一、企業背景

     北京石油機械廠是一個有著近五十年歷史的國有中二型企業，目前是中國石油天然氣集團公司（CNPC）石油鉆采配件一級供應網絡成員單位、中國石化備品配件資源市場成員廠、中國石油物資裝備出口網絡成員，也是中油集團公司井控設備液壓控制裝置定點生產廠。目前擁有螺桿鉆具系列、地面防噴器控制裝置系列、井下單螺桿抽油泵系列、震擊器系列、減震器系列以及氣動試壓裝置、頂部驅動鉆井裝置等產品。

       地面防噴器控制裝置                      震擊器、減振器             頂驅裝置

二、三維CAD為北石頂驅走向世界立功勞

頂驅是當今油氣鉆井界重大前沿技術與裝備，被譽為近代鉆井裝備的三大技術成果之一，過去一直被美國、加拿大等少數發達國家的幾家公司壟斷。為了打破國外壟斷，研制具有我國自主知識產權的頂驅產品，中石油集團確定北石廠為頂驅裝置國產化的實施單位。

     2003年初，北石廠接受集團公司國產頂驅產業化的任務后，迅速組織精兵強將自主研發。通常研制這樣的重大裝備需要3年以上的時間，北石廠由于采用了CAXA三維、二維以及協同設計極大地提高了設計效率，縮短了設計周期，保證了結構設計的準確性，僅用1年的時間就完成了研制的任務，縮短設計周期3倍以上。

     北石廠總工鄒連陽說：“我們用最先進的技術設計出了最好的產品！一年時間完成從設計到樣機，沒有三維設計軟件是不可能的，我們將3年時間變成了1年時間，從我們的親身感受可以把CAXA三維創新設計在頂驅裝置設計中歸納為：一揮而就（快速） 一次成功（節省） 一步到位（優化）。”鄒總還具體說明了三個一的含義：

一揮而就，體現在快速。從2003年1月立項，2004年1月就完成了整體設計。在短短一年時間就把價值800萬的頂驅裝置設計出來了！一般傳統設計至少需要三年的時間才能完成，但是我們在一年之間就完成了從設計到做出樣機的整個過程。

     一次成功，設計上沒有返工，實驗上沒有失敗。此頂驅裝置2004年1月進行排砂試驗，2004年3月份就直接上井工作了。如果我們按照傳統方式做個樣機出來試驗，沒有問題再生產成品去買，首先樣機的800萬是肯定要花的，而且如果樣機不合格，多次返工重新修改和生產樣機要花多少錢就可想而知了。但是利用CAXA三維創新設計軟件，我們只需要做個虛擬的樣機，然后直接做一個成品。所以一次成功節省了大量的金錢和時間，這個效率非常明顯。

     一步到位，三維數字化設計非常直觀可見，可以做看得到想得到的任何東西，由于可以在二維環境里面直接看到三維樣機，還可以隨意的翻過來掉過去，上下左右看，能看到所有的想到和沒想到的缺陷，所以產品出來后，從2003年起步，到2006年的今天，三年時間過去了，90％的設計和三年前完全一樣，沒有大的返工率，也沒有重新設計，這種一步到位也節約了大量的時間和金錢。

     2005年北石廠又承擔國家發改委重大科技項目，中石油2005年重大科技專項9000米鉆機暨配套頂驅裝置，這個項目在2005年1月14日立項，2005年9月份出產品，10月份產品出現場，12月份產品安裝完成了，現在已經在使用了。這個項目又把前面的應用CAXA三維創新軟件的三個一：一揮而就、一次成功、一步到位確認了一遍。

北京石油機械廠廠長劉廣華說：“如果我們沒有三維創新設計軟件，這個產品可能三年也出不了，而且還有可能失敗，如果是失敗，就沒有挽回的機會了，更不會有機會參與國際競爭了。頂驅裝置我們一年就獲得成功，打開國際國內銷售市場，被國外同行評價為世界第一，應該說CAXA三維創新設計軟件立下了汗馬功勞。”

     北石廠自行研制生產的頂驅裝置榮獲了中國石油天然氣集團公司2005年度技術創新一等獎、2005年中國石油集團科技十大進展獎以及2006年度國家科技進步獎的候選項目。截至到2006年3月頂驅銷售超過30臺，出口的國家包括美國、巴基斯坦、哈薩克斯坦、沙特、埃塞俄比亞、伊拉克和伊朗七個國家。該重大鉆井裝備獲得了多項國家專利技術，填補了國內空白，代表著鉆井工藝技術和機電液一體化石油專用設備制造的最高水平，是鉆井裝備的一次革命，是21世紀鉆井裝備的發展方向。

三、信息化提升北石廠自主創新能力

     北石廠在短短的幾年時間里，實現了以CAXA A5 PLM的圖文檔軟件為核心平臺，無縫集成設計類、工藝類和制造類的軟件的產品研發制造管理信息化，在研發信息化方面實現了三維數字化設計（CAXA 3D CAD）和數字仿真與有限元分析；管理信息化方面實現了辦公自動化系統、工作流系統、企業資源計劃系統以及圖文檔管理（CAXA Vault）；制造信息化方面實現了構建信息化制造平臺和計算機輔助制造（CAXA CAPP/CAM/網絡DNC）。

     北石廠的信息化建設取得了重大成果，目前，技術人員開發新產品從三維到二維，從工藝到編程，從生成BOM結構到圖紙管理，一系列的工作在很短的時間內就能夠完成，新產品推向市場的時間大幅降低，企業對市場的反應速度明顯提高，參與國際市場競爭的能力顯著提升。鄒連陽總工說：“北石廠信息化的總體輪廓大部分都由CAXA搭建，現在信息化應用的水平舉個簡單的例子來說，在我們廠不用帶筆計本電腦等任何東西，可以走遍全廠看到你想看的任何東西，這得感謝CAXA。”

     北石廠根據自身產品開發的特點，將設計、工藝、管理過程分為了兩個方向，即創新型產品組和傳統改型產品組。創新型產品組負責的產品都是設計初期沒有成型技術的，絕大部分的設計生產都是沒有圖紙可尋，只能是根據技術參數和設計指標來指導設計，那么整個設計過程相對而言都需要自主創新。三維設計的直觀性與可模擬分析性則讓整個設計變得更加簡單明了，同時讓企業爭得了寶貴的時間并降低了企業試制成本，如北石廠的頂部驅動裝置設計、生產、管理過程是個非常典型的例子。 

創新型產品設計生產管理流程

     傳統改型產品組則負責老產品的改型設計，很多時候都能找到老圖紙來幫助設計，相對而言用二維開始設計，借用老圖，讓設計過程變得更加容易，同時輔助以三維設計來對產品進行宣傳，用三維數據模型來指導用戶了解和使用產品，將提高老產品改型后的市場競爭力。

傳統型產品設計生產管理流程

     設計：頂驅項目設計時長：3年→1年→9個月；三維軟件模擬樣機，節約試制成本800萬。

     管理：電子版的技術文檔安全得到保證，老圖紙共享利用率大大提高，查詢速度提高了50％以上，數據的準確率提高了90%以上。

     工藝：計算機和網絡化，標準化規范化，實現工藝文件共享和版本控制。初步實現與ERP之間的BOM傳遞。

     制造：無線數據傳輸，純工效提高5倍以上，最高可達8～10倍，提高數控設備利用率。液控產品制造由3個月縮減到1個月，生產周期大幅縮減。

     北京石油機械廠這個有著50多年歷史的老企業，發展到目前的2005年銷售收入19000萬元，實現利潤總額1100萬元，企業資產總額已達2.6億元，產品出口的國家包括美國、巴基斯坦、哈薩克斯坦、沙特、埃塞俄比亞、伊拉克和伊朗等33個國家。北石廠走的正是一條科技創新的發展之路，而信息化則成為了北石廠創新道路的助推器。