1 引言

電傳動產(chǎn)品主要包括風電變流器、風電各類控制器、電動汽車控制器等。此類產(chǎn)品具備較高技術(shù)含量，在電驅(qū)動系統(tǒng)中起著非常關(guān)鍵的作用，建立企業(yè)級信息化系統(tǒng)，對于全面提升高端裝備電氣傳動系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，打造一流的電氣產(chǎn)品組裝、試驗的生產(chǎn)中心，提高企業(yè)的系統(tǒng)供貨和服務能力，實現(xiàn)電氣傳動集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化具有非常重要的意義。

2 設(shè)計原則

電傳動工廠信息化系統(tǒng)頂層規(guī)劃設(shè)計一般按照整體規(guī)劃、分步實施、有序推進的設(shè)計思路進行，遵循以下原則。

2.1 實用性原則

以工廠產(chǎn)品的研發(fā)、制造、試驗和維保等特征作為設(shè)計輸入條件，充分體現(xiàn)工廠的生產(chǎn)特點進行個性化設(shè)計，符合企業(yè)的行業(yè)、生產(chǎn)組織模式特點及實際的業(yè)務需求，能夠有效提高企業(yè)的管理水平和工作效率，能夠有效解決企業(yè)業(yè)務開展與管理中的瓶頸問題。

2.2 可持續(xù)原則

能夠為企業(yè)的近﹑中、遠期發(fā)展目標提供完整、可持續(xù)應用的數(shù)字化制造支撐環(huán)境和運行平臺，為適應中國制造2025時代的進一步發(fā)展和深化應用奠定必要的技術(shù)和應用基礎(chǔ)。

2.3 優(yōu)化性原則

能夠有效整合企業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和制造資源，優(yōu)化企業(yè)核心業(yè)務流程，并實現(xiàn)面向核心業(yè)務的一體化信息流管理。

2.4 可操作性原則

確保方案規(guī)劃的可操作性和可落地性，并支持分階段實施策略。

3 設(shè)計目標

企業(yè)信息化系統(tǒng)的設(shè)計目標是通過數(shù)字化制造和企業(yè)運營管理兩大核心業(yè)務鏈的運作與協(xié)同機制，全面建設(shè)數(shù)字化工廠，逐步實現(xiàn)中國制造2025規(guī)劃的智能制造新模式。信息系統(tǒng)呈現(xiàn)的是一種鏈接關(guān)系，也就是工廠與工廠之間的一種供應鏈條 [1]，主要包括數(shù)字化制造業(yè)務鏈和企業(yè)運營管理業(yè)務鏈兩個方面。

3.1 數(shù)字化制造業(yè)務鏈

數(shù)字化制造業(yè)務鏈實現(xiàn)數(shù)字化信息貫通與高效運行，用于支持包括圖紙、技術(shù)文檔、數(shù)模等覆蓋企業(yè)產(chǎn)品自主研發(fā)全過程的產(chǎn)品設(shè)計、數(shù)據(jù)包接收、統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、數(shù)字化工藝設(shè)計、虛擬裝配制造執(zhí)行、數(shù)字化質(zhì)量管理、全流程質(zhì)量與產(chǎn)品數(shù)據(jù)追溯等。數(shù)字化制造業(yè)務鏈實現(xiàn)后，將提供支持關(guān)鍵業(yè)務點的系統(tǒng)功能，實現(xiàn)全業(yè)務鏈的信息化貫通，支持工程設(shè)計與制造執(zhí)行過程的無紙化管理，支持制造作業(yè)現(xiàn)場的透明化管理和實時化數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，以及實現(xiàn)生產(chǎn)和質(zhì)量信息的全程可追溯，從而建立起電傳動工廠的數(shù)字化制造與數(shù)字化管理模式。

3.2 企業(yè)運營管理業(yè)務鏈

企業(yè)運營管理業(yè)務鏈主要實現(xiàn)對公司級計劃與調(diào)度、生產(chǎn)準備與物質(zhì)供應的信息化管理，為數(shù)字化制造業(yè)務鏈的運行提供準確及時的制造資源支持，提供配套物料及設(shè)備、人員、工裝等制造資源保障，并實現(xiàn)基于實際制造過程數(shù)據(jù)的精細化成本管理，同時，為主要業(yè)務部門的日常管理提供信息化支持。

4 信息化體系設(shè)計

4.1 核心信息系統(tǒng)規(guī)劃

核心信息系統(tǒng)包括：產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)（PLM）、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、辦公自動化系統(tǒng)（OA）、制造數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（MDC）、試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（TDM）、立體倉庫管理系統(tǒng)（WMS）等。

PLM、ERP、MES、TDM共同支撐電氣傳動工廠從銷售、技術(shù)、制造到交付與服務的完整流程，實現(xiàn)產(chǎn)品的全生命周期管理；ERP與WMS雙向集成，實現(xiàn)資金流、物流的同步管理；通過MDC實現(xiàn)對生產(chǎn)工序信息的采集，通過電子看板實時展示，并且通過現(xiàn)場監(jiān)控展示生產(chǎn)運行的各種數(shù)據(jù)，如生產(chǎn)進度、動態(tài)成本等，實現(xiàn)數(shù)字化、可視化的管理；OA系統(tǒng)對企業(yè)基礎(chǔ)管理制度的信息化流轉(zhuǎn)及日常管理審核等流程信息進行記錄跟蹤。

4.2 核心信息系統(tǒng)對業(yè)務的支撐設(shè)計

客戶管理、合同管理、訂單管理由ERP處理，驅(qū)動后續(xù)研制、試制和批量生產(chǎn)業(yè)務；研制、試制的項目管理通過PLM實現(xiàn)對項目計劃的編制、分解；技術(shù)準備管理通過PLM和MES系統(tǒng)支撐，相關(guān)部門根據(jù)項目計劃，在PLM系統(tǒng)管理資料、設(shè)計研發(fā)物料清單（EBOM）、編輯與管理生產(chǎn)物料清單（MBOM）、編制工藝路線等工藝文件，PLM系統(tǒng)輸出完善的BOM、工藝路線、工裝匯總表和零件清單等到ERP和MES系統(tǒng)，作為生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)；生產(chǎn)準備、生產(chǎn)計劃管理由ERP系統(tǒng)支撐，ERP系統(tǒng)接收到PLM項目管理系統(tǒng)分發(fā)的生產(chǎn)準備、生產(chǎn)計劃節(jié)點時間后，進行采購、外協(xié)、生產(chǎn)管理；MES系統(tǒng)接收到ERP生產(chǎn)計劃后進行生產(chǎn)作業(yè)管理，所有的質(zhì)量控制由TDM管理；對于批量生產(chǎn)業(yè)務，直接通過銷售訂單驅(qū)動采購、生產(chǎn)業(yè)務的計劃與執(zhí)行在ERP/MES中協(xié)同處理。

4.3 數(shù)據(jù)流設(shè)計

系統(tǒng)數(shù)據(jù)流設(shè)計如圖1所示，CAD、技術(shù)資料歸檔到PLM，由PLM集中管理技術(shù)資料；在PLM中進行EBOM編輯和評審，作為MBOM編輯的基礎(chǔ)；在PLM的CAPP 模塊中讀取PLM的MBOM；在MES中讀取PLM的MBOM；PLM將MBOM、工藝文件等數(shù)據(jù)發(fā)布給ERP、MES，作為ERP、MES的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；ERP將生產(chǎn)計劃發(fā)布給MES系統(tǒng)，作為車間作業(yè)的基礎(chǔ)；MES將生產(chǎn)作業(yè)狀態(tài)反饋給ERP，以實現(xiàn)生產(chǎn)計劃的閉環(huán)反饋；當工程更改時，PLM、MES必須保證通過更改管理模塊將更新的EBOM、MBOM等相應的數(shù)據(jù)和文檔實時地發(fā)送給ERP、MES系統(tǒng)及所有的相關(guān)部門，保證更改過程可追溯。

圖1 系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)流設(shè)計

5信息化體系應用架構(gòu)設(shè)計

全制造服務周期的工廠信息化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，應兼顧上下游戰(zhàn)略同盟的繼承與合作關(guān)系[2]，信息化體系采用6層構(gòu)架，如圖2所示。

圖2 信息化體系構(gòu)架圖

5.1 企業(yè)展現(xiàn)層

企業(yè)外部門戶：主要是上下游合作伙伴的業(yè)務入口，通過授權(quán)的賬號訪問銷售、采購和技術(shù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)商務協(xié)同。

企業(yè)內(nèi)部門戶：主要是展現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營過程的實時數(shù)據(jù)，為不同層次的人員展現(xiàn)、跟蹤業(yè)務過程。

辦公自動化（OA），實現(xiàn)企業(yè)基礎(chǔ)管理制度的信息化流轉(zhuǎn)及對日常管理審核等流程信息進行記錄跟蹤。

5.2 綜合管理層

綜合管理與決策支持，通過對各業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、挖掘、直觀展現(xiàn)，為領(lǐng)導層提供決策依據(jù)。

5.3 業(yè)務管理層

PLM包含了與產(chǎn)品相關(guān)的項目管理、文檔管理、更改管理、工作流管理和數(shù)據(jù)管理（EBOM、MBOM等）。由于研制/試制涉及多個業(yè)務部門，因此，項目管理的核心在PLM。ERP包含了從客戶管理、訂單管理、計劃管理、采購管理、生產(chǎn)管理、庫存管理、質(zhì)量管理（主要是質(zhì)量檢驗申請，質(zhì)量管理的主體在湘電電氣傳動事業(yè)部的MES中實現(xiàn)）到產(chǎn)品交付、成本結(jié)轉(zhuǎn)的完整過程，實現(xiàn)信息流、物流、資金流的完整管理。

5.4 制造執(zhí)行層

制造執(zhí)行管理系統(tǒng)主要包括高級排產(chǎn)、計劃管理、生產(chǎn)執(zhí)行管理、質(zhì)量管理、制造資源管理、現(xiàn)場物料管理、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集管理、生產(chǎn)報表與現(xiàn)場看板等功能模塊。TDM 系統(tǒng)實時采集產(chǎn)品的檢測數(shù)據(jù)，可與MES、ERP等系統(tǒng)集成，支持隨時調(diào)取查詢試驗數(shù)據(jù)。

5.5 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，主要包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、產(chǎn)品編碼管理、物料數(shù)據(jù)存儲及管理、制造資源的管理、客戶及供應商數(shù)據(jù)的管理、制造數(shù)據(jù)的存儲歸檔。

5.6 系統(tǒng)平臺層

采用基于SOA（面向服務架構(gòu)）理念的平臺構(gòu)建技術(shù)和多層結(jié)構(gòu)設(shè)計（數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務邏輯層、服務接口層、應用層）；具有開放和可擴展的平臺特性，以及靈活的二次開發(fā)和高復用性的工具集合（包括業(yè)務規(guī)則及代碼層的自定義和二次開發(fā)），可提高行業(yè)化應用的定制效率和系統(tǒng)質(zhì)量；采用統(tǒng)一的工作流管理和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，以及基礎(chǔ)服務。

6 結(jié)語

在智能制造理念深入的今天，做好工廠信息化系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計是建立工廠智能制造體系的重要基礎(chǔ)，從設(shè)計階段就消除工廠“信息孤島”隱患，制訂可靠的工廠信息化系統(tǒng)建設(shè)方案，對提升工廠建成后的運行效率和擴展能力具有非常重要的意義。