案例研究-唐车数字化设计与制造平台构建

1、客户成功案例 中国北车唐山轨道客车有限责任公司关于中国北车唐山轨道客车有限责任公司唐山轨道客车有限责任公司(简称:唐车隶属于中国北车股份有限公司。始建于1881年,是中国第一家轨道装备制造企业。在跨越三个世纪的发展历程中,唐车曾制造出中国第一台机车“中国火箭”号,中国第一辆客车“銮舆龙车”,研制了中国第一辆货车、第一辆轨道检查车、第一辆特种车和第一辆高级公务车,创新开发出中国第一列双层内燃动车组、第一列摆式列车、第一列70%低地板轻轨车、第一辆常导中低速磁悬浮列车创造了一批又一批领先于国内外同时代的机车车辆,为中华民族培养了一批又一批坚韧有为的铁路工业栋梁。1994年至今,唐车为中国六次铁路大

2、提速批量提供了快速新型的铁路客车,累计生产各型客车逾万辆。今天,唐车抓住国家铁路技术装备现代化的历史机遇,传承百年造车的深厚底蕴,不断创新发展,搭建起了世界一流的研发制造平台,成为轨道装备高端产品制造基地。市场、产品及服务自2003年起,唐车确立了加快新产品开发和技术改造、实现公司跨越式发展的总体目标,大力实施技术改造,以生产200km/h及以上铁路客车为主线,调整工艺布局,新增并不断完善工艺手段,形成了较强的生产和交付能力。2008年,拥有完全自主知识产权的国产首列时速350公里“和谐号”CRH3动车组在唐车下线,中国由此成为世界上仅有的几个掌握时速350公里高速铁路装备技术的国家之一。20

3、10年,唐车进一步自主创新研制出国产新一代“和谐号”CRH380BL动车组,最高运营时速达380公里,采用16辆长编组,全车定员1043人,在运营速度、安全可靠性、舒适性、节能环保等技术指标以及全寿命周期成本等经济指标方面达到世界领先水平。2011年1月9日,CRH380BL动车组在京沪高铁运行试验中,创下了每小时487.3公里的“世界铁路运营试验最高速”,验证了其技术先进、性能可靠。目前,CRH3动车组在京津城际铁路投用20列,占运营车辆总数的100%;在广深高铁投用7列,占运营车辆总数的100%;在武广和广深高铁投用53列,占运营车辆总数的67%;此外,新一代CRH380BL高速动车组已在

4、京沪、沪杭、武广等高铁投用35列。作为国家首批91家创新型企业和高新技术企业,唐车拥有国家级企业技术中心、国家工程实验室,是科技部命名的国际科技合作基地。先后通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、GB/T28001职业健康安全管理体系认证和EN15085-2国际焊接体系认证。依托科技部与铁道部中国高速列车自主创新联合行动计划的有力支撑,实施“国家863计划”产学研用合作方式,积极承担863课题、国家科技支撑课题,建立起具有自主知识产权、时速350公里以上、国际竞争力强的中国高速列车标准体系和技术体系,具备高速动车组系统集成、铝合金车体、转向架、网络控制系统等关键技术的

5、自主创新能力。适应轨道装备现代化需要,唐车构建了以铝、钢材质为主导的2条车体生产线,形成了由高速动车组、城轨车、中低速普通客车、特种车4个系列的产品体系,制造技术平台设备通用化、 工装柔性化、模具专业化,工艺先进完备,铝合金车体、组装生产线,调试试验线的技术和规模都达到了世界一流水平。市场竞争2000年,根据中央有关精神,中国铁路机车车辆工业总公司被分拆为中国南方机车车辆有限公司和中国北方机车车辆有限公司。南车集团下属27个子企业,分布在全国10个省、市;北车集团注册资本为人民币81.6亿元,成员单位包括17个全资企业、8个控股企业和4个参股企业,职工10万余人。随着我国铁路建设加快,各客运专

6、线的陆续建成,对机车车辆的采购也将陆续展开,招商证券发布报告认为,我国铁路设备的技术水平也处于快速发展阶段,机车车辆的国产化率仍有很大提升空间,这一方面会助其获得更多的国内市场份额,同时也会增强其在国际市场中的竞争能力。上述情况使得南车、北车集团下属子企业竞争激烈。作为北车重点子企业的唐车,鉴于未来城市公共交通一体化发展的趋势,按照国家“十二五”持续发展的需求,提出了绿色智能人文一体化交通解决方案提供商的战略构想。将通过科技创新、模式创新、自主创新,实现价值链的延伸,创造体现绿色智能人文理念的轨道交通装备、创新运营维护服务新模式,形成独特的管理、技术和具有唐车底蕴的品牌文化优势,坚定不移地走创

7、新发展之路,提升核心竞争力,引领轨道装备制造业的发展。合作自2005年起,唐车公司与西门子公司合作,开始研制时速300公里以上的CRH3型“和谐号”高速动车组。同时按照“引进先进技术,联合设计生产,打造中国品牌”的自主创新战略使命,开始了打造高速动车组高端技术平台的步伐。正是在这一战略发展期,唐车开始了与毕普科技在研发体系、设计工具、管理平台、产品开发方面的全面合作。为了有效支撑唐车打造自主研发创新平台,毕普科技成立了专门的战略服务团队,与唐车的产品研发团队、管理信息化团队以及企业管理团队等一起密切合作,从产品开发管理优化和IT系统实施部署两个层面进行了深入的探讨、尝试和最终推广应用。通过近七

8、年时间的紧密合作,唐车的研发、制造体系建设成效显著,产品研制、开发能力大大提升。唐车不仅成功成为国家首批创新型企业和高新技术企业,也建立起了国家级企业技术中心和国家工程实验室,搭建起了世界一流的研发制造平台。今天,唐车已经成为国内轨道装备行业高端研发制造基地的突出代表。成功案例面临挑战随着我国铁路行业的几次大提速战略的推进、城市轨道交通建设进入快速发展期、以及城市间高速轨道客运专线的陆续建设和扩容,对机车车辆的采购量也持续攀升,我国铁路设备的技术水平也处于快速发展阶段,唐车要在此时期抢占市场高地,获得更多的市场份额,就必须努力在更短时间内开发出更高质量的产品,提供更加及时和更高品质的售后服务保

9、障等。与毕普科技合作之前的唐车,在产品开发方面主要面临如下紧迫的业务挑战:(1因市场需求的大幅增加,交货期和质量要求提升,必然导致唐车产品开发团队和人员的快速扩展。而团队和人员的快速扩展,对于管理提出了更高的要求(2与西门子公司合作进行动车的生产和技术引进,迫使唐车在产品开发过程、产品执行标准、供应商协同、以及信息系统等方面都要有相应的改善和提升 (3唐山、北京、长春三地进行协同开发的业务实际,要求三地的产品数据能够实时共享,信息沟通及时、顺畅(4高铁产品的复杂度,对多学科协同、数据和信息系统整合、知识的积累、设计仿真、分析、验证等等提出了非常高的要求(5产品的高质量、高可靠性必然要求确保研发

10、、设计、工艺、制造、服务各环节的紧密衔接和信息无缝流动以及闭环反馈(6一方面面临这些挑战,另一方面唐车当时还处于二维图纸设计阶段,设计方式和方法还主要继承于原有技术体系和平台。数据均以2D纸质图纸形式存在,没有开展三维设计,其三维设计基础较差,没有科学、规范的三维设计过程,在和西门子公司合作生产300km/h高速动车组项目后,唐车引进并实施了SAP系统,用于管理西门子发放的制造数据。在国外先进技术的引进、消化、吸收、再创新的指导思想下,唐车急需建立自己的三维设计规范以支撑能适应高速动车组复杂产品设计的设计体系,并逐步构建完整的数字化设计、生产平台来管理过程和数据,实现公司部门之间及与合作伙伴的

11、数据传递和共享。并将设计数据源从设计管理系统直接发布到SAP系统中,实现产品的设计、工艺、制造、维护的全生命周期的过程管理。解决方案为了有效地解决唐车面临的上述业务挑战,搭建新的动车研发平台。毕普科技针对性的设计了研发能力提升路径规划,并采取统一规划、分布实施的策略,提供从高端产品开发咨询到引入3维CAD,PLM产品全生命周期管理系统落地运行的完整解决方案。具体提供的解决方案包括如下:(1研发流程咨询和优化通过对产品研制现状进行详细调研,结合西门子、阿尔斯通等交通运输产品研制的先进理念和最佳实践,针对唐车产品研发现状及未来发展总体战略,整体规划并设计了支撑不同产品类型的高速列车研发管理高阶流程

12、。高速列车研发流程的提出,明确了不同产品研发项目的管理方法及管控流程;固化了相应关键环节的输入输出及编制规范;明确各职能部门的工作职责,强化了跨职能部门的协同开发能力;同时也为后续PLM项目的建设奠定了坚实的基础(2三维设计引入Creo产品,推动全三维设计。并建立起了完整的三维设计规范,导入了全车Top-Down(自顶向下设计方法和模块化设计,进行管路电缆三维设计,支持机电一体化协同设计。实现基于三维模型的设计、评审、分析和数据仿真。对整车大模型、大数据的可视化和数据发布处理进行了全面优化。根据需要自动出符合国标和行标的工程图。 (3协同开发建立协同设计工作空间,不同项目团队围绕产品进行机电一

13、体化协同设计。在唐山、北京、长春三地构建主从服务器,进行远程同步复制。确保数据在三地按照业务需要进行同步。(4专家导航以典型产品,推进基于设计知识的导航设计。通过深入分析和总结设计知识,沉淀到产品开发系统中。实现基于关键参数、模块化模型的快速选装选配。引导设计人员把精力集中在最具有创造性的工作上,同时对于初级设计人员可以起到知识引导的作用。规范设计主管和设计工程师两类核心角色的标准工作流程和工作交付。建立柔性的可配置交付模板,实现了设计基础的标准化。(5数据和过程管理以项目为主线,以产品结构为核心组织管理产品相关数据和过程。建立唐车研发核心PLM 平台,落地产品开发流程,管理异构设计、分析、仿

14、真、试验、可靠性等数据。实现工艺BOM、工艺路线、工艺资源的统一管控,支持作业指导书的创建和按需发布。(6ERP系统集成发布设计、工艺数据到唐车的SAP系统,实现业务过程和业务数据与SAP系统的双向紧密集成。打通设计、工艺、制造、服务各流程环节,为生产制造服务提供唯一准确的数据源。实施成效通过协同设计开发管理平台,唐车建立起了一套完整的三维协同设计管理标准规范,同时依托该平台实现了业务过程和业务数据与SAP 系统的双向紧密集成,确保设计过程与制造过程的无缝衔接,支撑了多地围绕同一列车项目的协同研发与协同,大大提高了企业的数字化协同研发和制造水平。在双方的共同努力通过下,通过上述项目的实施部署和

15、应用推广,唐车逐步打造了一套标准化的研发体系,建立起一个完整的产品研发管理PLM平台,培养了一大批既懂管理又熟悉业务和信息化的骨干人员。对于唐车研发平台的系统化、规范化、知识化、过程自动化、系统集成化起到了极其重要的推动作用。从而大大提升了唐车的产品开发效率、产品质量和可靠性、对于客户的快速响应和及时服务。媒体报道唐车多年在研发管理能力提升和信息化建设方面的投入, 为整个北车集团的研发大协同和数字化制造奠定了基础,树立了典范。同时也为唐车打造全球轨道客车一流品牌的战略核心提供了有力的业务指导和技术支撑。多年来,各类媒体对唐车在研发创新方面的成就都进行了全方面的报道。中央电视台2009/06/3

16、0新闻联播视频大国重器开播仪式在唐车车间举行大国重器唐车剧照各方观点“中国制造企业也同样面临着激烈的市场竞争,必须努力在更短时间内开发出高质量的产品。因而他们需要不断审视自身的产品开发流程以保证更好地利用所有资源。”“作为唐车的合作伙伴,PTC非常重视在PLM领域与唐车的紧密合作,我们为唐车提供的产品具有可靠而且性能卓越的体系架构,使企业如虎添翼,在全球化竞争中赢得优势。”原PTC公司亚太区销售副总裁John Condon“作为唐车的重要战略合作伙伴,我们非常重视在产品研制管理和PLM领域与唐车的紧密合作,我们非常荣幸能在唐车的战略发展期参与唐车研发体系和管理平台的建设。面对唐车未来向绿色、智能、人文一体化