本文为“2024年度中国智能制造最佳应用实践奖”参评案例。本次活动将评选出2024年度，为中国智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程，全面介绍企业推进智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等，分享建设过程中的经验，供广大制造业行业企业学习供鉴。
一、企业简介
天津特变电工变压器有限公司（简称“天津特变电工”）被认定为国家专精特新“小巨人”企业、国家单项冠军产品企业、国家绿色工厂、国家绿色供应链管理示范企业，国家智能制造示范工厂揭榜单位、国家工业互联网5G工厂试点示范、国家服务型制造示范企业，拥有天津市企业技术中心、工业设计中心和重点实验室，获天津市政府质量奖。
公司以工业4.0为理念，以设计工艺制造一体化、仓储物流配送一体化和质量标准检测控制一体化为三条主线，建成行业标杆级干变数字化工厂，打通了从合同、出图、生产到交付的端到端数据流程，实现了OT与IT的深度融合，以天津属地为干变创新中心，通过数字化工厂复制形成“一中心多基地”产业布局。
图1 天津特变电工变压器有限公司
二、企业在智能制造方面的现状
为打造世界一流的干式变压器研制基地，公司以数字化规划为蓝图，聚焦干变产品主线，重点打造天津三号厂房数字化示范工程，近四年形成了“一中心、四基地”产业布局，打造“互联协同、透明智能”为特征的卓越级数字化工厂，创新“统一标准、集中管控、分地生产、协同运营”新模式。项目实施后，基地产能倍增，交货期缩短1/3，运营效率提升25%。围绕三号工厂数字化建设，相继升级实施以ERP、CRM、SCM、标识解析应用为核心的供应链协同管理，以参数化设计、仿真验证、PLM为核心的智慧设计平台，以MES、WMS、LIMS为核心的制造运营管理，2022年6月建成首座干变数字化示范工厂。
工厂利用先进数字化技术，以PLM、ERP、MES为核心10大信息系统集成，打通从市场、技术、生产和服务环节的端到端数据流程，实现从智能立库到工位的精准物流配送、从技术标准到自动检测的闭环质量管控、产线数字孪生和人机系统的互联协作。通过BA数据分析和AI场景应用，优化设备工艺参数和生产流程，提升产品质量一致性。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1. 项目背景介绍
（1）项目背景
公司是专业从事干式变压器产品研制的国家级高新技术企业，拥有60年变压器制造历史，公司自2012年确立了“生产数字化、产品智能化、管理和服务信息化”即三化建设为主的两化融合发展战略，2015年成为工信部首批通过两化融合管理体系贯标试点认定企业。在公司层面，相继组织实施ERP系统、MES系统、可视化管理看板、基于标识解析的供应链协同应用；在集团管控方面，统一部署和实施SCM供应链系统、CRM系统、集团财务、HR系统、PM工程项目管理和协同OA等集中管控平台。
（2）总体实施架构与目标
基于“云边端”技术架构，实施建设5+5个信息系统和1朵干变云，打造智慧设计、柔性制造、协同供应链、敏捷交付和平台服务5种新型能力，实现新设计、新制造、新营销、新供应链、新服务5个数字化业务转型总体架构：
（3）总体建设情况
集团管控层面，推进实施ERP系统优化升级，涵盖生产、物流和财务11个基本功能模块，实现了“ERP+MES+WMS”一体化集成和有效应用，支持单台产品成本核算。推进供应链管理平台全面升级，优化系统功能和报表性能，简化操作环节，提升数据质量和及时性，建设统一的供应商管理和协同管理系统。推进实施CRM系统，打通从商机、投标、合同、合同履约及售后服务信息业务链，提升公司市场签约、合同履约和应收回款的管理能力。
公司层面，推进实施PDM产品数据管理、MPM结构化工艺、项目研发管理和产品三维参数化设计、仿真验证，通过PLM与设计工具、ERP系统集成，基本实现了设计工艺制造一体化。构建了以MOM为枢纽，由ERP、WMS、SCM、CRM和PLM等多个系统构成的统一数字化平台，实现横向拉通和垂直智能制造，打造干变智能制造新模式。
2. 项目实施与应用情况详细介绍
（1）场景化建设情况
集团管控层面，推进实施ERP系统优化升级，涵盖生产、物流和财务11个基本功能模块，实现了ERP-MES-WMS一体化集成和有效应用，支持单台产品成本核算。
推进供应链管理平台全面升级，优化系统功能和报表性能，简化操作环节，提升数据质量和及时性，建设统一的供应商管理和协同管理系统。推进实施CRM系统，打通从商机、投标、合同、合同履约及售后服务信息业务链，提升公司市场签约、合同履约和应收回款的管理能力。
公司层面，推进实施PDM产品数据管理、MPM结构化工艺、项目研发管理和产品三维参数化设计、仿真验证，通过PLM与设计工具、ERP系统集成，基本实现了设计工艺制造一体化。
构建了以MOM为枢纽，由ERP、WMS、SCM、CRM和PLM等多个系统构成的统一数字化平台，实现横向拉通和垂直智能制造，打造干变智能制造新模式。通过车间级工业环网，将智能制造设备、自动化产线、仓储立库等有序接入，依托SCADA系统，实现软硬件系统之间的信息有机交互。该场景将PLM作为生产过程数据源头，实现PLM、MES、设备控制系统的有机协同。
（2）系统集成方案
基于ESB和SOA技术，内部打通了5个系统，包括PLM、MES、SCADA、WMS、LIMS系统通过系统集成，打通产品数据流、生产数据流和管理信息流，实现垂直智能制造；外部打通了5个系统,包括CRM、SRM、ERP、数字化营销服务、综合能源管控系统，通过外部协作，打通供应链数据流，实现产品全生命周期信息管理和网络化协同运营。
系统集成工作遵循统一基础数据原则、统一信息入口原则、统一流程规划原则：
1)MES与PLM系统集成
接收PLM系统EBOM/PBOM，形成MES的MBOM，接收PLM系统工艺设计、工艺参数等信息，形成MES工艺路线，指导后续工序计划形成及排程；接收PLM系统工艺文件、作业指导书、图纸等文档到MES系统，指导车间工人进行生产作业。
2)MES与ERP系统集成
获取ERP基础的物料、计量单位等信息，实现基础数据统一；获取ERP生产主计划，形成MES计划，作为计划排程输入；实现车间完工信息等数据反馈至ERP，形成计划、执行闭环。
3)MES与WMS系统集成
根据MES排产计划下达WMS配送计划；WMS领料配送与线边仓入库集成；线边仓退料与WMS入库集成；与WMS、AGV、RGV等集成，实现物流自动化。
4)MES、inIoT与LIMS系统集成
本体装配完成后试验任务与LIMS集成，推送LIMS形成试验申请；LIMS试验完成试验结果数据通过inIoT平台与MES集成，将试验结果反馈给MES系统。
3. 效益分析
项目实施后，基地产能倍增，交货期缩短1/3，运营效率提升25%。实现了以PLM、ERP、MES为核心10大信息系统集成，生产效率提高25%以上，生产产能提升50%，产品运营成本降低20%，车间物流量减少25%。实现对整个生产计划排程的精益管控，订单交付及时率提高20%以上，平均计划变革次数降低18%，设备利用率提高22%，实现制造公司降本增效。
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