一、企業(yè)簡介

    河南森源電氣股份有限公司創(chuàng)建于1992年，總部位于國家鄭州經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)，生產(chǎn)基地位于河南省長葛市。公司主要從事高中低壓配電成套開關設備、電能質(zhì)量治理裝置（SAPF有緣濾波成套裝置、無功補償及諧波治理裝置TWLB等）、高中壓電器元件、光伏發(fā)電裝置（集中式逆變器、組串式逆變器）的研發(fā)、設計、制造、銷售和服務。公司是中國電器工業(yè)協(xié)會電力電子分會副理事長單位，高壓開關分會副理事長單位，先后獲得國家高新技術企業(yè)、國家火炬計劃重點高新技術企業(yè)、國家知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)、中國電子信息百強企業(yè)、河南省科技創(chuàng)新示范企業(yè)等榮譽稱號。

圖1 河南森源電氣股份有限公司

    公司參與了近三十項國家標準和行業(yè)標準的制定，公司構(gòu)建了ERP 信息化平臺、PDM 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、NC系統(tǒng)和MES系統(tǒng)，并將世界最先進的柔性制造、智能物流倉儲、機器人技術集成創(chuàng)新，形成了由20多條智能生產(chǎn)線組成的行業(yè)最先進的數(shù)字化工廠。目前，公司正逐步從單一的電氣設備供應商向電氣設備總包商轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品相繼裝備了國家電網(wǎng)、長江三峽、黃河小浪底、西氣東輸、南水北調(diào)、鄭州地鐵等國家重點工程，并遠銷美洲、中亞、東南亞等30多個國家和地區(qū)。

二、企業(yè)信息化應用總體現(xiàn)狀

    公司積極推進兩化融合工作，主要采取了以下幾方面措施：

    （一）依托研發(fā)機構(gòu)，拓展市場領域。在北京中關村清華科技園設立了“兩部”、“兩院”：即戰(zhàn)略投資部、國際業(yè)務發(fā)展部、核電力裝備研究院、電動汽車技術研究院。

    （二）引進專家團隊，組建專業(yè)化隊伍。森源的兩化融合工作推動，尤其重視高端人才的引進和使用，分別成立了信息中心、生產(chǎn)保障部兩支專業(yè)隊伍，并先后引進了河南省中壓輸配電工程技術研究中心主任、全國高壓開關標準化委員會委員曹宏、電工行業(yè)國際標準委員會（IEC）專家馬炳烈等多位行業(yè)頂尖專家與信息化專家一起為兩化融合方案支招、把關，這些人才為森源兩化深度融合提供了堅強的智力支持。

    （三）引進先進技術，創(chuàng)新集成應用。

    在“中國制造2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，森源積極進行制造裝備和產(chǎn)品的智能化升級，引進美國、德國、意大利等國家目前最高端的生產(chǎn)制造裝備，通過站在裝備制造強國巨人的肩膀上，采用信息技術、管理技術和制造技術相結(jié)合的集成創(chuàng)新模式，進行二次創(chuàng)新，打造出國際一流水平的柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)，努力實現(xiàn)“智能裝備制造、制造智能裝備”和“森源裝備、裝備世界”的發(fā)展目標。

    （四）立足現(xiàn)實基礎，科學分步實施。按照循序漸進的原則，穩(wěn)步推進兩化融合共經(jīng)歷了5個階段：一是單體應用階段。以電子化、系統(tǒng)化應用為主，改善管理工具，嘗試開展跨部門的信息整合，引進并應用三維設計軟件；二是“數(shù)字森源”建設階段。通過信息化過程規(guī)范整體管理流程，支撐公司變革，實施PDM\ERP等管理系統(tǒng)。三是集成化應用階段。更加重視跨系統(tǒng)的集成應用，從數(shù)字化裝備到數(shù)字化系統(tǒng)全面升級，自主信息化團隊日益成熟。四是集團化推廣階段。迅速在集團內(nèi)復制森源電氣兩化深度融合的經(jīng)驗，根據(jù)共性需求，依靠自身團隊進行應用系統(tǒng)深化。五是“智慧森源”建設階段。圍繞設計、制造、營銷等環(huán)節(jié)，深化新一代信息技術的集成應用，提高生產(chǎn)設備、生產(chǎn)過程、制造工藝智能化水平，加快工業(yè)機器人、增材制造等先進制造技術在生產(chǎn)過程中的應用，建立集團知識共享平臺、加強大數(shù)據(jù)應用，實現(xiàn)智能決策支持，全面升級數(shù)字化工廠到智能工廠，在行業(yè)內(nèi)推廣森源智能制造生產(chǎn)模式。

    （五）推進智能制造，建設智慧森源。2010年開始，森源電氣上市成功，公司積極籌劃，對現(xiàn)有裝備進行了大面積的升級。在對行業(yè)特點和企業(yè)發(fā)展需要充分論證的基礎上，利用先進的柔性智能鈑金加工技術和柔性智能裝配技術等制造技術，分別引進了意大利柔性鈑金加工生產(chǎn)線、三維激光切割機、三維激光焊接設備、智能化立體倉儲等高端裝備，還與設備廠商聯(lián)合研制了10KV及35KV開關柜智能裝配流水線，最后通過互聯(lián)和集成，把信息管理系統(tǒng)、生產(chǎn)線、機器人、倉儲、采集設備、顯示設備有機聯(lián)合在一起，從而打造出了行業(yè)唯一、世界領先的全數(shù)字化車間，滿足了離散型裝備制造業(yè)柔性化生產(chǎn)的發(fā)展需求，為“智慧森源”建設奠定了基礎。

    基于以上思路和過程，公司逐步構(gòu)建起了森源參數(shù)化智能設計選配平臺、森源物資編碼管理BMS系統(tǒng)、PDM管理系統(tǒng)、成套電氣快速報價系統(tǒng)、ERP 管理平臺、NC系統(tǒng)、MES系統(tǒng)和WMS系統(tǒng)等信息管理系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間實現(xiàn)了緊密集成，并將世界最先進的柔性制造、智能物流倉儲、機器人技術集成創(chuàng)新，形成了由20多條智能生產(chǎn)線組成的行業(yè)最先進的數(shù)字化工廠。圍繞森源兩化融合和“大電氣”的發(fā)展戰(zhàn)略，森源已成為目前行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品線最長，發(fā)展最快，兩化融合能力最強的企業(yè)之一。實現(xiàn)了每年營業(yè)收入增長率均保持在30%以上的“森源速度”。

    目前，公司正逐步從單一的電氣設備供應商向電氣設備總包商轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品相繼裝備了國家電網(wǎng)、長江三峽、黃河小浪底、西氣東輸、南水北調(diào)、鄭州地鐵等國家重點工程，并遠銷美洲、中亞、東南亞等30多個國家和地區(qū)。

三、參評信息化項目詳細情況介紹

    1.項目背景介紹

    森源電氣“全數(shù)字化車間”MES系統(tǒng)工程項目（簡稱MES系統(tǒng)）主要針對公司當前重點需要改善的問題并結(jié)合精益生產(chǎn)的管理思想，設計出詳細可行的需求說明書及開發(fā)方案，然后與服務公司共同開發(fā)完成。要改變公司的黑箱生產(chǎn)狀態(tài)，讓公司管理層可以方便、實時地了解生產(chǎn)計劃的執(zhí)行進度，在制品當前的工序位置、狀態(tài)、過程信息、工人的工作效率等方面的管理問題，解決精益生產(chǎn)缺乏抓手無法真正落地的問題，解決計劃與執(zhí)行出現(xiàn)脫節(jié)的問題。 MES系統(tǒng)須滿足成套廠裝配車間的現(xiàn)場作業(yè)需求，從生產(chǎn)計劃可視化監(jiān)管、過程數(shù)據(jù)實時采集、無紙化圖紙管理、產(chǎn)線柔性調(diào)度等方面進行成套廠信息化建設，輔助車間進行生產(chǎn)管理，并為車間生產(chǎn)活動的持續(xù)改善提供有力的科學依據(jù)。本項目覆蓋森源電氣東區(qū)1期、2期新廠15條主要生產(chǎn)線（3條12KV開關柜、2條40.5KV開關柜、2條0.4KV低壓柜、2條12KV斷路器、2條40.5KV斷路器、2條抽屜柜、2條儀表箱）。

    2.項目目標與實施原則

    （1）項目目標

    通過MES系統(tǒng)的實施，實現(xiàn)車間制造的實施與上層計劃體系與底層設備之間的信息集成和互聯(lián)互通，進一步提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量的可控性，提高產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性，實現(xiàn)成套廠15條生產(chǎn)線全數(shù)字化車間管理。

    a.項目的總體業(yè)務架構(gòu)：

圖2 項目總體業(yè)務架構(gòu)

    b.項目的主體功能模塊：

圖3 項目主體功能模塊

    c.項目的總體業(yè)務流程：

圖4 項目總體業(yè)務流程

    （2）實施原則

    ●統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施：公司組織力量成立方案討論小組，認真討論需求，并通過外部調(diào)研咨詢等方式，結(jié)合公司內(nèi)部需求形成方案，確定出詳細的需求說明書，然后再進行統(tǒng)一的開發(fā)測試，然后先在選定的車間和生產(chǎn)線上進行試運行，成熟后分時段快速推廣；

    ●技術的先進性與前瞻性：采用國際上先進、成熟的信息化、數(shù)字化技術實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)各業(yè)務部門的數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)設計既要滿足當前管理模式的需要，同時又要在可預見的情況下，兼顧企業(yè)未來發(fā)展戰(zhàn)略的要求；

    ●功能的實用性與擴展性：系統(tǒng)應有效配套成套廠15條生產(chǎn)線，切實滿足生產(chǎn)需求，具備操作簡便、運行快捷等條件；同時應提供可擴展體系結(jié)構(gòu)，適應一定時期內(nèi)對系統(tǒng)可能擴大等新需求；公司擁有項目開發(fā)的軟件源代碼，便于后期功能的擴展；

    ●設計的標準性與規(guī)范性：系統(tǒng)采用信息化規(guī)范應遵循國際主流標準，設計與實施過程中必須遵循統(tǒng)一的信息化標準、風格統(tǒng)一的應用界面，統(tǒng)一的目錄體系、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和統(tǒng)一的表格表單。系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)接口采用標準化的統(tǒng)一接口模式，便于實現(xiàn)系統(tǒng)間的信息共享。所有代碼的編寫要遵循代碼編制規(guī)范，易于以后的擴展開發(fā)；

    ●運行的可靠性與穩(wěn)定性：系統(tǒng)設計要保證網(wǎng)絡布線、設備安裝和使用操作方面均達到可靠及穩(wěn)定的相關技術要求，關鍵數(shù)據(jù)采用冗余技術和故障處理技術，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃院拖到y(tǒng)運行安全。

    3.項目實施與應用情況詳細介紹

    森源“全數(shù)字化車間”MES系統(tǒng)工程項目構(gòu)建了國內(nèi)開關成套行業(yè)首套行業(yè)MES系統(tǒng)，完全按照開關成套行業(yè)的行業(yè)特性和生產(chǎn)組織方式量身定制，是對本行業(yè)車間數(shù)字化、信息化、智能化管理的探索與創(chuàng)新，體現(xiàn)了森源引領行業(yè)發(fā)展的決心和能力。

    在整個項目推動過程中，經(jīng)歷了許多摸索和試驗，前期調(diào)研耗費了大量的時間，直到成立MES項目小組并對項目需求進行合理切分為9大需求說明書后，項目工作開始步入快車道。該項目在建設過程中，提出了多個難度非常大的創(chuàng)新性課題，包括通過MES與裝配線PLC對接來進行裝配線柔性調(diào)度系統(tǒng)的研發(fā)和運用，通過ERP、NC、PDM、WMS等已有信息系統(tǒng)與MES系統(tǒng)的集成開發(fā)創(chuàng)新，并利用掃描槍、工控電腦、Andriod移動平板、產(chǎn)線顯示大屏等進行數(shù)據(jù)采集和顯示，打通了企業(yè)計劃、工廠管理、車間制造、工人操作、生產(chǎn)線運行、智能倉儲之間的信息流，實現(xiàn)了生產(chǎn)制造過程的可視化、無紙化和全流程可追溯。

    MES系統(tǒng)實施應用情況：

    （1）裝配過程無紙化：替代了紙質(zhì)的工序質(zhì)檢卡，由MES系統(tǒng)直接采集和裝配過程的裝配人員、裝配時間、裝配關鍵物料，工序質(zhì)檢等信息；同時，實現(xiàn)了車間工位工控終端直接查看PDM系統(tǒng)中與合同相關的CAD圖紙的功能。實現(xiàn)了裝配全過程的無紙數(shù)字化管理。

圖5 裝配全過程的無紙數(shù)字化管理

    （2）質(zhì)檢過程無紙化：通過系統(tǒng)手段，規(guī)范和完善了在線裝配產(chǎn)品的自檢、互檢、班組長檢驗、專檢流程，使下線產(chǎn)品的質(zhì)量得到有效地控制和提升；在成品質(zhì)檢方面，采用移動Andriod智能終端取代了紙質(zhì)檢驗單據(jù)，實現(xiàn)質(zhì)檢數(shù)據(jù)錄入的信息化，大部分質(zhì)檢項目只需勾選點擊等操作即可完成，減少數(shù)據(jù)錄入的工作量，同時實現(xiàn)成品檢驗記錄和出廠檢驗報告的自動生成功能，實現(xiàn)隨時調(diào)取查閱和打印輸出；

    （3）關鍵物料追蹤：對裝配過程中的關鍵物料進行梳理和確認，并由系統(tǒng)規(guī)范和完成對所有的自制或外購關鍵物料進行貼碼管理，實現(xiàn)產(chǎn)線裝配過程中的掃碼防錯與物料追蹤管控；

    （4）產(chǎn)品（施工單）追蹤：系統(tǒng)采集了產(chǎn)品（施工單）從計劃、物料準備、裝配到質(zhì)檢、包裝全流程的數(shù)據(jù)，以圖文并茂的方式展現(xiàn)，支持隨時調(diào)取查詢；

    （5）裝配線柔性調(diào)度：通過MES系統(tǒng)與裝配線控制系統(tǒng)集散方式的集成，實現(xiàn)裝配線工藝的柔性可調(diào)，由原先改裝配工藝需花數(shù)周時間重寫PLC控制程序，到可實現(xiàn)裝配線及時根據(jù)MES系統(tǒng)配置的工位調(diào)度方案進行裝配線調(diào)度運行，打破了傳統(tǒng)裝配線工藝固化的瓶頸，極大提高了裝配線對多種產(chǎn)品及裝配工藝的適應性，提高了裝配線的利用效率；

    （6）可視化管理：系統(tǒng)通過管理端、工控終端、移動終端、產(chǎn)線大屏等載體，實現(xiàn)了生產(chǎn)計劃、物料準備、生產(chǎn)現(xiàn)場和質(zhì)量管控的全流程可視化管理；

圖6 MES應用裝配車間一角

    （7）關鍵的統(tǒng)計與分析功能：初步實現(xiàn)后臺管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計和分析功能，如產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)計，產(chǎn)品下線統(tǒng)計、MES運行狀況統(tǒng)計等。

圖7 關鍵的統(tǒng)計與分析功能

    4.效益分析

    （1）生產(chǎn)效率提高，停機時間減少：以主投產(chǎn)計劃為核心，組織圖紙、BOM、工藝、物料等各種主要生產(chǎn)元素，計劃數(shù)據(jù)與實際完成數(shù)據(jù)進行比對，用以校準計劃合理性，并改善制造環(huán)節(jié)的瓶頸環(huán)節(jié)；以生產(chǎn)線日裝配計劃為核心，提前完成備料，生產(chǎn)組織更加清晰有序，生產(chǎn)效率有了較大幅度提高，生產(chǎn)組織效率提高后，停機待料時間也減少許多。

    （2）管理手段更豐富，改善措施更精準：舉兩個例子，一是對于工時信息的搜集和應用，實施MES之后，得到了工人的實際工時信息，通過實際工時和定額工時的匹配對比，改善了計件工資定額；二是，通過同崗位同工種不同操作員之間的工時、質(zhì)量對比，來輔助工人技能定級和定向技能培訓，管理精準程度大大提高。

    （3）生產(chǎn)協(xié)同性和計劃性得到提升：生產(chǎn)過程的“黑箱”打開，生產(chǎn)計劃部門和工廠管理部門都可以清晰的了解到問題所在，計劃部門在排計劃時有了更多更及時的數(shù)據(jù)支撐，制造部門在得到計劃后能夠更準確的安排生產(chǎn)制造。公司計劃工作與調(diào)度工作的時間比例開始轉(zhuǎn)換，透明清晰的數(shù)據(jù)，讓大家可以在相對同樣的認知上溝通，協(xié)同性提高帶來了溝通的便利。計劃的精確性和適應性提高后，工人的加班情況減少了近50%；

    （4）績效考核更方便，成本控制更容易：對于生產(chǎn)效率有了及時準確的統(tǒng)計，對于各種分項制造成本有了更詳細的數(shù)據(jù)，通過車間具體執(zhí)行數(shù)據(jù)反饋來對前段的設計準確度、計劃準確度、采購到貨及時率等進行考核更加的方便、及時。通過實際工時成本與標準工時成本的對比，可以便于控制人工成本；

四、企業(yè)信息化未來發(fā)展規(guī)劃

    在未來幾年內(nèi)，公司將緊緊圍繞 “互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展戰(zhàn)略及國務院《中國制造2025》的發(fā)展規(guī)劃，堅持產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向，依托信息技術實現(xiàn)工業(yè)制造的升級與轉(zhuǎn)型。從整體發(fā)展戰(zhàn)略上講，首先，以智能化的設備生產(chǎn)智能化的產(chǎn)品，完成互聯(lián)網(wǎng)時代的產(chǎn)品制造升級；其次，以智能化的用戶體驗和增值服務為目標建立物聯(lián)網(wǎng)云服務平臺，以智能化的產(chǎn)品為基礎打造智能化的服務，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)化和制造業(yè)服務化；再次，依托智能化的產(chǎn)品和智能化的服務，以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、電子商務、在線售后等為手段，實現(xiàn)單一裝備制造商到軟硬件整體方案服務商的轉(zhuǎn)變，徹底完成新常態(tài)新環(huán)境下產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)型升級。

    主要分三方面：一是在電力設備方面，最終要建立以智能化開關柜為基礎的物聯(lián)網(wǎng)云服務平臺，實現(xiàn)設備遠程定位、數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測與主動預警、控制及售后等，為客戶提供更優(yōu)質(zhì)服務，降低售后服務成本。二是農(nóng)業(yè)光伏方面，努力打造智能農(nóng)業(yè)光伏監(jiān)測與服務系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)測光伏發(fā)電設備運行狀態(tài)、采集發(fā)電數(shù)據(jù)、故障分析等，還可以通過監(jiān)測農(nóng)場溫濕度，實現(xiàn)智能溫濕度調(diào)控。三是風光互補路燈方面，建立智能路燈物聯(lián)網(wǎng)服務平臺，實現(xiàn)智能風光感應方向定位、光感控制或遠程控制、電量監(jiān)測及儲能保護風力及陽光強度監(jiān)測。

    在智能制造方面，將依托現(xiàn)有基礎，建成信息世界和物理世界相映射的全息智能工廠，形成中低壓輸配電行業(yè)智能制造示范。并深耕電氣行業(yè)產(chǎn)品與裝備的物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)應用，深入推進大數(shù)據(jù)在生產(chǎn)效率提升、制造質(zhì)量保障、產(chǎn)品研發(fā)迭代、管理流程優(yōu)化、決策支撐分析等方面的價值應用，不斷提升企業(yè)產(chǎn)品的核心競爭力，助力森源精品的品牌塑造，支撐“森源裝備、裝備世界”的發(fā)展目標。

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本文標題：MES系統(tǒng)工程項目打造森源“全數(shù)字化車間”

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