东方汽轮机厂企业信息化实施案例

东方汽轮机厂实施企业信息化工程成效显著1.工厂概况东方汽轮机厂是我国研究、设计、制造大型电站汽轮机的三大发电设备制造基地之一，是中央确定的43家关系到国家安全和国民经济命脉的国有骨干企业—中国东方电气集团核心成员单位，是我国机械制造业100强之一。

工厂职工人数6500余人，其中工程技术人员1097人，拥有生产设备2780多台，大、精、稀设备375台，进口数控转子车床、数控龙门铣、数控镗床，以及用于加工叶片复杂型面的五座标铣床及加工中心等数控设备共25台，企业资产达19.6亿元。

工厂已形成设计、制造200MW、300MW、600MW以及百万吨核电各系列汽轮机组的强大能力，产品覆盖全国28个省市自治区，部分产品远销到美国、英国、日本、印尼、伊朗、泰国、埃及、孟加拉、巴基斯坦、马来西亚等国，200MW、300MW机组市场占有率分别达40%、30%，国内在运行机组的现代化改造市场占有率达50%，“九五”期间利税总额在国内行业中处于领先水平，2001年销售收入7.7亿元，利税6711元。

“九五”期间，围绕18种新产品的研发，共投入技术开发费10435万元，研发费用占销售收入的比重从2.7%提交到4.7%，2001年达5%，大大提高了企业的核心竟争能力。

2.东汽厂实施企业信息化工程的必要性2.1 建立东汽厂信息化工程的必要性⑴市场竞争的需要发电设备市场竞争日趋激烈，发达国家以雄厚的技术经济实力，抢占中国经济发展急需的能源市场，中国进入WTO以后，面临经济全球化的考验，国有企业在市场竞争中必须以最短的新产品开发时间及交货期(T)，最好的质量(Q)，最低的成本(C)，最优的服务(S)，最好的环保(E)，满足不同的用户对产品的需求，赢得市场。

并达到企业可持续发展的良性循环。

⑵新产品设计开发的需要“九·五”、“十·五”期间，东汽厂新产品开发工作量大，将开展“二化一改三启动”工程，即：进行600MW机组、300MW机组的模块化、系列化；国内在运行机组通流部分的改造；开发百万千瓦级核电机组，蒸汽燃汽联合循环机组以及600MW超临界汽轮机机组的开发任务，迫切需要加快MIS/CAD/CAM技术的推广应用，以提高产品开发能力。

⑶提高产品质量的需要质量是企业永恒的主题，东汽的主导产品是大型电站汽轮机，其产品质量对社会经济的影响较大，用户对产品质量的要求很高。

东汽厂虽然取得了ISO9001质量体系认证证书，在计算机辅助检测，计算机辅助质量管理等方面取得了一些成绩，但没有形成一个完整的质量信息计算机管理系统（QIS），还不能完全做到对产品质量实施实时有效的控制。

⑷与国际接轨和国际合作的需要随着工厂进一步同国外商家进行技术交流、商务合作以及合作生产，能否快速适应国际市场的需求，赢得国际市场更大的份额，就必须缩短与国外技术上的差距，必须创建一种相应的环境，提高工厂MIS/CAD/CAM集成化的水平。

⑸提高经营管理水平的需要东汽厂虽然开发MIS时间早，并早在88年开展应用MRP-II，但由于计算机网络尚未建成，难于及时、准确地向工厂决策层，管理层提供生产经营管理所需的诸如材料供应、客户、库存、资金、生产动态等信息，影响经营决策；同时工厂各级管理职能部门的信息也不能及时地传达到相应的生产经营单位，直接影响工厂的经济效益。

为此，工厂必须建立总体信息系统以提高工厂经营管理水平。

2.2 影响东汽厂生产经营的“瓶颈”东汽厂主导产品为大型电站汽轮机，其特点为多品种，小批量，甚至是单件生产，单台机组的零件数量极大（可达20万余件），产品零件形状复杂，加工精度要求高，制造周期长（8-12个月），制约东汽厂发展的瓶颈因素为：⑴由于多品种、小批量，使得产品设计与工艺设计的技术准备工作量巨大，设计周期长，物料供应链长，进而影响了制造周期和产品交货期。

迫切需要进一步采用先进制造技术CAD、CAE、CAPP、CAM技术，实现产品设计，性能分析，工艺设计的计算机化。

⑵虽然工厂在CAD、CAPP、MRPII方面做了大量的开发应用工作，但由于尚未建成覆盖全厂的计算机网络与数据库系统，导致设计部门、工艺部门、制造部门及管理部门之间无法利用网络与数据库技术实现数据交换与共享，影响了工作效率的提高。

⑶工厂积极推进加工自动化单元技术的应用，引进了一批先进的数控设备，由于大量的数控程序采用手工编程，并未采用世界上先进的三维实体建模，NC程序自动生成，刀具轨迹仿真，刀具干涉检查以及工艺卡自动生成等CAD/CAM 集成技术，使先进的数控设备未发挥出应有的效率。

⑷汽轮机产品的市场需求是动态变化的，要求工厂对市场的动态需求作出快捷准确的反应，目前国内外汽轮机市场推出新产品及供货时间越来越短，留给厂家的设计制造周期也越来越短，企业原来按“市场→设计→工艺→制造→检测→销售→服务”的串行模式组织生产，如不采用信息集成及并行工程难于适应对市场快速反应的需要。

针对东汽厂在生产经营管理中存在的主要问题，必须应用系统论的观点，从全局出发，站在全厂的高度统筹规划，充分有效地利用人员、信息、设备、资金和技术等主要资源并加以集成应用，才能提高产品的设计能力，缩短产品的生产周期，提高产品质量，在国内外市场竞争中立于不败之地。

要实现东汽厂“九·五”、“十·五”规划及2010年战略目标，就应在信息化哲理的指导下，建成适合东汽厂生产经营特点的现代集成信息化系统。

3. 东汽厂企业信息化的目标任务及体系结构3.1 总体目标与任务东汽厂信息化工程以市场为导向，以产品为目标，以效益为驱动，瞄准世界先进水平，本着工厂提出的“有限目标、重点突破、务求实效”的方针，采用现代信息技术加快新产品开发过程，提高产品在市场竞争中的快速响应能力，其主要内容共分为四个应用系统，二个支撑系统，总体目标如下：⑴针对东汽厂生产经营的特点，应用并行工程等先进制造方法，开发以汽轮机产品需要的CAD/CAE/CAPP/CAM集成系统——技术信息系统（TIS）⑵对应用多年的MRPII系统进行系统转型及数据转换逐步向ERP过渡，在此基础上充实完善主体上覆盖全厂产、供、销、人、财、物的集成管理信息分系统（MIS）⑶充分发挥引进数控机床的作用以提高汽轮机组关键零部件加工自动化，建成叶片、转子、汽缸等DNC自动化单元，与CAM相结合，形成初步的制造自动化分系统（MAS）⑷以全面质量管理（TQC）的思想为指导，按照ISO9001标准，建立适合于生产经营活动的质量管理网络和质量控制体系，并应用CAT技术建成全厂的质量信息分系统（QIS）⑸应用先进的计算机网络技术，数据库技术，建成覆盖总厂与德阳分部两地（相距45公里）的Intranet网络，并接入Internet网，以先进的网络和数据库为支撑技术将TIS，MIS，MAS，QIS各个应用分系统有机集成，逐步建成东汽厂制造信息化系统以实现信息集成，信息共享，适应东汽厂“九·五”、“十·五”规划和2010年战略目标的需要。

3.2 阶段目标与任务东汽厂信息化工程是一个复杂长期的系统工程，从企业的实际情况出发以重点突破、分步实施为原则，确定东汽信息化工程为两期。

第一期工程时间为1997年12月—1999年12月，第二期工程时间为2000年1月—2005年12月。

按照对影响东汽厂生产发展的制约因素和瓶颈分析，第一期工程的重点目标，任务为：⑴建成为企业信息化各应用分系统服务的东汽厂Intranet网络系统和分布式数据库系统，以构成一个覆盖全厂的先进高性能支撑环境。

⑵建成CAD/CAE/CAPP/CAM集成应用系统，以增强产品开发设计与工艺设计创新能力。

⑶实现原MRPII的系统转型与数据转换，建立新的ERP系统。

3.3 东汽厂信息化工程总体结构东汽厂信息化工程划分为四个应用分系统和两个支撑系统，四个应用分系统是在网络和数据库支撑环境下运行的，而网络和数据库支撑环境建立在计算机软硬件系统平台上的。

系统功能模型图见图1，东汽厂网络拓朴图见图2。

图1 DFSTW信息化系统功能模型图图2 DFSTW-CIMS网络拓朴图图2 DFSTW网络拓朴图- 5 -4. 实施东汽厂信息化工程的五项关键技术及解决办法4.1 网络系统的可靠性和数据安全性我厂计算机网络包括汉旺总厂十华里以及距汉旺45公里的德阳分部，区域分散，关键要解决异地数据高速传输及信息集成，做到可靠、安全、保密。

解决办法：⑴汉旺总厂主干网与德阳分部局域网，采用微波扩频技术，实现异地数据全双工快速传输。

⑵企业Intranet网与外部Internet网的联接通过防火墙技术，防止非法入侵者（黑客）。

⑶通过虚拟网技术由系统管理员控制网络的逻辑结构，确保数据传输的保密性。

⑷应用智能网管技术，对数据的流动、流向、路径、时间、节点进行权限许可管理并自动登录跟踪。

4.2面向对象（O-O）的企业建模技术东方汽轮机厂共有11个分厂，34个处室，6个子公司，生成形式从铸钢、铸铁—冷热加工—总装—发运；管理形式涉及开发设计—工艺—生产—质量—财务—销售—用户服务，生产规模大，零部件多，工序复杂。

针对离散型、项目管理类生产特点，企业建模技术难度大，工作量大。

(1)企业结构模型：递阶式矩阵结构和工作流程分析与优化(2)功能建模：数据流程图(3)信息建模：E-R实体联系图(4)动态建模：企业级、部门级事件流程图4.3 面向并行工程的MIS/CAD/CAPP/CAE/CAM集成技术长期以来工厂生产经营的模式基本上按照串行模式来组织的。

其产品设计、工艺设计，加工过程相对独立，造成技术准备，生产准备时间长，设计的一次合格率不高，工程更改频繁，管理信息系统与CAD、CAM系统数据不能共享，通过采用并行工程将MIS/CAD/CAPP/CAE/CAM集成，通过网络实现共享。

解决办法：⑴采用基于产品特征的参数化CAD技术，建立基于特征的CAD系统，采用相关性设计技术，一方面CAPP、CAM可以通过网络共享CAD数据，另一方面工程数据修改时，系统自动刷新与设计修改有关的工艺及加工的全部内容。

⑵在关键零部件设计中逐步采用三维设计技术，重点推广微机版Pro/E软件，AutoDesk公司的Inventor,MDT软件。

⑶在分布式数据库支持下建立工艺特征库，刀夹具库及加工方法库。

⑷在设计的同时进行CAE工作，着手采用三维有限元技术进行强度振动，结构分析，运动分析，开发全三元流场分析软件，进行模拟仿真，可靠性及疲劳寿命分析，大大减少试验次数，降低试验费用。

(5) 利用分布式数据库及网络技术、Web技术，实现MIS/CAD/CAPP/CAE/CAM 共享。

4.4 开发产品数据管理技术PDM我厂CAD应用是卓有成效的，但如何管理好大量的电子图纸中的数据，产品在设计加工管理过程中产生的是与产品有关的工程数据（包括图形数据和非图形数据），包括有静态数据如材料性能、规格标准、规范、标准件图形等，还有动态数据如产品部套目录清单，综合零件明细表，零件工艺信息，工艺规程，NC加工数据这些数据传递速度慢，业务数据难以集成，管理水平落后。