(1)企業生產計劃層的生產過程信息是重要的資源，但在企業管理系統中，生產過程信息始終是“離線”的，無法持續、自動、完整地反映在企業管理系統中。
(2)要有效解決生產計劃層與生產過程自動化之間的矛盾，使傳統的生產管理透明化，充分利用當前的實時生產數據，使生產指揮人員和調度人員在制定生產計劃的過程中得到足夠的生產現場數據支持，從而在考慮生產平衡的同時優化生產計劃，提高生產計劃的實時性和靈活性。
(3)要實現企業應用系統的有效集成，使生產管理者及時掌握質量技術、材料消耗等生產信息，發現影響產品質量和成本的問題，加強生產的在線控制，最大限度地減少廢品和不良品的數量。
(4)企業競爭力的提升體現在生產線的OEE(整體設備效能)和KPI(關鍵績效指標)能否持續提升。生產管理決策所依據的數據源不僅僅是單個生產裝置的運行情況，而是整個生產過程。
(5)設備維修管理停留在傳統的應急維修階段。由於缺乏管理手段，維護經驗難以積累，主要依靠個人技能和經驗，缺乏標準化、專業化的維護經驗支撐，工作效率低下。在蘭州卷煙廠十五計劃項目中，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，使相關生產部門協同工作，保證整個生產過程的協調運行，提高企業的生產管理水平，實現生產過程的快速響應，提出並實施了生產執行系統。
1制造執行系統體系結構
采用先進成熟的軟件技術，結合MES的先進管理理念，設計並實現了卷煙企業敏捷制造的技術解決方案。系統的技術架構見圖1。
圖1 MES系統技術架構
(1)工廠實時和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，解決大規模采集(10000點)、長期存儲(1 ~ 3年)、現場數據過濾、報警、事件觸發等問題。
(2)生產模型平臺保證了系統的適應性。MES系統是面向生產過程的管理系統，其適應性主要體現在與過程的契合程度上，當過程發生變化時，MES系統必須具有適應這種變化的能力。在該平臺的支持下，該系統建立了卷煙設備、工藝流程、物料和管理活動的模型，實現了物流、信息流和指令流的統壹。
(3)應用系統開發平臺解決系統的可重構性和可維護性問題。本系統采用。。NET開發平臺。
(4)MES集成平臺，解決MES的集成性、開放性、可重構性和互操作性。隨著信息技術的發展，大型軟件壹般采用模塊化的組件結構體系，應用程序之間采用集成技術實現特定的商業智能。MES系統涉及生產、質量、技術、設備、人員等業務模塊，平臺為所有業務功能模塊提供了集成支撐環境。
(5)企業數據交換平臺，解決卷煙企業的信息集成問題。建立企業數據交換平臺有多種方案，如采用中間件、建立EAI環境、建立中間表等。該系統根據企業EAI集成環境，采用性能優異的Tuxdeo中間件和符合XML規範的預定義信息交換標準，建立企業數據交換平臺。
(6)支持MES系統開放性的數據采集接口。系統采用OPC技術支持監控應用程序的接口。
2 MES的功能
蘭州卷煙廠生產執行系統是模型驅動的，集成了生產調度、指揮調度、質量檢驗、生產標準管理、設備運維管理、物料跟蹤等不同的業務功能，如圖2所示。
圖2 MES系統功能
(1)生產調度和指揮調度功能。系統接受ERP系統下發的生產計劃，根據卷煙企業的設備能力和工藝特點生成日包計劃，並在此基礎上分解為機器工單。根據包絲的生產安排，結合煙絲的儲存情況和制絲工藝的特點，自動排出各制絲生產工藝單元的工單，並按照“精益制造”的調度控制模式將上述工單下載到生產自動化單元，即包絲生產執行的中央控制系統。在生產執行過程中，系統實時采集包控中心和制絲控制中心上傳的生產數據，按照計劃工單對數據進行分類，並以報表的形式反饋給業務經理，實現生產調度的閉環管理。
(2)質量檢驗功能。根據企業質量檢驗標準，系統通過模型驅動技術，根據物料的運動自動生成質量檢驗請求。系統通過人工填寫檢測數據，自動采集生產現場質量儀器檢測設備的數據，獲得質量檢驗的原始數據，並根據SPC和質量考核標準自動分析評價質量，形成質量控制閉環管理。
(3)生產標準管理功能。系統管理企業生產標準，實現生產標準下制絲中控、包纏中控、動力能源系統。在設備生產運行過程中采集實時生產過程數據，並與生產標準進行對比，為制定新的生產標準和改進生產工藝提供依據，實現生產過程的閉環管理。
(4)設備運維管理功能。在系統中，企業ERP接收資產管理中的設備臺賬，制定設備維護計劃，根據設備維護需求進行設備維護。通過分析維修人員的工作記錄，對設備維修過程進行有效管理。同時，根據自動化設備的運行狀態，實時采集設備的啟停和故障信息，生成設備故障維護請求。根據故障原因和停機時間生成維修經驗庫，指導設備維修，實現設備閉環管理。
(5)物料跟蹤功能。系統批量采集生產數據，通過建立不同的跟蹤路線，將分散在生產、質檢等不同模塊的數據按照工藝路線進行有效組織，實現從原料投料到成品入庫的生產全過程跟蹤。