一、企业简介

        一重集团大连工程技术有限公司（以下简称“一重大连工程”）始创于1957年，是央管企业中国一重集团有限公司上市公司中国第一重型机械股份公司的独资子公司，是国家（大连）高新技术企业，公司拥有面向重型装备行业的能源、矿山、交通、冶金、核电、石化等领域的设计研发、工程咨询、工程设计、工程建设、项目管理能力和完善的服务管理体系。一重大连工程秉承着中国一重全面振兴和发展壮大民族工业的光荣使命，以致力于大型冶金成套装备、锻压装备、核电装备、石化装备等设备设计研发为主业并已形成大型冶金成套设备技术总承包和工程总承包能力，处于行业领先地位。目前一重大连工程设计研发团队长期从事科研、工程技术开发、工程设计、产业放大、成果转化及产业化推广一线工作，积累了丰富的基础理论知识、工程开发和管理及产业化推广经验。
二、企业在智能制造方面的现状

       公司一直重视信息化建设，自2000年以来，开始初步选型三维设计软件，部署PDM系统。尤其近年来公司着重抓住数字化、网络化、智能化融合发展的契机，全面落实国资委“五转五化”战略思想，将PDM系统升级为PLM系统，全面升级三维设计软件，初步搭建了三维设计体系，在服务国家战略需求、引领行业发展等方面起到了积极推动作用，加快数字化智能化升级转型。如今大连工程技术具备雄厚的研发实力，完备的产品体系，行业领先的设计研发与信息化团队，可充分发挥高端成套装备数字化设计平台在科技创新和产业革命中的领头羊作用。

        公司通过建设数字化设计平台及设计研发工艺一体化平台，以规范化、参数化的建模方法、流程化的管理方式建立三维设计体系；同时构造冶金高端装备的产品设计知识库、资源库，搭建典型设备的参数化驱动三维模型，实现高端装备研发设计的标准化、模块化、智能化，解决了原有设计软件功能性能不足、三维设计体系不健全以及缺少三维设计规范等基础性问题。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

1. 项目背景介绍

        近年来，疫情蔓延、俄乌冲突、中美贸易摩擦等一系列事件改变了全球产业链分工格局，我国高端智能冶金装备产业链仍未完全实现自主可控，部分高精尖设备仍依赖进口，控制系统软硬件以及高精度液压系统配套件上对外依存度高，工业软件自主化率低，产业链供应链安全面临严峻挑战。同时随着市场竞争越来越激烈，订单交付对研发制造要求越来越高，交付时间要求也愈来愈短，如何继续缩短产品设计周期，提高设计效率与质量，降低设计成本，提升核心竞争力等方面公司面临巨大的挑战。

        高端成套装备数字化设计平台作为重要工业软件之一，是公司开展智能化设计、数字化转型的核心基础性工具，是实现创新驱动 引领行业发展的关键环节，是一重大连工程技术相应国家“五转五化”号召的重要举措，是支撑国家战略发展的隐形“国之重器”。而一重大连工程技术公司之前使用的三维设计软件是十五年前采购并基于PDM系统进行设计过程管理的，设计软件的功能和性能均 法适应设计研发工艺一体化平台要求且无法满足工作需要。公司面临设计师在设计过程中面临设计资源库较少、设计标准与规范不完全、设计协同效率低、大装配性能慢以及尚未建立产品图库等痛点和难点，严重影响了设计效率和质量，从而制约了公司高质量发展和数字化转型工作的推进。因此决定建设基于三维设计软件的丰富全面且高效协同的数字化设计平台，以促进设计、工艺、生产高效协同，并为数字孪生、数字化交付及推动公司数字化转型创造条件。集中优势力量突破在智能化设计工业软件、智能化轧制设备、智能化运维服务等方面的“卡脖子”技术，包括基于三维的数字化设计体系，支持产品总体设计、详细设计、工程分析、工艺规划与仿真、制造装配、尺寸检验的产品数字化定义模型，三维模型表达、传输、转换、验证的标准规范体系等，确保我国高端智能化冶金成套装备产业链安全稳定。

2. 项目实施与应用情况详细介绍

        （1）项目规划

        项目以数字化设计研发为基础，以数字样机作为主线，涵盖产品设计、产品验证、产品制造、产品运维等内容，实现冶金产品的研发设计数字化、智能化，构建数字化制造、数字化运营、数字化交付体系，建设并丰富标准资源库、标准设备清单库、设计知识库，实现基于MBD的参数化高级产品设计，预测性能工程，实现产品仿真验证，实现虚拟设计仿真一体化，快速进行设计优化迭代，提高产品质量的同时保证设计效率，实现基于数字样机的在线分析和在线协同评审，实现结构、功能、性能数字样机的建设和应用，加速推进我国重型高端装备向高端化、智能化发展，最终实现产品的数字化研发设计、数字化制造、数字化运营以及数字化交付，推动产品研发设计高端化、智能化，提升我国高端装备国际市场竞争能力。

        主要内容：

        项目重点围绕提高产品数字化设计能力、协同验证能力及数字化交付能力开展，包括：

        建设三维数字化设计平台，为公司设计师提供统一的协同设计研发平台，更新设计软件，解决原有设计软件功能性能不足问题，提高设计研发效率。

        建设设计工艺一体化平台为提高公司产品研发、设计和生产智能化水平，提升产品与服务策划能力，实现产品的数字化设计、数字化工艺、数字化运维的产品生命周期管理。

        建设并丰富标准资源库、标准设备清单库、设计知识库，实现基于MBD的参数化高级产品设计，提高产品质量的同时保证设计效率。

        建设信息化基础设施，采购设计工作站为数字化设计平台提供载体支持，采购网络安全防护设备为数字化设计平台提供安全防护。

        （2）项目实施

        大连工程技术通过建设数字化设计平台及设计研发工艺一体化平台，以规范化、参数化的建模方法、流程化的管理方式建立三维设计体系；同时构造冶金高端装备的产品设计知识库、资源库，搭建典型设备的参数化驱动三维模型，实现高端装备研发设计的标准化、模块化、智能化；此外进行信息化基础设施建设，以满足数字化设计平台建设的硬件要求。

        1)建立数据治理体系。率先在离散型重型装备制造业建设数据标准化平台，落地工业企业数据治理和数字化创新应用整体解决方案，编制《中国一重主数据标准》等7部数据标准指南，清洗冗余数据87万条，数据质量大幅提升，形成了中国一重数据标准化体系和数据治理体系。

        2)建设数字化设计平台。建立基于三维的数字化设计体系，搭建高效的数字化设计平台，建设完备的数字化设计资源库，实现三维设计的标准化、参数化、智能化，最大限度将数据重用，进而提高设计研发效率，改善产品质量。通过大规模应用三维设计，使公司设计研发团队能方便快捷开发全系列产品，量身定制的命令和结构化工作流程提升了重型装备行业中通用件的设计速度；通过在装配建模中对特征进行设计、分析和修改，保证零件配合和功能的精确性；将设计重用规划到产品设计的MBD、装配、工程图绘制阶段，以产品知识资源的形式在公司内部执行和传承。
        3)建设设计工艺一体化平台。为提高公司产品研发、设计和生产智能化水平，提升产品与服务策划能力，公司建设了基于三维设计的设计工艺一体化平台，实现了产品的数字化设计、数字化工艺、数字化运维的产品生命周期管理。平台研究多源多学科知识分类管理技术，形成不同类型知识资源的获取、表达、存储方法，建立企业知识库；平台基于 MBD 技术提出三维实体模型表达产品定义信息的方法，建立支持产品总体设计、详细设计、工程分析、工艺规划与仿真、制造装配、尺寸检验的产品数字化定义模型；并建立三维模型表达、传输、转换、验证的标准规范体系；研究软件集成接口标准，打通设计研发、工艺制造等主要过程的全三维数据链路，实现产品设计制造的一体化集成。

        4)建设信息化基础设施。购置设计工作站及其配套设备，提高设计师办公效率，承载数字化设计平台运行，购置网络安全防护设备，保障数字化设计平台资源库、知识库及设计数据的信息安全。

        （3）项目重点难点技术及创新点

        1）建设全流程的数字化设计平台

        建设三维数字化设计体系，完善三维设计标准、规范，将设计标准、规范嵌入三维设计过程中的同时实施知识工程。

        基于三维数字化设计体系及统一的设计仿真标准建设全流程的数字化设计平台，并搭建三维模型库、知识库，实现研发设计的参数化驱动与数字化协同，实现基于MBD的规范化、参数化三维产品研发，更加关注数字化设计平台的设计及仿真平台功能的建设，扩展建设三维设计仿真验证的能力，增加预测性能的能力建设，以此为基础建设高端装备智能化、数字化研发设计实验室及工艺原理验证实验室。

        全流程的数字化设计平台其创新意义在于可以实现冶金高端装备产品全业务流程的覆盖，通过虚拟仿真技术的应用改变传统的设计研发模式，大幅提高设计效率与质量的同时降低成本、缩短周期，也是未来装备制造的主流模式，作为我国工业体系“母机”企业在冶金高端装备产品的设计研发中具有自身的特色和优势，其设计标准及设计体系在行业内具有代表性和可复制性。

        2）建设产线级参数化驱动的三维设计知识库

        建立资源库、知识库长效管控、拓展机制，为以后进一步提高设计效率、质量夯实基础。

        建设标准件库实例化模型，对原有标准件库的 14281 条国家标准、行业标准、企业标准等常用标准及欧际卡套接头数据重新进行转化并实例化模型，并且新增和创建常用企业以及国内外标准数据，已形成11大类共计142,215条标准主数据、近6万余条建模的设计资源库；含448个产品号零部件建模，建模三维装配件（.asm）3,172个，三维零件图（.par）20,972个的产品知识库。。

        针对热轧、冷轧、连铸及锻压各专业建设一条生产线级参数化驱动的三维模型、与模型联动的二维工程图及设计BOM的设计  知识库，可在后续项目中快速引用，也可以采用尺寸驱动、增减设备（或零部件）的改型设计方法，大幅提高相类似产品的设计效率，核电与石化调研同行业先进设计方法，探索基于三维的产品设计方式方法。

        数字化设计平台知识库是工业设计平台搭建的核心部分，各主要专业典型产线级的知识库建设既是对企业多年冶金高端装备知识 的积累与总结，同时也是对未来应用及市场的帮助，随着该产线级 知识库模型的应用和各专业知识库的不断丰富，企业的设计效率将远高于行业其他企业，大幅提升市场竞争力，同时也为产品的创新与数字化交付奠定了坚实基础。

3. 效益分析

        （1）建立专业可重用的生产线后，当有同规格、同结构的生产线设计时，可直接重用库中已有模型、图纸，仅需安排少量人力调整客户提出的特殊需求即可，可大幅缩减设计周期，设计效率预计可提高80%，以热连轧为例，原设计工作量约150人月，通过提高重用率，可压缩工作量至30人月，仅从人工考虑可节省约120人月，每个设计师平均人力成本按2万/人月计算，一个项目节省约240万，如每2年承揽1套该类型项目，每年可节省约120万；如果新承揽项目的产品规格与已建知识库不一致，设计人员可通过参数化驱动模型变化，设计人力和设计周期较以往也会缩减，产品设计效率预计可提高20%，仍以热连轧原设计工作量150人月为例，人工可节省约30人月，每个设计师平均人力成本仍按2万/人月计算，一个项目节省约60万，按每1年承揽2套产品规格发生变化的热连轧生产线，节约人力成本约120万。以上合计利用所建知识库开展后续承揽项目，热轧专业每年可节省人力成本约240万，其余冷轧、连铸和锻压专业由于近三年市场合同率低于热轧专业，故节省人力成本以热轧的50%计算，每年节省人力成本合计约120万，综上4个专业每年节约人力成本合计约360万，预估投资回收期约为4年。
        （2）设计BOM投入运行以后，当有同规格、同结构的生产线设计，直接引用“标准设备清单”、“标准明细表”，通过自动添加项目号后即可产生新设备清单、明细表，明细表编制效率提高70%~80%；当新承揽项目的产品规格或组成与已建清单库不尽一致时，新编制明细表可将模型、图纸的产品属性自动导入PLM，大部分新编明细表数据不需重新输入，其余数据只需通过编辑、审核即可正式使用，可提高明细表编制效率约30%。

        （3）通过组织各专业骨干人员参加联合团队开展设计资源库、知识库建设，能够提高骨干设计人员专业水平，帮助各专业培育具备产品知识库建设能力的设计团队。

        （4）实现虚拟化装配与分析，实现向用户交付一套实际设备的 同时交付一套承载和管理设备信息的虚拟设备，能够有效提升冶金装备协同攻关解决卡脖子关键技术课题的能力，实现以数字化技术促进公司做强做优做大民族装备制造业的目标。

        （5）实现全三维数字化模型交付，满足用户有效构建高效的数字化工厂，为用户实时监控、数据采集、大数据分析和机器自学习等更进一步的应用提供更多资源，提高公司在市场竞争中的优势。