数字仿真网

1 项目背景

       东方电气集团东方锅炉股份有限公司（简称“东方锅炉”）创立于1966年，是中国东方电气集团有限公司下属定制化大型成套装备制造企业，业务与生产特点以工程项目模式运作，产品定制化程度高，产品质量与生产率高度依赖设计工艺水平及工人技术水平。受复杂国际形势影响，从自身数据安全角度出发，企业对国产软硬件替代的需求日益强烈。

       2023年2月，东方锅炉与武汉天喻软件有限公司（简称“天喻软件”）聚焦国产PLM系统升级开展专项合作，协同推进核心技术系统迭代，为企业数字化转型与数据安全筑牢基础。随着企业数字化转型深化，原有PDM系统在扩展性、国产化适配性及智能制造支撑能力上持续提升，而天喻软件在国产PLM领域的技术积累与服务经验，可针对性解决企业痛点，双方围绕“系统替代与功能升级”双向发力。

       以天喻软件国产PLM解决方案全面替换原PDM系统，实现技术准备业务的国产化平台迁移，同步推进系统实现技术准备环节工作的数据全面贯通，同时为后续三维深化应用、参数化工艺落地提供底层平台支持。

2 项目总目标及预期成果

       2.1 总体目标

       以支撑企业数字化转型与后端智能制造为核心，搭建一体化技术准备工作平台，实现技术准备业务的数据标准化、系统协同化、应用三维化，在保障业务连续性的同时，为后续数字孪生与智能制造四级评审奠定基础。

       构建全新信息系统架构，建设技术准备（设计、工艺、档案）统一工作平台，同时扩展支持对集团主数据系统、项目一体化平台、生产执行系统以及ERP系统的全面数据贯通。

       定义数据标准和对历史数据进行梳理清晰工作，针对业务数据贯通流转建立全面的数据计算规则，利用系统数据处理能力提高工作效率，同时为确保历史数据能够满足要求，针对原系统主数据物料描述进行合规性修订，并且清晰历史设计图纸明细内容，保障图纸借用的正确性。
 

图1 信息系统架构

       2.2 关键举措与预期成果

       2.2.1 平台搭建与系统升级

       关键举措：搭建完整技术准备工作平台，实现业务数据、业务模式、业务应用融合；全面替代原技术准备环节管理系统；移植整合部门级应用至一体化平台。

       预期成果：打破部门级应用壁垒，终结多系统零散使用现状，实现技术准备完整业务在统一平台管理，提升业务协同效率。

       2.2.2 数据标准化与集成优化

       关键举措：以企业主数据为核心，推动数据产生时即标准化；重新定义设计、工艺数据规范以适配智能制造需求；迭代数据集成链路，同步对接集团主数据系统、车间执行系统及ERP系统改造；接收集团物料主数据规则清洗原系统业务数据，迁移原信息系统的历史物料主数据和文档数据。

       预期成果：消除冗余数据处理流程，实现业务数据全链路贯通；保障数据符合智能制造标准，支撑后端生产需求；完成历史数据平稳迁移，确保技术准备业务不受影响。

       2.2.3 技术应用与效率提升

       关键举措：针对部分成熟部件实现三维参数化设计，全面推进锅炉、容器等产品部件参数化工艺；深化三维应用模式，基于已开展的部分部件三维设计工作持续推进。

       预期成果：提升设计与工艺工作效率及标准化水平；完成传统二维工作模式向三维应用的转型，为后续数字孪生技术应用及智能制造四级评审打下基础。

3 项目概况

       3.1 项目总体进程

       项目涉及范围广，业务复杂度高，整体遵循“计划导向、分步实施、迭代优化”的原则，双方项目团队通过密集人力投入与精细化管理，确保进程有序可控。

       3.1.1 项目推进的挑战与人力投入

       项目面临多重复杂任务并行的压力，双方团队投入大量人力，三类关键任务同步展开。

       基础保障类任务：聚焦IT系统国产化替代，需完成对原设计和工艺所使用信息系统的全面替换，同时开展历史数据清洗与迁移，涉及原系统业务数据的规范梳理、冗余剔除及完整迁移，确保数据完整性与可用性。

       创新探索类任务：针对预研性质的技术应用，重点推进参数化工艺研发与三维结构化数据提取处理，需反复测试验证技术可行性，探索适配东方锅炉产品特性的应用模式，为后续效率提升奠定技术基础。

       组织适配类任务：为适配东方锅炉“多组织架构、多业务模式”的差异化管理特点，在系统设计、功能落地时需兼顾不同组织的业务需求，避免出现“一刀切”式推进，增加了方案设计与实施的复杂度。

       3.1.2 项目执行的原则与推进方式

       项目严格遵循既定规则推进，确保进程与质量双达标。

       计划驱动，严格履约：双方以“月底计划”为核心节点，明确每月需完成的任务目标、交付成果与责任分工，定期召开进度复盘会议，及时解决计划执行中的偏差，保障项目按既定节奏推进。

       分步实施，降低风险：摒弃“一次性全面上线”的模式，将整体项目拆解为多个阶段任务，例如先完成核心系统国产化替代，再推进数据迁移，最后落地参数化工艺与三维应用，逐步实现功能落地，降低一次性切换带来的业务中断风险。

       迭代优化，持续完善：每个阶段任务上线后，收集各业务部门的使用反馈，针对功能漏洞、操作不便等问题进行快速迭代，例如在系统替换后，根据设计、工艺部门的实际操作需求优化界面交互，确保系统功能与业务需求高度匹配。

       3.1.3 进程推进的关键目标导向

       所有进程安排均围绕两大核心目标展开，确保项目价值落地。

       短期目标：优先完成基础保障类任务，实现IT系统国产化替代与历史数据平稳迁移，确保技术准备业务不中断，为后续创新任务提供稳定的系统与数据基础。

       长期目标：通过分步推进创新探索类任务，逐步实现参数化工艺普及与三维应用落地，适配东方锅炉多组织、多业务的管理需求，最终为数字化转型与智能制造四级评审筑牢根基。

       3.2 项目建设内容

       项目围绕技术准备全流程、IT运维、数据集成及历史数据处理四大领域，构建覆盖设计、工艺、档案、标准化的一体化管理体系，同步实现工具软件集成与跨系统数据贯通。

       3.2.1 技术准备

       （1）设计环节

       管理模式优化：构建工程项目维度的产品容器管理模式，细分项目团队权限并建立独立项目数据管理库，集成原设计OA产品特征属性管理；保留并优化设计策划模式，简化供外资料、技术资料线上管理流程。

       业务流程升级：实现项目管理控制流程、部件总清单任务驱动管理（按专业室独立运作）；优化设计任务看板，剔除计划员参与环节，推动设计与工艺任务深度联动；优化设计永改管理，支持PDF批量上传。

       功能拓展落地：支持部件设计（含图样目录），引入MDB兼容非东锅图框设计，兼容二维与三维设计；实现材料初估管理（扩展物料编码匹配、特殊要求功能）、采购规范管理、核电设计零件清单管理、核电材料申请单管理、分包设计管理；新增最小壁厚计算、包装软件集成、设计业务数据流程校验功能。

       （2）工艺环节

       协同与数据标准化：打通工艺与设计任务看板数据壁垒，避免信息孤岛；按下游系统需求建立PBOM管理模式，引入结构化思维实现工艺数据结构化；扩展工艺清单编制功能（含工艺参数属性、工艺辅料、材料初估工艺数据获取）。

       核心业务覆盖：实现成熟部件工艺参数化，扩展焊接工艺编制，落地热处理工艺、管子工艺、容器工艺现行业务管理；支持工艺永改业务，完成工艺相关报表功能开发（含工艺文件汇总、零件清单、材料定额汇总等11类报表）。

       核电专项建设：全面覆盖核电工艺业务，包含PBOM、核电工艺清单、核电LO/QP/ST全流程管理，实现核电焊接工艺数据结构化；新增工艺业务数据流程校验功能。

       （3）档案环节

       基础功能搭建：实现档案任务看板、档案任务自动归档台账创建、档案任务池功能；落地档案安装图与计划图业务管理，支持图纸换版与回收管理，允许档案分发规则自定义。

       与SCM集成：推进SCM晒发任务接收与后续档案业务联动，实现与集团档案在线归档系统集成。

       （4）标准化管理环节

       基础数据库建设：实现名称库、材料牌号库、规格库、标准件、通用件、采购标准的全流程管理。

       协同与适配功能：搭建原材料专家管理模块，实现与集团MDM系统业务对接；开发平台物料规格属性替换处理功能。

       3.2.2 IT运维

       数据监控管理：搭建数据集成管理模块，便于运维人员实时监控数据状态。

       异常预警机制：开发业务数据异常查询预警、流程数据异常预警查询功能，提前规避运维风险。

       3.2.3 数据集成

       实现多系统数据贯通，覆盖集团MDM主数据系统、项目一体化平台、ERP系统、锅炉MOM系统、核电MOM系统、焊工资质系统、集团SCM系统、包装程序、MIS系统、集团IAM系统，确保业务数据全链路流转。

       3.2.4 工具软件集成

       二维在线设计工具：完成二维CAD设计工具插件集成，优化原CAD插件功能。

       三维在线设计工具：实现三维CAD设计工具集成，支持接收三维结构化数据。

       辅助工具：完成东锅看图软件集成，满足设计与工艺环节图纸查看需求。

       3.2.5 历史数据迁移

       全面完成多系统历史数据迁移，包括原PDM系统数据的物料数据进行数据清洗，使其能满足集团主数据的规范，同时基于物料数据的变化清洗历史二维图纸，确保历史上图纸借用不会受到影响，保障业务连续性与数据完整性。

       3.3 项目总结

       3.3.1 项目业务成效

       本次项目通过系统落地与流程优化，在成本控制、质量保障、效率提升、用户体验及安全防护五大维度取得显著成效。

       （1）成本管控成效显著

       人力成本优化：实现设计-工艺-制造数据贯通，减少重复录入与人工数据搬运环节，每年节省人力成本15%。

       采购成本降低：通过统一物料主数据治理（“一物一码”），解决数据不一致问题，减少采购浪费，每年减少物料采购成本8%。

       （2）产品质量持续提升

       构建标准化资源库（含物料库、工艺知识库、设计模板库），规范数据管理流程，使数据错误率下降85%。有效减少因设计、工艺错误导致的返工返修损失，每年降低质量损失约200万元。

       （3）业务流程高效优化

       协作效率提升：打通设计-工艺-制造全流程，消除部门协作壁垒，跨部门协作效率提升40%。

       周期与响应提速：技术准备周期缩短20%，设计变更响应速度提升60%，项目交付效率显著提高。

       （4）用户工作体验改善

       基于PLM系统搭建“任务看板”模式，实现任务进度可视化与任务分配智能化。设计、工艺人员任务处理效率提升30%，用户对系统的满意度大幅提升。

       （5）安全防护能力增强

       采用国产自主可控技术底座（天喻PLM、麒麟OS、达梦DB、鲲鹏芯片），实现核心数据与核心系统安全可控。有效规避国外“卡脖子”技术风险，保障企业数据安全与业务过程连续性。

       3.3.2 项目技术创新

       项目以数字化转型为总体目标，实现设计-工艺-档案-生产制造整个业务数据全面贯通，具有多项技术创新。

       （1）分包设计模式

       在覆盖东方锅炉本部技术部门业务的基础上，项目创新构建分包设计管理模式，通过两大核心举措实现分包业务高效协同：

       一是依托产品库容器的严格权限隔离机制，结合网络硬件组技术支撑，将分包单位业务全面纳入系统统一管理；二是在保障分包单位共享企业标准化支撑体系的同时，规范其设计业务流程，彻底取代以往本部设计人员“人工代劳”分包资料归档的传统模式，提升分包业务管理效率与规范性。

       （2）二维CAD在线设计模式

       项目通过二维CAD与PLM系统深度融合，构建设计人员在线设计一体化场景，核心功能实现如下：

       支持设计人员通过CAD插件直接登录PLM系统，在线查询PLM零部件资源（包括零件库、物料名称、材料牌号等），基于CAD插件实现新增标准件的申请；可在CAD环境中通过插件搭建设计单层BOM，并实现BOM数据与PLM系统双向同步，同步完成图纸明细栏更新；同时集成设计标准化校验功能，确保设计过程合规、数据准确。

       （3）三维数模结构化管理

       围绕工艺与车间业务数据需求，项目针对集箱、蛇形管等成熟部件，定制开发三维结构化数据生成功能，核心实现路径如下：

       设计部门通过定制化功能，在三维设计环节完成业务数据全面生成，再经设计工艺一体化系统进行数据处理与分发。目前已落地关键能力：基于三维模型特征自动计算生成管路数据，同步自动标识禁焊区数据，为后续工艺环节弯管折弯参数设定、生产车间焊接作业数据调用提供精准支撑，直接衔接下游制造需求。

       （4）参数化工艺

       项目聚焦锅炉、压力容器相关成熟部件，成功落地参数化工艺功能，已完成该类部件的参数化工艺规则定义，系统可基于设计前端数据，结合工艺路线、定额等输入参数，自动生成完整的工艺流转卡，大幅提升了工艺人员工艺卡片输出效率，同时强化工艺内容的标准化规范，为工艺环节提质增效提供了关键支撑。
 

图2 参数化工艺

       （5）看图软件全面升级优化

       项目对原有看图工具进行深度迭代，推动其从单一图纸浏览功能，升级为集多元能力于一体的综合型图纸管理客户端。

       客户端新增搜索、批注、收藏、分享功能，支持EBOM查看与多格式文件兼容，同时融入团队协作模块。升级后，设计、工艺等部门的图纸处理效率与跨部门协同能力得到显著提升，为技术准备环节提供了更高效的工具支撑。

       （6）XBOM的管理方式

       项目创新构建产品多级XBOM体系，核心价值在于打通设计-工艺-制造全环节数据链路，实现数据贯通与数据驱动。

       依托NPLM系统结构化数据基础，该体系可自动完成加工参数下发、关键参数关联及质检任务生成，消除各环节数据壁垒，确保设计数据向制造环节高效传递，为后端智能制造提供精准的数据支撑。
 

图3 XBOM体系

4 展望

       东方锅炉数字化转型与PLM全面国产替代项目，既是企业响应国产自主可控战略、破解“卡脖子”风险的关键实践，也是以技术升级驱动业务变革的深度探索。项目通过搭建一体化技术准备平台，实现设计－工艺－档案－制造全链路数据贯通，落地任务流程嵌套、三维结构化数据、参数化工艺等技术创新，不仅达成人力成本降低15%、技术准备周期缩短20%、数据错误率下降85%的显著成效，更构建起“数据驱动、协同高效、安全可控”的数字化运营新模式。

       本项目数字化转型实践不仅为东方锅炉后续深化数字孪生应用、冲击智能制造四级评审筑牢根基，更以“业务需求牵引技术落地、国产方案支撑转型升级”的路径，为大型离散装备制造企业推进数字化与国产化融合提供了可借鉴的标杆案例。未来，东方锅炉将持续以技术创新为核心，深化系统应用与数据价值挖掘，在数字化转型道路上实现更高质量的发展。