自动化软件开发 （知胜大咖）太极驾到，遇见更好的自己——正泰集团股份有限公司

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自动化软件开发 （知胜大咖）太极驾到，遇见更好的自己——正泰集团股份有限公司

正泰集团股份有限公司（以下简称正泰集团）成立于1984年，是全球知名的智慧能源解决方案提供商。 集团积极布局智能电气、绿色能源、工业控制与自动化、智能家居、孵化器等“4+1”产业板块，形成“发电、储能、输电、变电、配电”一体化的业务模式、售电量、用电量”。 整合全产业链优势。 业务遍及140多个国家和地区，全球员工超过3万名，年营业收入超过800亿元。 连续18年跻身中国企业500强。 其上市公司正泰电器是中国首家以低压电器为主营业务的A股上市公司，位列亚洲上市公司50强。 正泰围绕能源“供-储-输-配-用”体系，以新能源、能源分配、大数据、能源增值服务为核心业务，重点发展光伏装备、储能、输电等领域。配电、低压电器、智能终端。 以能源、软件开发、控制自动化为支柱业务，打造平台型企业，打造区域智慧能源综合运营管理生态圈，为公共机构、工商业、终端用户提供一揽子能源解决方案。 在全球能源发展面临资源约束、环境污染、气候变化三大问题的背景下，能源格局优化成为必然趋势。 正泰积极推进“一云两网”战略布局，持续分阶段推进大数据、物联网、人工智能与制造深度融合，着力打造平台型企业，引领智能制造新潮流。产业发展。

图1 正泰集团有限公司

2. CIO简历

潘瑞刚曾就职于德勤、埃森哲、IBM等国际顶级管理咨询和IT公司，历任项目经理、总监、合伙人高管级别。 在国内外大型信息化项目的管理和实施方面具有深厚而丰富的实践经验。 曾参与上海通用、惠普、联想\IBM PC事业部业务及IT集成等国内外顶尖项目。 2015年6月加入三一集团长沙产业园自动化软件开发，担任集团副总经理、流程信息部副总监（CIO首席信息官）。 他协调各业务单元的IT部门，担任集团高级信息管理经理，负责集团整体信息化、数字化和智能制造工作，成功推动了三一重工的CRM营销平台、SCM全产业链平台和PLM研发平台的建设。 2020年1月加入正泰集团，现任集团CIO、信息部总经理、数字技术研究院院长。 全面推进正泰全球数字化转型项目组“一云两网”规划，并实施实施和运维。

图2 正泰集团股份有限公司CIO潘瑞刚

三、个人信息行业经历及主要成就

1、联想集团、IBM PC事业部全球集成高级项目管理（2007年1月-2009年12月），管理供应链系统集成项目超过1200万美元，顾问及客户人员70人。 作为PMO的重要成员，他参与了联想集团和IBM的IT转型项目的整个实施过程和重要决策，该项目历时7年，耗资约10亿美元，并管理了一个约1000人的超大型集群项目。

2、上海通用汽车总旗舰店金桥工厂SAP实施项目管理（2005年3月-2006年3月），集成发动机总装及装配总线，并成功采用*新的SAP APO PPDS生产计划排程和IPPE主数据管理系统集成SAP ERP 和通用汽车的全球 MES 系统。 该项目是中国汽车行业IT成功的经典项目。

3、作为埃森哲高级顾问，实施惠普美国成像和打印事业部全球供应链计划（2003年5月-2004年12月），设计并实施北美和拉丁美洲的SAP APO高级供应链计划。 整个项目历时3年，耗资约1.5亿美元，管理着200多名埃森哲员工在美国、加拿大、巴西和印度同时开展该项目。 这是美国惠普与康柏800亿美元合并案中重要的IT与业务整合子项目。

4、2011年代表IBM中国参加卡特彼勒全球SAP Mach1项目，获得IBM全球项目金额约2.5亿美元。 撰写了整个IBM全球共享运营模式，并基于SAP项目给卡特彼勒带来的发展价值在中国国资委CIO年会上发表演讲。 该演讲成为IBM中国公司的经典论文。

4、企业近两年重点推进的信息化或智能制造相关项目

2018年，正泰成功申报国家技改项目“基于物联网的低压电器数字化工厂技改项目”，完成塑壳断路器、框架断路器5个数字化车间建设，进一步深化打造升级版数字化工厂。 于2021年1月12日顺利通过验收，智能制造取得显著成果。 2020年12月23日，正泰低压电器未来工厂入围浙江省首批“未来工厂”，被评为龙头“头雁工厂”。 正泰低压电器未来工厂，展示了正泰从传统手工作业向关键工序“机器换人”的转变； 从自主研发国内**条小型断路器、交流接触器、继电器全自动生产线，到自主建设企业信息平台数字化示范车间； 再到5G、大数据等新技术深度融合，打造能源电力垂直领域首个工业互联网平台，描绘智能制造战略新蓝图。

基于物联网的低压电器数字化工厂技改项目

（一）项目概况

项目主要建设小型断路器、交流接触器、继电器等数字化车间。正泰自主研发了加工、装配、检验、包装等全流程自动化生产线，以及自主研发的智能制造云平台（包括制造执行MES和智能仓储WMS）。 、计划调度APS等系统），并集成ERP、自动物流、订单管理OMS、能效管理EMS、产品生命周期管理PLM等系统自动化软件开发 （知胜大咖）太极驾到，遇见更好的自己——正泰集团股份有限公司，实现从设计到销售的全价值链数字化，以率先完成离散智能制造新模式在用户端电器行业的应用。

图3 数字化车间

（二）项目实施情况

图4 正泰智能制造架构

正泰智能制造架构分为五个层次：设备层、控制层、车间层、企业层和协作层。 通过工业互联网平台实现生产设备与智能制造云平台的连接，集数字化设计、产品全生命周期管理、制造流程管理、供应链管理、物流仓储、订单交付系统等一体化企业数字化平台打造智能制造示范工厂，实现生产作业的自动化、柔性化，提高工作效率，降低生产成本。

1.工业互联网平台建设

在智能制造建设框架指导下，通过设备连接、数据采集、数据传输、应用服务、外部接口等标准建设； 从设备安全、边界安全、网络安全，结合传统IT应用安全管理和生产过程监控管理，打造正泰工业互联网平台安全管理标准，实现企业设备数据采集和互联能力建设，全流程质量保障能力、用户体验和服务能力，支撑正泰应用创新。

图5 智能制造建设框架

从标准、技术、方法等方面建立设备和产品的数据采集体系，实现具有自主知识产权的设备数据采集能力解决方案，支持PLC设备接入、SCADA系统接入、物联网网关数据接入等数据采集接入方式。

工业互联网平台提供设备接入引擎、协议解析引擎、规则处理引擎等基础数据处理能力，支持工厂内多台设备快速组网和数据解析； 提供统一的多源异构数据存储能力和智能数据管理工具。 为上层应用提供统一的数据服务； 提供低代码配置可视化工具和微服务部署能力，快速构建SaaS应用； 提供统一的设备管理和安全管理功能，保护企业应用。

实现工业设备网络与办公网络的物理隔离，保证工业网络的安全。 通过网络访问控制ACL（List）技术，严格控制终端设备与工业设备网络的直接连接，保证设备数据的可信性，降低安全风险。 通过OPC数据采集系统，可以采集和监控数字化车间自动化设备的运行状态，实时采集和监控车间制造过程的质量信息。

2、智能制造云平台

打造智能制造云平台。 平台集成了APS、MES、WMS、EMS、易维护等应用系统，通过单点登录实现统一入口，为用户提供一站式业务运营平台，提升用户体验。 建设计划调度APS和制造执行MES系统，实现计划调度、车间作业管理、质量管理、设备管理、人员管理等功能模块。 同时，MES连接生产作业现场和上层ERP系统，汇集了整个产品从下单生产到成品入库的整个过程的软硬件控制流程，利用各种数据来指导各种工作。研讨会上的活动。 MES系统实时采集现场数据，实现车间设备运行监控、质量异常预警、管理报告生成等，提高现场生产过程的透明度和效率，实现信息化实时管理。车间现场时间动态管理。

图6 规划时间表

图7 关键流程分析报告

构建智能物流仓储管理系统，实现采购仓储、收货检验、订单下达、发料监控、库存盘点、货位管理、拣货管理等功能，通过二维码统一供应商内部管理打码条码及正泰零部件条码，实现全流程质量追溯； 采用遗传算法结合深度优先搜索算法，优化拣选路径和零件先进先出，降低仓库管理的强度和难度，提高工作效率； 同时，通过AGV调度指令和5G网络实现AGV小车、电梯、滚筒线路之间的互联，实现无人智能配送。

图8 智能分配

3、大数据监测与决策平台

建设与智能制造平台、工业互联网平台融合的大数据监测与决策平台，实现IT/OT数据融合。 通过数据的概念模型、逻辑模型、物理模型的设计，从企业、制造部门、车间、生产线五个层面的流程，展示生产、质量、设备、能耗等实时情况通过生产作业、需求计划、库存金额、运行监控、重要订单交付、产销存分析、万元产值综合能耗、人力等关键指标，辅助高层管理人员决策资源。

图9 大数据监控与决策平台

（三）项目效益

一、技术经济效益

项目实施后，公司的运营成本、生产效率和产品不良率得到显着优化。

●运营成本降低36%

●产品不良率降低53.9%

●生产效率提升252%

●关键加工工序数控化率达到100%

●生产数据自动采集率达到100%

●数据采集分析系统与MES之间数据自动传输率达到100%

2、社会福利

该项目的成功实施，将提高我国低压电器行业的制造水平、效率和产品质量，推动企业转型升级和可持续发展，引领我国智能制造的深入研究和应用电器行业：

●提高产品质量和可靠性，保障电力系统安全

●形成智能制造系统解决方案，提升行业智能制造能力

●带动自主品牌智能装备产业水平推动制造业转型升级

●工业互联网平台建设及应用示范

●示范智能制造新模式，引领行业转型升级

●提高产品竞争力，打破国外产品市场垄断

智能工厂建设总体情况（浙江正泰新能源发展有限公司）

（一）项目概况

浙江正泰新能源发展有限公司成立于2009年，注册资本53.2亿元。 目前拥有员工4500余人，从事光伏组件生产销售、光伏电站投资建设、对外工程运营及总承包等业务。 是中国大型民营光伏发电投资企业。

参与工厂位于杭州市滨江区。 其前身为“浙江正泰太阳能科技有限公司”。 是公司三大生产基地之一。 主要生产单多晶光伏组件，是国内自动化生产运营领域领先的光伏组件。 生产车间。 由于自动化程度高、智能化管理手段齐全，其工厂员工总数从成立初期的300多人锐减至70人左右，人员减少了2/3。 2019年产值35亿元。

继531光伏行业冲击之后，国内光伏企业纷纷改变主意。 剩下的领先光伏企业面临着成本压力大、产品质量要求高、组件单价暴跌等问题。 如何降低用工成本，提高产品质量，让行业持续经营？ 保持竞争优势，在逆境中挤出更多利润空间，是光伏企业必须解决的问题。 通过信息化、大数据、工业物联网、工业互联网来破局无疑是目前*立竿见影的技术手段。

为此，正泰新能源自2016年建立杭州智能组件工厂以来，始终秉承技术领先行业、成本控制数字化、产品质量可视化、整个生产过程数字化、智能化的理念，朝着“打造行业*先进的智能光伏标杆工厂”的目标迈进。

（二）项目实施情况

对原有组件生产线进行自动化改造，打造国内行业领先的光伏组件生产标杆工厂。 该项目通过各部门的市场调研、行业内的工厂考察、与设备制造商的沟通以及内部各部门的讨论，引进了国内先进的全自动化生产设备，在装配过程中集中使用大型重型机器人，智能生产线涵盖智能装备（自动化设备）、工业互联网（RFID、以太网、传感器等）、工业软件（MES、CPS）以及装备自动化集成和生产线集成。 其中，工业互联网是智能工厂的神经。 通过各种信息采集和传感技术，将生产中的信息转换为数字信号。 信号通过无线传输、总线技术、工业以太网等技术传输到计算机系统或显示给生产人员。 经过数据分析处理，工业生产作业更加精准高效。 这将助力正泰新能源打造国内光伏行业领先的太阳能电池及组件智能制造工厂。

图10 系统架构

核心应用场景：

除了采用行业*先进的智能设备外，工厂还充分利用SAP、MES、CPS、工业APP、AI质检平台，打通生产、物料、质量、设备之间的数据链接，利用目前较为成熟的人工智能技术，实现自动化质量监控，实现流水线粒度的精细化生产过程管理。

图11 精细化生产流程管理

项目进展：

1、引进先进技术和智能化设备及生产线

引进行业领先的CPS系统，实现生产全过程表级跟踪。 生产过程实现MES自动过站，数据实时呈现；

●质检过程采用自主开发的APP，完成质检过程的电子记录和可视化；

●EL检测流程引入阿里巴巴工业大脑，利用AI技术精准实现业界首个自动化EL检测示范点；

●引进自动串焊机、自动交联度测试仪、自动装框设备、AGV物流智能小车、自动IV测试仪、自动装箱包装等先进设备，实现无人值守、少人值守的自动化智能车间。

2、工厂生产、装配、测试、包装等工序均进行了自动化、智能化改造。

单次穿线流程引入自动穿线机，将传统的手工穿线作业自动化，并通过CPS系统自动采集穿线数据，将元件信息精准映射到电芯上，成为业内首家实施该解决方案的公司；

层压工艺引入自动层压机，通过控制系统实现全自动智能层压和柔性制造；

交联度性能检测流程引入全自动交联度测试仪，与SPC系统无缝集成，实现自动在线全检和异常自动预警；

装框工序引进自动装框设备，配合ABB机器人，实现自动装框、全程质检；

将EL检测流程引入阿里巴巴ET工业大脑，利用AI技术，成为行业内首家实现单晶和多晶组件EL自动检测的公司；

物料装车过程采用AGV无人驾驶小车实现物料自动配送、装车，并通过CPS在线物料自动预警机制，与线下仓库存储管理系统无缝对接；

元件分箱过程采用自动分箱方案，实现无人化作业。

3、推动物流自动化升级转型

目前，参与工厂已经经历了从传统的人工上料到使用AGV小车自动上料的物流自动化流程，如今可以通过在线单流程物料预警智能提醒一线仓库调度物料。

4、实现小批量、多品种生产模式的柔性自动化

目前参与工厂可以通过MES进行多工单下料，系统可以基于在线设备产能和物料配置实现柔性制造。

5、应用MES、质量管理、设备管理、DCS、能源管理等软件系统

MES、SPC、CPS和监控平台已用于管理参与工厂从生产管理到数据收集到能源监控的运营。

6、实现生产过程全程可追溯

参与工厂生产的每个组件都将贴有唯一的条形码。 通过报表或外部质量追溯APP，可以扫码查看产品生产过程中的数据，跟踪产品运输信息。

7.实现无纸化工厂

工厂取消了流程卡辅助员工操作模式，90%的生产流程已自动过站，质检过程中生成的表格已电子化。

8、工业机器人和协作机器人应用

车间自动化设备全覆盖，大规模装配工序由ABB机器人操作，物料运输由AGV完成。

9、开发工业物联网应用

CPS物理信息系统建设项目的启动，标志着该工厂通过智能工控设备打通了设备与生产系统的链接，部件生产过程得到了实时监控和追溯。

工业质检APP项目的上线，标志着工厂首个将质量作业流程电子化数字化的工业APP，并与MES、OA等信息系统打通数据采集和传输链路。

10、柔性制造系统应用

工厂采用柔性制造模式安排订单，采用MES+CPS系统进行作业调度。

11.实施边缘计算

各工序均配备CPS小型工控设备，对现场数据进行快速处理和分析，充当设备与生产系统之间的桥梁。

12、确保安全生产

公司设有专门的EHS部门，系统管理成熟。 各部门还设有安全专员，配合EHS管理部门和生产现场的安全管理。 EHS还会不定期组织各类生产、消防等安全演练。

13、机器视觉、人工智能、增强现实等新兴技术应用

与阿里云深度合作，引入阿里ET工业大脑，利用AI图像识别技术，快速精准解决行业EL缺陷自动检测问题。

（三）项目收入

1、行业影响

被国家工信部评为“中德智能制造合作试点示范项目”，被杭州市经济和信息化委员会授予“机器换人”示范应用企业。 2020年还被授予“2020年智慧光伏试点示范企业”称号，每年都会获得各种荣誉。 正泰也是我省*早实施“机器换人”的企业之一。 工厂员工人数从之前的400人减少到现在的70人，单线产能则从每天1800元提高到现在的2300元。

2、项目回报周期3年内完成。

在正泰，所有智能制造项目的投资回报周期必须在3年以内才能获得立项。 参与工厂的累计投资已在标杆工厂的收入、利润和企业形象上提前收回。 每年都有不同级别的政府和企业。 机构前来参观学习。 参与工厂在智能化方面已处于行业领先水平，在降低劳动力成本、提高运营效率方面效果显着。 每年都有大量的人参观智能工厂，见证其不断迭代的成果，这在一定程度上也让工厂变得更加智能。 客户见证了正泰智能制造品牌的信誉，用户订单量不断增加。

5、个人在智能制造工作中的经历或看法

浙江正泰电器股份有限公司是中国*大的低压电器制造商。 随着低压电器市场的强劲增长，也对产品质量、技术性能、节能效果、材料环保等提出了新的更高的要求。 随着高端市场的不断变化，传统生产线已无法快速响应高端市场不断变化的产品需求。 同时，增强我国低压电器行业可持续发展动力和核心竞争力，向产品高端化、装备智能化、管理精细化、生产协同化的智能制造方向转型是唯一出路。组织网络，使行业从低端制造迈向敏捷、柔性、定制、可视化高端制造，持续提升我国低压电器制造业的全球竞争力。 是企业实施高端低压电器智能制造新模式、扩大高端低压电器产能、改进生产工艺和技术水平、提升核心竞争力的必由之路企业的竞争力。

在实施智能制造之前，企业的生产模式是劳动密集型、大批量重复制造，底层自动化设备比例小，工业化与信息化融合度低，导致生产效率低、人工成本高，产品可靠性差。 一致性与国际先进水平存在较大差距。 通过智能工厂建设，推动工业化与工业化深度融合，提升公司在全球中高端低压电器领域的行业地位。

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