基于智慧供应链的电工装备智能制造应用研究

石瑞杰 李闯 张宾 崔保磊 于建秋 于春灵

摘 要：随着时代的发展，构建电工装备工业互联网平台，覆盖电工装备的全价值链和全产业链，向电工装备供应链逐级延伸，通过供应链管理向产业链协同的转变，实现覆盖全球的电工装备全产业链跨行业、跨领域能力共享，全供应链资源精准对接，全价值链高效协作。

关键词：电工装备;工业互联网;智能制造;智慧交易;智能运维;智慧供应链

中图分类号：TP242.6文献标识码：A文章编号：2095-1302（2020）06-00-04

0 引 言

电工装备工业互联网基于物联网、互联网、大数据、云计算等新一代信息技术，构建开放共享的工业云平台，从“智能制造、智慧交易、智能运维”等方面，形成以“集成化、敏捷化、网络化、协同化、智慧化”为特征的整体解决方案，以提高产品质量和生产率为目标，打造面向全社会的能源工业互联网平台，有助于整合能源行业上下游产业链，构建新生态、新模式，为深度推进制造业与新一代信息技术融合，以及电工装备制造产业转型升级发挥重要作用。

1 背 景

改革开放以来，我国电工装备行业迅猛发展，逐渐形成了门类齐全、具有一定规模和技术水平的产业体系，电工装备产量已经超过美国居世界第一，拥有自主知识产权的电工装备已经达到国际领先水平。例如，智能电网用成套装备、特高压输变电成套装备、大型发电成套装备等，我国已经成为名副其实的电工装备制造大国，电工装备支撑国家重大工程建设能力显著增强。与此同时，我国电工装备行业在制造技术、制造工艺、实验和运营模式等各方面还存在很多不足。总体而言自动化与数字化水平不高，不同地区、产品及企业发展严重不平衡。随着我国经济进入新常态，电力需求增速放缓，规模驱动模式日显乏力，电工装备企业转型升级压力巨大。

2 问 题

2.1 产业链协同方面

资源与产能在不同企业间的协同复用效率不高，交易成本高，企业负担重;上下游的企业、经销商缺乏及时、有效的沟通机制，企业在采购流程上花费大量的时间与精力;企业之间、企业与用户之间等缺乏远程沟通协作，仍依赖传统的线下协同方式，导致协同效率低下。

2.2 企业自身运营方面

研发设计与后续生产销售等环节尚不协同，企业及时跟踪市场变化的能力不足，需求和制造不对应，无法快速响应市场需求，导致某些领域产能过剩，设备运转不饱和，另一方面造成某些高端装备产能不足。企业库存居高不下，影响资金周转效率，由于供需信息不畅，导致企业生产、出库计划等常常被打乱，降低企业的盈利能力。

2.3 行业服务拓展方面

行业服务形式较为单一，售后服务领域仍需拓展，服务产业化仍有较大发展空间。设备故障预警、远程维护、质量诊断等增值服务能力不足，无法实现企业从生产型制造向服务型制造的转变，从而影响了企业的价值和盈利能力。

3 解决方案

国家电网公司是国内最大的电工装备采购方，同时拥有最多的电工装备标准制定专家。国网电商公司以智慧供应链为切入点建设工业互联网，实现智能制造与智慧供应链深度融合。面向电工装备智能制造全产业链服务支撑需求，建立电工装备制造云平台，提供智慧制造全产业链服务，实现全产业链的资源管控，借助人工智能、大数据分析、虚拟工厂等技术，提升电工装备制造的自动化水平，提升电工装备制造的生产效益，智能分析，节省人工成本。应用全业态数据集成和分析管控模型，对原材料、生产、交易、配送、交付、仓储、支付、安装、运行、检修、评价、售后及金融服务等环节信息数据进行集成分析与协同管控，形成智能制造和智慧供应链深度融合的工业互联新生态。

平台业务基于“七大中心”，即制造中心、招采中心、电商中心、物流中心、工程中心、信用中心、金融中心，串联电工装备全产业链及价值链，业务联系图如图1所示。

在平台赋能电工装备制造领域，整合产业链资源和能力，提供全方位立体化服务，满足企业智能化改造、协同设计制造等需求，满足电工装备制造商、投资方、设计方、供应商、采购方、使用用户、运维商、金融机构等多主体的需求。平台总体业務架构如图2所示。

为支撑电工装备工业互联网平台的七大业务版块，将应用架构划分为服务中心与核心应用、基础支撑两个应用划分层次，对业务版块提供支撑。

3.1 制造中心

制造中心是电工装备工业互联网平台的基础，实现了生产制造环节的全流程数据接入，为工业互联网的数据集成和共享提供了坚实的底层支撑。制造中心主要包含生产设备管理、协同设计生产、生产制造执行、资源计划管理业务。其获取电商中心订单管理信息，通过进行采购寻源、工程服务寻源确保采购产品和服务的质量可控，以生产过程智能化体系建设为导向，面向电工装备制造行业，实现产品从设计到生产的全过程管理，提高生产过程的可控性;通过对现场数据（人、机、料、法、环、测）的数据采集和传输，操作人员、管理人员、客户能够获悉生产状况，形成决策;通过设备管理与智慧运维，提供设备的可靠性;支持企业开展跨企业、跨地域的关键技术协同攻关，众包设计业务，网络化协同研制与生产，产能精细化管理，提高中小企业竞争力。

3.2 电商中心

电商中心是电工装备工业互联网平台的核心，其通过对上下游供应商、采购商的撮合交易，实现了全产业链的信息汇聚、共享和交互，是通过供应链实现电工装备工业互联网的关键。电商中心面向能源领域企业，以电工装备交易为核心，为电工装备、工业品、原材料不同品类采购提供一站式服务，为采购商提供寻源、采购申请、在线下单、支付等服务，为供应商提供商城入驻、发布商品、交易撮合等服务，帮助企业采购更高效、更透明，获得更低的采购成本和更高的采购质量。电商中心基于电力行业优质供应链资源，打造国内最专业的电工装备采购平台，为企业提供一站式采购服务。通过电商中心的工业互联网数据交互，采购商可以获取订单的原材料溯源、生产计划、排产情况、生产情况、质检结果等，同时供应商也可以及时跟踪市场的需求情况，并制定应对措施，在保证及时供应的同时，降低企业的库存。

3.3 招采中心

招采中心为电工装备工业互联网平台提供招标采购服务保障。其充分结合电工装备行业招投标占据重要采购手段的行业特点，通过线上招投标，打通电工装备工业互联网的关键交易环节。招采中心利用现有的电子商务平台优势，搭建服务于中小企业的电子招投标平台，提升平台对中小企业的服务能力和支持能力，帮助中小企业提升采购质量，降低采购成本，拓展业务范围;以提高客户招投标效率、降低招标成本、优化招投标体验以及保证招投标公开透明为目标，实现投标人接入、招标信息发布与提醒、在线投标、电子评标、招标结果公示等一站式服务及闭环式管理，充分发挥电子商务的信息、服务及效率优势，提供招投标线上全流程服务，同时分析采购平台自有客户群、集体企业、产业单位供求业务相关性，利用招采中心将供应商转变为潜在采购人。

3.4 物流中心

物流中心为电工装备工业互联网平台提供物流服务保障。通过物流中心，实现了货物在企业内部、企业之间的配送，并实现了对供应链各方的信息跟踪和共享，为工业互联网中的货物流的全面接入提供了坚实支撑。物流中心通过现代物流信息手段对订单及供应链物流活动进行管控，为物流供应链上下游的客户提供基于协同、协作、去中心化概念的物流信息化平台。解决工业互联网中不同物流主体的痛点，使各物流主体的能力得到更充分的发挥。对于承运商，实现高效精准的控制、物流执行落地实施精确化、物流资源共享协作;对于车队，实现客户需求精准传递、执行准确高效、车辆资源合理利用，减少无效运输、不合理运输、过度包装等问题严重;对于司机，实现执行指令明确，执行过程实时沟通和协调，简易便捷无负担;对于收货人，实现保障货物准时和安全，货物过程追溯可信无障碍，过程实时透明。

物流中心通过优化供应链服务，降低企业物流的管理成本，提高物流的作业规范性，从而推动电工装备工业互联网，实现供应链上下游物流信息的实施监控和共享。

3.5 工程中心

工程中心为电工装备工业互联网平台提供配套工程和运维方面的服务保障。为确保用电的安全可靠，电工装备的售后安装、运维等对专业性和工程方的资质有着较高的要求。因此，电工装备工业互联网平台充分考虑行业特点，通过工程中心，为电工装备的安装运维等提供专业性的支撑。工程中心聚焦电力行业，致力于为电力工程的上下游企业，提供工程服务寻源、交易撮合、信息共享服务，打造电力行业工程服务众包平台。同时依托集体企业业务和电商中心，选取优质服务商录入平台;其次，为有安装运维等配套工程需求的客户提供信息展示和业务撮合等服务，为客户提供相应总包商、施工队等信息，同步结合招投标中心、电商中心、物流中心等平台，满足客户在工程业务中的招投标、物资采购等业务需求;在工程上提供业扩报装施工案例，向客户展示施工效果和价格，同时提供相应的施工方与设备商，为客户提供一站式全方位服务，完善电工装备供应链的“最后一公里”，实现电工装备工业互联网平台真正的全流程打通。

3.6 信用中心

信用中心为电工装备工业互联网平台提供信用增值服务，通过信用服务实现电工装备供应链上下游的紧密连接。其针对电工装备生态圈，立足供应链全过程，基于生产制造、履约配送到运维售后各环节采集的工业互联网数据，进行评价指标提取，同时对接工商、征信等各方平台，提供多维度的信用服务，实施过程中依托大数据、云计算等前沿技术，构建动态化评价体系、信用管理体系、信用权益体系。

信用中心充分利用工业互联网中接入的数据，从企业的基本信息、经营行为、履约历史、关联关系、法定代表人等维度出发，通过建立信用评价模型，根据接入数据对企业进行动态评级，以增强信用信息透明度，掌控合作对象风险状况，为商务交易和信用管理决策提供支持;挖掘合作伙伴，帮助企业完善信用档案并规范管理，有效控制信用风险，提升诚信建设管理能力，在融资贷款、招投标、政府采购等经营活动中增信，为制定策略提供依据。同时，信用中心为企业提供产业链条合作方动态监控服务，帮助企业实时关注上下游風险变化。面向企业用户及机构客户提供的企业动态实时监控预警，通过对业务场景中企业经营主体的信用动态、风险行为等多维度数据进行有效监控，及时发现合作企业的动态信息变动，并实时预警商户，以防范可能发生的风险。信用中心基于信用评级体系，为高信用等级的企业提供增值服务，使企业诚信经营带来更多高等级权益，包括诚信营销、诚信企业展示、贸易伙伴关系推荐、诚信外显背书等。

3.7 金融中心

金融中心为电工装备工业互联网平台提供金融增值服务，是电工装备供应链上的“润滑剂”，使供应链各方资金流畅运转。传统的金融评估体系是基于固定资产（土地、房产等）的抵押，而金融中心通过工业互联网平台搭建线上交易平台，让企业的订单、运单、收单、融资、仓储等经营性行为都在线上运营，通过远程监控，第一时间掌握下游企业的开工率、产量等生产数据，从而了解其真实经营状况，有效控制风险，为线上企业提供更为完善的智慧供应链金融服务，保障企业资金的流动性。核心企业运用大数据建立风控体系后，引入资金方，保障企业资金的流动性。工业互联网平台通过工业数据的汇聚分析，为金融行业提供评估支撑，为银行放贷、股权投资、企业保险等金融业务提供量化依据。金融中心提供的金融产品包括票据融资、买方信贷、产品融资租赁、应收账款保理、直接融资租赁、经营性租赁等。

4 结 语

基于智慧供应链的电工装备智能制造解决方案，借助互联网云平台技术开展智能制造业务应用研究，搭建自主可控、开放的电工装备制造工业互联网云平台，提供制造设备应用和数据接口，构建机器学习、数据分析模型工具，支撑智慧研发、精益制造、智能服务应用和供应链协同管控。通过物联网应用技术和生产线智能改造实现制造采购产品全供应链的服务支撑，并通过变压器、线缆、成套设备等生产线的落地实践，形成电工装备行业工业云及智能制造技术应用体系。

（1）形成电工装备工业云平台系统架构。通过完善的基础设施平台、互联网络和微服务框架搭建电工装备云平台，明确系统架构、技术架构、业务功能及应用场景，提供整体的企业云服务，包括生产计划控制云、设计研发云、精益制造云、采购物流云、交易支付云及增值服务云。

（2）实现智能制造与智慧供应链深度融合。应用全业态数据集成和分析管控模型，对原材料、生产、交易、配送、交付、仓储、支付、安装、运行、检修、评价、售后及金融服务等环节信息数据进行集成分析与协同管控，形成智能制造和智慧供应链深度融合的工业互联新生态。

（3）构建覆盖电工装备全领域、贯穿全产业链的开放创新平台及生态模式。建立开源系统架构和开发代码体系，满足企业根据各自应用场景的云端开发，形成系统应用及标准开源开发完善机制。构建能力开放的众创平台，满足产品设计、工艺控制、金融服务等能力的跨企业开放共享。

全面建设工业互联网平台，提供全产业链服务，完成智慧供应链及智能制造的深度融合，全面服务能源产业上下游，结合实施“中国制造2025”和“互联网+”，推动电工装备制造产业转型升级，实现产业链资源的整合共享。

参考文献

[1]孙文磊，张学东，熊宗慧，等.智能制造及其关键技术[J].新疆大学学报（自然科学版），2019，36（4）：379-386.

[2]谢忠志，王岳.探讨智能制造在装备制造企业中应用及影响[J].价值工程，2019，38（31）：15-16.

[3]佚名.中国智能制造系统解决方案行业现状与发展前景[J].电器工业，2019（11）：41-45.

[4]殷越，趙刚.基于智能制造的高端装备制造企业商业模式创新研

究：以金风科技为例[J/OL].科技进步与对策：1-10[2019-11-19].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/42.1224.G3.20191030.1525.014.html.

[5]欧阳劲松.协同制造：通往智能制造的最高境界[J].互联网经济，2019（z2）：44-47.

[6]佚名.智能制造与数字孪生：关键技术与发展趋势[J].互联网经济，2019（z2）：40-43.

[7]李亮.物联网时代的传统制造业应如何规划和升级转化为智能制造[J].日用电器，2019（10）：53-55.

[8]贺绍鹏，李屹，樊炜.泛在电力互联网引领电力行业进入产业互联网时代[J].招标采购管理，2019（5）：32-35.

[9]石瑞杰，邹萍，吴夕科，等.电工装备行业云端协同制造及仿真应用研究[J].系统仿真学报，2019，31（4）：771-786.

[10]邹萍，石瑞杰，吴夕科，等.基于边缘计算的电工装备集成接入技术研究与仿真验证[J].系统仿真学报，2019，31（3）：592-600.

[11]张颖川.智能制造下的智慧供应链变革[J].物流技术与应用，2018，23（4）：84-86.

[12]杨凌波.“互联网+”背景下制造业企业转型升级路径研究[D].南京：南京航空航天大学，2018.