加速石油机械制造业住处化实现跨越式发展（二）

1、加速石油机械制造业住处化实现跨越式发展（二）,/乎第勰卷第1I期石油机械2O0O点,421世纪论坛-.加速石油机械制造业信息化实现跨越式发展(二)童蕊整(中国石油物资幕备(枭团)总会司)了F7-/-/摘要只有建立在信息技术基础上的现代制造业,才能构筑国家综台国力的强大基础.我国政府据此采取了一系列措施,为制造业的信息化提供了条件和机遇.中国石油天然气集团公司的离散流程制造业和连续流程制造业,按照国家863/(:IMS主题的总体规划,已有多家企业在CIMS工程实施中获得明显成效,其企业管理水平,技术水平和经济效益都有大幅度提高,证明实施CIMS是加速石油装备制造企业信息化的有效途径.今后的任务是

2、,以实施CIMS工程应具备的条件和应遵循的原则,逐步引导集团公司制造企业规范实施CIMS工程./主题词.三垫垫机械制造兰信息技术及其产业发展为制造业的信息化提供条件和机遇制造业的重要性是不言而喻的.简言之,它是国民经济的发动机,对外贸易的支柱,国家安全的保障,实现工业化的源泉和推进现代化的原动力.一个没有强大制造能力的国家.永远不可能成为经济强国.当前,只有建立在信息技术基础上的现代制造业.才能构筑国家综合国力的强大基础.实现国家工业化必须同时实现信息化,这已为世界各国的实践所证明.当前,以微电子技术和软件技术为核心,以数字化和网络化为特征的信息技术.正在使人类的生存方式和生产方式发生深刻的革

3、命.以CAD,CIMS为切人点实现制造业的信息化.将成为我国的重要举措.制造业的信息化还将直接促进信息技术及其产业的发展.目前开展制造业信息化的环境已经成熟,我国生产的计算机,网络和通信技术可以提供有力支持.我国政府为推进制造业的信息化,采取了一系列的措施,例如加深认识制造业信息化在国民经济-黄志潜简介见本刊2O0O年第10埔.计算机集成制造系统发展中的重要作用;充分发挥各级政府和部门的作用,加强政策引导;进一步做好CAD,CIMS中关键技术的开发,应用和普及工作;建立和健全制造业信息化推广网络体系;吸引和培养人才,鼓励制造业信息化中的创新等.还提出国有企业的改革脱困要与企业的信息化结合起来,

4、指明我国进人国际大型企业行列的少数企业应率先大力应用信息技术;一批能够生产高附加值产品但生产过程中尚未使用高技术的企业,尤其需要推行信息技术;大量传统企业的技术改造应逐步采用信息技术;要以大制造的概念来推进制造业的信息化.加速石油机械制造业信息化实现跨越武发展经过几十年的努力,我国已建立起一个比较完整的石油装备制造体系,可提供勘探开发所需的70%以上的设备.在发展自制设备的过程中,注意了同外国公司的合作与先进技术的引进,从而保证了自制设备的先进性,国际通用性和对开发各种油藏的适应性.常规石油装备的制造能力,除可满足(收稿日期:200o一07一I9)2石油机械2000隹国内需要外,已有条件向国外

5、出口部分产品,1998年出121额约为2.7亿美元.产品出121将成为我国石油装备制造业的新的经济增长点-2J.但是,石油机械制造业目前也存在相当多的问题,例如国内市场上整个行业供太于求,竞争激烈;低水平重复投资,重复建设仍然时有发生;新产品开发力量薄弱,技术含量高的产品开发缓慢,老产品失去竞争力,以致企业订货严重不足,无法正常运转,或者被迫贷款经营,压价促销,甚至亏本销售;企业运行机制不适应市场经济需要,人员大量富余,劳动生产率低下,历史负担沉重,产品成本上扬,企业效益下滑,亏损企业数量增加.以及产品出口缺少成套措施,国际市场开拓缓慢-2_,等等.我国石油机械制造业面临困境的根本原因,在于管

6、理思想和管理模式的落后,以及信息技术应用的落后.虽然许多企业不同程度地采用了一些信息技术,但多属单项技术,缺乏总体规划与设计,没有实施系统的信息集成和过程集成,也就未能实现系统优化和总体效益.因此,加速石油机械制造业的信息化,大力采用先进的管理思想和管理模式,应用信息技术,建设CIMS应用工程,实现跨越式发展,是从根本上改变石油机械制造业落后状况的有效途径.1.石油勘探开发离散流程制造业应用CAD与CIMS初见成效(1)骨干企业推广0等技术至今已有l5年之久,硬件和软件已更新换代,目前重点产品的设计已甩掉图板.有限元分析,优化设计,可靠性分析,三维实体造型和动态分析等设计技术已得到不同程度的应

7、用.新产品开发速度和设计质量较前已有很大提高.但各个企业的发展很不均衡.(2)1989年,国家科委863/CIMS主题开始进行CIMS应用示范工程,l0年来坚持效益驱动,总体规划,重点突破,分步实施的方针,采取发展高科技,实现产业化的方式,到I999年底,已在约250家企业实施CIMS应用,提高了企业的技术水平,培养了CIMS实施科技及管理人员,取得了显着的经济效益.现已总结出在我国实施CIMS的经验和一套约定,规范,标准,方法及工具,并形成了一批高技术产品.预期到20O0年底成功实施CIMS的企业将达到200家以上国家科技部已将CIMS主题列人我国下一世纪高技术发展计划S863计划中I+1J

8、.原中国石油天然气总公司从1995年起,便在江汉钻头厂实施CIMS工程,其中一期工程已于1996年完成,取得了显着效果(见表1);二期工程也将于2(g)0年完成,至今已取得明显效益(见表2).两期工程实施以来该厂各年度净利润增长情况见表3.表1江汉钻头厂Jz_CIMS一期工程目标实现情况f19951996)1996正项目实施前工程目标实际达到牙轮钻头生产周期(周)I8一1416(靖短2o%)810废品卓(%)149142(减步5%)144年废品损失(万元)305290213流动资金占285832+3483(减少%)22295用(万元)工艺文件准备时问(月)20505金刚石钻头生产周期(阔)41

9、表2江汉钻头厂JZ-CIMS=期工程目标实现情况f19972000)项目1工程目标191螂19992O00上半辞钻头生产周蛸(周)8104678675646品种数量(种)6815.86106159179最小批量10510521(只/批)流动比率150200柳41706o294(%)售摔(%)64605790553856.315280张1O3022591051(种/年)表3江汉钻头厂实施T:-CIMS工程以来各年度净利润增长情况c19951999)项目1995I1996l1997l1998l1999净利润(万元)2005J3l29J4947J88J5613按照国家863/CIMS主题的总体规划,

10、中国石油天然气集团公司又选择威阳钢管钢绳厂进行CllV示范应用,已在国家863计划中立项,将于2000年完成.此外,国家863/CIM5主题专家组已选定7家-原属中国石诎无然气总公司的江汉钻头厂.于1998年划归中石化集团公司,同年1O月改钢为江泣钻头股份井在国内上市.第28卷第l1期黄志潜:加速石油机械制造业信息化实现跨越式发展(二)3企业作为并行工程CE关键技术的试用推广企业,其中.由中石油集团公司和中石化集团公司承担的国家项目石油钻头并行工程应用工程.正在西南石油学院和江汉钻头股份实施,工程目标如表4所示.表4石油钻头并行工程目标(1998200O】变型设计变型设计各产品平全新产品年份产

11、品数量平均周期均更改单设计能力(种/年)(同)数量(张)(种/年)目标5045减少5o%121997笠8127一B11998596722199910523142.石油化工连续流程制造业应用CIMS效益显着(1)连续流程工业CIMS的特点流程工业是通过混台,分离,成型或化学反应使材料增值的行业,其生产过程可以是连续的或成批的,通常需要严格的过程控制和大量的资本.流程工业CIMS是ClM思想在流程工业的应用.具体来说,流程工业CIMS就是在获取生产流程所需全部信息的基础上,将分散的控制系统和管理决策支持系统有机地集成起来,形成一体化的企业生产自动化集成管理系统.连续流程制造业与离散流程制造业具有许

12、多不同点,这些特点决定了其cIMs实施的技术要求,信息模型和实施支撑技术与离散制造业的不同.CIM哲理用于离散流程和连续流程制造业的主要区别,一是离散流程制造业CIMS以集成制造CAD/CAPP/CAM和制造资源规划MRP一为中心展开,连续流程制造业CIMS则以控制/优化/调度为基础展开;二是离散流程制造业CIMS以缩短制造周期,减少库存和加央产品更新为目标,而连续流程制造业CIMS以保证过程平稳生产,反应单元高效转化为目标,其工艺流程和产品具有相当的稳定性;三是两者的CAD概念有很大差别.(2)连续流程工业CIMS的关键技术总体技术注重系统的集成性,开放性,连续性,稳定性,一致性和发展性,支

13、持管理模式重组,生产数据重构和各种关键技术集成;过程控制以控制生产平稳为目标的系统控制过程,是流程工业CIMS实施的基础;流程模拟针对生产的物理化学过程进行机理模拟与分析,给出最优生产工艺方案;先进控制以控制生产达到更高控制精度,实现卡边控制为目标的控制策略和技术;实时数据库实时数据库与关系数据库的结合是连续流程工业生产的特点,利用实时数据库完成对生产散点数据的采集和管理,才能使生产数据及时得到重构和汇总,以支持生产调度,生产管理和经营决策;管理决策支持支持从生产计划,排产,质量监测,设备维护,原材料供应,资金周转,成本核算,产品销售等方面对生产的管理和决策;其他在线优化技术,基于lnteme

14、t的浏览器技术和生产装置智能故障诊断技术等.(3)连续流程工业CIMrS系统结构模型lJ为实施连续流程工业CIMS,美国和欧共体等都推出了其流程工业CIMS的框架模型,如美国Purdue模型,IBM公司CIM模型以及欧共体的C1MOSA模型(ComputerIntegratedManufacturingOpenSystemAmhitecture)等.连续流程企业CIMS体系结构一般可分为6层,即生产过程层,过程控制层,生产监控层,生产调度层,计划管理层和决策层.因此,注重连续流程企业特点和实际需求进行CIMS总体结构设计,是成功实施CIMS的关键.(4)应用现状已于1999年7月通过国家立项的

15、大连石化公司DP_IcIbiS一期工程建设,预期经济效益显着:将一催化装置已实现的在线调优建设应用到三催化装置,可获效益11130万元/年;减少库存资金占用10%,年节约贷款利息60万元;降低采购成本0.3%,维修费1%,年节省240万元;实现生产装置集中控制,可减少操作人员3o人,降低成本9o万元/年,总计可获效益1490万元/年.此外,计划编制优化软件投入运行还可带来可观效益.同时通过国家立项的大庆石化总厂化工一厂DQE_CIMS一期工程,预期经济效益也比较显着,例如采用裂解装置APC控制.年增效益360万元;采用生产技术辅助决策支持系统,可使生产装置以最小波动和最短时间实现状态转换,年增

16、效益319万元;由于系统实现信息集成,生产经营过程得以有效控制和优化,可使成本下降,年增效益200万元.总计可获效益879万元/年.在此期间,乌鲁术齐石油化工总厂和大庆石油化工总厂化肥厂经过3年努力,已于20OO年自行完成了CIMS一期工程,正在争取国家授牌.该工程获d石油机械20O0董得的直接效益有:应用合成氨装置在线模拟,可优化工艺参数,增加合成氨产量,降低燃料消耗,年增效益370万元;生产数据采集与监测系统可及时准确地控制生产过程,降低生产成本,仅降低蒸汽温度和压力波动一项,每小时便可节约蒸汽6t,年增效益569万元,总计可获效益939万元/年.3.大力推广信息技术.逐步引导集团公司制造

17、业实施CIMS(i)企业实施CIMS工程应具备的奈件企业有适销对路的产品和稳定的市场,在生产,销售,新产品开发和技术改造等方面已进入良性循环;企业管理严格有序;在生产经营的各个环节,各项计算机单元技术(如CAD,CAPP,CAM,MIS等)应用有一定基础;有一支素质较好的计算机技术应用队伍;企业近3年连年盈利,CIMS工程所需资金有保证;企业领导班子尤其是第一把手对推广应用CIMS有足够的认识与决心.(2)企业实施C/ffLS工程应遵循的原则川坚持效益驱动,整体规划,重点突破,分步实施的l6字方针,对企业有一个长远发展的整体规划,然后根据企业的实际,分期实施,防止各部门各行其是,形成技术孤岛;

18、立足于解决企业在生产经营中最关键的瓶颈问题,做好需求分析,选好突破口,制定有限目标,防止面面俱到或一味追求先进;必须由企业第一把手亲自挂帅,各级领导亲自参与,层层动员,不能认为实施CIMS只是计算机应用人员的事情;从企业实际情况出发,重点强调信息集成的作用,不强调物理层的全盘自动化;要与企业管理思想和管理模式的转变相结合,实现现代化的管理模式;要充分利用原有的资源和成果,发挥过去投资的作用,防止一切从头做起.结论(1)国内外形势要求石油装备制造业加速信息化进程.实现跨越式发展.(2)信息技术和现代管理技术是当前提高企业竞争力的两个最活跃的因素.CIMS将信息技术,现代管理技术和制造技术相结合,应用于企业产品生产周期的各个阶段,因此实施CIMS是加速石油装备制造企业信息化的有效途径.多家企业的实践证明,实施CIMS可大幅度提高企业的管理水平,技术水平和经济效益.(3)从国情出发,多数企业的瓶颈是新产品开发和现代化管理,不是车问设备的高度自动化,故应强调新产品开发.提倡CAD/CAM,PDM,CE,VM等技术应用;强调现代化管理,提倡MRP一,ERP,LP,AM等技术应用.车间层只强调适度自动化.(4)企业在单项技术应用的基础上,应适时进行整体的信息集成总体设计,并在信息集成总体设计指导下分步实施,是