西门子NX Teamcenter 助力江汉石油钻头股份有限公司设计周期时间缩短近50%

2013/4/11 11:42:42

业务挑战
二维设计流程需进行大量重复性工作,不仅效率低下,而且增加了成本

手动方式录入数据容易出现错误信息“孤岛”阻碍了设计重用设计周期非常漫长

成功的关键
从二维设计升级到三维设计实现了参数化工艺设计单一的产品数据源管理实现了 NX 与 Teamcenter 的无缝集成

成果
设计周期明显缩短减少了设计错误增强了设计重用降低了产品开发和制造成本降低了废品率质量全面提高

石油钻头龙头企业
江汉石油钻头股份有限公司(江钻股份)是国家一级企业,国家重点高新技术企业,公司现有员工 3500 名,是亚洲最大的石油钻头制造商。公司面向市场持续推进技术创新和产品研发,发展自主知识产权,积极构建具有自主知识产权的技术体系,目前已取得中国专利110 项,美国、俄罗斯、伊朗等国外专利 11 项,专有技术 115 项。

公司建立了遍布全国各大油田、覆盖世界五大洲的营销服务网络,有国内服务站 18 个,国外办事处 6 个。主导产品油用牙轮钻头国内市场占有率多年保持在 60% 以上,国际市场占有率达到10%,产品远销美国、加拿大、伊朗、俄罗斯、哈萨克斯坦和苏丹等 31 个国家和地区。

系统之间没有实现集成化所带来的问题

江钻股份原来采用手动二维设计流程,并利用产品数据管理 (PDM)软件来管理产品设计结果文件,对应设计过程中的参数无法进行有效的提取和管理。

产品设计参数无法准确及时的传递给工艺设计人员,指导工艺人员进行工艺设计。 同时因为原有的 PDM 系统只管理了设计结果,设计人员在进行产品的变型设计时,无法准确有效的使用原有的设计经验。设计人员必须重复录入数据,不仅降低了设计效率而且容易出现设计错误。企业设计效率低下的问题日趋凸显。市场需求呼唤更为全面的解决方案和更短的交付周期。(图1)

公司原有的产品数据管理系统只停留在文件级管理,没有实现数据级管理,三维数据不能自动传递、产品数据不能统一管理,从而导致公司无法重用现有设计,产品及零件存在着重复设计,增加了产品开发成本。(图2)

公司原有的产品数据管理系统只停留在文件级管理,没有实现数据级管理,三维数据不能自动传递、产品数据不能统一管理,从而导致公司无法重用现有设计,产品及零件存在着重复设计,增加了产品开发成本。

统一的平台

江钻股份采用 Siemens PLM Software公司的NX™软件和Teamcenter®软件作为公司产品研发的统一平台,从而解决了这些问题。公司利用 NX 开发了一套钻头设计系统 (RBDS),并利用Teamcenter 管理数据和流程。该系统 实现了与上游销售系统以及下游企业资源规划 (ERP) 系统的集成。

产品零件特征均利用 NX 建立了参数模型。当需要对现有零件作出变更时,仅需变更其中的一个或几个参数即可,方法非常简单。当其中的某个参数发生变更时,系统会自动更新剩余的设计参数,以便适应这一变更。江钻股份产品设计主任郭忠志说:“这极大地提高了产品设计的效率。”这些参数作为属性保存在 Teamcenter 中,便于通过数据库查询,找到可以重用的现有零部件。与以前的手工查询相比,基于 Teamcenter 的数据库查询,速度大幅度提高。

设计数据还可重用于仿真钻头检验和机器编程。仿真检验、编程等操作产生的数据也在 Teamcenter 的数据库中保存,便于后续钻头改进。“该系统将设计、仿真检验以及数控编程有机结合。这套紧密集成的解决方案为我们带来了显著的竞争优势,提高了公司在牙轮钻头市场上的竞争力。”江汉石油钻头股份有限公司 PLM 主管郭承富表示。

对各类工艺资源进行了合理的分类,并在 Teamcenter 中保存,从而减少了大量的人工重复劳动,工艺设计时间大为缩短。

一次输入,多次使用

与公司原来的工艺周期时间相比,目前的设计周期得以大幅缩短。郭忠志说,“通过将设计与数据管理无缝集成,提高了设计效率,设计周期时间缩短50%。实现了“一次输入,多次使用”的目标。”

通过使用 NX,设计原则得以固化在江钻股份的工艺当中。目前,公司大约80% 的设计流程都实现了自动化,减少了人为失误的可能性,提高了设计正确率。

成本效益突出,其它收益也不少

根据中国机械协会的统计数据,设计成本占产品成本的 70%。江钻股份利用NX 与 Teamcenter 的无缝集成平台,成功地降低了设计成本。工艺所所长吴鹏解释道:“利用仿真和有限元分析,对产品功能进行虚拟评估,减少了直接由产品验证而增加的设计评审成本。通过设计与工装系统无缝集成,工装的设计周期也得以缩短,从而降低了工装成本。”(图3)

郭承富指出:“西门子的 PLM 技术不仅帮助江钻缩短了近 50% 的设计周期时间,还全面显著地提高了设计质量,”

最后,设计与制造集成使公司得以优化生产流程,提高了生产效率,降低了制造成本。设计质量提高了,废品 自然也就减少了。自从使用了 NX 与Teamcenter,江钻股份的产品设计就发生了翻天覆地的巨大变化。可以说,NX和Teamcenter 正助力江钻股份驰骋于日新月异的牙轮钻头市场。

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