北京石油机械：CAXA助推顶驱装备实现中国智造

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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。
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& e3 {' d9 A! q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。北石厂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，应用CAXA二维、三维CAD进行产品设计，产品设计周期从3年缩短到8个月，多项技术填补了国内空白，并达到国际领先水平，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。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年起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。

5 W/ x! G3 d. t& b信息高度集成，无纸化办公
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, \* Y$ g" t' t2 h6 e# H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。
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主导产品
5 Z, _+ \8 ^' G. L+ ^2 }& E北石厂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。

# R, L- E# o5 G; ]三维CAD为北石顶驱走向世界立功劳
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北石厂接到集团公司国产顶驱产业化的任务，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、优化。

% p1 b8 B. L6 t% v5 v) \8 p一挥而就，体现在快速。从1月立项，第二年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。

2 M4 Z, c6 x% f" I, ~+ u% `, Q一次成功，设计上没有返工，实验上没有失败。此顶驱装置1月进行排砂试验，当年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，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。
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北石厂自行研制生产的顶驱装置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，荣获了中国石油天然气集团公司多个创新奖项，如技术创新一等奖、中国石油集团科技十大进展奖以及国家科技进步奖的候选项目等。产品远销美国、巴基斯坦、哈萨克斯坦、沙特、埃塞俄比亚、伊拉克和伊朗等多个国家。
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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。
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三维软件模拟样机，节约试制成本800万。

' n, u9 e) q# j8 t1 g; \% N管理：
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" [* A! n1 B" \! V) Y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。

" ]5 Z5 k7 J4 c1 i: I工艺：
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) m! |" o" s! i5 G  i1 h& r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。
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制造：

3 f! Q1 p: X5 a  a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。
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客户证言：
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# `% s: _( \/ |北石厂总工邹连阳：“北石厂信息化的总体轮廓大部分都由数码大方搭建，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，这得感谢数码大方。”
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+ c8 w; S, o+ i: g( P7 f. y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。”