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北石厂凭借数字化工厂实现创新突破,顶驱装备实现中国智造

简介:北京石油机械厂是集研发、设计、制造、销售、服务为一体的现代化石油钻采技术装备制造企业,是国家级高新技术企业,省部级企业技术中心,隶属于中国石油集团钻井工程技术研究院。“十一五”期间,北石厂承担了多个国家级以及集团公司和钻井院的科研攻关项目,有力地支持了集团公司重点科研攻关和海外开发项目。

导读:

在研发和制造业信息化方面,北石厂得到中国工业软件领军企业数码大方的大力支持。2003年前产值只有6000万,属于传统的设备制造厂,信息化建设是一张白纸,在数码大方(CAXA)协助下一起打造数字化工厂,全面应用数字化软件和平台,产品设计周期从3年缩短到8个月,在企业员工总数没有较大变化的前提下,企业产值翻了18倍,多项技术填补了国内空白,并达到国际领先水平。2002年,北石提出“用信息化带动企业未来发展”的战略规划。2003年起全面应用CAXA二维、三维CAD进行产品设计,缩短设计周期3倍以上,在7000米~12000米钻机配套交流变频顶驱装置研制方面不仅填补了国内空白,同时达到了国际先进水平。在2005年和2009年,数码大方两次支持北石厂完成了北京市科委信息化项目,使北石厂初步建成了具有石油装备制造行业特色的数字化工厂。2011年数码大方与北石厂联手打造世界一流的“数字化工厂”,支持北石厂贯通并优化营销、设计、制造和服务的业务流程,实现产品全生命周期(PLM)的协同管理,促进北石厂的产品创新和飞速发展。

信息高度集成,无纸化办公

北京石油机械厂是中国石油天然气集团公司(CNPC)石油钻采配件一级供应网络成员单位,员工500人,设计人员50人,企业核心产品为顶部驱动钻井装置。

2006年北石厂得到北京市科委的支持,开始使用CAXA PLM全系列产品,应用初期主要在设计和工艺部门使用CAXA图文档系统,后来把图文档管理系统拓展到总装车间,实现了总装图纸和工艺直接下发到装配车间,通过大屏幕展现技术文件,用于指导生产。目前这种应用模式已经扩展到企业的所有车间和职能部门,CAXA图文档用户接近200人。

经过三年的应用,北石厂设计制造一体化取得良好的效果。对于关键产品和零部件,采用实体设计进行三维设计,采用ANSYS对三维模型进行结构和强度分析,使用工艺图表进行工艺设计。设计完成后,经总工审核发布,二维图纸和工艺文件通过网络下发到车间的各个工位。原来设计完成后,图纸需要打印10份,现在,不需要打印一份图纸,操作人员全部通过CAXA图文档系统调用、浏览图纸。

三维CAD为北石顶驱走向世界立功劳

2003年初,北石厂接受集团公司国产顶驱产业化的任务后,迅速组织精兵强将,应用先进的三维数字化设计技术——国内具有自主知识产权的三维创新设计软件——CAXA实体设计软件,使产品设计速度快,最优化。

一挥而就,体现在快速。从2003年1月立项,2004年1月就完成了整体设计。在短短一年时间就把价值800万的顶驱装置设计出来了!一般传统设计至少需要三年的时间才能完成,但是北石厂在一年之间就完成了从设计到做出样机的整个过程。

一次成功,设计上没有返工,实验上没有失败。此顶驱装置2004年1月进行排砂试验,2004年3月份就直接上井工作了。如果按照传统方式做个样机出来试验,没有问题再生产成品去买,首先样机的800万是肯定要花的,而且如果样机不合格,多次返工重新修改和生产样机要花多少钱就可想而知了。但是利用CAXA三维创新设计软件,只需要做个虚拟的样机,然后直接做一个成品。所以一次成功节省了大量的金钱和时间,高效率非常明显。

一步到位,三维数字化设计直观可见,可以做看得到想得到的任何东西,由于可以在二维环境里面直接看到三维样机,还可以随意的翻过来掉过去,上下左右看,能看到所有的想到和没想到的缺陷,所以产品出来后,从2003年起步,到2006年的今天,三年时间过去了,90%的设计和三年前完全一样,没有大的返工率,也没有重新设计,这种一步到位也节约了大量的时间和金钱。

北石厂自行研制生产的顶驱装置荣获了中国石油天然气集团公司2005年度技术创新一等奖、2005年中国石油集团科技十大进展奖以及2006年度国家科技进步奖的候选项目。截至到2006年3月顶驱销售超过30台,出口的国家包括美国、巴基斯坦、哈萨克斯坦、沙特、埃塞俄比亚、伊拉克和伊朗七个国家。该重大钻井装备获得了多项国家专利技术,填补了国内空白,代表着钻井工艺技术和机电液一体化石油专用设备制造的最高水平,是钻井装备的一次革命,是21世纪钻井装备的发展方向。

信息化提升北石厂自主创新能力

北石厂在短短的几年时间里,实现了以协同管理类的CAXA图文档软件为核心平台,无缝集成设计类、工艺类和制造类的软件的产品研发制造管理信息化,在研发信息化方面实现了三维数字化设计(CAXA 3D CAD)和数字仿真与有限元分析;管理信息化方面实现了办公自动化系统、工作流系统、企业资源计划系统以及图文档管理(CAXA Vault);制造信息化方面实现了构建信息化制造平台和计算机辅助制造(CAXA CAPP/CAM/网络DNC)。

北石厂的信息化建设取得了重大成果,目前,技术人员开发新产品从三维到二维,从工艺到编程,从生成BOM结构到图纸管理,一系列的工作在很短的时间内就能够完成,新产品推向市场的时间大幅降低,企业对市场的反应速度明显提高,参与国际市场竞争的能力显著提升。

设计:

顶驱项目设计时长:3年——1年——9个月。

三维软件模拟样机,节约试制成本800万。

管理:

电子版的技术文档安全得到保证,老图纸共享利用率大大提高,查询速度提高了50%以上,数据的准确率提高了90%以上。

工艺:

计算机和网络化,标准化规范化,实现工艺文件共享和版本控制。初步实现与ERP之间的BOM传递。

制造:

无线数据传输,纯工效提高5倍以上,且提高8~10倍数控设备利用率。液控产品制造由3个月缩减到1个月,生产周期大幅缩减。

  

客户证言:


北石厂总工邹连阳:“北石厂信息化的总体轮廓大部分都由CAXA搭建,现在信息化应用的水平举个简单的例子来说,在我们厂不用带笔计本电脑等任何东西,可以走遍全厂看到你想看的任何东西,这得感谢CAXA。”

  

北石厂厂长刘广华:“如果我们没有三维创新设计软件,这个产品可能三年也出不了,而且还有可能失败,如果是失败,就没有挽回的机会了,更不会有机会参与国际竞争了。顶驱装置我们一年就获得成功,打开国际国内销售市场,被国外同行评价为世界第一,应该说CAXA三维创新设计软件立下了汗马功劳。”







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