一、企业简介
河南森源电气股份有限公司创建于1992年，总部位于国家郑州经济技术开发区，生产基地位于河南省长葛市。公司主要从事高中低压配电成套开关设备、电能质量治理装置（SAPF有缘滤波成套装置、无功补偿及谐波治理装置TWLB等）、高中压电器元件、光伏发电装置（集中式逆变器、组串式逆变器）的研发、设计、制造、销售和服务。公司是中国电器工业协会电力电子分会副理事长单位，高压开关分会副理事长单位，先后获得国家高新技术企业、国家火炬计划重点高新技术企业、国家知识产权优势企业、中国电子信息百强企业、河南省科技创新示范企业等荣誉称号。
图1 河南森源电气股份有限公司
公司参与了近三十项国家标准和行业标准的制定，公司构建了ERP 信息化平台、PDM 数据库系统、NC系统和MES系统，并将世界最先进的柔性制造、智能物流仓储、机器人技术集成创新，形成了由20多条智能生产线组成的行业最先进的数字化工厂。目前，公司正逐步从单一的电气设备供应商向电气设备总包商转变，产品相继装备了国家电网、长江三峡、黄河小浪底、西气东输、南水北调、郑州地铁等国家重点工程，并远销美洲、中亚、东南亚等30多个国家和地区。
二、企业信息化应用总体现状
公司积极推进两化融合工作，主要采取了以下几方面措施：
（一）依托研发机构，拓展市场领域。在北京中关村清华科技园设立了“两部”、“两院”：即战略投资部、国际业务发展部、核电力装备研究院、电动汽车技术研究院。
（二）引进专家团队，组建专业化队伍。森源的两化融合工作推动，尤其重视高端人才的引进和使用，分别成立了信息中心、生产保障部两支专业队伍，并先后引进了河南省中压输配电工程技术研究中心主任、全国高压开关标准化委员会委员曹宏、电工行业国际标准委员会（IEC）专家马炳烈等多位行业顶尖专家与信息化专家一起为两化融合方案支招、把关，这些人才为森源两化深度融合提供了坚强的智力支持。
（三）引进先进技术，创新集成应用。
在“中国制造2025”和“互联网+”的背景下，森源积极进行制造装备和产品的智能化升级，引进美国、德国、意大利等国家目前最高端的生产制造装备，通过站在装备制造强国巨人的肩膀上，采用信息技术、管理技术和制造技术相结合的集成创新模式，进行二次创新，打造出国际一流水平的柔性生产制造系统，努力实现“智能装备制造、制造智能装备”和“森源装备、装备世界”的发展目标。
（四）立足现实基础，科学分步实施。按照循序渐进的原则，稳步推进两化融合共经历了5个阶段：一是单体应用阶段。以电子化、系统化应用为主，改善管理工具，尝试开展跨部门的信息整合，引进并应用三维设计软件；二是“数字森源”建设阶段。通过信息化过程规范整体管理流程，支撑公司变革，实施PDM\ERP等管理系统。三是集成化应用阶段。更加重视跨系统的集成应用，从数字化装备到数字化系统全面升级，自主信息化团队日益成熟。四是集团化推广阶段。迅速在集团内复制森源电气两化深度融合的经验，根据共性需求，依靠自身团队进行应用系统深化。五是“智慧森源”建设阶段。围绕设计、制造、营销等环节，深化新一代信息技术的集成应用，提高生产设备、生产过程、制造工艺智能化水平，加快工业机器人、增材制造等先进制造技术在生产过程中的应用，建立集团知识共享平台、加强大数据应用，实现智能决策支持，全面升级数字化工厂到智能工厂，在行业内推广森源智能制造生产模式。
（五）推进智能制造，建设智慧森源。2010年开始，森源电气上市成功，公司积极筹划，对现有装备进行了大面积的升级。在对行业特点和企业发展需要充分论证的基础上，利用先进的柔性智能钣金加工技术和柔性智能装配技术等制造技术，分别引进了意大利柔性钣金加工生产线、三维激光切割机、三维激光焊接设备、智能化立体仓储等高端装备，还与设备厂商联合研制了10KV及35KV开关柜智能装配流水线，最后通过互联和集成，把信息管理系统、生产线、机器人、仓储、采集设备、显示设备有机联合在一起，从而打造出了行业唯一、世界领先的全数字化车间，满足了离散型装备制造业柔性化生产的发展需求，为“智慧森源”建设奠定了基础。
基于以上思路和过程，公司逐步构建起了森源参数化智能设计选配平台、森源物资编码管理BMS系统、PDM管理系统、成套电气快速报价系统、ERP 管理平台、NC系统、MES系统和WMS系统等信息管理系统，各系统之间实现了紧密集成，并将世界最先进的柔性制造、智能物流仓储、机器人技术集成创新，形成了由20多条智能生产线组成的行业最先进的数字化工厂。围绕森源两化融合和“大电气”的发展战略，森源已成为目前行业内产品线最长，发展最快，两化融合能力最强的企业之一。实现了每年营业收入增长率均保持在30%以上的“森源速度”。
目前，公司正逐步从单一的电气设备供应商向电气设备总包商转变，产品相继装备了国家电网、长江三峡、黄河小浪底、西气东输、南水北调、郑州地铁等国家重点工程，并远销美洲、中亚、东南亚等30多个国家和地区。
三、参评信息化项目详细情况介绍
1.项目背景介绍
森源电气“全数字化车间”MES系统工程项目（简称MES系统）主要针对公司当前重点需要改善的问题并结合精益生产的管理思想，设计出详细可行的需求说明书及开发方案，然后与服务公司共同开发完成。要改变公司的黑箱生产状态，让公司管理层可以方便、实时地了解生产计划的执行进度，在制品当前的工序位置、状态、过程信息、工人的工作效率等方面的管理问题，解决精益生产缺乏抓手无法真正落地的问题，解决计划与执行出现脱节的问题。 MES系统须满足成套厂装配车间的现场作业需求，从生产计划可视化监管、过程数据实时采集、无纸化图纸管理、产线柔性调度等方面进行成套厂信息化建设，辅助车间进行生产管理，并为车间生产活动的持续改善提供有力的科学依据。本项目覆盖森源电气东区1期、2期新厂15条主要生产线（3条12KV开关柜、2条40.5KV开关柜、2条0.4KV低压柜、2条12KV断路器、2条40.5KV断路器、2条抽屉柜、2条仪表箱）。
2.项目目标与实施原则
（1）项目目标
通过MES系统的实施，实现车间制造的实施与上层计划体系与底层设备之间的信息集成和互联互通，进一步提高生产效率，提升产品质量的可控性，提高产品质量的可追溯性，实现成套厂15条生产线全数字化车间管理。
a.项目的总体业务架构：
图2 项目总体业务架构
b.项目的主体功能模块：
图3 项目主体功能模块
c.项目的总体业务流程：
图4 项目总体业务流程
（2）实施原则
●统一规划、分步实施：公司组织力量成立方案讨论小组，认真讨论需求，并通过外部调研咨询等方式，结合公司内部需求形成方案，确定出详细的需求说明书，然后再进行统一的开发测试，然后先在选定的车间和生产线上进行试运行，成熟后分时段快速推广；
●技术的先进性与前瞻性：采用国际上先进、成熟的信息化、数字化技术实现实时的数据采集、数据传输、数据存储和数据处理，实现各业务部门的数据共享。系统设计既要满足当前管理模式的需要，同时又要在可预见的情况下，兼顾企业未来发展战略的要求；
●功能的实用性与扩展性：系统应有效配套成套厂15条生产线，切实满足生产需求，具备操作简便、运行快捷等条件；同时应提供可扩展体系结构，适应一定时期内对系统可能扩大等新需求；公司拥有项目开发的软件源代码，便于后期功能的扩展；
●设计的标准性与规范性：系统采用信息化规范应遵循国际主流标准，设计与实施过程中必须遵循统一的信息化标准、风格统一的应用界面，统一的目录体系、统一的数据格式和统一的表格表单。系统间的数据接口采用标准化的统一接口模式，便于实现系统间的信息共享。所有代码的编写要遵循代码编制规范，易于以后的扩展开发；
●运行的可靠性与稳定性：系统设计要保证网络布线、设备安装和使用操作方面均达到可靠及稳定的相关技术要求，关键数据采用冗余技术和故障处理技术，保障数据传输的高可靠性和系统运行安全。
3.项目实施与应用情况详细介绍
森源“全数字化车间”MES系统工程项目构建了国内开关成套行业首套行业MES系统，完全按照开关成套行业的行业特性和生产组织方式量身定制，是对本行业车间数字化、信息化、智能化管理的探索与创新，体现了森源引领行业发展的决心和能力。
在整个项目推动过程中，经历了许多摸索和试验，前期调研耗费了大量的时间，直到成立MES项目小组并对项目需求进行合理切分为9大需求说明书后，项目工作开始步入快车道。该项目在建设过程中，提出了多个难度非常大的创新性课题，包括通过MES与装配线PLC对接来进行装配线柔性调度系统的研发和运用，通过ERP、NC、PDM、WMS等已有信息系统与MES系统的集成开发创新，并利用扫描枪、工控电脑、Andriod移动平板、产线显示大屏等进行数据采集和显示，打通了企业计划、工厂管理、车间制造、工人操作、生产线运行、智能仓储之间的信息流，实现了生产制造过程的可视化、无纸化和全流程可追溯。
MES系统实施应用情况：
（1）装配过程无纸化：替代了纸质的工序质检卡，由MES系统直接采集和装配过程的装配人员、装配时间、装配关键物料，工序质检等信息；同时，实现了车间工位工控终端直接查看PDM系统中与合同相关的CAD图纸的功能。实现了装配全过程的无纸数字化管理。
图5 装配全过程的无纸数字化管理
（2）质检过程无纸化：通过系统手段，规范和完善了在线装配产品的自检、互检、班组长检验、专检流程，使下线产品的质量得到有效地控制和提升；在成品质检方面，采用移动Andriod智能终端取代了纸质检验单据，实现质检数据录入的信息化，大部分质检项目只需勾选点击等操作即可完成，减少数据录入的工作量，同时实现成品检验记录和出厂检验报告的自动生成功能，实现随时调取查阅和打印输出；
（3）关键物料追踪：对装配过程中的关键物料进行梳理和确认，并由系统规范和完成对所有的自制或外购关键物料进行贴码管理，实现产线装配过程中的扫码防错与物料追踪管控；
（4）产品（施工单）追踪：系统采集了产品（施工单）从计划、物料准备、装配到质检、包装全流程的数据，以图文并茂的方式展现，支持随时调取查询；
（5）装配线柔性调度：通过MES系统与装配线控制系统集散方式的集成，实现装配线工艺的柔性可调，由原先改装配工艺需花数周时间重写PLC控制程序，到可实现装配线及时根据MES系统配置的工位调度方案进行装配线调度运行，打破了传统装配线工艺固化的瓶颈，极大提高了装配线对多种产品及装配工艺的适应性，提高了装配线的利用效率；
（6）可视化管理：系统通过管理端、工控终端、移动终端、产线大屏等载体，实现了生产计划、物料准备、生产现场和质量管控的全流程可视化管理；
图6 MES应用装配车间一角
（7）关键的统计与分析功能：初步实现后台管理系统对数据的采集、统计和分析功能，如产品质量统计，产品下线统计、MES运行状况统计等。
图7 关键的统计与分析功能
4.效益分析
（1）生产效率提高，停机时间减少：以主投产计划为核心，组织图纸、BOM、工艺、物料等各种主要生产元素，计划数据与实际完成数据进行比对，用以校准计划合理性，并改善制造环节的瓶颈环节；以生产线日装配计划为核心，提前完成备料，生产组织更加清晰有序，生产效率有了较大幅度提高，生产组织效率提高后，停机待料时间也减少许多。
（2）管理手段更丰富，改善措施更精准：举两个例子，一是对于工时信息的搜集和应用，实施MES之后，得到了工人的实际工时信息，通过实际工时和定额工时的匹配对比，改善了计件工资定额；二是，通过同岗位同工种不同操作员之间的工时、质量对比，来辅助工人技能定级和定向技能培训，管理精准程度大大提高。
（3）生产协同性和计划性得到提升：生产过程的“黑箱”打开，生产计划部门和工厂管理部门都可以清晰的了解到问题所在，计划部门在排计划时有了更多更及时的数据支撑，制造部门在得到计划后能够更准确的安排生产制造。公司计划工作与调度工作的时间比例开始转换，透明清晰的数据，让大家可以在相对同样的认知上沟通，协同性提高带来了沟通的便利。计划的精确性和适应性提高后，工人的加班情况减少了近50%；
（4）绩效考核更方便，成本控制更容易：对于生产效率有了及时准确的统计，对于各种分项制造成本有了更详细的数据，通过车间具体执行数据反馈来对前段的设计准确度、计划准确度、采购到货及时率等进行考核更加的方便、及时。通过实际工时成本与标准工时成本的对比，可以便于控制人工成本；
四、企业信息化未来发展规划
在未来几年内，公司将紧紧围绕 “互联网+”发展战略及国务院《中国制造2025》的发展规划，坚持产业互联网发展方向，依托信息技术实现工业制造的升级与转型。从整体发展战略上讲，首先，以智能化的设备生产智能化的产品，完成互联网时代的产品制造升级；其次，以智能化的用户体验和增值服务为目标建立物联网云服务平台，以智能化的产品为基础打造智能化的服务，实现产业互联网化和制造业服务化；再次，依托智能化的产品和智能化的服务，以互联网、大数据、电子商务、在线售后等为手段，实现单一装备制造商到软硬件整体方案服务商的转变，彻底完成新常态新环境下产业互联网的转型升级。
主要分三方面：一是在电力设备方面，最终要建立以智能化开关柜为基础的物联网云服务平台，实现设备远程定位、数据采集、状态监测与主动预警、控制及售后等，为客户提供更优质服务，降低售后服务成本。二是农业光伏方面，努力打造智能农业光伏监测与服务系统，实现远程监测光伏发电设备运行状态、采集发电数据、故障分析等，还可以通过监测农场温湿度，实现智能温湿度调控。三是风光互补路灯方面，建立智能路灯物联网服务平台，实现智能风光感应方向定位、光感控制或远程控制、电量监测及储能保护风力及阳光强度监测。
在智能制造方面，将依托现有基础，建成信息世界和物理世界相映射的全息智能工厂，形成中低压输配电行业智能制造示范。并深耕电气行业产品与装备的物联网和大数据应用，深入推进大数据在生产效率提升、制造质量保障、产品研发迭代、管理流程优化、决策支撑分析等方面的价值应用，不断提升企业产品的核心竞争力，助力森源精品的品牌塑造，支撑“森源装备、装备世界”的发展目标。
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