信息化技术在石油装备制造企业的应用

魏耀华，黄继庆，李 立，闵祥玲，刘广川，何志伟

（中国石油渤海石油装备制造有限公司研究院，河北沧州 062658）

0 引言

某石油装备制造企业以油气输送装备、钻井装备、采油装备和炼化装备等产品为主营业务。直缝焊管、螺旋焊管、弯管管件、螺杆钻具、钻杆、钻头、节能型“三抽”设备、潜油电泵、专用电机、热采设备、烟气轮机和特种阀门等产品处于国内领先、国际先进水平。近年，企业信息化工作取得了较大进步，先后建成应用35套业务管理类和事务管理类系统，大大提高了工作效率，为各项业务高效运行提供了有力保障。

1 信息化建设应用情况

企业完成了以ERP（企业资源计划）为核心的信息系统集成项目、MES（制造执行）系统、PDM（产品数据管理）系统、CRM（客户关系管理）系统和物联网系统的实施，深化应用了集团统建的合同管理、物资采购等多项基础应用系统；建设了输送装备生产管理系统，对MES 系统形成有效补充；利用条码技术搭建库存动态管控数据库，建设了库房超市化管理系统。各系统运行正常，对公司各项业务开展起到了一定支撑作用。

1.1 ERP 应用集成系统

ERP 应用集成系统以ERP 系统为核心，搭建经营管理平台，全面管理钻井、采油、钢管等9 大类8 万多个规格石油装备产品的产供销全过程。

物资全程追踪，强化过程管控，实现了必检物资要质检、积压物资要调剂、物资库龄能分析、储备物资可控制、重要物资能定位。

促进系统融合，数据共通共享，集成了合同管理系统、BPM 系统、物采系统、MES 系统、财务相关系统、科技相关系统等。实现了各模块数据的互联互通，实时交互传递与共享。应用集成系统关系如图1 所示。

图1 ERP 应用集成系统关系

ERP 应用集成系统将各个业务系统的数据整合后作为数据基础，实现综合查询和图形化报表展现，实现物资储运、生产运行、市场营销、财务管理和质量安全等业务的决策支持。集成系统实现了与14 个业务系统的单点登录集成，统一了访问入口，与8 个业务系统的待办事项集成，与9 个业务系统实现了工作流集成。根据分层设计、聚焦核心需求的设计理念，分别设计了以展示综合分析为核心的决策层界面，以辅助管理职能为核心的管理层界面，以提高工作效率为核心的执行层界面。满足不同层次及不同视角的界面需求。

1.2 PDM 系统

某石油装备制造企业PDM 系统有6 个数据中心，9 个研发机构，系统总用户数达到800 多个。PDM 系统对运行项目、自制件、外购件、图纸进行集中管理。实现了设计流程标准化、异地设计协同化和图纸文档管理安全规范化，提高了设计效率，产品明细表编辑时间由4 h 缩短为1 min，重点产品研发周期缩短20%。通过数字化模型设计，仿真验证及有限元分析，提高产品研发的质量和水平。

（1）设计过程。通过开发基于UG 的PDC钻头三维设计软件，建立钻头设计、建模及分析技术平台。通过开发基于Fluent 软件的井底流场模拟仿真软件，建立钻头水利优化系统平台。通过基于PowerMill 软件的模拟数控加工，建立CAD—CAM 一体化平台。

（2）效果。丰富了设计手段，研发周期缩短一半以上。提高了设计准确率，降低了实际操作风险，节约了研发成本。提高了产品设计质量，结构设计更加科学。

1.3 MES 系统

MES 系统在生产控制层面实现了生产设备关键参数实时趋势显示、关键参数历史趋势查询，以及设备故障记录和统计等功能。在生产管理层面实现了生产合同信息录入及查询，生产月度、周、日的计划录入及查询，实现了工作任务单的自动下发功能；在决策层实现了生产、质量、设备多维度统计报表的生成和分析功能，建立了一个完整的生产指挥平台，形成了快速、灵活、准确的反应体系。

生产过程跟踪、管理精细化，结合钢管在线识别技术，通过每个钢管的唯一标识，对生产工艺、质量数据进行监测与追溯查询。数据采集及工艺流程跟踪界面如图2 所示。通过SCADA（数据采集与监视控制）监控跟踪车间产品物流，全面监控生产现场（图3）。

图2 数据采集及工艺流程跟踪界面

图3 生产线SCADA 监控界面

通过应用机器人技术，实现自动测量和磨削，提高生产效率、数据准确性，以及产品质量控制水平，降低工人劳动强度。

自动综合测量装置采用机器人测量的形式，在机器人手臂上安装检测传感器。机器人带动测量传感器沿钢管管壁旋转一周，获得钢管管端形貌数据，通过专业算法得出钢管周长、钢管不圆度等数据。

焊缝自动磨削装置配置携带修磨机构的机器人。磨削装置通过焊缝检测装置检测内外焊逢的外观形貌，通过数据运算处理，提取焊缝的特征数据。机器人根据检测的焊缝特征数据，规划修磨运动轨迹，磨削内外焊缝。生产线自动测量和磨削实物图与系统界面如图4 所示。

图4 生产线自动测量和磨削实物图与系统界面

1.4 CRM 系统

通过CRM 系统建设统一客户、营销及服务管理平台，规范客户服务管理流程，实现对客户全生命周期的管理，挖掘现有和潜在客户需求，提升营销服务信息化水平。通过与装备制造ERP、合同管理系统等多系统集成，实现销售全过程追踪。从而制定有针对性的营销策略，增加企业效益。

客户360 视图覆盖客户的全面信息，展现与客户相关的业务数据，包括商机、报价、竞投标、合同和服务等信息。通过展会、新产品推介会、客户回访等形式获得销售商机信息，形成商机管理记录。平台可以进行多维度数据分析，以报表形式灵活展现，包括客户信息类、销售类及服务类分析报表。

1.5 物联网

物联网主要实现生产过程数据、产品运行数据的自动采集，生产过程集中监控、产品远程监测与技术服务，管理者通过系统实时决策与指挥。

烟气轮机远程监测诊断系统，通过建设机组运行信息远程监测中心，提供机组的远程数据管理、远程分析诊断以及远程信息沟通交流的平台。综合分析机组现场运行数据，提供自动汇总电子报表、机组运行综合分析等分析手段。为各环节的管理人员及设计、诊断专家提供及时、准确、智能化的数据分析和管理手段。

焊管生产线生产过程数据采集，通过在线识别技术与数据接口技术，对生产线自动测量数据、工序工艺数据、质检数据等采集利用。

焊管生产线生产过程集中监测，可以实时查看焊管生产线正在加工的焊管管号、焊管数量、工艺数据、质检数据等，可以动态显示各岗位能源消耗、设备运转状态和故障报警等信息。

2 结语

目前，某石油装备制造企业已完成了装备制造ERP 应用集成系统、PDM 系统、MES 系统、CRM 系统及物联网系统的建设与应用。通过应用这些信息化系统，实现了产品及工艺的协同设计管理，生产过程数据采集、数据监控、数据综合利用，产品运行远程监测服务。未来，将继续推进信息技术与制造技术深度融合，全力打造数字化工厂，促进制造业向高端、智能、绿色、服务方向发展，推动制造业由生产型向生产服务型转变，为实施强国战略贡献力量。