在数据库中，可以形成各种定时的自动或自主查询的报表，

也可以上传给 ERP 系统做生产信息的实时更新。 而所有的报表和实时生产信息均可以通过各种图表方式在 Proficy Portal 实时信息门户中展示，

Proficy Portal 还可以查询和显示其它关系数据源数据，或直接通过 OPC 显示生产线上的实时数据。 

2.3.GE烟草行业MES解决方案特点

GE的烟草MES系统从总体设计上参照国际标准（ISA95标准）的生产管理MES集成规范和最新的计算机技术，以 MES平台为核心，应用功能模块化，

人机界面规范化，形成一个清晰的信息流，各模块之间通过平台高度集成，形成统一而高效的整体，能够为烟草生产企业打造“数字烟草”作出贡献。

相对其他同类产品，它具有如下特点：

2.3.1.独道的“三模统一”、“三级协调”、“三级协调”

“三模统一”是指现场设备模型、生产执行跟踪模型和计划调度模型是一致的。

“三模统一”使得模统一”的思想突破了国内现有MES的粗放的“金字塔”建设模式，使得MES系统的内容和搭建更加清晰、全面。

使得生产调度指令能够细化到机台、储柜，生产执行跟踪模型能够细化到工序、机台工单，生产控制参数能够直接下达到设备。

“三级协调”是物料管理在生产过程中不同阶段的管理模式。在计划阶段，计划调度层提供物料需求计划给各高架库以及糖香料厨房和配送中心；

在生产前，执行跟踪层向各高架库以及糖香料厨房和配送中心发出准备出料指令；在生产时，

执行跟踪层向各高架库以及糖香料厨房和配送中心的控制系统发出出库指令。三级协调能够保证物料及时准确地进行供应，保证现场生产。

“三级联动”是指计划调度层、执行跟踪层、过程控制层在生产过程中进行生产联动。当计划调度层下达指令后，

执行跟踪层随即根据指令下达相应的工艺控制参数的过程控制层。同时过程控制层反馈信息到执行跟踪层，执行跟踪层更新工单执行状态，

并反馈给计划调度层。计划调度层在根据反馈状态和订单进行重新排程和滚动调度。“三级联动”是实现生产自动化系统的关键。通过“三级联动”，

可以进行高架库的出料正确性检验，可以进行工单执行的防错联锁。并可以实现生产的“一键式”触发，能够实现真正意义上的“管控一体化”。

2.3.2.独一无二的历史数据库方式

     Proficy 的独特设计可以利用历史数据库应用软件的强大技术，让杭烟获得比传统的MES工具更多的生产信息。

因为整合了高性能的历史数据库，Proficy 能利用所搜集到的全厂数据，呈现出一个整体生产技术架构的智能窗口。

Proficy 对历史数据库技术的独特运用使杭烟可以分析过去的，即便是数年前的生产数据，来评估质量, 效率 和生产管理信息。

2.3.3.开放的产品架构

    和GEIP智能工厂解决方案里的所有应用软件一样，Proficy是一个完全开放的架构，正如它能够和Historian应用软件无缝连接，

Proficy也能够与Wonderware，Rockwell，OSI PI，Siematic IT,Honeywell等其他历史数据库系统连接。

它的灵活性让杭烟在体验proficy应用软件的功能的同时，还可以与一流的GEIP 解决方案协同作用，

或者继续利用已有的历史数据库投资及PLC或其他已安装的控制系统。

2.3.4.灵活并易于构建

    众所周知，MES应用软件以难以安装和使用而令人却步，它只能构建在特定的市场范围。

而Proficy从另一方面来说，安装需求最小而且拥有一系列能够在所有工业应用领域中用户自定义的功能。

2.3.5.模块化与易于扩展

    基于Proficy的模块与可扩展性设计，用户可根据其需要的特定功能增加模块安装到本地。

因此，当杭烟需要改变时，可以轻松有效地增加新的模块来扩充应用软件的整体性能。

该组件式的客户端允许将Proficy解决方案的各个模块客户端应用合并，从而最大程度地满足客户需要。

2.3.6.安全性和操作跟踪

    Proficy提供了一个安全的操作跟踪环境，提供电子签名和其他手段来确认用户身份，该功能符合FDA的21 CFR Part 11标准和其他的重要规则的要求。

2.3.7.强大的智能报表（★）

Proficy应用软件中包含了标准的报表和分析性能，极大地简化了报表程序。与Excel的灵活兼容可以快速简易地生成特制的报表，而不需要第三方报表软件包。

GE将Portal、WEB Report、DashBoard、Datamart四种工具整合成智能报表套件，为杭烟建立一套生产运行绩效考核指标体系(KPI)，

便于企业管理人员实时跟踪整个企业、车间、班组的实时绩效。 

1）Portal即可以获取将企业其他信息系统的数据（如SAP、PDM），

也可以采集如Wonderware Insql, GE Proficy Historian, OPC DA 2.0等实时数据,并可以采用组态方式，形成企业的生产信息综合报表。

2）WEB Report提供了易用且高效率的报表设计方案，采用向导式配置，真正无编码形式设计报表,利用报表工具，

用户即可把企业的业务模型、数据分析变成实际可操作的信息系统。

3）Dashboard为用户提供数字化仪表盘接口，为系统预定制几十种不同功能的Web部件,并将Web网络组件 (Web Parts) 应用到企业信息门户解决方案中，

与 Proficy 实时信息门户集成或与如mySAP.com或者Oracle的商业系统集成。

WEB插件包括生产计划信息、生产执行信息、设备状态信息、订单执行信息、报警信息、库存信息、停机事件、质量统计、生产路径总览、生产消耗、

生产标准/规格查询、生产事件查询、产品生产统计等等。

4）Proficy DataMart采用强大的数据立方体分析技术搭建在Proficy Plant Application应用软件之上，

把已经非常强大的报表处理和分析能力又提升到一个新的水平上—并灵活的系统贯穿于整个企业。

Proficy DataMart利用GEIP的Proficy Plant Application应用软件可轻松获取整个生产环境及现场的相关生产信息– 

通过将实时数据的比特位及字节转换成关于订单、资产、生产、质量、产量及更多的有意义智能信息，从而为生产和过程数据提供有意义的参考。

而且，要实现以上功能无需接触数据库或了解数据库模式，是真正意义上的智能报表。