北石廠:憑數字化工廠實現創新突破,頂驅裝備實現中國智造

2017-03-06    作者:    來源:

北京石油機械廠是集研發、設計、制造、銷售、服務為一體的現代化石油鉆采技術裝備制造企業,是國家級高新技術企業,省部級企業技術中心,隸屬于中國石油集團鉆井工程技術研究院。“十一五”期間,北石廠承擔了多個國家級以及集團公司和鉆井院的科研攻關項目,有力地支持了集團公司重點科研攻關和海外開發項目。

在研發和制造業信息化方面,北石廠得到中國工業軟件領軍企業數碼大方的大力支持。北石廠屬于傳統的設備制造廠,信息化建設是一張白紙,在數碼大方(CAXA)協助下一起打造數字化工廠,全面應用數字化軟件和平臺,應用CAXA二維、三維CAD進行產品設計,產品設計周期從3年縮短到8個月,多項技術填補了國內空白,并達到國際領先水平,在企業員工總數沒有較大變化的前提下,企業產值翻了18倍。在2005年和2009年,數碼大方兩次支持北石廠完成了北京市科委信息化項目,使北石廠初步建成了具有石油裝備制造行業特色的數字化工廠。2011年起數碼大方與北石廠聯手打造世界一流的“數字化工廠”,支持北石廠貫通并優化營銷、設計、制造和服務的業務流程,實現產品全生命周期(PLM)的協同管理,促進北石廠的產品創新和飛速發展。

信息高度集成,無紙化辦公

北京石油機械廠是中國石油天然氣集團公司(CNPC)石油鉆采配件一級供應網絡成員單位,員工500人,設計人員50人,企業核心產品為頂部驅動鉆井裝置。

主導產品

北石廠應用初期主要在設計和工藝部門使用CAXA圖文檔系統,后來把圖文檔管理系統拓展到總裝車間,實現了總裝圖紙和工藝直接下發到裝配車間,通過大屏幕展現技術文件,用于指導生產。目前這種應用模式已經擴展到企業的所有車間和職能部門,CAXA圖文檔用戶接近200人。

經過三年的應用,北石廠設計制造一體化取得良好的效果。對于關鍵產品和零部件,采用實體設計進行三維設計,采用ANSYS對三維模型進行結構和強度分析,使用工藝圖表進行工藝設計。設計完成后,經總工審核發布,二維圖紙和工藝文件通過網絡下發到車間的各個工位。原來設計完成后,圖紙需要打印10份,現在,不需要打印一份圖紙,操作人員全部通過CAXA圖文檔系統調用、瀏覽圖紙。

三維CAD為北石頂驅走向世界立功勞

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北石廠接到集團公司國產頂驅產業化的任務,迅速組織精兵強將,應用先進的三維數字化設計技術——國內具有自主知識產權的三維創新設計軟件——CAXA實體設計軟件,使產品設計速度快、優化。

一揮而就,體現在快速。從1月立項,第二年1月就完成了整體設計。在短短一年時間就把價值800萬的頂驅裝置設計出來了。一般傳統設計至少需要三年的時間才能完成,但是北石廠在一年之間就完成了從設計到做出樣機的整個過程。

一次成功,設計上沒有返工,實驗上沒有失敗。此頂驅裝置1月進行排砂試驗,當年3月份就直接上井工作了。如果按照傳統方式做個樣機出來試驗,沒有問題再生產成品去買,首先樣機的800萬是肯定要花的,而且如果樣機不合格,多次返工重新修改和生產樣機要花多少錢就可想而知了。但是利用CAXA三維創新設計軟件,只需要做個虛擬的樣機,然后直接做一個成品。所以一次成功節省了大量的金錢和時間,高效率非常明顯。

一步到位,三維數字化設計直觀可見,可以做看得到想得到的任何東西,由于可以在二維環境里面直接看到三維樣機,還可以隨意的翻過來掉過去,上下左右看,能看到所有的想到和沒想到的缺陷,所以產品出來后,90%的設計和三年前完全一樣,沒有大的返工率,也沒有重新設計,這種一步到位也節約了大量的時間和金錢。

北石廠自行研制生產的頂驅裝置獲得了多項國家專利技術,填補了國內空白,代表著鉆井工藝技術和機電液一體化石油專用設備制造的最高水平,榮獲了中國石油天然氣集團公司多個創新獎項,如技術創新一等獎、中國石油集團科技十大進展獎以及國家科技進步獎的候選項目等。產品遠銷美國、巴基斯坦、哈薩克斯坦、沙特、埃塞俄比亞、伊拉克和伊朗等多個國家。

信息化提升北石廠自主創新能力

北石廠在短短的幾年時間里,實現了以協同管理類的CAXA圖文檔軟件為核心平臺,無縫集成設計類、工藝類和制造類的軟件的產品研發制造管理信息化,在研發信息化方面實現了三維數字化設計(CAXA 3D CAD)和數字仿真與有限元分析;管理信息化方面實現了辦公自動化系統、工作流系統、企業資源計劃系統以及圖文檔管理(CAXA Vault);制造信息化方面實現了構建信息化制造平臺和計算機輔助制造(CAXA CAPP/CAM/網絡DNC)。

北石廠的信息化建設取得了重大成果,目前,技術人員開發新產品從三維到二維,從工藝到編程,從生成BOM結構到圖紙管理,一系列的工作在很短的時間內就能夠完成,新產品推向市場的時間大幅降低,企業對市場的反應速度明顯提高,參與國際市場競爭的能力顯著提升。

設計:

頂驅項目設計時長:3年——1年——9個月。

三維軟件模擬樣機,節約試制成本800萬。

管理:

電子版的技術文檔安全得到保證,老圖紙共享利用率大大提高,查詢速度提高了50%以上,數據的準確率提高了90%以上。

工藝:

計算機和網絡化,標準化規范化,實現工藝文件共享和版本控制。初步實現與ERP之間的BOM傳遞。

制造:

無線數據傳輸,純工效提高5倍以上,且提高8~10倍數控設備利用率。液控產品制造由3個月縮減到1個月,生產周期大幅縮減。

  

客戶證言:

北石廠總工鄒連陽:“北石廠信息化的總體輪廓大部分都由數碼大方搭建,現在信息化應用的水平舉個簡單的例子來說,在我們廠不用帶筆計本電腦等任何東西,可以走遍全廠看到你想看的任何東西,這得感謝數碼大方。”

北石廠廠長劉廣華:“如果我們沒有三維創新設計軟件,這個產品可能三年也出不了,而且還有可能失敗,如果是失敗,就沒有挽回的機會了,更不會有機會參與國際競爭了。頂驅裝置我們一年就獲得成功,打開國際國內銷售市場,被國外同行評價為世界第一,應該說CAXA三維創新設計軟件立下了汗馬功勞。”

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