西开电气信息化建设三步走

信息是除了物质和能源之外的第三种战略资源。信息化是提高制造业企业核心竞争力的主要手段。制造业的信息化程度已成为衡量一个企业、一个地区乃至一个国家的制造业发展水平的重要标志。上世纪90年代，美国大力推进信息化建设，迎来近10年的黄金发展期;日本重视信息化建设，在漫长的经济滞胀中，保持了制造业的强大竞争力;德国在同一时间完成了信息化建设，保持了“德国制造”的威名。

2010年，中国制造业产值超过美国成为世界第一。然而，中国的综合竞争力远远落后于美日德等发达国家，信息化程度低是重要原因之一。虽然中国的信息化建设已经进行十几年，但制造业信息化总体水平依旧较低。探其原因，我们发现基础差、时间短、经验少、积极性低、认识不足、阻力大、效果差等都是影响制造业信息化的重要原因。然而，在信息化水平普遍较低的中国制造业中，有一些企业信息化建设却取得了巨大的成功，在两化融合过程中真正体会到了信息化的威力。

西安西开高压电气股份有限公司(以下称西开电气)就是制造业企业进行信息化建设的佼佼者。作为中国高压开关的典型企业，西开电气早于其它国内制造业企业开展了信息化建设，并且率先尝到了信息化建设的甜美果实。西开电气遵循“强化领导、业务驱动、稳步推动、循序渐进”的原则，根据公司现有基础和发展阶段，一方面，对公司的设计、制造、组装、销售、财务和管理等企业“内部价值链”进行了信息化建设，实现了企业全面升级;另一方面，根据市场需求，利用信息化技术和信息化手段，研发出了一系列智能产品，满足了国家智能电网建设要求;在此基础上，西开电气还建设了先进的客服系统，升级了服务的质量和效率，并开始探索电站代管模式，向服务型制造业转型。

从企业内部管理的信息化建设到信息化智能产品的研发，再到信息化客服系统的建立，西开电气展开了一场“全产业链信息化”建设，不仅提升了企业的信息化水平，而且通过信息化与制造业全方位的融合带动了上下游产业链的协同发展。不仅提高了企业的国际竞争力和竞争水平，也带动了相关产业的发展。“全产业链信息化”建设使得西开电气实现了两个转型升级：从传统的制造业企业向信息化制造企业转型;从制造产品的生产型企业向服务型制造企业转型。

2012年，西开电气实现销售收入35.2亿元，利润总额1.1亿元，服务收入0.62亿元，随着西开电气客户服务信息化系统的建设，服务收入将成为西开电气未来更大的利润增长点。在当前中国装备制造业利润普遍低于5%的情况下，西开电气的服务增值业务的拓展，为装备制造业的转型升级摸索出一条行之有效的转型之路。

一、 “三步走”，西开电气实现全产业链信息化

信息化建设是一个持续的不断完善的过程。西开电气的信息化改造不是一蹴而就，而是经历了一个由自发到自觉，由试探摸索到明确规划，由“局部信息化”到全面融合的信息化的深化过程。从九十年代引入CAD伊始，西开电气采取三步走战略开始了二十多年的信息化建设，取得了瞩目的成绩。第一步，80年代末至90年代，信息化自发开始阶段。此时西方国家已经开始大规模信息化改造，西开电气从设计方面陆续引入CAD、CAM、CAE等软件，从此使设计人员丢掉画图板，实现电脑辅助设计和制造;第二步，21世纪前十年，信息化稳步推进阶段。伴随着国家信息化步伐，西开电气开始明确信息化的目标和计划，逐步开始搭建信息化框架，如设计信息化、生产信息化、销售信息化等;第三步，信息化的集成和深化完善阶段(正在进行中)。西开电气正在将独立和分散的信息化模块，进行全流程信息化集成，同时拓展服务信息化功能模块，最终实现经营管理信息化和决策信息化。

西开电气信息化三步走历程

(一)引入CAD，设计部门初涉信息化

上世纪80年代末至90年代，西方国家开始全面信息化升级。当时，西开电气的产品设计及图样的获得基本依靠传统尺规图板制图的设计手段。此种设计方式下，数据共享程度低、设计效率不高，技术人员工作强度高，每年进行技术准备的工程项目数量少。

西开电气的研发设计部门紧跟技术前沿，率先引入先进的设计软件，并购买了一批在当时极为昂贵的计算机，开始了信息化实践。后陆续在GIS产品的研发设计中开始了对二维计算机辅助设计(CAD)等二维设计软件的推广和应用。自此，西开实现了研发设计由尺规图板制图向计算机设计制图的转变，研发和设计效率不断提高，工作强度降低，每年进行技术准备的工程项目数量由原来的十几个增至几十个。

随着信息化建设的推进，西开电气开展员工计算机培训，全面提升员工信息化综合水平，为后续的信息化升级和深化奠定人才基础。

设计部门信息化历程

(二)环环深入，稳步推进企业各环节信息化

进入新世纪，西开电气的信息化工作步入稳定有序的发展轨道。伴随着国家工业化和信息化融合战略的整体推进，西开电气从掌舵人到一线员工都开始了有目的、有计划、有节奏的信息化改造。在这个阶段，西开电气开始按照企业内部的发展需求，紧紧抓住资源共享和可视化的本质，从设计、生产、销售、客服等部门分步骤开始信息化升级。设计部门以PDM/三维设计一体化为重点，协同开关技术平台;工艺部门通过三维软件应用实现了可视化工艺设计，通过PDM系统连接了设计和加工装配，使得各个环节实现了资源共享和信息实时传递;机加工车间通过构建DNC、CAM、MES等系统，推动了数字化制造的发展;采购部通过构建与生产、财务、供应商相对接的采购管理系统，实现采购标准化、互动化和阳光化;客户部通过构建客服系统，全面提升服务能力;销售部通过构建销售生产力系统，使企业对销售管理更加系统化、科学化。

目前，西开电气信息化已深度融合到具体业务中，“横向到边，纵向到底”覆盖了所有日常业务。特别是在可视化设计、可视化工艺和数字化车间改造上，西开电气独辟蹊径，已经走在了同行业的前列。

1、设计部门：三维技术与PDM协同提升设计水平

研发、设计是制造业发展的起始环节，对其进行信息化改造是企业构建信息化系统的重中之重。1999年，西开电气引入三维计算机辅助设计软件。进入新世纪，西开电气开始着力推广三维计算机辅助设计，三维设计技术在GIS产品研发、设计过程中的应用。

利用三维设计软件的加工模块，模拟零件的加工过程，实现数控机床用加工程序的自动生成，使得机加工编程不再枯燥，也为机加工程序的优化编制提供便利。同时，三维模拟验证代替产品实物装配验证极大地增加了生产组织的灵活性。其次，实现“以4CP为核心的多企业主体数字化设计平台建设及应用，现代设计要考虑产品服役过程的成本和经济性”为目标，通过“在PDM平台上集成CAD、CAM、CAPP等软件与子企业ERP进行信息合成”的技术路线，在可视化设计技术上不断探索。另外，三维看图软件的应用与推广，实现了车间及现场的产品装配的三维可视化指导，装配工作强度大幅降低。

2009年，西开电气将GIS产品的设计技术又向前推动了一大步，这便是“三维全形态工程设计”，在此期间，西开电气在GIS产品的设计技术上实现了如下的创新。

1.建立了公司三维设计标准体系，包括建模标准、操作规范及工程设计选型手册等，规范设计人员工作方法和行为，从而保证模型的正确性与有效性。

2.实现了空间结构的快速模拟，确保设计结构的正确性，避免了空间干涉、接口不匹配等设计错误的发生。提高了设计质量、降低了设计成本。

3.实现了三维模型与设计BOM数据的关联自动生成，有效杜绝了手工搭建设计BOM时常发生的设计数据多投、漏投及错投问题。保证了设计数据的正确性与严谨性。

4.采用模型轻量化技术解决了产品大装配复杂模型的载入问题。

5.实现了零部件关联的参数化设计，在保证设计数据正确性和减轻设计人员工作强度的同时，提高了设计效率。

6.实现了GIS工程的三维可视化装配指导，打通从设计到生产三维应用。应用PMI技术实现了三维标注，取消二维装配图纸的绘制，令装配指导更加清晰直观。

7.进行了基于模块化思想的产品标准化设计，使得三维全形态工程设计过程更加流畅，设计效率显著提高。

8.利用三维全形态设计验证替代原来的实物全形态装配验证，使生产组织方式更加灵活，提高了装配场地利用率，加速了产品出产周期。

9.利用三维模型对工程布局进行三维模拟，实现了工程总体布置设计与电站厂房的合理融合。

三维设计与PDM一体化模拟图

在着力推广三维设计技术的同时，2005年，西开电气还搭建了研发、设计、工艺共享数据的信息化平台PDM系统。该系统的建立，使得研发、设计及工艺人员能够在一个平台上进行产品的研发设计及工艺流程编制，协作效率更高。PDM成为各部门技术人员工作的共同业务平台,也是采购人员、定价人员、车间现场人员等多种职责人员获取产品信息的快速渠道，实现了技术融合、资源共享，保证了数据的唯一性。另外，技术人员不必再抱着图纸进行产品设计，鼠标轻轻一点，数据便可立呈眼前，这极大的降低了技术人员的工作强度，提高了工作效率。如今每年进行技术准备的工程项目总数更是稳定在三百多个，而之前只有几十个。

PDM系统实现了技术融合与资源共享

三维设计与PDM系统建立，不仅是缩短研发设计周期、降低设计成本、提高设计质量和加快市场响应速度的重要手段，而且可与客户进行可视、立体、感性的交流。另外，也是异地协同设计与异地制造的必备手段。2013年，我们要将西开电气PDM/三维设计复制到西开有限、西电埃及等开关平台的所有企业。

2、工艺管理部：可视化工艺提升装配效率

工艺部门承上启下，上承研发设计部门，对设计进行审批、验证和标准化，下连生产部门，指导生产和装配等环节，是信息化建设的关键部门。西开电气工艺管理部通过构建TCM系统和可视化技术的应用，实现了工艺管理部的信息化升级。

西开电气工艺管理部搭建了数字化制造的基础——TCM平台，利用TCM 对工艺信息的管理能力，有效统筹整个模型的数据关系，包括产品、工艺、工厂布局和制造资源。TCM实现了工艺和设计的同步开发，在零部件设计完成后，能够快速形成相应的工艺;实现了产品-工艺-工厂-资源相互关联的工艺数据模型;TCM系统使工艺摆脱了重复的流程设计，转向关注工艺自身知识库的建立、完善及基础研究的开展。

可视化工艺演示图

可视化工艺演示图

可视化是工艺部门信息化的重要部分，它使生产、装配等部门的工作更加形象，提升了各部门的工作效率和质量，降低差错和对工人的技术要求。第一，可视化加工工序卡直观地指导工艺过程。在现场的装配工艺中进一步加入人物、厂房、吊车等人机工程界面，使现场装配作业指导文件具有更强的指导作用，也提高了产品现场装配质量。第二，可视化装配仿真。实现三维可视化装配工艺的编制，使装配过程的指导更加形象直观，可操作性更强，降低了对装配操作工人的技能要求。厂内装配三维指导，对产品的装配过程进行可视化指导，加入产品装配过程所需的工装、工位器具及辅消材料等元素，并在指导文件中形象直观地展示，保证产品装配的效率和质量。现场装配三维指导，将工程差异化和标准化的理念应用到现场安装作业指导书中，并加入人物、工位器具、厂房等人机工程，更科学更形象地指导现场安装工作。

3、生产车间：以制造执行系统(MES)促进数字化制造

西开电气的大规模信息化从生产车间开始，并且取得效果最好，是西开电气信息化建设最有特色的部分。西开电气通过与科研院所产学研结合，并依托国家科技重大专项，共同推进数字化制造在车间级的应用。为未来高端电力装备实现精密制造、智能制造奠定了基础。

生产车间的数字化又是从机加工车间起步的，通过引进DNC/MDC系统、CAM系统、MES系统，以及分布式制造现场状态管理及质量控制系统的建设带动生产车间的数字化。机加工车间摸索成功之后，铸造和壳体车间再进行复制，实现所有生产车间的信息化升级。

DNC系统功能包括①NC程序及数据的传递，以某种通信协议(如Philip532等)实现通信功能;②机床状态采集和上报;③根据工序计划，自动分配NC程序及数据到相应机床;④刀具数据的分配与传递。

2001年开始，西开电气引入分布数字控制(DNC/MDC)系统，从由原来单台机床开始，逐步构建车间局域网，进而建成以太网，再后来形成信息共享平台，将设计、编程和加工过程连成一体。“十一五”期间，西开电气机加工车间形成以网络化、数字化和智能化为目标的DNC底层构架，形成了新的作业环境。

DNC克服了以前的资源不能共享、信息无法积累、管理难度大、操作不规范等问题。机加工车间变得更加流程化和规范化，不但优化了编程和加工效率，更重要的是使原来的黑箱制造过程变得更加透明和公开。工人可以很便捷地找出影响产品品质和成本的问题，在提高计划实时性和灵活性的同时，又能改善生产过程的运行效率。

PDM系统和DNC系统集成演示图

在前面DNC系统建设基础上，2013年，西开电气进一步在机加车间、壳体车间、西开铸造，西开有限金工车间以及西电操动机构试点推进MES制造执行系统。从DNC/MDC系统、CAM系统、MES系统和分布式制造现场状态管理及质量控制系统，四个方面进行系统升级。

车间DNC/MDC系统。搭建一个兼容五个不同数控系统的DNC/MDC系统，即加工代码的上传、下传及管理，实时提取设备加工过程的数据，以数据库表的形式充实MES系统的加工基础数据，从而使车间基础数据更加科学合理，加工资源得到最有效的使用。

车间DNC/MDC系统演示图

车间CAM系统。充分利用已有的三维设计软件资源与先进数控设备，实现从设计三维建模到车间CAM使用、从产品开发到生产现场的CAD/CAM一体化，确保零件图纸在数控设备现场实时在线。

车间CAM系统演示图

车间MES系统。从计划到来料、从来料到派工、生产、完工、转出，形成一个车间全生产过程的闭环管理,将完工汇报质检延伸到生产现场，实现物流、资金流、信息流的统一。

车间MES系统演示图

分布式制造现场状态管理及质量控制系统。车间制造过程质量管理的任务是建立一个控制状态下的制造系统，稳定、持续地生产出符合设计质量的产品，减少产品生产过程中的“质量变异”。

制造执行系统，把计划同车间作业现场控制(包括数控设备、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等)联系起来，传递信息使得从下单到完成品间的生产过程能够最佳化。在生产活动进行中提供及时、正确的数据，提供适当的引导、相应及报告。针对条件改变立即快速反应的目的，在于减少无附加值的活动，达到更有效的生产作业及流程。

西开电气车间数字化改造吸取了许多成功企业的经验，但没有完全照搬，而是根据自己的实际情况进行优化和创新，大大提升了加工的效率和质量。高压开关的2500个核心部件全部由西开机加工车间加工，十几年来生产任务增加了数倍，而生产工人数量却没有明显增加，更重要的是工人的工作强度没有增加。

数字化制造在车间应用演示图

4、采购部：采购管理系统实现采购标准化、互动化和阳光化

采购管理系统也是生产管理系统的重要部分，与生产、工艺和财务等系统相互支撑。采购管理系统是通过采购申请、采购订货、进料检验、仓库收料、采购退货、购货发票处理、供应商管理、价格及供货信息管理、订单管理，以及质量检验管理等功能综合运用的管理系统，对采购物流和资金流的全部过程进行有效的双向控制和跟踪，实现完善的企业物资供应信息管理。

西开电气的采购管理系统，实现了实时接收生产系统下达的采购计划信息，将采购合同信息进行规范管理，并与价格系统进行双向接轨，实时读取采购件的价格信息;同时，还建立来供方交流网络平台，供应方通过网络随时进行计划接收、查询、打印，并进行预到货登记，实现发标与入库单的勾稽关系;通过与财务系统连接进行网上报帐;明确了业务职责，实行计划、合同网上审批流程;推行网上招投标管理，实现了招标过程信息化管理和采购业务的“标准化、互动化和阳光化”。

采购管理系统演示图

5、销售部：销售生产力系统使销售更加可控和简便

销售部门是一个企业最重要的部门，关系到企业的生死存亡。销售部与生产、客服、财务等部门紧密联系，是一个企业最复杂的部门，不确定性因素多，管理难度大。基于原来销售管理模式的弊端越来越明显，销售部门对信息化要求逐渐强烈，同时在其他部门信息化改造的基础上，销售部门信息化水到渠成。西开电气销售部门，构建了销售生产力系统，大大提升了西开的销售竞争力。首先，销售信息数据库建立和销售管理系统的建立，使销售部的客户和市场信息工作效果明显，信息不断积累和更新，减少了漏报和瞒报情况。其次，系统使以前分散随意的销售工作变成标准化和集成化，既有利于信息积累，又便于管理;第三，通过与其他部门对接，使合同表述的统一化、规范化和高效化，既把销售人员从事务性工作中解放出来，又提升了企业的总体形象;第四，通过标准化和流程化管理，销售费用得到有效控制，销售成本明显降低。

销售管理系统演示图

6、客户服务系统：视频和档案使服务升级

2013年3月，西开电气开始试运营客户服务系统。西开客户服务系统是一个跨区域、跨部门的，集产品档案的标准化、客服业务流程体系化、信息资源共享处理为一体的流程驱动体系。以信息为纽带，系统将客户服务相关信息进行有效管理和共享，推动咨询、大修、三包、临备、投诉等业务的标准化管理和快速流转，实现专家实时指导现场安装、故障处理，从而完成“产品全生命周期管理、服务全过程管理、资源全局优化管理”的客户服务目标。

远程客户服务示意图

客服系统主要有四大模块。呼叫系统：与其他模块连接，可以直接解答客户问题并将信息于其他模块对接。远程视频监测系统：可对现场的情况进行视频监测，并且传输至企业，进行远程专家会诊。GPS实时监控系统：实现对产品的实时指标监控，特别是在运输过程中，可以随时查阅产品的位置、运动速度和产品的各项性能指标。产品档案系统：产品进行全生命周期管理，产品从设计生产到出厂一直到使用过程中的各项指标数据和客户情况，进行永久储存和在线监测，既便于维护过程中的查阅，又可主动进行维修管理和提示。

(三)集成完善，推动企业信息系统一体化

2013年，西开电气信息化框架基本搭成，进入了更高层次的集成和升级阶段。通过搭建ERP系统，西开电气逐步将企业的财务、采购、生产、销售、库存和其它业务功能整合到一个信息管理平台上，从而实现信息数据标准化，系统运行集成化、业务流程合理化、绩效监控动态化和管理改善持续化，从更高层次上实现了一体化管理，管理水平得到了巨大提升。

一是将搭建财务一体化的信息管理平台，这个平台将支撑输配电设备产品线，是一个围绕销售、设计、采购、生产、售后服务全过程的信息化平台;还将引进适用的管理思想，优化业务流程，夯实基础，提高管理的效率和效益。

二是实现ERP系统与设计研发平台的集成，这个平台将实现内部工程数据、管理信息的集成和共享，提高了产品在研发和生产方面的领先水平，将西开建成一个先进研发、生产制造和具备国际竞争力的实体。

三是实现决策的智能化。西开电气配合ERP系统实施建立财务和供应链报表分析，深入挖掘业务数据价值，为西开管理层提供及时、有效的决策支持信息。目前，大多数企业对自身经营发展分析只停留在数据和信息的简单汇总层面，缺乏对客户、业务、营销、竞争等方面的深入分析，决策者更多凭主观经验进行分析。

“全产业链信息化”建设，不仅提升了西开的信息化水平，还通过信息化与制造业全方位的融合，增强了西开电气的企业活力，极大地提高了企业的产业竞争力。借助内部的信息化建设，西开电气完成了由传统制造向数字化制造的第一个转型。

西开电气实现企业信息管理系统集成融合示范图

二、持续升级，由“生产型制造”迈向“服务型制造”

在进行内部全流程信息化改造的同时，西开电气不断提升产品的智能化改造和外部信息化服务的能力，通过提供智能化产品和增值服务，不断延伸外部产业链，西开电气迈出了由生产型制造企业向服务型制造企业转型的第二个转型升级的关键一步。

(一)产品的智能化升级，抢占高端市场

西开电气自1996年就已开展智能化技术研究，逐步实践用信息技术对传统产品进行改造，在产品中综合运用微电子技术、网络技术、软件技术、感测技术、控制技术等，深入开展对智能组建技术的自主集成和开发，不断推进智能化高压开关技术的发展和品质提升。高压开关行业的智能开关标准就是以西开电气的企业标准为基础制定的。

自1998年就相继成功应用在香港中华电力145kVGIS、安徽铜陵252kV GIS、新加坡420kVGIS、三峡地下变550kVGIS、兰州东800kVGIS、1000kVHGIS湖北荆门变等广泛的电压等级80多个工程。其中在550kV GIS三峡地下变工程中，作为高压设备总包商还负责集成下放的配套继电保护二次设备。

2008年开始，国家电网开始要求配套产品智能化。2010年后，智能化要求尤为迫切，招标中80%要求为智能化产品。为满足坚强智能电网的需求，2010年4月，西开电气研发出符合国网智能化开关标准，IEC61850体系构架的智能化GIS，率先抢占了国网的高压开关的高端市场。

(二)提供整套解决方案——创新业务模式

随着智能电网建设与研究的不断深入，国家电网公司明确了智能高压主设备企业应具备“总集成、总调试、总负责”能力的指导思想，并组织开展了一系列智能高压设备的性能检测活动，以引导和促进变电站智能高压主设备关键技术研究，提高质量。

西开本着全生命周期管理理念，对产品从设计、制造到运营，再到报废，提供一整套系统方案。通过一体化设计、一体化试验、一体化交付的方法，西开电气研制了系列先进、可靠的智能GIS，工厂已形成全套智能高压开关生产、检测设备和技术体系，具有承担智能高压开关总集成、总调试、总负责的能力。

(三)向服务型制造企业转型——迎接大修期和电站代管

西开电气的总体战略是“做精、做强高压开关业务，积极拓展国际市场，为客户提供产品全寿命周期维护方案，稳居中国高压开关行业的领先地位，跻身全球高压开关行业前五强。”其中，为客户提供全生命周期方案就是西开电气向服务型制造转型的战略性体现。

高压开关产品的设计周期是40-50年，每12年为一个大修周期。中国的电网还处于新建阶段，同时，又将迎来大修高峰期，未来高压开关行业的服务业务将会超过制造业务，维修服务将成为高压开关行业一个重要的利润增长点。

另一方面，西开电气正在探索由产品的设计、制造、安装，到后期的运营、维修、报废一体的电站代管工作。目前，西开电气已经与三峡电站签订协议，开展电站的代管工作，负责电站高压开关所有的管理工作。西开电气走向服务型制造业迈出了最重要的一步。

自1996年起，实践“以信息化为基础，实现两化融合，推动三级发展”的战略，围绕调结构、促转变，着力构建“以智能组件为重点的产品智能化开发应用，以4CP/MES为核心的分布式数字化制造，以ERP为核心的多企业协同管理平台”，西开电气已基本实现了“由传统制造向高端制造转变，以两化融合带动产业转型升级”的目标。

三、西开电气信息化建设的经验

任何一项工程的成功都凝结了实施者的智慧，有其成功的必然因素。在中国制造业信息化工作普遍没有完成阶段，探索其中优秀者的成功经验更加具有借鉴意义。西开电气在多年信息化建设摸索中，在没有重大失误的情况下，逐步实现了“数字化制造”，并向“服务型制造业”迈进。这与西开电气的“自上而下、由浅到深、由点到面”独特信息化模式有直接关系。