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面向发电设备、汽车行业的分析仿真与集成管理平台的研究与开发

课题编号: 2006BAF01A46
课题名称: 面向发电设备、汽车行业的分析仿真与集成管理平台的研究与开发
承担单位: 北京清软英泰信息技术有限公司
参加单位: 同济大学、上海发电设备成套设计研究院、北京新洲协同软件技术有限公司、浙江大学、北京天舟上元信息技术有限公司、北京机械工业自动化研究所、武汉天喻软件有限责任公司、惠州通软有限公司、西安交通大学
负  责  人: 姚作勋
                   
         

一、课题简介

发电设备制造业为国家电站重点建设工程提供重大技术装备,是国民经济建设的支柱产业,是国家制造业水平和能力的重要标志之一。随着我国经济的发展,对电力能源的依赖越来越强,发电设备行业在产品集成设计、产品可靠性、产品创新性等问题日益突出,作为电力上游行业的发电设备制造行业在新的市场环境中面临着巨大的发展机遇。紧跟发电设备全球市场的发展趋势,围绕我国发电设备行业的总体发展战略,运用信息技术、现代管理技术和现代产品设计方法促进我国发电设备重大产品的自主创新设计和开发能力,提升我国在国际发电设备行业中的领先地位是“十一五”期间我国发电设备制造企业信息化建设的重要挑战。

二、技术上的突破性进展

1、子课题《发电设备行业信息分类编码管理系统

(1)提出了在一个SOA环境中用于集团型企业数据集中管控的最佳方案。(2)数据质量集中控制。(3)开发了数据查询引擎功能,实现了类似google的智能查询功能,实现了全库信息的快速查询。

2、子课题《锅炉CAD应用软件协同设计平台

创新性地把化工过程系统模拟理论应用于通用型锅炉热力计算系统的研发;提出了一种“序贯模块迭代”的锅炉热力计算总体算法;建立了面向对象的锅炉热力计算软件表达模型;提出了一种采用图形化方式分流程输入该模型的技术;提出了一种循环流化床锅炉炉膛热力计算的统一经验模型及相应的热力计算算法。提出了“基环平差流量调节”锅炉水动力计算通用算法。提出了采用“项目-方案”树状结构管理锅炉设计计算案例的技术和方法。

3、子课题《火力发电设备三维可视化辅助检修软件

课题开发了以下4项关键技术三维模型轻量化转化技术三维模型大规模显示技术交互式产品动画设计技术基于门户的产品维护数据发布管理技术

4、子课题《水和蒸汽性质计算软件

软件在国内首次完成全区域与全参数的水和蒸汽性质计算,软件自动根据输入的参数,判断所处区域,能一次计算出所有满足条件的状态点。能和其它各类计算分析软件进行灵活的挂接,可在各类计算分析软件调用。

5、子课题大型发电设备可靠性数值仿真软件

率先提出汽轮机、锅炉与发电机的可靠性数值仿真新技术,形成3项发明专利。同时考虑了发电设备不同产品、不同容量与参数、不同结构与材料等设计数据以及不同计划检修的影响,通过集成创新,率先开发出大型发电设备可靠性数值仿真新的专业应用软件。

6、子课题《发电设备行业产品创新开发工程分析环境系统

工作流技术

综合数据管理技术

跨平台远程计算技术

7、子课题《基于PDM的锅炉行业智能化工艺规划管理系统

构造出了设计与工艺的统一管理和协作平台,可以减少设计、工艺、生产、供应、销售部门之间的信息孤岛,促进甩图纸目标的实现

8、子课题汽车制造业物料编码管理专用软件

总结了汽车制造业企业管理的差异与变化元,规划功能构件体系,以适应企业管理个性化变化需求;基于汽车制造业物料编码管理软件基础平台和功能构件的快速重构功能。

9、子课题《基于KBE的汽车发动机设计指导软件系统

对发动机关键零部件进行功能-结构循环映射分解,总结了关键零部件功能原理、结构特点、参数设计原则、设计经验、设计实例等设计知识,并进行知识的封装与设计指导,支持发动机总体概念设计和关键零部件设计,并通过CATIA二次开发实现由设计参数驱动CAD模型自动生成。

10、子课题《汽车动力学分析与仿真软件

将汽车设计知识集成到动力学分析与仿真平台中并在建模、分析与仿真中自动维护模型的一致性以及如何建立面向工程师的快速建模工具,集成汽车设计、开发方面的专家经验,快速建造高精度的汽车动力学模型。

11、子课题《基于精益生产的汽车行业管理信息系统

MRPJIT制造模式集成

JIT的混流生产计划模型

动态有限能力计划

三种看板管理模式混合应用

12、子课题《面向汽车行业的产品全生命周期协同开发集成管理平台

提出了面向汽车行业的产品全生命周期协同开发管理的产品数据对象集成管理模型,研究并开发了协同管理为核心的流程引擎,构建了基于SOA构架的产品全生命周期协同开发管理平台的集成框架;提出了基于曲线曲面几何压缩表示的产品模型轻量化技术及基于层次渐进传输的CAD模型网络传输技术,开发完成了三维CAD模型轻量化组件工具及协同开发轻量化浏览工具软件;初步完成了面向汽车行业的产品全生命周期协同研发的集成管理平台。

三、重大应用

1、子课题《发电设备行业信息分类编码管理系统

清软英泰的集团编码系统已经在发电设备企业如:北京北重汽轮电机有限责任公司、南京汽轮机厂、东方汽轮机厂、中国长江动力公司(集团)得到了应用;该系统08年在中国一拖集团有限公司、经纬纺织机械股份公司、经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司得到了广泛的应用。

2、子课题《锅炉CAD应用软件协同设计平台

研究成果已推广应用于10余家国内级锅炉制造企业,市场占有率近50%,为相关企业提高设计计算工作效率,减少设计差错,优化产品设计,降低引进技术成本发挥了重要作用。。

3、子课题《水和蒸汽性质计算软件

已在发电设备行业各企业推广应用,在有关企业的信息化支撑系统中安装软件包。

4、子课题大型发电设备可靠性数值仿真软件

结合“十一五”发电设备制造行业正在生产的150台超临界发电设备(约1500亿产值)和100台空冷发电设备(约1000亿产值),应用于发电设备制造企业,提高新型发电设备的可靠性设计水平,满足电站用户对发电设备高可靠性的技术需求,满足发电设备制造企业产品创新的可靠性仿真信息化的技术需求。

5、子课题《发电设备行业产品创新开发工程分析环境系统

在上海电气电站集团所属上海锅炉厂有限公司,针对1000MW级高参数、大容量电站锅炉的产品设计分析进行了系统应用;在上海电气电站设备有限公司上海发电机厂,针对1000MW级高容量汽轮发电机的创新研发中进行了系统应用;在上海鼓风机厂有限公司,针对高温气冷堆核电站氦气压缩机组的产品研发中进行了系统应用;在上海珂纳电气机械有限公司,针对压缩机的产品研发中进行了系统应用。

6、子课题《基于PDM的锅炉行业智能化工艺规划管理系统

基于PDM的锅炉行业智能化工艺规划管理系统”已经在子课题合作单位北京巴布科克·威尔科克斯有限公司进行了大范围的实际应用验证,能较好支持锅炉行业特殊的工艺设计模式并帮助巴威公司提高其专业工艺的设计效率和质量。

7、子课题汽车制造业物料编码管理专用软件

通过在珠海广通汽车等三家汽车制造企业中,对本子课题研究开发成果的应用,表明应用效果良好。

8、子课题《基于KBE的汽车发动机设计指导软件系统

企业在应用标准件库后,平均设计时间减少10%以上,标准件出错率也有所降低,取得了明显的效果。

9、子课题《汽车动力学分析与仿真软件

本子课题研究成果已在三一重工集团起重机械有限公司得到示范应用。该项目利用InteDyna/Vehicle的动力学仿真与分析功能,开发了该公司某新型汽车起重机的驾驶模拟系统和起重作业模拟系统。

10、子课题《基于精益生产的汽车行业管理信息系统

本子课题的研究成果目前已在安徽江淮汽车有限公司、安徽安凯汽车股份有限公司、合肥车桥有限责任公司、湖南长丰汽车股份有限公司、南车集团眉山车辆厂、南车集团株洲车辆厂等企业进行了应用。

11、子课题《面向汽车行业的产品全生命周期协同开发集成管理平台

本子课题研究成果已在江淮汽车集团得到示范应用。江淮汽车集团实现了乘用车车型的型谱管理、基于智能配置的变型设计、基于轻量化的预装配浏览,基于柔性工作流的协同开发管理,并实现了跨部门、跨专业及跨地域的团队协同开发。

四、取得的效果(效益)

1、子课题《发电设备行业信息分类编码管理系统

清软集团编码管理系统在发电设备企业如:北京北重汽轮电机有限责任公司、南京汽轮机厂、东方汽轮机厂、中国长江动力公司(集团)得到了良好的应用,为上述企业实施集中财务管理、集中采购管理的集团型管控业务奠定了基础。

2、子课题《锅炉CAD应用软件协同设计平台

本子课题通过提高设计效率,减少设计差错,优化设计方案,为项目完成单位创造了可观的直接经济效益。其中,无锡华光锅炉股份有限公司新增产值12.5 亿元人民币,新增利税2.3 亿元人民币;杭州锅炉集团有限公司新增产值15.6 亿元人民币,新增利税2.8亿元人民币;济南锅炉集团有限公司新增产值2.1 亿元人民币,新增利税3500 余万元。

3、子课题《火力发电设备三维可视化辅助检修软件

提供了大量详实的维护信息,有利于快速查询,从而间接提高装备的维护效率。提供直观视频、音频、模型等培训手册,可以方便直观快捷的开展培训,从而降低培训成本。

4、子课题《水和蒸汽性质计算软件

使发电设备企业的蒸汽动力设备的水和蒸汽性质计算精度提高一个数量级以上,计算速度提高3.6~12.2倍。。

5、子课题大型发电设备可靠性数值仿真软件

本子课题的完成和推广应用,实现发电设备可靠性数值仿真和改进提高,可以产生巨大的社会经济效益。使600MW发电设备的可靠性评价指标值(可用系数)提高1个百分点。

6、子课题《发电设备行业产品创新开发工程分析环境系统

通过课题研发的发电设备行业产品创新开发工程分析环境系统在企业的不断深入应用和推广,缩短了企业研发周期,显著提高了企业自主设计、自主生产高参数、大容量发电设备产品的水平,为企业带来了明显的直接经济效益;研究成果可运用到航空航天、船舶、汽车等大型制造行业,提升这些行业的产品创新开发水平,可获得显著的经济效益和社会效益。

7、子课题《基于PDM的锅炉行业智能化工艺规划管理系统

有助于提高锅炉企业的市场竞争力和经济效益:可使其冷作和焊接专业的工艺设计效率提升10~20%使锅炉产品的工艺设计总周期缩短5%~10%可使锅炉产品的研发总周期缩短5~10%,从而带来对应的产品研发总成本降低。

8、子课题汽车制造业物料编码管理专用软件

本子课题的研究成果可以初步满足汽车制造行业的物料编码管理需求,帮助企业改善PDM系统应用效率,提高产品技术管理成效

9、子课题《基于KBE的汽车发动机设计指导软件系统

企业在应用标准件库后,平均设计时间减少10%以上,标准件出错率也有所降低,取得了明显的效果。

10、子课题《汽车动力学分析与仿真软件

通过本子课题的示范应用,三一重工集团起重机械有限公司实现了新型汽车起重机自主研发过程中CAD/CAE的全数字化集成,有效地提高了新产品设计质量,缩短了产品研发周期,经济效益明显。

11、子课题《基于精益生产的汽车行业管理信息系统

目前在使用本子课题的成果的企业有很多家,其中涉及到汽车行业的有5家,共签合同额600万。

11、子课题《面向汽车行业的产品全生命周期协同开发集成管理平台

通过本子课题的示范应用,江淮汽车集团初步实现了汽车产品全生命周期开发过程的产品数据、知识、流程及资源信息的集成与共享,有效避免了专业部门间数据不一致导致的产品质量隐患事故。采用协同开发集成平台,加强了产品研发过程中团队协作与攻关,显著提高产品设计质量,缩短产品研发周期,经济效益明显。


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