72、汽轮机计算机集成制造系统(DFSTW-CIMS) 四川东方汽.pdf

计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 1 四川东方汽轮机厂 计算机集成制造系统 D F S T W C I M S 一 项目可行性研究报告 二 项目总结报告 三 技术工作总结报告 四 测试报告 五 用户使用报告 六 经济效益分析报告 七 验收委员会名单 八 项目资金决算表 九 验收委员名单 十 专家验收意见 一 汽轮机计算机集成制造系统 D F S T W C I M S 项目 可行性报告 一 概述 企业基本情况 企业基本情况 东方汽轮机厂是我国研究 设计 制造大型发电设备 的骨干企业 也是大型海军舰用主 辅机定点生产厂 在 大型电站汽轮机 工业汽轮机 船舶汽轮机 大型精密齿 轮的研制上具有丰富的经验和实力 是国家计划单列的中 国东方电气集团公司核心成员单位 获得 国家二级企业 国家一级计量企业 全国机械工业最大 500 家企业 主要 经济技术指标中国行业 100 强 1997 四川工业企业最大 规模 20 强 四川省技术开发实力百强企业 1997 四川工 业企业新产品开发能力 10 强 1997 四川工业企业最佳效 益 100 强 五一劳动奖状等光荣称号 东汽厂位于四川省德阳市 主要厂房和设备分布在汉 旺厂区和德阳厂区 占地 136 万平方米 建筑面积 63 7 万多平方米 自有铁路专用线 8KM 全厂职工总数 9748 人 其中工程技术人员 1187 人 高级工程师 380 人 工 程师 750 人 东方汽轮机厂 1996 年企业年末固定资产原值 8 25 亿 元 拥有各类设备 2656 台 其中大精稀设备 358 台 NC 加工机床 22 台 例如 INGERSOLL48 天桥龙门铣床 250T 吊车 250 数控镗铣床 精密卧式数控加工中心 200T 高速动平衡机 9 米数控立车等一大批先进设备 东 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 2 汽厂是一家技术力量雄厚 检测手段齐全 生产能力强大 企业管理先进的大型现代化工厂 近几年里 东汽厂坚持认真贯彻党中央的方针路线 全面落实机械工业打好三大战役的各项要求 以提高 经济运行质量和效益为中心 坚持稳中求进 进一步深化 企业内部改革 优化资源配置和组织结构 加强基础管理 促进技术进步 提高产品质量 增强工厂综合能力 使工 厂各项工作保持了持续 稳定的发展势头 1 东汽组织机构 目前 东汽厂拥有 14 个生产分厂 和 43 个职能处室 其树形结构见图 11 所示 2 东汽厂主导产品 亚临界一次中间再热 600MW 三 缸四排汽凝汽式汽轮机 亚临界一次中间再热 300MW 两 缸两排汽凝汽式汽轮机 亚临界一次中间再热 325MW 两 缸两排汽空冷式汽轮机 亚临界一次中间再热 300MW 三 缸两排汽供热凝汽式汽轮机 亚临界一次中间再热 300MW 三缸两排汽凝汽式汽轮机 超高压一次中间再热 200MW 系列汽轮机 功率从 0 75MW 到 50MW 的系列电 站汽轮机 包括出口马来西亚 印尼 巴基斯坦的各型汽 轮机 3 6MW 6 6MW 系列给水泵汽轮机 7 5MW 工业 汽轮机 低压加热器 凝汽器等电站辅助设备 1000MW 等级核电汽轮机 与 GECALSTHOM 公司合作生产 东汽厂生产能力及生产成绩 汽轮机是国家能源基础产业 其特点是批量小 品种 多 零件数量多 形状复杂 制造周期长 属高技术 高 附加值的产品 随着工厂的技术改造步伐加大 工厂年生 产能力逐年提高 工厂现有年生产能力为 年产 3000MW 以上 年销售收入 5 亿元以上 从建厂到 1997 年 6 月底止的 30 多年里 共开发研制 各种汽轮机 40 多个品种以满足不同用户的需要 工厂累 计生产电站汽轮机 431 台 共计 3052 万千瓦 占同一时 期国内发电设备生产总量 火电 的 20 以上 工厂的产 品销售收入共计达 35 8 亿元 利税总额累计 3 26 亿元 平均每年增长速度均高于 15 并与美国的 GE 公司 西 屋公司 英法的 GECALSTHOM 公司 日本的日立公 司 东芝公司 瑞士的苏尔寿公司 丹麦的史密斯公司等 建立了密切关系 进行了广泛的技术合作与交流 工厂产 品技术先进 质量可靠 畅销全国二十七个省 市 自治 区并出口到美国 印度尼西亚 巴基斯坦 孟加拉 马来 西亚 伊朗等国 创汇超过 4000 万美元 东汽厂把产品质量视为工厂的生命 多年来 采取各 种措施提高了产品的质量 主导产品 30 万千瓦汽轮机的 质量已成熟 稳定 达到了国际 80 年代未的先进水平 首台60万千瓦汽轮机组和首台全电调30万机组分别在山 东邹县电厂和山西阳泉电厂顺利投产 60 万千瓦汽轮机 达到了 90 年代初国际先进水平 汽轮机产品已占国内市 场的 25 4 质量管理成就 工厂为保证产品的质量 设立了独 立的质量管理 质量检验和计量三大机构 建立了完善的 质量保证体系 1978 年底开始推行全面质量管理 实施 了 大型电站汽轮机质量保证手册 质量管理和质量保 证手册 1995 年起工厂全面贯彻执行 GB T19001 ISO9001 质量体系 设计 开发 安装 服务的质量保 证模式 标准 1995 年 7 月取得 ISO9001 质量体系认证 证书 并取得一 二类压力容器设计 制造许可证 1996 年 11 月通过 ASME 总部对工厂的 ASME 联检 取得 ASMEU证书及盖U钢印资格 工厂产品合格率 达 100 优等品率达 54 59 5 科研开发成果企业要在市场竞争中立于不败之地 就要用先进的科学技术充实自己 用先进的设备武装自 己 东汽厂具有雄厚的科研开发能力 十分重视先进技术 的开发和推广应用 有一支思想品质好 技术素质高的技 术开发队伍 其中各类技术开发人员一千余人 拥有包括 高速动平衡试验台 大型滑动轴承试验台 长叶片调频试 验台 风洞试验台在内的大型试验台位十余个 以及 HP3000 70型超级小型机及SGI三维图形工作站系统和各 类先进的理化测试 分析仪器等 为东方汽轮机厂的技术 开发工作奠定了坚实的基础 东汽于 1968 年购置了第一 台电子计算机 是机械部最早使用计算机的单位之一 多 年来 工厂积极稳妥地开展 CAD CAPP CAM MRP 及 办公自动化等方面的工作 有效促进了企业的技术进步 二 实施 DFSTW CIMS 的必要 性 CIM 是信息社会中关于制造业的一种哲理 代表着当 今先进制造技术的发展趋势 这种全新的思维以实现企业 信息集成为主要标志 以部门之间计算机系统的协调 运行为基础 以增强企业在产品开发 质量保证以及管理 体制等方面的活力和市场反应能力为目标 逐步增强企业 参与市场竞争的能力 针对东汽在生产经营管理中存在的主要问题的解决 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 全面考虑 只有充分有效地利用人员 信息 设备 和技术等主要资源 才能缩短产品的生产周期 提高设计 生产能力 提高产品质量 在国内外市场竞争中占据有利 地位 要实现东汽的九五及 2010 年战略目标就应在 CIM 哲理的指导下 总体规划 全面提高设计 制造 质量 管理水平 进行这些系统的信息集成 建成适合东 汽自身经营特点的计算机集成制造系统 解决东汽在经营 管理中存在的问题 缩短产品上市时间 提高产品质量 降低产品成本 提供更好的服务 赢得更大的市场 建立 DFSTW CIMS 的必要性分析如下 市场竞争的需要 发电设备市场日趋激烈 发达国家以雄厚的经济技术 实力 挤占中国的市场以满足中国经济发展急需的能源市 场 市场对产品开发周期 交货期的要求越来越短 同时 还要求产品的质量高 价格低 服务好 包括超值服务 东汽的产品还要出口到美国 印度尼西亚 巴基斯坦 孟 加拉 马来西亚 伊朗等国 为了在竞争日益激烈的市场 中立于不败之地 抓住机遇 占领市场和扩大市场占有率 就必须采用先进的设计 工艺 制造和管理手段 改变东 汽产品开发 设计 制造周期长的状况 提高产品的技术 含量和质量 产品设计开发的需要 九五期间 东汽新产品开发工作量大 将进行 60 万千瓦机组国产化 30 万千瓦机组完善化 三排汽 20 万 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 3 机组通流部分改造 开发百万千瓦级核电机组 蒸汽燃汽 联合循环机组以及 60 万超临界汽轮机机组的开发任务 迫切需要加快 CAD CAM 技术的推广应用 目前 东汽在 CAD CAPP CAM 及 MRP 的单元技术 应用中取得了不少成绩 但还缺乏系统的考虑 CAD 的 信息不能有效传送到 CAM MRP 的关键在于 BOM 的 生成 BOM 的源头在 CAD 但目前的 CAD 还不能及时 自动生成 BOM 表 因此 必须站在 CIMS 的高度上进行 统筹规划 充分考虑信息的集成和共享 以提高产品设计 开发能力 提高产品质量的需求 质量是企业的生命 抓质量是企业一项永恒的主题 东汽的主导产品是汽轮机 其产品质量对社会宏观经济的 影响较大 用户对产品质量的要求很高 东汽虽已在计算 机辅助检测 计算机辅助质量管理等方面已取得了一些成 绩 但所有这些应用都还仅是一些孤立的点 没有形成一 个完整的计算机辅助质量管理系统 QIS 不能对产品的 质量实施实时有效的控制 难以保证产品的设计 制造质 量和产品设计制造的一次成功率 与国际接轨 国际合作的需要 东汽是一个著名的汽轮机研究 开发 设计制造企业 设计 制造 生产经营管理需要与世界先进水平接轨 随 着工厂进一步同国外商家进行技术和商务合作 能否快速 适应国际市场的需求 缩短产品开发设计生产制造周期 提高产品质量 已成为能否合作成功的关键因素之一 为 了能在国际市场中赢得更大的份额 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 提高工厂的 CAD CAPP CAM 集成化方面的技术水平 提高经营管理水平的需要 东汽现有的计算机应用系统虽然在生产经营管理中形 成 MIS 系统 正在发挥越来越大的作用 但由于计算机 网络尚未建成 难以及时 准确地向工厂领导提供生产经 营管理决策所需的原材料供应 客户 库存 资金 生产 动态等信息 影响决策 同时工厂各级管理部门的管理信 息也不能及时地传达到相应的生产经营单位 造成人 财 物的浪费 直接影响工厂的经济效益 为此 工厂必须建 立全方位的主体信息系统 以提高工厂的经营管理水平 系统升级换代的需要 东汽于 1987 年引进的 HP 的 MRP 软件系统适用于 主机型的超级小型机为核心的网络系统上 十年来为企业 实施 MIS 作出有益的贡献 但现已显陈旧 故障多 扩 展困难 同时还存在操作系统的 2000 年问题 因此 需 要通过 CIMS 工程实施的总体规划 在保护原有资源的基 础上 对 MRP 软件升级换代 开发研制适合东汽的 MIS 系统 东汽开展 CIMS 的目的和意义 1 现代企业要在激烈的市场竞争中求生存发展 就必 须以市场需求为导向 迅速开发出适销对路 成本低 质 量高的产品 设计开发是产品形成的第一环节 对于产品 的质量 销售的利润起着关键性的作用 现代市场是动态 多变的市场 对产品的需求具有品种多 批量小 交货期 短的显著特点 这就必须要求设计部门具有开发能力强 反应速度快 设计周期短的市场适应能力 工厂设计部门承担了新产品开发和老产品改造任务 近年来 汽轮机市场竞争日趋激烈 为了新增订单 工厂 采取对市场信息有求必应 对电站项目有标必争的策略 这就要求企业加大 CIMS 应用力度 增加资金投入 只有 采用 CIMS 技术才能走一条发展创新的道路 在市场竞争 中立于不败之地 2 为了提高生产能力 缩短加工周期 提高加工质量 降低加工成本 工厂在九五期间引进了一批数控机床 加工中心 使它们发挥出最大的效益的必由之路是开发适 合厂情的 CIMS 系统 如采用手工编程仅就出口伊朗 32 5 万千瓦机组 加工高中压外缸手工编程需 3 4 个月时间 而加工时间只需一个半月 而且正确性只有试加工后才能 判断 一旦出现问题将造成巨大的损失 此外 转子 叶 片的数控加工都是汽轮机关键部件 不能在加工精度无法 保证下进行试加工 这就迫切需要加快 CAM 技术的推广 应用 三 开发单位选定理由 1 东汽实施 CIMS 的思想基础 东汽的经营管理决策层 大力支持和推进工厂现代化 技术的应用 对工厂生产经营 管理中的瓶颈问题有 明确的认识 深感 CIM 思想对东汽发展的重要性 认识 到东汽对 CIMS 需求的迫 切性 厂 级领导对实 施 DFSTW CIMS 高度重视 工厂已把开展 CIMS 作为实现 两个根本转变 打好三大战役 推动工厂技术进 步的重要举措 并对 CIMS 的要求 实现目标 资金计划 列入工厂九五发展规划中 也作为学邯钢 打好三 大战役的重要内容 列入工厂实施计划 设计 工艺 生产制造各部门的中层领导已经从 CAD CAPP CAM MRP 开展所取得的成果中尝到了甜 头 对本部门开展 CAD CAPP CAM MRP 决心大 要求 迫切 技术人员对实施 DFSTW CIMS 表现出了极高的积 极性 东汽的设计处 工艺处 材料锻冶处 铸造分厂 二分厂 叶片分厂 工具分厂 四分厂 设备处 产品实 验室 自控分厂分别制订了分阶段实施计划 2 东汽实施 CIMS 的物质基础和工作基础 3 2 1 组织机构 东汽早在建厂初期就十分重视在产品设计中采用计 算机技术 1968 年购进了第一台电子计算机 成为机械 部最早使用计算机的一个单位 近年来 东汽在计算机技 术应用工作中制定了总体规划 分步实施 突出重点 务求实效的方针 在 CAD CAM MRP MIS 控 制与检测等领域开创了新的局面 在组织机构 加强力量 重新调整了计算机应用协调领导小组 由常务副厂长 总工程师宗福新 研究员级高工 任组长 协调领导小组的 组织机构见图 3 1 所示 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 4 3 2 2 物质基础 东汽已投入大量资金购买了先进的软硬件系统 其配 置如表 3 1 3 2 所示 建立了以 HP3000 70 超级小型机和 SGI 小型机为中心的网络系统 表 31 工厂现有计算机硬件配置情况 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 5 表 32 工厂现有计算机软件配置情况 3 2 3 工作基础 经过 28 年的计算机应用推广 东汽已在许多方面取 得了相当的成果 为实施 DFSTW CIMS 奠定了良好的工 作基础 在 CAD 方面 设计处的产品设计计算已全部采用 计算机 所有出厂技术文件已取消蓝图 用计算机输出图 文并茂的技术文件 采用 CAD 技术进行 300MW 机组辅 机全套投标图调节部套图 高中压外缸三维图和转子施工 图的辅助设计 出图 叶片的型线 汽轮机隔板已采用 CAD 技术 已形成叶片样板 CAD 光滑量规 CAD 以及 叶片型线铣刀 CAD 工作 CAD 技术对工厂技术进步 为 做到投产一代 研制一代 开发一代 构思一代起到了关 键作用 在 CAE 方面 采用先进的 Pro E 以及 CAE 软件 Ansys 对汽轮机重要部件 主机 辅机 调节 轴承 进 行有限元分析 强度振动计算 叶片汽动分析 热力系统 计算 转子设计分析以及凝汽器流场数值分析计算 为提 高机组性能质量取得了显著效果 在 CAM 方面 工厂从美国引进的 CAM 软件 CAMAX 针对引进的数控转子车床进行实体造型 刀位轨 迹仿真 产生 NC 后处理程序 已成功用于 200MW 300MW 机组高 中 低压转子的数控加工 一等品率达 100 收到明显效益 为充分发挥国产数控立铣 XK5040 的作用 成功地将二座标改成四座标联动 用 CAMAX 软件编制了加工汽轮机扭曲叶片的后处理程序 成功地加 工型面复杂的扭曲叶片 已引进数控镗铣床 五座标数控 铣床 正在组织对 300MW 机组高中低压外缸以及复杂叶 片进行计算机数控自动编程工作的研究 在 MIS 方面 推广应用 MRP 技术并注意 CAD CAM 与 MRP 的接口 建立主导产品的 BOM 数据 库 在库存管理 生产管理上已取得了明显的效益 提高 了管理水平 减少了库存积压 加速了库存资金和物资的 周转 减少了资金占用 仅供应处 96 年比 95 年库存资金 占用减少了 1700 万元 工厂还在财务 人事 设备 能 源等方面广泛采用计算机技术并将逐步走向网络技术数 据共享方面的开发应用 在质量系统计算机应用方面 已在质量管理 质 量检验 计量管理 材料试验 产品试验等领域进行了计 算机应用试点推广 并于 96 年建立了质保处计算机应用 规划 质量系统计算机网络框架构想 材料试验应用规划 三个规划 在计算机应用人才培养方面 东汽从开展计算机 应用 28 年以来 培养了一大批从事计算机应用的专业人 员 目前 从事 CAD CAPP CAM MRP 的专业人员 110 人 他们在 CAD CAPP CAM MRP 工作的第一线从事开 发应用工作 并作出了卓越的贡献 这是东汽实施 CIMS 的动力 东汽在资金较为紧张的情况下对开展 CAD CAM Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 6 MRP 所需资金给予充分保证和逐步投入 东汽在计算机应用技术实践中取得了许多成功的 经验 也吸取了教训 对 CIMS 软硬件平台 数据库技术 网络互联 通讯接口技术有了更深刻的认识和更高的需 求 为系统实施奠定了基础 近年来 东汽在充分调究和分析的基础上 先后 制定了东汽厂九五期间计算机应用规划 东方汽 轮机厂 CIMS 项目实施规划 东方汽轮机厂质量工程 CIMS 应用规划等文件 有力地促进企业实施 CIMS 工 程的决心和信心 并按 CIMS 工程的要求开展了部分工 作 四 DFSTW CIMS 的目标和内 容 4 1 东汽 CIMS 总体设计的指导思想和目 标 指导思想 东汽 CIMS 工程是以市场为导向 以产品为目标 以 效益为驱动 瞄准世界先进水平 采用 CIMS 技术加快新 产品开发进程 提高产品在市场竞争中的快速响应能力 在具体实施中 贯彻统一规划 重视基础 有限目标 重 点突出 务求实效的思想 总体目标 在 CIMS 哲理指导下 针对东汽生产经营的特点 应 用并行工程等先进制造模式 开发以汽轮机产品设计制造 过程需要的 CAD CAE CAPP CAM 集成系统 并与 PDM 等有机结合形成技术信息分系统 TIS 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 对 MRP 软件进行更新升级 以提高关键零件 工序加工自动化为目标 建成叶片 汽缸和转子制造的 DNC 加工自动化单元 与 CAM 生产调度优化等结合形 成初步的制造自动化分系统 MAS 以全面质量管理的思 想为指导 按照 ISO9001 标准 建立适用于生产经营活动 质量管理网和质量控制体系 应用 CAT 技术 形成全厂 质量保证分系统 QIS 应用先进计算机网络技术 在东 汽计算机网络和数据库环境的支持下 将上述分系统有机 集成形成 DFSTW CIMS 框架 以实现信息共享 信息集 成 适应东汽九五规划和 2010 年战略目标的需要 4 2 技术信息分系统 TIS 目标内容 建成以PTC公司CAD CAM软件Pro E和Auto desk 公司 Auto CAD R14 为软件环境 高档服务器 高档微机 构成的工厂Intranet网络为支撑硬件环境的TIS开发平台 初步建立汽轮机产品关键零部件图库和产品数据 库 初步建立汽轮机标准件图库和数据库 实现汽轮机设计计算机化 主导产品的关键零部 件设计全部采用 CAD 技术 设计技术文件取消蓝图 全 部实现计算机输出 设计计算全部采用计算机 建成标准 件 通用件以及汽轮机关键零部件的参数库和图库 建立 工程图纸扫描处理系统 充分发挥 CAD CAM 软件 Pro E Ansys 的作用在汽轮机设计中采用 CAE 技术进行工程分 析 实现 CAD CAE 的集成 针对汽轮机高压 高温 高速运行条件 采用大 型三维有限元分析 FEA 软件 Ansys 进行静动力分析 响 应分析 对强度 振动 热力系统进行分析计算 提高产 品设计质量 在 CAPP 方面 建立 CAPP 应用开发平台 计算机辅助工艺管理 CAPM 系统 工艺设计普遍计算机化 采用半创成式方法建立隔板的 CAPP 系统 初步建立工艺文件库 工序图库 零件特征参数数据 库 材料消耗定额采用计算机自动编制 在焊接工艺领域部分采用 CAPP 技术 开发完成计算机辅助钢板下料系统 对工厂九五期间引进的数控龙门铣 数控落地 镗床 数控车床 数控叶片型线加工中心 数控多头钻床 数控万能刀具磨床以及数控火焰切割机等自动化设备深 入扎实有效地开发 CAM 自动编程功能 对汽缸 转子 叶片等关键零件进行三维实体建模 曲面造型 数控自动编程 刀位仿真和 NC 加工 充分发挥工厂配备的 SGI工作站以及引进美国PTC 公司的 CAD CAM 软件 Pro E 的作用 建立汽缸 叶片 转子的三维实体建模 参数化设计和 CAD CAPP CAM 集 成系统 加强 CIMS 推广应用人员培训工作 实现工厂设计 人员 100 会应用 CAD 技术 在工艺人员中要求 80 的科 技人员掌握应用 CAPP 技术 研制开发汽轮机通流部分计算机辅助装配系统 在装配设计方面 除约束装配外 还具有零部件层次结构 的管理功能 干涉检查 自动生成表示装配关系的爆炸图 自动生成明细表以及计算物理特征量 4 3 DFSTW CIMS MAS 目标 DFSTW CIMS MAS 分系统主要针对汽轮机组的关键 零部件建立 由三条柔性计算机直接数控机床 DNC 生 产线组成 具有车间控制 单元控制和设备控制分层递阶 结构 建立 CIMS 环境下的叶片 汽缸 转子加工车间 DNC 提高关键零部件加工能力 建立叶片加工车间 DNC 柔性生产线 该系统由六 台五轴联动数控铣床 精密卧式加工中心 数控多轴多座 标铣床与多台微机组成 实现叶片 NC 编程直接传输机 床 叶片加工仿真 并实现与 TIS 系统的信息交换 针对叶片加工 开发单元控制软件 用于管理七 台数控加工中心 实现优化调度 建立汽缸加工车间 DNC 系统 该系统由一台数控 龙门铣 一台 250数控镗铣床 一台数控5m立车 高5m 加工直径 8 5m 组成 建立转子加工车间 DNC 系统 该系统由一台数控转 子车床组成 建立工具 刀具 夹具和半成品的存储管理系统 实现工 刀 夹具的集中管理与调度 完成车间计算机局域网建设 并与全厂计算机网 络连接 实现与 TIS QIS MIS 的信息通讯 4 4 DFSTW CIMS MIS 目标内容 扩大 MRP 的应用面 首先是扩充公共 BOM 库 建立工厂主导机组的 BOM 库 第二 逐步促使其它未应 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 7 用 MRP 系统的职能部门和分厂尽早采用 第三 逐步 从部门 分厂级扩展到工厂级 完成 HP MRP 的升级换代 工厂现用 MRP 是 1987 年购买的 目前必须进行升级换代 但又必须保证 原有工作的继承性 实现新旧 MRP 系统数据库转换是 第一期工程的重要目标之一 改造和完善现有设备动态管理 能源管理 财务管 理 人事劳资管理和综合统计等子系统 并使其能在网络 上运行 建立起档案信息子系统 实现各类重要历史数据电 子信息档案 制定管理类信息编码体系和编码规则 定义所需编 码 全面完善经营管理 计划管理中包括销售 报表 外协件 设计计划 生产计划等的功能模块 完成综合信息统计与分析的基础上 建立包括生产 能力评估 产品报价和投标决策功能的决策支持系统 使 MIS 分系统的各子系统 包括 MRP 之间全面实 现集成 并实现 MIS 与 TIS QIS MAS 的信息集成 4 5 DFSTW CIMS QIS 目标内容 DFSTW CIMS QIS 的目标是以全面质量管理 STQC 的思想 深入贯彻 ISO9001 标准 在工厂主要生产经营活 动过程中 以原材料采购检验 产品设计开发 制造 装 配 检验到产品的售后服务整个过程 能够对关键零部件 的主要工序进行信息收集 处理和反馈 有效地进行产品 质量管理和质量控制 并实现与 MIS TIS MAS 各分系 统的信息集成 采用先进的手段和方法完善科学的质量保证体系 完成主要产品质量目标和质量计划的计算机辅助管理 建立原材料质量信息库 基本实现质量档案的计算 机管理 对关键零部件的关键工序实现计算机辅助检测 并 初步建立零部件质量信息库 并实现关键零部件的计算机 辅助跟踪管理 基本实现质量管理信息与各职能部门及分厂的传 递 建立计量标准库 实现计量系统计算机化改造 在全厂网络和分布式数据库的支持下 全面实现质 量管理 质量检测 标准计量内部和相互之间的数据交换 在质量管理 质量检测和标准计量的基础上 保证 关键零部件和整个产品的原材料进厂到产品出厂及售后 服务的动态质量控制 4 6 DFSTW CIMS 网络与数据库分系统目 标内容 为满足 MIS TIS MAS QIS 四个分系统对信息共享 和信息集成的需求 为四个分系统提供软件资源共享 建 成东汽企业内部网络INTRANET 为实现与国际接轨 加强国际合作与交流 实现 INTRANET 与国际互联网络 INTERNET 的信息传递 建立基于 Microsoft SQL Server 逻辑上统一物理上分布的 支持关系数据模型的分布数据 管理系统 实现企业内部信息的有效 受控的共享 所建 网络和数据库系统应保证可靠性 安全性 可扩展性 具 有良好的开放性 完成企业光纤主干网络及各子网的设计和铺设工作 完成主要结点总厂子网及德阳分部局域网的互联 实现 INTRANET 及 INTERNET 的数据交换 设立网管软件系统及防火墙 建立企业规范的数据库标准与管理措施 根据企业软件管理规范标准 建立以 Microsoft SQL Server 分布式数据库为主和以 Foxpro 为辅的数据库支撑 环境 完成 MRP 系统 BOM 中涉及到的工厂主导产品的 数据到 SQL Server 数据格式的转换 五 DFSTW CIMS 项目技术的 可行性 需求分析 方案概要 设计 5 1 需求分析 5 1 1东汽实现战略目标存在的主要问题 东汽作为我国大力发电设备的主要制造厂家 其产品 特点是批量小 品种多 形状复杂 生产周期长 单台汽 轮机零件数近十万余件 导致工序复杂 库存品种多 企 业现行系统为三级管理模式 即工厂领导组成决策层 各 综合职能部门负责企业的计划控制 由各处 分厂以及车 间工段组成作业管理执行层 根据东汽的现状和生产经营 管理的特点 依据市场竞争的判断 影响东汽实现战略目 标的主要问题是 国内外市场竞争激烈 发电设备市场竞争激烈 发达 国家以雄厚的经济技术实力 一方面采用单机容量大 另 一方面采用高蒸汽参数超临界汽轮机挤占中国市场以满 足中国经济发展急需的能源市场 东方汽轮机厂的机组热 力性能以及控制系统方面与发达国家先进机组相比仍有 差距 快速应变能力较差 产品交货期偏长 在激烈的国 内外市场竞争中 市场需求随时都在动态变化 对企业投 标和交货期要求越来越高 目前东汽厂投标报价的科学 性 准确性 快速性等方面与国外企业差距较大 市场要 求产品开发周期短 交货期短 质量高 服务好 迫切要 求工厂提高整体实力和快速反应能力 开发手段还不能满足要求 水平还有待进一步提 高 工程技术人员尚未完全从繁琐的事务中解放出来 近 几年来随着改革开放的进一步深入 东方汽轮机厂与国内 外同行合作 交流日趋增多 特别是与国外厂家合作生产 制造 设计与制造水平存在一定的差距 世界工业发达国 家不仅生产火电汽轮机 而且大力发展核电 所占比重不 断增长 东汽目前与法国阿尔斯通合作核电机组刚开始起 步 生产能力急需提高 工厂一方面积极筹集资金购买 一批数控设备 另一方面也急需解决计算机自动编程技术 以缩短加工周期 提高加工质量 东汽始终把产品质量放在生产的第一位 建立了完 善的质量保证系统 促进了产品质量的提高 但由于受资 金的影响 质量系统存在的问题是 质量系统计算机配置量过少 网络及质量管理软件缺乏 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 8 计算机辅助检测工作尚未起步 急需一大批软硬件 配置及技术性攻关 如射线探伤评片专家系统 实时成像 系统等 质量档案计算机管理工作刚刚开始 由于计算机软硬件技术发展快 工厂在 七五 八 五 期间购置的 CAD CAM MRP 软硬件已不适应系统 的要求 例如 目前在 SGI 工作站上 32M 内存 调用 一个汽缸实体建模造型要花一个半小时 用 Ansys 对低压 外缸有限元分析 静力分析需 小时 动力分析模态分析 需 3 4 小时 做响应分析需 小时 迫切需要升级更新 CAD CAM 技术是随着计算机软硬件逐步发展的 就必然出现不同时期的软硬件平台数据交换的问题 例如 在 Unix 操作系统下用 Pro Engineer 开发的 CAD 软件向 CAM 软件 CAMAX 传输 Anto CAD GHCAD XTMCAD 与 CAPP CAM 的数据交换 尽管可生成 DXF 文件 DWG 文件 IGES 格式 但实际操作时有丢失数据现象 因此 迫切需要采用统一的符合国际标准的 CAD CAM 开发标 准 以及产品建模和数据交换标准 以使在产品生命周期 各阶段实现产品数据自动交换 5 1 2影响东汽的瓶颈 东汽经营管理从过去的国家计划生产型逐渐转变 到现在的市场为主导的生产经营型企业 面对国内外市场 的激烈竞争 表现出产品设计开发手段和生产经营管理模 式尚不能完全协调一致 影响企业经济效益和发展的瓶 颈和制约因素是 设计 工艺 制造及管理部门之间的信息不能实 时共享 设计信息不能及传递给工艺部门进行工艺文件的 编制 也不能及时传递给生产制造部门直接使用 管理部 门不能及时了解设计 工艺以及生产制造的情况 影响了 管理决策的实时性和准确性 影响了产品一次性设计成功 率 延长了产品的设计制造周期 标准 规范统一性较差 在标准化 规范化方面 工厂在实施和应用 MRP 的过程中 逐步形成了一些部 门级的标准和规范 取得了一定的效果 但在扩大 MRP 的应用面中 部门级之间的标准和规范时有冲突和矛 盾 目前急需建立和完善工厂级统一标准和规范 东汽现行投标报价过程是由各有关部门将资料通 过文件 报表方式提供给销售部门 成本估算是由经营处 价格部门根据这些资料 按照以往的经验类比估算出成本 及交货期 缺乏科学性与准确性 标书准备过程较长 东汽积极推进加工制造自动化单元技术的应用 先后成功地实现了关键数控设备的改造 引进了一些数控 加工设备 取得了良好的效益 但从总体上来说 加工设 备的 NC 化程度不高 需要加速对现有设备的数控改造和 引进必要的底层自动化设备的步伐 对工厂实施并行工 程 敏捷制造等先进制造技术应用不够 目前 由于全厂 的计算机网络系统尚未建成 企业仍按市场 设计 工艺 制造 检测 销售服务的串行模式组织生产 汽轮机产品的市场需求是动态变化的 这就要求 生产厂家对市场的动态需求作出快捷准确的反应 目前国 内外汽轮机市场要求的供货时间越来越短 留给厂家的设 计制造周期也越来越短 东汽在设计手段 工艺水平 新 产品研制开发能力以及制造水平方面与国外厂家相比 还 存在一定的差距 导致生产技术准备周期 制造周期及产 品交货期偏长 难以满足用户的需求 5 2实施原则 DFSTW CIMS 工程是一项开发周期长 投资强度大 技术难度高 涉及面广 关系到企业长远发展前景的大型 系统工程 紧紧围绕企业技术改革和 2010 年战略目标 结合企业实际 在较高起点上设计出具有开放性的 适合 本厂实际的计算机集成系统 在 DFSTW CIMS 工程实施 过程中应遵循以下原则 1 CIMS 的实施 不搞不切实际的高 大 全 不 搞一哄而上 不搞盲目攀比 而是重点突出 以点带 面 注重实效 走投资少见效快的道路 2 注重人的因素第一 实行项目负责人制度 有 针对性地培养一支多层次的专业技术人才 重奖在 CIMS 技术攻关中为工厂做出重大贡献取得显著效益的科技工 作者 3 在充分利用企业现有设备和条件的基础上 购 置必要的先进软件硬件 坚持自主研究与引进先进技术相 结合 努力走出一条引进消化 推广应用 改进提 高的科技开发工作的新路子 避免无益的重复开发和资 源浪费 4 以市场为导向 以提高经济效益为中心 以开 发新产品为重点 切实有效提高工厂加工能力和产品质量 水平 5 严格按软件工程规范和CIMS 有关标准规范进 行开发设计工作 保证 DFSTW CIMS 具有良好的开放性 柔性和实用性 6 注重总体规划 采取分期实施 重点突破的原 则实施 5 3 总体结构和主要功能 DFSTW CIMS 划分为四个应用分系统和两个支撑 系统 即技术信息分系统 TIS 管理信息分系统 MIS 质量保证信息分系统 QIS 制造自动化分系统 MAS 计 算机网络 NET 和分布式数据库系统 DB 四个分系统是 在网络和数据库构成的支撑环境下建立的 而网络和数据 库支撑环境又建立在计算机系统硬件平台及其操作系统 软件平台上 其体系结构如图 5 1 所示 功能框架见图 5 2 所示 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 9 1 TIS 通常划分为 CAD CAE CAPP CAM PDM 等功能模块 目的是使产品开发活动更有效进行 TIS 是 DFSTW CIMS 中的主要信息源 为 MIS 和 MAS 提供 BOM 表和工艺规程等信息 2 MIS 是以 MRP 为核心 从制造资源出发 考虑 东汽进行经营决策的战略层 中短期生产计划编制的战术 层以及车间作业计划与产生活动控制的操作层 其功能履 盖市场 物料 生产计划与控制 财务 库存 档案 技 术管理等部分的活动 3 MAS 主要是针对叶片 转子 汽缸建立的 DNC 加工制造单元的基础上通过计算机网络而组成的制造 自动化分系统 在计算机控制与调度下 将 NC 代码传输 送到 NC 机床 完成产品加工 并将制造现场信息及时反 馈到相应部门 4 QIS 包括质量决策 检测与数据采集 质量评价 控制与跟踪等功能 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 10 5 NET 是支持上述分系统的开放型网络通讯系统 按照国际标准网络协议 实现东汽异构局部网络 异种机 互联 支持资源共享 分布处理与分布数据库操作的需要 东汽 CIMS 的 SQL Server 数据库在逻辑上是统一的 物 理上是分布的 以实现企业数据共享和信息集成 5 4D F S T W C I M S 分系统技术方案与技 术路线 5 4 1 TIS 的功能 技术方案与技术路线 图 5 5 CAM 子系统功能 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 11 图 5 5 CAM 子系统功能 2 CAD 子系统流程 3 TIS 技术方案与技术路线 DFSTW CIMS TIS 分系统以汽轮机系列产品为对象 Pro E MDT ANSYS 等软件为平台 建立贯穿产品设计 分析和制造的全过程的开放性 CAD CAE CAPP CAM 集 成的技术信息系统 并开展并行工程技术的推广应用 技 术方案如图 5 6 所示 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 12 技术路线 DFSTW CIMS TIS 系统须坚持自顶向下的规划 设计和由底向上的分步实施原则 将并行工程思想融入以产品概念生成 设计 生产 制造到售后服务的产品全生命周期的生产经营活动 中 其中要特别重视 CAD 与 CAPP 的并行设计 在分布式数据库和开放式网络系统支撑下 以 MDT Pro Engineer Ansys 等为软件开发平台 以 HP 工 作站 高档微机为硬件开发平台 首先解决二维应用技术 一方面将工厂设计人 员从繁琐的绘图中解放出来 另一方面着手建立汽轮机标 准件及关键零部件库 建立图纸文档管理系统 缩短 CAD 开发应用周 期 积累经验后总结推广应用 采用微机平台的 CAD CAPP CAM 系统 以便在 工程技术人员中推广 CAD CAPP CAM 技术 软件采用 世界上应用广泛 功能强大的 AutoCAD R14 该软件是 有强大的二维图形处理功能与工程数据库交换信息的能 力 充分发挥工厂已配备的 SGI 工作站以及引进美 国 PTC 公司的 CAD CAM 软件 Pro E 的作用 进行在汽 缸 隔板 叶片的三维实体建模 参数化设计以及为 CAM 提供加工信息 着手开发 CAD CAM 一体化技术 为抓好微机版三维造型与 CAM 开发 选用 Auto CAD R14 Auto Designer 包括装配设计及干涉检查的高 级三维实体设计 Autosurf 高级曲面造型 是目前唯一 融合二维与三维设计的平台 工艺部门 工艺处 材锻处 在隔板 CAPP 推 广应用中上一个台阶 采用 CAPP 进行成组零件编码 工 艺管理 工艺生成 工时 材料 成本定额统计等开发 CAM 技术 采用集成于微机版的 CAM 软件 以便使 CAD CAPP CAM 运行于同一界面下 采用同 一个数据库 一方面容易被工艺及加工分厂接受 另一方 面为系统集成打下基础 5 4 2 MIS 的功能 技术方案与技术路线 MIS 的功能结构 DFSTW CIMS MIS 是以企业广义资源 物料 设备 资 金 人力 需求出发 考虑企业经营决策的战略级 中间 管理级和车间作业计划监控的战术级 功能覆盖全厂主要 管理职能 以生产计划和控制为中心的集成信息系统 MIS 按照功能和管理层次 划分为 9 个应用子系统 分别 是物料管理 生产管理 计划管理 财务管理 设备能源 管理 人事管理 经营管理 档案信息管理和决策支持子 系统 其功能结构如图 5 7 所示 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 13 MIS 的技术方案和技术路线 在 Microsoft SQL Server 分布式数据库的基础上 建立 DFSTW CIMS MIS 将现有的 HP MRP 进行升级换代 由于新旧版本的 内部基础数据库不一致 必须开发两者之间的内部数据库 接口软件 实现历史数据向新版本转换 开发 Microsoft SQL Server 数据库与新版 HP MRP 内部数据之间的接口软件 实现 MIS 分系统的其它子系 统与 HP MRP 物料和生产管理 之间信息集成 按照国标 部标和厂标 制定工厂级编码体系 按照 MRP 的思想 应用 IDEF1X 方法 建立 自行开发子系统的信息模型图 并改造和开发基于客户机 服务器体系统结构的各子系统 5 4 3 MAS 分的功能技术方案与技术路线 MAS 的功能结构 MAS 分系统组成方案见图 5 8 所示 各功能模块 的关系见图 5 9 所示 Create PDF with GO2PDF for free if you wish to remove this line click here to buy Virtual PDF Printer 计算机应用 倍增计划 优秀项目选编 14 MAS 的技术方案和技术路线 DFSTW CIMS MAS 工程应结合企业技术改造 进行 以助于企业实现九五规划和 2010 年战略目标 DFSTW CIMS MAS 工程应该真正有效地提高 关键零件及关键工序的加工能力 提高产品的质量水平 DFSTW CIMS MAS 工程技术方案应体现精益 生产思想 车间管理器既完成车间内部的信息管理 又通 过网络与数据库系统与 TIS MIS 和 QIS 分系统实现通 信及数据共享 MAS 内外部接口 MAS 子网通过车间网络上 网 MAS 的 DNC 单元控制器和车间控制器就是 DFSTW CIMS MAS 在车间的高档服务器 单元控制器通 过通讯接口卡实现对多台加工中心的巡检和任务下达及 NC 代码的统一分配和管理 5 4 4 QIS 的功能 技术方案与技术路线 QIS 的功能结构 根据 DFSTW CIMS QIS 的目标 QIS 主要包括质量保 证 质量检测与控制 标准计量 质量综合信息管理四个 子系统 如图 5 10 所示 该分系统主要具有以下功能 根据市场要求和企业经营目标 按照 ISO9001 标准