業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)
二維設(shè)計(jì)流程需進(jìn)行大量重復(fù)性工作，不僅效率低下，而且增加了成本

手動(dòng)方式錄入數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤信息“孤島”阻礙了設(shè)計(jì)重用設(shè)計(jì)周期非常漫長(zhǎng)

成功的關(guān)鍵
從二維設(shè)計(jì)升級(jí)到三維設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)單一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)源管理實(shí)現(xiàn)了 NX 與 Teamcenter 的無(wú)縫集成

成果
設(shè)計(jì)周期明顯縮短減少了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤增強(qiáng)了設(shè)計(jì)重用降低了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造成本降低了廢品率質(zhì)量全面提高

石油鉆頭龍頭企業(yè)
江漢石油鉆頭股份有限公司（江鉆股份）是國(guó)家一級(jí)企業(yè)，國(guó)家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，公司現(xiàn)有員工 3500 名，是亞洲最大的石油鉆頭制造商。公司面向市場(chǎng)持續(xù)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)，發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，積極構(gòu)建具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系，目前已取得中國(guó)專利110 項(xiàng)，美國(guó)、俄羅斯、伊朗等國(guó)外專利 11 項(xiàng)，專有技術(shù) 115 項(xiàng)。

公司建立了遍布全國(guó)各大油田、覆蓋世界五大洲的營(yíng)銷服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，有國(guó)內(nèi)服務(wù)站 18 個(gè)，國(guó)外辦事處 6 個(gè)。主導(dǎo)產(chǎn)品油用牙輪鉆頭國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率多年保持在 60% 以上，國(guó)際市場(chǎng)占有率達(dá)到10%，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷美國(guó)、加拿大、伊朗、俄羅斯、哈薩克斯坦和蘇丹等 31 個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

系統(tǒng)之間沒(méi)有實(shí)現(xiàn)集成化所帶來(lái)的問(wèn)題

江鉆股份原來(lái)采用手動(dòng)二維設(shè)計(jì)流程，并利用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 (PDM)軟件來(lái)管理產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)果文件，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的參數(shù)無(wú)法進(jìn)行有效的提取和管理。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確及時(shí)的傳遞給工藝設(shè)計(jì)人員，指導(dǎo)工藝人員進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。 同時(shí)因?yàn)樵�有�?PDM 系統(tǒng)只管理了設(shè)計(jì)結(jié)果，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確有效的使用原有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)人員必須重復(fù)錄入數(shù)據(jù)，不僅降低了設(shè)計(jì)效率而且容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。企業(yè)設(shè)計(jì)效率低下的問(wèn)題日趨凸顯。市場(chǎng)需求呼喚更為全面的解決方案和更短的交付周期。（圖1）

公司原有的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)只停留在文件級(jí)管理，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)級(jí)管理，三維數(shù)據(jù)不能自動(dòng)傳遞、產(chǎn)品數(shù)據(jù)不能統(tǒng)一管理，從而導(dǎo)致公司無(wú)法重用現(xiàn)有設(shè)計(jì)，產(chǎn)品及零件存在著重復(fù)設(shè)計(jì)，增加了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本。（圖2）

公司原有的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)只停留在文件級(jí)管理，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)級(jí)管理，三維數(shù)據(jù)不能自動(dòng)傳遞、產(chǎn)品數(shù)據(jù)不能統(tǒng)一管理，從而導(dǎo)致公司無(wú)法重用現(xiàn)有設(shè)計(jì)，產(chǎn)品及零件存在著重復(fù)設(shè)計(jì)，增加了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本。

統(tǒng)一的平臺(tái)

江鉆股份采用 Siemens PLM Software公司的NX™軟件和Teamcenter®軟件作為公司產(chǎn)品研發(fā)的統(tǒng)一平臺(tái)，從而解決了這些問(wèn)題。公司利用 NX 開(kāi)發(fā)了一套鉆頭設(shè)計(jì)系統(tǒng) (RBDS)，并利用Teamcenter 管理數(shù)據(jù)和流程。該系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)了與上游銷售系統(tǒng)以及下游企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP) 系統(tǒng)的集成。

產(chǎn)品零件特征均利用 NX 建立了參數(shù)模型。當(dāng)需要對(duì)現(xiàn)有零件作出變更時(shí)，僅需變更其中的一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)即可，方法非常簡(jiǎn)單。當(dāng)其中的某個(gè)參數(shù)發(fā)生變更時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)更新剩余的設(shè)計(jì)參數(shù)，以便適應(yīng)這一變更。江鉆股份產(chǎn)品設(shè)計(jì)主任郭忠志說(shuō)：“這極大地提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率。”這些參數(shù)作為屬性保存在 Teamcenter 中，便于通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢，找到可以重用的現(xiàn)有零部件。與以前的手工查詢相比，基于 Teamcenter 的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢，速度大幅度提高。

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)還可重用于仿真鉆頭檢驗(yàn)和機(jī)器編程。仿真檢驗(yàn)、編程等操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也在 Teamcenter 的數(shù)據(jù)庫(kù)中保存，便于后續(xù)鉆頭改進(jìn)。“該系統(tǒng)將設(shè)計(jì)、仿真檢驗(yàn)以及數(shù)控編程有機(jī)結(jié)合。這套緊密集成的解決方案為我們帶來(lái)了顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，提高了公司在牙輪鉆頭市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。”江漢石油鉆頭股份有限公司 PLM 主管郭承富表示。

對(duì)各類工藝資源進(jìn)行了合理的分類，并在 Teamcenter 中保存，從而減少了大量的人工重復(fù)勞動(dòng)，工藝設(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短。

一次輸入，多次使用

與公司原來(lái)的工藝周期時(shí)間相比，目前的設(shè)計(jì)周期得以大幅縮短。郭忠志說(shuō)，“通過(guò)將設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)管理無(wú)縫集成，提高了設(shè)計(jì)效率，設(shè)計(jì)周期時(shí)間縮短50%。實(shí)現(xiàn)了“一次輸入，多次使用”的目標(biāo)。”

通過(guò)使用 NX，設(shè)計(jì)原則得以固化在江鉆股份的工藝當(dāng)中。目前，公司大約80% 的設(shè)計(jì)流程都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，減少了人為失誤的可能性，提高了設(shè)計(jì)正確率。

成本效益突出，其它收益也不少

根據(jù)中國(guó)機(jī)械協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)成本占產(chǎn)品成本的 70%。江鉆股份利用NX 與 Teamcenter 的無(wú)縫集成平臺(tái)，成功地降低了設(shè)計(jì)成本。工藝所所長(zhǎng)吳鵬解釋道：“利用仿真和有限元分析，對(duì)產(chǎn)品功能進(jìn)行虛擬評(píng)估，減少了直接由產(chǎn)品驗(yàn)證而增加的設(shè)計(jì)評(píng)審成本。通過(guò)設(shè)計(jì)與工裝系統(tǒng)無(wú)縫集成，工裝的設(shè)計(jì)周期也得以縮短，從而降低了工裝成本。”（圖3）

郭承富指出：“西門子的 PLM 技術(shù)不僅幫助江鉆縮短了近 50% 的設(shè)計(jì)周期時(shí)間，還全面顯著地提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，”

最后，設(shè)計(jì)與制造集成使公司得以優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高了生產(chǎn)效率，降低了制造成本。設(shè)計(jì)質(zhì)量提高了，廢品 自然也就減少了。自從使用了 NX 與Teamcenter，江鉆股份的產(chǎn)品設(shè)計(jì)就發(fā)生了翻天覆地的巨大變化。可以說(shuō)，NX和Teamcenter 正助力江鉆股份馳騁于日新月異的牙輪鉆頭市場(chǎng)。