1 引言

電傳動產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。此類產品具備較高技術含量，在電驅動系統中起著非常關鍵的作用，建立企業級信息化系統，對于全面提升高端裝備電氣傳動系統產品的生產能力，打造一流的電氣產品組裝、試驗的生產中心，提高企業的系統供貨和服務能力，實現電氣傳動集成化、智能化、網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頂層規劃設計一般按照整體規劃、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

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

2.2 可持續原則

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

2.3 優化性原則

能夠有效整合企業的基礎數據和制造資源，優化企業核心業務流程，并實現面向核心業務的一體化信息流管理。

2.4 可操作性原則

確保方案規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

企業信息化系統的設計目標是通過數字化制造和企業運營管理兩大核心業務鏈的運作與協同機制，全面建設數字化工廠，逐步實現中國制造2025規劃的智能制造新模式。信息系統呈現的是一種鏈接關系，也就是工廠與工廠之間的一種供應鏈條 [1]，主要包括數字化制造業務鏈和企業運營管理業務鏈兩個方面。

3.1 數字化制造業務鏈

數字化制造業務鏈實現數字化信息貫通與高效運行，用于支持包括圖紙、技術文檔、數模等覆蓋企業產品自主研發全過程的產品設計、數據包接收、統一產品數據管理、數字化工藝設計、虛擬裝配制造執行、數字化質量管理、全流程質量與產品數據追溯等。數字化制造業務鏈實現后，將提供支持關鍵業務點的系統功能，實現全業務鏈的信息化貫通，支持工程設計與制造執行過程的無紙化管理，支持制造作業現場的透明化管理和實時化數據采集與監控，以及實現生產和質量信息的全程可追溯，從而建立起電傳動工廠的數字化制造與數字化管理模式。

3.2 企業運營管理業務鏈

企業運營管理業務鏈主要實現對公司級計劃與調度、生產準備與物質供應的信息化管理，為數字化制造業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，并實現基于實際制造過程數據的精細化成本管理，同時，為主要業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 核心信息系統規劃

核心信息系統包括：產品生命周期管理系統（PLM）、企業資源計劃系統（ERP）、制造執行系統（MES）、辦公自動化系統（OA）、制造數據采集系統（MDC）、試驗數據管理系統（TDM）、立體倉庫管理系統（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，實現產品的全生命周期管理；ERP與WMS雙向集成，實現資金流、物流的同步管理；通過MDC實現對生產工序信息的采集，通過電子看板實時展示，并且通過現場監控展示生產運行的各種數據，如生產進度、動態成本等，實現數字化、可視化的管理；OA系統對企業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 核心信息系統對業務的支撐設計

客戶管理、合同管理、訂單管理由ERP處理，驅動后續研制、試制和批量生產業務；研制、試制的項目管理通過PLM實現對項目計劃的編制、分解；技術準備管理通過PLM和MES系統支撐，相關部門根據項目計劃，在PLM系統管理資料、設計研發物料清單（EBOM）、編輯與管理生產物料清單（MBOM）、編制工藝路線等工藝文件，PLM系統輸出完善的BOM、工藝路線、工裝匯總表和零件清單等到ERP和MES系統，作為生產管理的基礎；生產準備、生產計劃管理由ERP系統支撐，ERP系統接收到PLM項目管理系統分發的生產準備、生產計劃節點時間后，進行采購、外協、生產管理；MES系統接收到ERP生產計劃后進行生產作業管理，所有的質量控制由TDM管理；對于批量生產業務，直接通過銷售訂單驅動采購、生產業務的計劃與執行在ERP/MES中協同處理。

4.3 數據流設計

系統數據流設計如圖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、工藝文件等數據發布給ERP、MES，作為ERP、MES的基礎數據；ERP將生產計劃發布給MES系統，作為車間作業的基礎；MES將生產作業狀態反饋給ERP，以實現生產計劃的閉環反饋；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等相應的數據和文檔實時地發送給ERP、MES系統及所有的相關部門，保證更改過程可追溯。

圖1 系統集成數據流設計

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結構模型的構建，應兼顧上下游戰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 企業展現層

企業外部門戶：主要是上下游合作伙伴的業務入口，通過授權的賬號訪問銷售、采購和技術數據，實現商務協同。

企業內部門戶：主要是展現生產經營過程的實時數據，為不同層次的人員展現、跟蹤業務過程。

辦公自動化（OA），實現企業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，通過對各業務系統的數據采集、挖掘、直觀展現，為領導層提供決策依據。

5.3 業務管理層

PLM包含了與產品相關的項目管理、文檔管理、更改管理、工作流管理和數據管理（EBOM、MBOM等）。由于研制/試制涉及多個業務部門，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部的MES中實現）到產品交付、成本結轉的完整過程，實現信息流、物流、資金流的完整管理。

5.4 制造執行層

制造執行管理系統主要包括高級排產、計劃管理、生產執行管理、質量管理、制造資源管理、現場物料管理、現場數據采集管理、生產報表與現場看板等功能模塊。TDM 系統實時采集產品的檢測數據，可與MES、ERP等系統集成，支持隨時調取查詢試驗數據。

5.5 基礎數據層

基礎數據的統一管理，主要包括產品數據的統一管理、產品編碼管理、物料數據存儲及管理、制造資源的管理、客戶及供應商數據的管理、制造數據的存儲歸檔。

5.6 系統平臺層

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（數據存儲層、數據訪問層、業務邏輯層、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和高復用性的工具集合（包括業務規則及代碼層的自定義和二次開發），可提高行業化應用的定制效率和系統質量；采用統一的工作流管理和數據庫管理技術，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規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。