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)品具備較高技術含量，在電驅動系統(tǒng)中起著非常關鍵的作用，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)絡化具有非常重要的意義。

2 設計原則

電傳動工廠信息化系統(tǒng)頂層規(guī)劃設計一般按照整體規(guī)劃、分步實施、有序推進的設計思路進行，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計輸入條件，充分體現(xiàn)工廠的生產(chǎn)特點進行個性化設計，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和應用基礎。

2.3 優(yōu)化性原則

能夠有效整合企業(yè)的基礎數(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 設計目標

企業(yè)信息化系統(tǒng)的設計目標是通過數(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)字化工藝設計、虛擬裝配制造執(zhí)行、數(shù)字化質量管理、全流程質量與產(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)對公司級計劃與調度、生產(chǎn)準備與物質供應的信息化管理，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、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)基礎管理制度的信息化流轉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)務的支撐設計

客戶管理、合同管理、訂單管理由ERP處理，驅動后續(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；技術準備管理通過PLM和MES系統(tǒng)支撐，相關部門根據(jù)項目計劃，在PLM系統(tǒng)管理資料、設計研發(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；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)流設計

系統(tǒng)數(shù)據(jù)流設計如圖1所示，CAD、技術資料歸檔到PLM，由PLM集中管理技術資料；在PLM中進行EBOM編輯和評審，作為MBOM編輯的基礎；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；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)及所有的相關部門，保證更改過程可追溯。

圖1 系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)流設計

5信息化體系應用架構設計

全制造服務周期的工廠信息化系統(tǒng)結構模型的構建，應兼顧上下游戰(zhàn)略同盟的繼承與合作關系[2]，信息化體系采用6層構架，如圖2所示。

圖2 信息化體系構架圖

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，通過授權的賬號訪問銷售、采購和技術數(shù)據(jù)，實現(xiàn)商務協(xié)同。

企業(yè)內部門戶：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)基礎管理制度的信息化流轉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、質量管理（主要是質量檢驗申請，質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、成本結轉的完整過程，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，支持隨時調取查詢試驗數(shù)據(jù)。

5.5 基礎數(shù)據(jù)層

基礎數(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）理念的平臺構建技術和多層結構設計（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)質量；采用統(tǒng)一的工作流管理和數(shù)據(jù)庫管理技術，以及基礎服務。

6 結語

在智能制造理念深入的今天，做好工廠信息化系統(tǒng)規(guī)劃設計是建立工廠智能制造體系的重要基礎，從設計階段就消除工廠“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。