北京石油机械厂：半世纪老厂的数字战役

 　　46年老机械厂数字改造样板。

　　6月2日，北京石油机械厂（下称北石厂）制造二部工人张国华提前了20分钟来到车间，在终端操作平台上，查阅自己上个月的工作绩效。这一个月，张国华做了四批活，完成了四轮生产流程，工作绩效比ERP上线之前整整提高了一倍。“我们工人的腰包也鼓起来了！”张国华的脸上乐开了花，眼睛笑成了月牙。

　　而在8年前，北石厂还未进行信息化建设时，这样的事情，张国华想都不敢想。完全是手工操作的生产车间，从零部件的领出到机器设备最后出厂，基本上要15天~20天才能完成，而现在只要七八天。

　　这只是诞生于1955年的老国有企业——北石厂施行信息化建设战略，建设数字工厂的一个片段。对于一家有着悠久历史的老制造企业而言，北石厂的数字化改造带来的不仅仅是生产效率的大幅提高，更是一场变革，一种从老态龙钟到迸发激情的脱胎换骨。

　　美利坚灵感

　　当被问及从什么时候开始明确提出数字化工厂目标时，作为北石厂副厂长、信息化建设领头人的邹连阳，紧锁眉头，却怎么也说不出准确的时间。“北石厂建设数字化工厂，没有一个明确的时间表，这是一件水到渠成的事情。北石厂在完成管理信息化、制造信息化、研发信息化这三化后，就顺便拔高到了数字化，也就是实现了数字化工厂了。”

　　邹连阳口中的数字化工厂建设，似乎很容易。但鲜为人知的是，早在25年前美国之行时，邹连阳就有了数字化工厂梦。

　　彼时，邹连阳还是一个年轻小伙子，但已经是厂里的储备车间主任了。他被厂里派到美国的石油机械厂接受一个月的管理培训。

　　“那时候的美国工厂已经开始使用MRP物料需求计划，众所周知的ERP的雏形），员工的跳槽对企业的管理根本没有影响，不需要员工对工作内容倒背如流。”邹连阳回忆道。每天，生产调度拿到一摞前一天夜里就已经打印好的资料，上面记载着前一天每个零件加工到什么程度了，今天需要到哪儿去，一目了然。生产调度员据此安排一天的工作内容。在邹连阳看来，一个操作工人，只要按照这张纸，用铲车把零件放到正确的位置，就可以。

　　“这是美国工厂25年前的生产方式，几个工厂租用一台大型机器，各自厂内有一个终端的打印机。”邹连阳竖起了大拇指，感叹美国工厂的实力。美国同类企业的信息化程度给他留下了深刻的印象。或许，邹连阳自己也未曾发觉，信息化、数字化工厂的梦就从那时候开始扎根在他心里。

　　大洋彼岸的中国，制造业企业中，有信息化建设意识的也是凤毛麟角，更别提着手建设了。而在北石厂内的一个小会议室里，一帮清华大学的教授聚集在一起，也正在进行信息化探索。北石厂开始孕育信息化建设。

　　在邹连阳负责北石厂的信息化建设工作后，他更是放开手脚，推进北石厂信息化建设大步向前。现在ERP已经成为北石厂生产和管理不可缺少的日常工具，全厂实现了数字化工厂的目标。通过信息化手段，北石厂的生产部门能根据市场需求的变动及时调整生产内容和规模，提高市场的应对能力。“市场不需要这个产品了，我们能够立马停下来、掉头，提高了市场应对能力。”邹连阳说。

　　而在研发领域，全厂也实施了2D、3D、CAPP、CAE、PDM、DNC等数字化研发技术的应用，通过三维建模对关键零件应用ANSYS有限元分析进行协同设计，极大地提高了设计效率，确保了承载能力及结构设计的准确性，缩短了设计周期。

　　在邹连阳眼里，打造数字化工厂，实际上更像是一个告诉大家，要重视信息化建设，支持信息化工作的过程。数字化工厂是北石厂信息化工作中的一部分，而这件事情本身不是计划好，而是水到渠成的。

　　信息化建设促进了北石厂的发展，北石厂效益明显增长，实现了数字化工厂梦。从8年前的七八千万的年产值一跃成为现在超过10亿的年产值，翻了10倍。

　　始于ERP

　　“信息化建设之前，如果北石厂是辆小马车的话，那么装备过信息化武器之后的北石厂就是火车了。”北石厂制造二部书记杨宇飞如此总结信息化给北石厂带来的巨大变革，“以前北石厂是个小作坊，而现在已经是个现代化的工厂。”

　　变革爆发于2003年。

　　“虽然当年北石厂的信息化基础十分薄弱，但是为了提高企业竞争力，满足企业发展的需求，北石厂依然在2003年确立了科技化、数字化、国际化的发展战略，并以信息化建设为突破口，提出了研发信息化、制造信息化、管理信息化的思路。”北石厂副厂长、信息化领头人邹连阳告诉记者。

　　从前期的调研和准备，到项目实施过程中的组织、协调、解决问题，经过讨论流程、确定编码原则、数据导入、试运行几个阶段，北石厂在2003年当年内就实现了ERP的顺利上线。而且，一个原本在常规条件下需要2~3年才能完成的项目，北石厂仅用了1年时间。

　　杨宇飞说，厂里下决心要上ERP，提出不换思想就换人的原则，力度很大，“而生产制造部门首当其冲，把ERP在车间的实施落到了书记头上。”杨宇飞颇感意外，但也欣然接受。

　　“作为一个生产部门，它主要的工作就是组织做好生产。”杨宇飞说，ERP对北石厂的生产部门来说，不论是生产还是管理都是一次革命。

　　2003年之前，北石厂内部的生产处于手工模式。据杨宇飞回忆，当时厂里虽然由计算机编排生产计划，但是工人们拿到的派工单、图纸基本上都是手工抄写的，并没有实现网络之间的信息共享，只是一个打字工具。

　　每天工人需要领纸质的派工单，领用材料、设计图纸进入一天的工作。而现在只要在终端机器上查阅派工单、设计图纸等。杨宇飞说，纸质的派工单容易出现问题，需要工具繁杂的时候也容易出错，而且一旦出错，就要重新开派工单，再领一遍材料，非常麻烦。更甚的是，图纸一旦有问题就更加麻烦了。

　　而从工人生产制造角度来讲，技术员们编制的技术文件和图纸要越细越好。“ERP帮助企业实现了这样的功能，像一潭清澈见底的水。一台顶驱，所用的螺钉螺母，以及零部件在什么位置都标注得清清楚楚。”杨宇飞说。

　　在这个问题上，张国华深有体会，“在信息化建设之前，工作时遇到图纸问题，我要到办公室打电话问技术员，只有在技术员在的情况下，他才能到车间来，分析调查原因，之后我再去找相关部门领取需要的材料（有的时候可能没有做进去），然后你再去找相应的主管调度，主管调度再去库房借用某些材料，拿出来再修改，转一大圈再到我这里。这一圈下来半天时间就没有了。”

　　而现在，同样的问题，张国华只要在北石厂的集中通讯平台上发消息给技术员就可以了，在技术员解决这个问题后，也通过集中通讯平台传给调度室，调度室就按照技术的修改意见发给工人了。“一两个小时就能解决问题，效率大大提高了。”

　　在生产资料的管理上，杨宇飞受益匪浅。以前，北石厂对材料的管理不严格，“库管员出于人情，很多生产资料没有签字就拿出去，制度规定再严，都很难解决这个问题。”杨宇飞体会颇深，工人在生产过程中，缺料可以自行去库房提取，身旁的材料，也能随手拿来使用。

　　在ERP上线之后，这种情况根本就不会发生。杨宇飞说，因为有专门的审核员，专门的发料员，入库审核，领用材料的出入库是一个闭环，环环审核，走不完程序是拿不到材料的。“有的时候眼巴巴地看着材料就在旁边就是没办法使用。”

　　不仅如此，ERP上线之后，实现了信息共享。作为制造部门，杨宇飞不仅能掌握车间现场周转的这些零部件，而且对库房、销售订单和外包的加工零配件都能了如指掌，有效安排生产。

　　在生产过程中，杨宇飞也能借助ERP安排好所需材料，了解整体的生产情况，而这些在过去都要靠人工记忆，不仅不容易掌握而且容易出错。如果要掌握正在加工过程中的零部件的情况，他还要到现场去巡视才可以。“现在只要在ERP系统上，杨宇飞就能了解所有信息，某个活到什么位置，进展如何，都能一目了然。”

　　ERP项目还给生产部门的人员管理带来了不小的作用。“ERP上线后，北石厂生产部门的管理由面管理向点管理转变。”杨宇飞说，过去一群人干的事 ，分不出来谁做了哪些，干多干少也分不清楚，很难显示人的工作能力和管理水平。ERP上线后，工作分得更细了，钉是钉铆是铆，职工对自身的要求严格，都不用领导强调，“这单子不能错”。

　　对职工的工作统计也不再是难题了。“班长再也不用拿着小本去统计每一个人每天的工作量，还要算算多少分钟一个，看看有没有做满8小时。再也不会出现因为班长少记一个活而打架的情况了。”杨宇飞说，每个人每天都把自己的工作量输入系统，办事员计算工资的时候，只要调出数据，很快就能做出工资。

　　这让杨宇飞明确掌握了每个人的工作量以及工作能力，避免了原来人情与人治化管理的难题。

　　阻力“夫妻战”

　　成功从来都不会轻而易举。看似容易的北石厂信息化建设同样存在难题。

　　2003年的一天，周斌和晋文彩这对北石厂的职工夫妇起了争执。

　　“什么信息化建设嘛，信息化应该减轻劳动强度，而不应该是增加繁琐的程序。你看，做了ERP，我们的工作程序反倒复杂了。”丈夫周斌非常不理解北石厂对生产部门进行的数字化流程改造。

　　“这样做就是有利于生产的统一管理，提高效率！现在你只是觉得把你原来的工作习惯给打破了，不适应。适应了，你就会觉得劳动效率提高了很多的。”从事ERP管理工作的妻子晋文彩对丈夫的武断判断给予了批评。

　　因为在同一个单位，又是夫妻，这对夫妇在北石厂刚刚应用ERP手段对生产流程进行数字化改造时，经常发生类似的争执。当时，周斌是北石厂检验科的检验员，晋文彩则是生产制造部门的录机员，录机员职位是在ERP上线后新增的岗位。ERP项目上马后，多了一些程序，少一些程序、多个工作岗位，减少一些工作岗位，习惯了原来操作模式的周斌有些难以接受。

　　这对夫妇的争执甚至还引起了北石厂企管部主任李林和杨宇飞的注意。

　　至今，杨宇飞对这段在生产部门的ERP项目上马时期的小插曲，仍记忆犹新，他笑着说道：“因为对ERP理解得不够透彻，生产理念没有完全转变，他们家闹得不可开交，都快要爆发‘家庭战争’了。”

　　“ERP 在路径上规范了检验员的工作，而更进一步讲，上ERP，也不是所有职位都是受益对象。这需要一个理解、接受的过程。”杨宇飞对当时生产部门一些人对ERP的抵触情绪也表示理解。

　　这虽然只是北石厂ERP过程中的一个片段，但却真实反映了整个信息化过程中，北石厂遇到的难题。

　　李林认为，一些企业的信息化阻力可能是因为一些工厂是私人承包的，有自己的小金库，或者企业科室有权利，担心ERP 分了权利，这些因素导致了企业的信息化建设难。而在北石厂不存在这些情况，“虽然有阻力，但是不大，主要的阻力来自于全厂上下员工观念的更新和习惯的更正。”

　　同时，李林也强调，北石人的执行力特别强，虽然有意见，不能理解，但是还是认真执行企业的决策。“就像周斌，虽然不理解但也要接受啊，还是让他老婆去上班，不然就下岗了。”

　　“生产部门的ERP上线是非常困难的一件事情。在保证现阶段正常生产的情况下，制造部门的信息化还要把前期的准备、与软件提供商的接触，包括基础资料全部录入。”在那段时间里，李林很少出现在自己的办公室，基本上都是与一线工人在一起，了解并帮助他们解决难题。

　　“车间里的生产计划员岳莲，要将一年中所有出入库的产品都要回忆起来。将原始的手工凭证，录入到机器里。每天都要回忆到夜里一两点钟，一度累到错把电话机当成是电脑的数字键盘。”杨宇飞回忆，“最大的感受就是太痛苦，这边还没有回忆起来呢，那边信息的生产数据又来了。这是一次革命，是传统生产方式向现代化方式转变的过程。”

　　总工办主任沈克也一刻不停地奔波于厂区与各业务部门间“救火”、口干舌燥地接听一个又一个的“求救电话”这些都是沈克每天的工作列项。

　　刚刚解除职工对于生产流程改造的疑虑，北石厂的信息化改造又遇到了新的难题。“原以为从泥潭里出来了，但是还轻松不了，因为职工没有完全接受，还需要培训学习。”那段时间，受医院机构的启发，杨宇飞还在制造部门设立了急症室、门诊、住院处，根据不同类型分类处理问题。“这边单据走不下去，而下一个生产环节又急着用，就需要急症室的人去处理了。”

　　此外，厂领导对推进信息化建设的坚定决心也是北石厂信息化建设成功的重要力量。只要问题没解决，即便是在凌晨，厂领导也会组织会议，讨论解决问题。北石厂的信息化建设成功了，也带来了企业经济利益的大幅提高。“如果生产部门没有进行数字化改造，现在北石厂根本实现不了超10亿元的年产值。”沈克对记者说。

　　数字无极限

　　北石厂的数字化理念是研发、管理、制造，全面信息化的集成应用。数字化制造在北石厂生产环节的应用给这个46年的老厂带来了产品的升级和设备利用率的大幅提高。

　　据记者了解，北石厂主要业务是组装大型石油机械设备和生产其中的关键零部件。北石厂通过大量引进世界上先进的数控加工设备，提升企业的制造能力，企业拥有数十台代表世界最先进加工能力的数控加工设备，为了提高数控机床的工作效率，加强管理，企业相继实施了数控设备网络DNC，对多台数控设备进行网络化制造改进，建立起了车间的数控代码控制服务器，实现数控代码在设备端和服务器端的双向传输，实现了实时采集数控机床的加工状态，并实现了代码服务器与产品数据服务器的集成管理，使数控加工设备与整个信息化平台进行连接。DNC网络化制造实施后，大大提高了数控设备的利用率，缩短了产品产出周期。经过分厂使用，纯工效提高5倍以上，最高可达8—10倍。

　　而信息化手段在制造和生产管理应用相对成熟后，北石厂开始尝试运用信息化手段协助产品研发。在北石厂人看来，产品研发的数字化则带来更加优势的市场竞争力和丰厚的经济效益，带来的更多是真金白银。

　　2009年，在信息化系统的支撑下，北石厂率先推出了顶驱主轴旋转定位技术。通过这个技术可以精确地控制顶驱主轴旋转的圈数或角度，有效提高了钻井作业的安全性与便捷性；在定向钻井作业中，该技术可减小井下钻具与井壁间的摩擦力，提高钻井速度，节约钻井成本，为使用螺杆钻具的导向钻井连续控制提供了极大方便。

　　“在具体操作中，工人可以根据工况需求，启动电控房中工控机上的视窗控制中心软件WinCC（Windows Control Center），进入“辅助系统”界面，点击“允许定位控制”按钮，设置主轴旋转的圈数或角度；也可通过司钻控制台触摸屏进入“定位控制”界面，点击“定位控制使能”按钮来获取定位控制权，依次设置主轴旋转的圈数或角度。设置完成后，按钻井操作程序启动顶驱装置，主轴将以设定的圈数或角度旋转，主轴旋转至设定圈数或角度后，系统自动刹车，完成主轴旋转定位控制过程。”沈克告诉记者。

　　而由北石厂自主研发并生产的当今油气钻井界重大前沿技术与装备——顶部驱动钻井装置（下称顶驱）更是打破了美国、加拿大等少数发达国家的垄断，并且出口到包括美国在内的多个国家。自2003年至今，北石厂仅顶驱便生产了260多套，创造了近30亿元的产值。

　　此外，在下套管作业过程中，需要将十米一根的套管连接起来。过去是人工控制这个工艺流程，容易出现问题。也在2009年，北石厂还自主研制了顶驱下套管装置，解决了这一难题。

　　顶驱下套管装置的上端与顶驱主轴相连接，可以通过顶驱精确控制下套管作业时套管的上扣扭矩。该装置通过活塞的上下运动来驱动卡瓦复位、张开，进而松开、卡紧套管，以传递旋转及提升载荷，完成上扣及提放套管动作。该装置采用自封式皮碗密封套管，可以在下套管作业的同时循环泥浆以减少或避免复杂事故的发生。和传统下套管作业工艺相比，作业人员大大减少，司钻可全程监控套管作业。

　　产品的升级提升了北石厂的竞争力，自2003年信息化建设以来，北石厂每年以超过30%的速度增长。

　　现在，北石厂还面临一个良好的机遇。“未来二三年内，北石厂将要迁至位于昌平科技园的新厂区，届时，我们将实现理想中更高级的数字化工厂。”邹连阳坦言，虽然北石厂的信息化建设不考虑资金投入，但也确实受到资金的限制。不过，现在受资金限制的信息化技术在昌平的新厂区将全部解决。那时，北石人将完成对数字化的全部设想。

　　邹连阳有些激动，挥舞着手中的文件资料，似乎看到了3年后在昌平新的数字化工厂。

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