智能制造价值链的数字化集成

吴爱国
易盼软件（上海）有限公司、EPLAN大中华区技术总监

在与新冠病毒战斗的那些日子，我们见证了很多中国式奇迹：汽车厂商如长安、五菱等突然转型生产口罩，解决了口罩短缺问题；各大制造型企业，包括在华的跨国企业飞利浦、通用电气等转型生产呼吸机，在这场战役中拯救了不少生命；更不用说十天建成的火神山和雷神山医院了。为什么能在这么短的时间内应对如此紧急的需求，做出巨大的变革，这得益于我们正处在制造业快速发展的时代。这个时代最大的特色就是变革，大家把工业4.0或者智能制造作为当下变革与发展的目标。

在此，我将介绍的是 EPLAN &Rittal 构建的软硬件一体化解决方案及最佳实践，也是 EPLAN & Rittal为自身打造的无人工厂及全球领先的创新实验室的实践总结，期望能够给身处制造业变革时代中的企业提供一些参考。

制造业企业价值链的数字化集成

1. 智能制造视角下的集成价值链

智能制造是制造业企业发展的终极目标，让我们以终为始站在智能制造的视角来看看为了实现目标需要做些什么？

当前，中国制造业正处在数字化转型时期，我们应该从用户市场需求、供应链和生产制造层面来看待信息化和数字化，最终达成数字化的研发、生产制造、服务和运维。我们业务努力的方向是智慧与互联，而这一切所涉及到的学科背景，已经复杂到需要全面兼顾机械、电气、软件和控制等多个学科。

工业4.0是企业价值链各场景中一系列新技术的融合。工业4.0实现的最底层维度是物联网和服务，也就是万物互联。在底层场景之上的各个维度中，我们需要通过产品和服务的数字化去实现智能产品，通过价值链的集成和数字化去构建智能工厂和车间，通过探索和部署新的业务模式去打造智能服务体系。这一切需要以数字化为前提。因此，制造业企业的工业4.0之路便是价值链集成的数字化转型之路。

2. EPLAN & Rittal 集成价值链

制造业企业若要构建以机电一体化“大集成”数字化平台为支撑的数字化工厂，需要通过全生命周期集成去连接研发、制造、服务与运维三大环节。因此，需要通过跨学科的流程规划让企业所有业务部门有序工作，协同产出；通过设计方法去进行企业知识的传递和工作行为的规范；以MBD过程去进行设计研发的数据创建，确保产出信息符合每个业务环节中沟通的要求。这一切数字化工作的基础是：实现模型数据的规范，统一数据信息通信的基准。这就是 EPLAN & Rittal 探索得出的中国制造业企业要实现智能制造，需要构建的数字化体系的内容。

为什么 EPLAN & Rittal 能在群雄逐鹿的自动化大时代脱颖而出，成为全球少数几个能提供工程软硬件一体化解决方案的供应商之一？这要从二者的母公司——洛飞腾集团说起。洛飞腾集团作为全球知名的德国家族企业，已连续11次赢得“德国最佳雇主”的荣誉，在全球拥有18个生产基地和80个国际子公司，雇佣超过12 000名员工，2018年创造了约26亿欧元的收入。旗下既有专业生产机箱机柜、配电组件、温控及IT基础设施的全球领先的系统供货商Rittal，也有首屈一指的电气软件解决方案供应商EPLAN，以及钢铁、铝材和塑料等行业的综合制造专家。同时，为了应对云计算、A I技术的发展，洛飞腾集团最近收购了两家云平台公司。

实例一：Rittal 无人工厂

在践行工业4.0上的道路上，洛飞腾集团投资5亿欧元建立了举世闻名的Rittal无人工厂。该工厂是工业4.0和数字化转型的最佳示范，是践行价值链数字化集成的经典案例。在此，所有的自动化产线和设备的电气、液压类控制均通过EPLAN软件来进行设计，基于设计软件输入的机柜信息进行自动冲压、打孔、折弯、焊接、装配和仓储等一系列工作。

实例二：基于数字孪生的控制

柜智能制造一体化平台在位于德国Haiger的Rittal创新中心，人们能看到从工程设计到生产装配的全自动价值链的最佳案例，感受软件与硬件深度集成所带来的数字化与智能制造魅力。2019年，经国际智能制造联盟学术委员会推选和测评，洛飞腾集团“基于数字孪生的控制柜智能制造一体化平台”入选“2019世界智能制造十大科技进展”。

实例3：控制柜4.0－数字化机柜

EPLAN将软件应用能力，联合Rittal的硬件解决方案，基于数字孪生的设计方式，实现了控制柜全生命周期的数字化集成；实现了自动化领域IT/OT的双向融合，并将丰富的行业应用经验与知识进行固化封装，帮助客户提升企业智能与数字化效率。

Rittal在EMO 2019推出的Wire Terminal 36引起业界轰动，它可以直接根据EPLAN生成的数据自动进行线缆的打印、裁剪、剥线和压线等加工，并通过三维的动画展示指导工人接线，大大降低了接线工人的技术门槛，并极大地提高了准确率。使用者还可以通过VR和AR技术，实现远程的运维工作。生产线上的任何一个问题，都能直观、准确地传递到设计端和采购端。

实例4： EPLAN & Rittal 价值链的数字化集成在汽车产线上的部署

EPLAN & Rittal 价值链的数字化集成解决方案已经在全球帮助汽车、能源、化工和自动化装备等多个领域的领军企业成功实现了自动化设计与数字化转型。在从项目立项到全自动验收的各个环节中，EPLAN & Rittal 的各项产品和服务帮助客户实现价值链的数字化集成，助力整个企业的智能制造。

实例5：云方案支持工业自动化生态系统

EPLAN关注的不仅仅是客户的业务，同时还关注客户的生态系统，也就是其上游、下游和合作伙伴。在传统的项目管理中，不论是业主和系统集成商，还是系统集成商和配电柜制造商，或是盘柜厂和元器件供应商之间的数据交换都是基于不同的平台，采用不同的方法和格式，中间任何一个环节出现了变化，其他的环节都很难做出相应的调整。EPLAN的云平台能把整个价值链上的多个公司的数据交互统一到一个云项目中，保证数据能实时传输，变更能得到及时反馈，从而大大的提高了准确率，缩短了交付周期。

EPLAN & Rittal 产品和解决方案

所谓数字化转型，便是数字孪生的实现，整个EPLAN & Rittal 集成价值链中，EPLAN 产品及解决方案便是解决虚拟数字化世界的机电一体化设计问题，而Rittal系列产品解决了现实世界的产品实现问题。

1. 关于EPLAN

EPLAN为全世界客户提供19种语言的电气/机柜/流体/线束设计软件平台和咨询服务，贯穿了产品的全生命周期，从订单到设计、采购、制造和运维。

EPLAN Data Portal是工程设计中的原始物料库，包含有全球近300个制造商的近百万元器件数据。

EPLAN Electrical P8作为解决方案中的核心产品，被业绩誉为电气工程的全球标准，主要帮助客户完成电气和控制原理的设计。

EPLAN Fluid提供液压、气动、冷凝、润滑系统的原理和工艺过程设计，可在同一个软件中完成2D流体原理图、3D安装布局、自动生成管道列表和液压软管清单。

EPLAN Preplanning主要用于预规划，流程自动化与仪器仪表工程设计，通过模块化安装，灵活的配置与工作流的集成，起到预规划与快速报价的作用。

EPLAN Pro Panel是专业的3D机柜设计工具，是电气控制柜工业4.0的核心产品之一，基于P8原理图可自动开展3D机柜布局设计，帮助客户快速进行三维机柜设计，自动布线并生成生产、装配需要的文档。

EPLAN Engineering Configuration One（EEC One）提供快速配置化发布工具，帮助客户践行高度一致的机电自动化策略，带来高效工程。目前其在中国的汽车产线行业几乎实现了全面部署。

EPLAN Harness proD提高线束工程的设计效率与质量。随着在华为、三一、中车和金风等中国企业的成功实施，它已被越来越多的新能源、特种机械和轨道交通行业所推崇。

EPLAN Smart Wiring帮助客户链接起虚拟数字化设计和现实布线接线的环节，自动获取Pro Panel软件中的接线信息，指导现实的布线过程，提高复杂布线的准确率，降低复杂布线操作对于生产工人的要求。

EPLAN ERP/PDM Integration Suite（EPIS）提供与主流ERP/PLM平台无缝集成的标准接口或解决方案，帮助企业实现文档管理、BOM管理，提供项目元数据、元器件元数据和中间格式数据，助力企业架构全面集成互联的IT管理环境。

EPLAN Experience是EPLAN 36年来销售和服务经验的总结，是指导我们日常工作的方法论。它包含8个方面：I T架构、平台设置、标准规范、产品结构、设计方法、工作流程、过程整合和项目管理。基于EPLAN Experience，EPLAN 为客户定制解决方案，提供包括软件培训、标准化咨询服务、数据迁移支持和PLM/ERP集成的服务，帮助客户正确部署EPLAN 平台，实现高效的工程设计。

2. 关于Rittal

Rittal的产品主要分为4大类：机柜、配电、温控和IT基础设施，这些产品可以给客户提供一个完整的电气包装系统。除了产品之外，Rittal还能通过完全兼容的系统附件，满足客户个性化的多元化解决方案。此外，Rittal在全球提供工程软件与服务支持，帮助客户通过Rittal＋EPLAN的解决方案获得最佳的投资回报。Rittal产品所提供的高质量的设备数据被收录到全球顶级零部件数据管理系统卡第那思，供全球自动化产品设计领域的工程师采用；同时，也纳入EPLAN Data Portal，供EPLAN设计平台无缝获取，帮助广大设计者快速生成数字样机，加速企业的数字化进程。Rittal自动化系统帮助客户优化电气控制柜和开关柜制造的各个工艺流程，为客户提供定制化的解决方案，提升工艺效能。

3. EPLAN & Rittal 数字化全价值链

借由EPLAN & Rittal 数字化价值链的一系列产品和服务，将企业工程设计、产品采购、生产调试和运行维护所有这些环节形成闭环，既有统一的数据平台完成数字化的集成和数据的传递和共享，也有业务场景的交互。例如，工程设计的数据指导生产调试和运行维护故障诊断，或者运行维护的数据反馈指导工程设计的产品优化设计与工艺改进，通过价值链的最大化数据复用来扩大企业数据知识资产的价值，构建真正的数字孪生企业。

结束语

现在，EPLAN & Rittal正深处中国制造业研发与生产数字化改革的大潮，吸收全球先进制造业的成功数字化转型经验，并将这些经验通过深耕中国制造业领域进行本土化的沉淀与丰富，帮
助广大的中国制造业同仁在数字化变革中抓住机遇，获得成功。

这就是EPLAN & Rittal产品及解决方案能给客户带来的价值！

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