46年老機械廠數字改造樣板。
6月2日，北京石油機械廠（下稱北石廠）制造二部工人張國華提前了20分鐘來到車間，在終端操作平臺上，查閱自己上個月的工作績效。這一個月，張國華做了四批活，完成了四輪生產流程，工作績效比ERP上線之前整整提高了一倍。“我們工人的腰包也鼓起來了！”張國華的臉上樂開了花，眼睛笑成了月牙。
而在8年前，北石廠還未進行信息化建設時，這樣的事情，張國華想都不敢想。完全是手工操作的生產車間，從零部件的領出到機器設備最后出廠，基本上要15天~20天才能完成，而現在只要七八天。
這只是誕生于1955年的老國有企業——北石廠施行信息化建設戰略，建設數字工廠的一個片段。對于一家有著悠久歷史的老制造企業而言，北石廠的數字化改造帶來的不僅僅是生產效率的大幅提高，更是一場變革，一種從老態龍鐘到迸發激情的脫胎換骨。
美利堅靈感
當被問及從什么時候開始明確提出數字化工廠目標時，作為北石廠副廠長、信息化建設領頭人的鄒連陽，緊鎖眉頭，卻怎么也說不出準確的時間。“北石廠建設數字化工廠，沒有一個明確的時間表，這是一件水到渠成的事情。北石廠在完成管理信息化、制造信息化、研發信息化這三化后，就順便拔高到了數字化，也就是實現了數字化工廠了。”
鄒連陽口中的數字化工廠建設，似乎很容易。但鮮為人知的是，早在25年前美國之行時，鄒連陽就有了數字化工廠夢。
彼時，鄒連陽還是一個年輕小伙子，但已經是廠里的儲備車間主任了。他被廠里派到美國的石油機械廠接受一個月的管理培訓。
“那時候的美國工廠已經開始使用MRP物料需求計劃，眾所周知的ERP的雛形），員工的跳槽對企業的管理根本沒有影響，不需要員工對工作內容倒背如流。”鄒連陽回憶道。每天，生產調度拿到一摞前一天夜里就已經打印好的資料，上面記載著前一天每個零件加工到什么程度了，今天需要到哪兒去，一目了然。生產調度員據此安排一天的工作內容。在鄒連陽看來，一個操作工人，只要按照這張紙，用鏟車把零件放到正確的位置，就可以。
“這是美國工廠25年前的生產方式，幾個工廠租用一臺大型機器，各自廠內有一個終端的打印機。”鄒連陽豎起了大拇指，感嘆美國工廠的實力。美國同類企業的信息化程度給他留下了深刻的印象。或許，鄒連陽自己也未曾發覺，信息化、數字化工廠的夢就從那時候開始扎根在他心里。
大洋彼岸的中國，制造業企業中，有信息化建設意識的也是鳳毛麟角，更別提著手建設了。而在北石廠內的一個小會議室里，一幫清華大學的教授聚集在一起，也正在進行信息化探索。北石廠開始孕育信息化建設。
在鄒連陽負責北石廠的信息化建設工作后，他更是放開手腳，推進北石廠信息化建設大步向前。現在ERP已經成為北石廠生產和管理不可缺少的日常工具，全廠實現了數字化工廠的目標。通過信息化手段，北石廠的生產部門能根據市場需求的變動及時調整生產內容和規模，提高市場的應對能力。“市場不需要這個產品了，我們能夠立馬停下來、掉頭，提高了市場應對能力。”鄒連陽說。
而在研發領域，全廠也實施了2D、3D、CAPP、CAE、PDM、DNC等數字化研發技術的應用，通過三維建模對關鍵零件應用ANSYS有限元分析進行協同設計，極大地提高了設計效率，確保了承載能力及結構設計的準確性，縮短了設計周期。
在鄒連陽眼里，打造數字化工廠，實際上更像是一個告訴大家，要重視信息化建設，支持信息化工作的過程。數字化工廠是北石廠信息化工作中的一部分，而這件事情本身不是計劃好，而是水到渠成的。
信息化建設促進了北石廠的發展，北石廠效益明顯增長，實現了數字化工廠夢。從8年前的七八千萬的年產值一躍成為現在超過10億的年產值，翻了10倍。
始于ERP
“信息化建設之前，如果北石廠是輛小馬車的話，那么裝備過信息化武器之后的北石廠就是火車了。”北石廠制造二部書記楊宇飛如此總結信息化給北石廠帶來的巨大變革，“以前北石廠是個小作坊，而現在已經是個現代化的工廠。”
變革爆發于2003年。
“雖然當年北石廠的信息化基礎十分薄弱，但是為了提高企業競爭力，滿足企業發展的需求，北石廠依然在2003年確立了科技化、數字化、國際化的發展戰略，并以信息化建設為突破口，提出了研發信息化、制造信息化、管理信息化的思路。”北石廠副廠長、信息化領頭人鄒連陽告訴記者。
從前期的調研和準備，到項目實施過程中的組織、協調、解決問題，經過討論流程、確定編碼原則、數據導入、試運行幾個階段，北石廠在2003年當年內就實現了ERP的順利上線。而且，一個原本在常規條件下需要2~3年才能完成的項目，北石廠僅用了1年時間。
楊宇飛說，廠里下決心要上ERP，提出不換思想就換人的原則，力度很大，“而生產制造部門首當其沖，把ERP在車間的實施落到了書記頭上。”楊宇飛頗感意外，但也欣然接受。
“作為一個生產部門，它主要的工作就是組織做好生產。”楊宇飛說，ERP對北石廠的生產部門來說，不論是生產還是管理都是一次革命。
2003年之前，北石廠內部的生產處于手工模式。據楊宇飛回憶，當時廠里雖然由計算機編排生產計劃，但是工人們拿到的派工單、圖紙基本上都是手工抄寫的，并沒有實現網絡之間的信息共享，只是一個打字工具。
每天工人需要領紙質的派工單，領用材料、設計圖紙進入一天的工作。而現在只要在終端機器上查閱派工單、設計圖紙等。楊宇飛說，紙質的派工單容易出現問題，需要工具繁雜的時候也容易出錯，而且一旦出錯，就要重新開派工單，再領一遍材料，非常麻煩。更甚的是，圖紙一旦有問題就更加麻煩了。
而從工人生產制造角度來講，技術員們編制的技術文件和圖紙要越細越好。“ERP幫助企業實現了這樣的功能，像一潭清澈見底的水。一臺頂驅，所用的螺釘螺母，以及零部件在什么位置都標注得清清楚楚。”楊宇飛說。
在這個問題上，張國華深有體會，“在信息化建設之前，工作時遇到圖紙問題，我要到辦公室打電話問技術員，只有在技術員在的情況下，他才能到車間來，分析調查原因，之后我再去找相關部門領取需要的材料（有的時候可能沒有做進去），然后你再去找相應的主管調度，主管調度再去庫房借用某些材料，拿出來再修改，轉一大圈再到我這里。這一圈下來半天時間就沒有了。”
而現在，同樣的問題，張國華只要在北石廠的集中通訊平臺上發消息給技術員就可以了，在技術員解決這個問題后，也通過集中通訊平臺傳給調度室，調度室就按照技術的修改意見發給工人了。“一兩個小時就能解決問題，效率大大提高了。”
在生產資料的管理上，楊宇飛受益匪淺。以前，北石廠對材料的管理不嚴格，“庫管員出于人情，很多生產資料沒有簽字就拿出去，制度規定再嚴，都很難解決這個問題。”楊宇飛體會頗深，工人在生產過程中，缺料可以自行去庫房提取，身旁的材料，也能隨手拿來使用。
在ERP上線之后，這種情況根本就不會發生。楊宇飛說，因為有專門的審核員，專門的發料員，入庫審核，領用材料的出入庫是一個閉環，環環審核，走不完程序是拿不到材料的。“有的時候眼巴巴地看著材料就在旁邊就是沒辦法使用。”
不僅如此，ERP上線之后，實現了信息共享。作為制造部門，楊宇飛不僅能掌握車間現場周轉的這些零部件，而且對庫房、銷售訂單和外包的加工零配件都能了如指掌，有效安排生產。
在生產過程中，楊宇飛也能借助ERP安排好所需材料，了解整體的生產情況，而這些在過去都要靠人工記憶，不僅不容易掌握而且容易出錯。如果要掌握正在加工過程中的零部件的情況，他還要到現場去巡視才可以。“現在只要在ERP系統上，楊宇飛就能了解所有信息，某個活到什么位置，進展如何，都能一目了然。”
ERP項目還給生產部門的人員管理帶來了不小的作用。“ERP上線后，北石廠生產部門的管理由面管理向點管理轉變。”楊宇飛說，過去一群人干的事 ，分不出來誰做了哪些，干多干少也分不清楚，很難顯示人的工作能力和管理水平。ERP上線后，工作分得更細了，釘是釘鉚是鉚，職工對自身的要求嚴格，都不用領導強調，“這單子不能錯”。
對職工的工作統計也不再是難題了。“班長再也不用拿著小本去統計每一個人每天的工作量，還要算算多少分鐘一個，看看有沒有做滿8小時。再也不會出現因為班長少記一個活而打架的情況了。”楊宇飛說，每個人每天都把自己的工作量輸入系統，辦事員計算工資的時候，只要調出數據，很快就能做出工資。
這讓楊宇飛明確掌握了每個人的工作量以及工作能力，避免了原來人情與人治化管理的難題。
阻力“夫妻戰”
成功從來都不會輕而易舉。看似容易的北石廠信息化建設同樣存在難題。
2003年的一天，周斌和晉文彩這對北石廠的職工夫婦起了爭執。
“什么信息化建設嘛，信息化應該減輕勞動強度，而不應該是增加繁瑣的程序。你看，做了ERP，我們的工作程序反倒復雜了。”丈夫周斌非常不理解北石廠對生產部門進行的數字化流程改造。
“這樣做就是有利于生產的統一管理，提高效率！現在你只是覺得把你原來的工作習慣給打破了，不適應。適應了，你就會覺得勞動效率提高了很多的。”從事ERP管理工作的妻子晉文彩對丈夫的武斷判斷給予了批評。
因為在同一個單位，又是夫妻，這對夫婦在北石廠剛剛應用ERP手段對生產流程進行數字化改造時，經常發生類似的爭執。當時，周斌是北石廠檢驗科的檢驗員，晉文彩則是生產制造部門的錄機員，錄機員職位是在ERP上線后新增的崗位。ERP項目上馬后，多了一些程序，少一些程序、多個工作崗位，減少一些工作崗位，習慣了原來操作模式的周斌有些難以接受。
這對夫婦的爭執甚至還引起了北石廠企管部主任李林和楊宇飛的注意。
至今，楊宇飛對這段在生產部門的ERP項目上馬時期的小插曲，仍記憶猶新，他笑著說道：“因為對ERP理解得不夠透徹，生產理念沒有完全轉變，他們家鬧得不可開交，都快要爆發‘家庭戰爭’了。”
“ERP 在路徑上規范了檢驗員的工作，而更進一步講，上ERP，也不是所有職位都是受益對象。這需要一個理解、接受的過程。”楊宇飛對當時生產部門一些人對ERP的抵觸情緒也表示理解。
這雖然只是北石廠ERP過程中的一個片段，但卻真實反映了整個信息化過程中，北石廠遇到的難題。
李林認為，一些企業的信息化阻力可能是因為一些工廠是私人承包的，有自己的小金庫，或者企業科室有權利，擔心ERP 分了權利，這些因素導致了企業的信息化建設難。而在北石廠不存在這些情況，“雖然有阻力，但是不大，主要的阻力來自于全廠上下員工觀念的更新和習慣的更正。”
同時，李林也強調，北石人的執行力特別強，雖然有意見，不能理解，但是還是認真執行企業的決策。“就像周斌，雖然不理解但也要接受啊，還是讓他老婆去上班，不然就下崗了。”
“生產部門的ERP上線是非常困難的一件事情。在保證現階段正常生產的情況下，制造部門的信息化還要把前期的準備、與軟件提供商的接觸，包括基礎資料全部錄入。”在那段時間里，李林很少出現在自己的辦公室，基本上都是與一線工人在一起，了解并幫助他們解決難題。
“車間里的生產計劃員岳蓮，要將一年中所有出入庫的產品都要回憶起來。將原始的手工憑證，錄入到機器里。每天都要回憶到夜里一兩點鐘，一度累到錯把電話機當成是電腦的數字鍵盤。”楊宇飛回憶，“最大的感受就是太痛苦，這邊還沒有回憶起來呢，那邊信息的生產數據又來了。這是一次革命，是傳統生產方式向現代化方式轉變的過程。”
總工辦主任沈克也一刻不停地奔波于廠區與各業務部門間“救火”、口干舌燥地接聽一個又一個的“求救電話”這些都是沈克每天的工作列項。
剛剛解除職工對于生產流程改造的疑慮，北石廠的信息化改造又遇到了新的難題。“原以為從泥潭里出來了，但是還輕松不了，因為職工沒有完全接受，還需要培訓學習。”那段時間，受醫院機構的啟發，楊宇飛還在制造部門設立了急癥室、門診、住院處，根據不同類型分類處理問題。“這邊單據走不下去，而下一個生產環節又急著用，就需要急癥室的人去處理了。”
此外，廠領導對推進信息化建設的堅定決心也是北石廠信息化建設成功的重要力量。只要問題沒解決，即便是在凌晨，廠領導也會組織會議，討論解決問題。北石廠的信息化建設成功了，也帶來了企業經濟利益的大幅提高。“如果生產部門沒有進行數字化改造，現在北石廠根本實現不了超10億元的年產值。”沈克對記者說。
數字無極限
北石廠的數字化理念是研發、管理、制造，全面信息化的集成應用。數字化制造在北石廠生產環節的應用給這個46年的老廠帶來了產品的升級和設備利用率的大幅提高。
據記者了解，北石廠主要業務是組裝大型石油機械設備和生產其中的關鍵零部件。北石廠通過大量引進世界上先進的數控加工設備，提升企業的制造能力，企業擁有數十臺代表世界最先進加工能力的數控加工設備，為了提高數控機床的工作效率，加強管理，企業相繼實施了數控設備網絡DNC，對多臺數控設備進行網絡化制造改進，建立起了車間的數控代碼控制服務器，實現數控代碼在設備端和服務器端的雙向傳輸，實現了實時采集數控機床的加工狀態，并實現了代碼服務器與產品數據服務器的集成管理，使數控加工設備與整個信息化平臺進行連接。DNC網絡化制造實施后，大大提高了數控設備的利用率，縮短了產品產出周期。經過分廠使用，純工效提高5倍以上，最高可達8—10倍。
而信息化手段在制造和生產管理應用相對成熟后，北石廠開始嘗試運用信息化手段協助產品研發。在北石廠人看來，產品研發的數字化則帶來更加優勢的市場競爭力和豐厚的經濟效益，帶來的更多是真金白銀。
2009年，在信息化系統的支撐下，北石廠率先推出了頂驅主軸旋轉定位技術。通過這個技術可以精確地控制頂驅主軸旋轉的圈數或角度，有效提高了鉆井作業的安全性與便捷性；在定向鉆井作業中，該技術可減小井下鉆具與井壁間的摩擦力，提高鉆井速度，節約鉆井成本，為使用螺桿鉆具的導向鉆井連續控制提供了極大方便。
“在具體操作中，工人可以根據工況需求，啟動電控房中工控機上的視窗控制中心軟件WinCC（Windows Control Center），進入“輔助系統”界面，點擊“允許定位控制”按鈕，設置主軸旋轉的圈數或角度；也可通過司鉆控制臺觸摸屏進入“定位控制”界面，點擊“定位控制使能”按鈕來獲取定位控制權，依次設置主軸旋轉的圈數或角度。設置完成后，按鉆井操作程序啟動頂驅裝置，主軸將以設定的圈數或角度旋轉，主軸旋轉至設定圈數或角度后，系統自動剎車，完成主軸旋轉定位控制過程。”沈克告訴記者。
而由北石廠自主研發并生產的當今油氣鉆井界重大前沿技術與裝備——頂部驅動鉆井裝置（下稱頂驅）更是打破了美國、加拿大等少數發達國家的壟斷，并且出口到包括美國在內的多個國家。自2003年至今，北石廠僅頂驅便生產了260多套，創造了近30億元的產值。
此外，在下套管作業過程中，需要將十米一根的套管連接起來。過去是人工控制這個工藝流程，容易出現問題。也在2009年，北石廠還自主研制了頂驅下套管裝置，解決了這一難題。
頂驅下套管裝置的上端與頂驅主軸相連接，可以通過頂驅精確控制下套管作業時套管的上扣扭矩。該裝置通過活塞的上下運動來驅動卡瓦復位、張開，進而松開、卡緊套管，以傳遞旋轉及提升載荷，完成上扣及提放套管動作。該裝置采用自封式皮碗密封套管，可以在下套管作業的同時循環泥漿以減少或避免復雜事故的發生。和傳統下套管作業工藝相比，作業人員大大減少，司鉆可全程監控套管作業。
產品的升級提升了北石廠的競爭力，自2003年信息化建設以來，北石廠每年以超過30%的速度增長。
現在，北石廠還面臨一個良好的機遇。“未來二三年內，北石廠將要遷至位于昌平科技園的新廠區，屆時，我們將實現理想中更高級的數字化工廠。”鄒連陽坦言，雖然北石廠的信息化建設不考慮資金投入，但也確實受到資金的限制。不過，現在受資金限制的信息化技術在昌平的新廠區將全部解決。那時，北石人將完成對數字化的全部設想。
鄒連陽有些激動，揮舞著手中的文件資料，似乎看到了3年后在昌平新的數字化工廠。
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