中国南车：迈向工业4.0

石菲

2015年3月5日，第十二届全国人民代表大会第三次会议在北京人民大会堂开幕，国务院总理李克强在政府工作报告中提到推动产业结构迈向中高端。李克强表示，制造业是我国的优势产业，要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。

《中国制造2025》被誉为中国版工业4.0规划，是国家层面对未来十年我国制造业发展所制订的“战略行动计划”，将围绕制造业创新能力、创新体系、质量品牌、大企业培育及绿色制造等采取“八大行动”，以全面提高“中国制造”的水平，实现“中国制造”向“中国创造”的转变。

作为中国轨道交通装备制造业的龙头企业，中国南车股份有限公司（以下简称中国南车）正在以精益制造和数字化企业为基础，在基于数字化的基础上随着智能化产品跟智能化管理的不断深入，阔步迈向智能化与工业4.0。

从数字化到智能化

在新一届政府力推下，2014年以来“高铁外交”效果惊人，中国南车亦成为最大受益者。以东南亚、南亚等传统市场作为突破口，到辐射至中亚、中东和非洲、南美洲，再拓展到北美、欧洲等高端市场，从输出单一产品到高端机车整车出口，中国南车的国际化征程越走越远。

而在中国南车的国际化征程中，信息化已经成为中国南车输出高端制造能力的重要支撑。中国南车股份有限公司副总工程师兼信息技术部部长符刚表示，不管是在前期产品研发中的三维仿真设计，还是在生产过程中的管理流程标准化、模块标准化和产品标准化，产品质量和性能的提升都离不开信息系统的帮助。

在管理层面，信息系统更是成为集团管控的有力工具。由于中国南车的企业管控模式采取的是小总部、大集团模式。以数据管控为主，业务过程管控为辅，总部利用经营管控系统将重要节点的数据进行智能化管控，从而实现对子公司的有效管理。

中国南车采用的智能化管控工具是商业智能，很多企业的商业智能应用不充分是由于模型搭建的不合理，CIO不知道领导层在想什么，想要的是什么？所以很多时候IT部门为管理层设计的分析模型并不能达到领导想要的效果。对此，业务出身的符刚有着先天的优势。“产品研发应该注重什么？设计流程应该怎么定？管理流程应该怎么做？设计跟工艺之间的接口应该怎么来协调？我都很清楚。”为了让商业智能系统顺利应用，每个部门都定制了关键指标。通过走访每一位管理层，为他们量身定制了基础菜单，由领导自己进行微调。不仅如此，符刚还亲自把管理层请到会议室，将定制好的基础菜单仔细讲解，一个一个修改。

2015年是规划之年，各地、各企业都在制定自己的“十三五”规划。符刚透露说，中国南车的“十三五”规划将目标瞄准了工业4.0，在信息化方面中国南车目前的主要工作重点是数字化企业，以数字化企业为基础向工业4.0逐步推进。

在数据层面，对已有数据进行整理、分析，搭建分层级的数据中心，子公司信息系统中的数据直接进入数据中心，并且在子公司的数据中心之间实现数据互通，最终实现全集团数据的统一管理和分析、利用，中国南车希望在2016年完成数据中心的搭建与完善工作。

在三维工程方面，中国南车目前正在推进三维工程化，也就是基于产品的三维工程设计，用仿真手段和自动化制造实现无图生产。作为国家制造业三维标准领域的起草单位之一，中国南车正在计划用几年的时间达到重要典型零部件的全三维工程化，最终实现无图纸生产。

在电子商务方面，中国南车目前拥有基于采购的电子商务平台，并正在逐步完善之中。

在产品方面，中国南车已经实现了产品控制的数字化，在某些方面甚至实现了智能化管控，例如可以分析故障原因的专家系统和类似于飞机黑匣子的运行记录仪。2014年下半年，中国南车上马了一套系统，可以实现高铁数据的实时回传，将运营状况数据、质量情况数据等实时回传到后台，如果发现问题可以由后台专家马上联系随车机师，指导机师进行维护。之后还可以将这些数据纳入知识库，反馈到生产环节进行改进。

符刚认为不管是“中国制造2025”规划还是两化融合，和工业40都不矛盾，并且都可以成为工业40的前期铺垫。工业40的基础基于数字化技术和智能化技术，中国南车正在推进的精益制造与管理与此类似，其中包括6621运营管理体系。第一个6指6个主要业务流程：设计流程、工业流程、制造流程、管理流程与服务流程;第二个6是基于这6个流程的信息化平台，分别是市场、人力，安全环境、资产、信息与售后管理六个管理平台;2是指两条生产线，模拟生产线与模拟配送线;1指对生产制造的最细单元——工位进行数字化管理。计划在2020年初步搭建完成数字南车的基础架构，之后进行逐步完善。力争能够实现从研发到生产制造包括售后服务全生命周期的数字化管理，在基于数字化的基础上随着智能化产品跟智能化管理的不断深入，逐步实现智能化与工业4.0。夯实基础、逐步升级

如果说数字化与智能化是工业4.0的基础，云计算就是数字化和智能化的助推器。

中国南车在株洲、青岛、常州、武汉等地设有重要的研发中心，几大研发平台上包含了世界上几乎所有最先进的研发应用工具。早在2008年中国南车就已经开始了私有云平台的搭建，在内燃、电力、客车、货车四个研发中心的基础上搭建了私有云，将中国南车的优势研发工具都连接到一起，供几大研发中心和其他生产企业共享使用。集团各个子公司都可以通过南车总部的SDH专网自由使用这四个中心的软件平台和工具，如磁场仿真、动力系统仿真、工艺仿真等都可以通过云平台实现统一调度、资源共享。

举例来说，如果南京子公司有一个课题，既可以登录到青岛研发中心的研发平台也可以登录到株洲研发中心平台，系统会根据就近原则自动排序安排资源。如果是紧急项目，还可以通过申请经总部统一调配跨过自然次序，使资源通过私有云得到最大限度的共享。

除此之外，集团总部的ERP系统实现了在云端部署，还有一些子公司也搭建了自己的私有云平台。目前，中国南车还在子公司的总部层面推动瘦客户端的使用，利用前端虚拟化技术达到资源的高效利用。以青岛子公司为例，拥有郑州、天津、成都、宁波等二级子公司，这些二级子公司不配备机房，用瘦客户端使用青岛子公司的计算资源，研发过程和最后所形成的数据全部集中在青岛。

云计算帮助工业4.0将信息与物理实体通过网络连接在一个系统里，来自信息安全的威胁也连带着进入到了工业4.0的各个领域。对于信息安全，符刚介绍说，中国南车的信息安全工作开展的较早，并已经通过了公安部发布的信息安全等级保护相关标准。最早实现的是全网加密，全系统三万多台计算机全部应用了加密系统。之后实现了内外网分离，总部与企业间使用SDH专线连接，内外网之间通过网闸，进行有限的受控数据交换。还进行了防火墙加固，对外沟通受到严格的控制。

在互联网时代，黑客攻击正在从开放的互联网向封闭的工控网蔓延，工控系统在互联网时代也不断遭遇信息安全的挑战，数据安全面临极大考验。而我国主要工业设施、城市基础设施的工控系统大部分由西屋电气、西门子、阿尔斯通、ABB等国外公司提供，工业软件经常会收到来自境外的调试升级请求。如果系统被病毒感染，可以在调试升级过程中窃取系统内数据，从而分析出产品的设计数据，产品结构和产品精度等。中国南车作为受控设备联网的试点企业，正在参与发改委的相关安全项目。对服务商调试升级的合法性进行审计，力保系统内数据不丢失。

同时，中国南车正在计划进行云存储的实施，目前已经实现了同城存储，下一步计划将数据级别集中备份在北京。实现系统级别同城备份，数据级别异地存储。

此外，中国南车还利用锐捷网络的RIIL IT综合业务管理平台，搭建了一个高效、智能、可视的运维环境。实现了IT设备故障后的及时告警，能够分别以短信或RTX提醒的方式告知运维工程师，形成了由故障的被动响应到主动预防的转变。