先進(jìn)制造技術(shù)在抽油機(jī)制造行業(yè)的應(yīng)用

高思強(qiáng)

（延長(zhǎng)油田股份有限公司科技部，陜西 延安 716000）

自1995年國(guó)家將先進(jìn)制造技術(shù)作為專(zhuān)項(xiàng)列入《全國(guó)科技發(fā)展“九五”計(jì)劃和到2010年長(zhǎng)期規(guī)劃》中以來(lái)，先進(jìn)制造技術(shù)的理論研究和應(yīng)用在我國(guó)得到了迅猛的發(fā)展。不同學(xué)者和研究人員針對(duì)各自研究領(lǐng)域提出了不同的觀點(diǎn)和看法，也相應(yīng)的提出了在不同領(lǐng)域和行業(yè)應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的方法和步驟。

筆者在廣泛查閱現(xiàn)有文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，針對(duì)抽油機(jī)制造企業(yè)這個(gè)特殊行業(yè)在面對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)的殘酷局面和新技術(shù)、新工藝的挑戰(zhàn)中，結(jié)合延長(zhǎng)油田實(shí)際情況，探討了先進(jìn)制造技術(shù)如何在該領(lǐng)域的應(yīng)用問(wèn)題。

1 先進(jìn)制造技術(shù)理論

1.1 先進(jìn)制造技術(shù)理論簡(jiǎn)介

先進(jìn)制造技術(shù)（Advanced Manufacturing Technology，AMT），是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源及現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷(xiāo)售、使用、服務(wù)等的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱(chēng)。

1.2 先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)

先進(jìn)制造技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，其顯著的特點(diǎn)是：a.先進(jìn)制造技術(shù)以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高產(chǎn)品對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)。b.先進(jìn)制造技術(shù)不僅僅局限于制造工藝，而且覆蓋了市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和裝配、銷(xiāo)售、維修、服務(wù)，以及回收再利用的全過(guò)程。c.強(qiáng)調(diào)技術(shù)、人、管理和信息的四維集成，不僅涉及到物質(zhì)流和能量流，還涉及到信息流和知識(shí)流，即四維集成和四流交匯是先進(jìn)制造技術(shù)的重要特點(diǎn)。d.先進(jìn)制造技術(shù)更加重視制造過(guò)程組成和管理的合理化革新，它是硬件、軟件、腦件（人）與組織的系統(tǒng)集成。

2 抽油機(jī)制造行業(yè)的特點(diǎn)

圖1 抽油機(jī)制造行業(yè)的先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用框圖

2.1 抽油機(jī)制造行業(yè)目前的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國(guó)已成為僅次于美國(guó)之后的世界上第二大能源消耗國(guó)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，未來(lái)幾年我國(guó)對(duì)原油的需求量將急劇增加，僅依靠目前的能源生產(chǎn)和利用狀況，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了市場(chǎng)需求，而大量依靠石油進(jìn)口更不符合我國(guó)國(guó)情，它將使我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)面臨巨大的風(fēng)險(xiǎn)。如何面對(duì)這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn)？一方面需要提高我國(guó)的石油生產(chǎn)量，另一方面需要提高全社會(huì)能源利用效率，特別是提高能源生產(chǎn)企業(yè)的能源利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

國(guó)內(nèi)大量權(quán)威的科學(xué)測(cè)試和能源審計(jì)的數(shù)據(jù)早已表明，目前正在油田日復(fù)一日不停運(yùn)行著的用于抽取原油的大量抽油機(jī)的有效電耗僅占其實(shí)際總電耗的三分之一左右，而抽油機(jī)的運(yùn)行總耗電量超過(guò)油田總耗電量的40%已是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。因此，必須通過(guò)采用創(chuàng)新技術(shù)來(lái)降低抽油機(jī)的能耗，提高原油產(chǎn)出效率，對(duì)油田如期完成“十一五”期間20%的節(jié)能指標(biāo)無(wú)疑會(huì)起到舉足輕重的作用。

廣大科技工作者為了實(shí)現(xiàn)“節(jié)能降耗”，采取了眾多措施，諸如革新抽油機(jī)基本結(jié)構(gòu)，降低抽油機(jī)總體用鋼量，降低抽油機(jī)無(wú)功功耗，減小抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)功率等方案，通過(guò)近年來(lái)的實(shí)踐，僅有彎梁變矩型抽油機(jī)、下偏杠鈴型抽油機(jī)、雙驢頭型抽油機(jī)等得到了推廣和應(yīng)用。

2.2 在抽油機(jī)制造行業(yè)發(fā)展和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的理由

從目前各行業(yè)的先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用的情況可以看出，應(yīng)用前后的差異表現(xiàn)十分明顯。如工程機(jī)械行業(yè)的CaterPillar 公司采用以虛擬樣機(jī)技術(shù)（VPT）為主的先進(jìn)制造技術(shù)，從根本上改進(jìn)了設(shè)計(jì)和試驗(yàn)步驟，實(shí)現(xiàn)了快速虛擬試驗(yàn)多種設(shè)計(jì)技術(shù)方案，從而使產(chǎn)品成本降低，性能卻更加優(yōu)越。

在抽油機(jī)制造行業(yè)，近年來(lái)隨著鋼材價(jià)格的上漲，眾多生產(chǎn)廠家也對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行了從原理、到結(jié)構(gòu)、到動(dòng)力控制等多方面的革新和探索，但是見(jiàn)效不多，僅有彎梁變矩型抽油機(jī)、下偏杠鈴型抽油機(jī)、雙驢頭型抽油機(jī)等得到了推廣和應(yīng)用。究其原因，主要還是國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)水平、制造水平等還比較落后，還沒(méi)有一套完整的理論針對(duì)抽油機(jī)產(chǎn)品的全生命周期進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)，大多數(shù)抽油機(jī)還停留在“引進(jìn)設(shè)計(jì)”、“設(shè)計(jì)改進(jìn)”等低層次的層面上，國(guó)內(nèi)還少有研究者對(duì)抽油機(jī)從原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造到使用多方面綜合分析，利用先進(jìn)制造技術(shù)來(lái)提高抽油機(jī)的質(zhì)量、水平，以達(dá)到“節(jié)能降耗”的最終目的。所以，為了突破技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)從技術(shù)上“節(jié)能降耗”，筆者認(rèn)為就必須在現(xiàn)有設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)等方面，積極引進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)這一全新的理念應(yīng)用于抽油機(jī)產(chǎn)品制造的全生命周期。

因此，綜合虛擬樣機(jī)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的先進(jìn)制造技術(shù)理論，它在抽油機(jī)制造領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用，將加快縮短我國(guó)和國(guó)外抽油機(jī)的差距，提升抽油機(jī)的質(zhì)量，提高抽油機(jī)的節(jié)能降耗效果。這一點(diǎn)，已經(jīng)逐漸得到國(guó)內(nèi)抽油機(jī)制造行業(yè)的認(rèn)同。

3 先進(jìn)制造技術(shù)在抽油機(jī)制造行業(yè)的應(yīng)用初探

3.1 結(jié)合抽油機(jī)制造行業(yè)特點(diǎn)，優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)

面對(duì)目前國(guó)情，結(jié)合國(guó)內(nèi)抽油機(jī)制造行業(yè)特點(diǎn)，只能依托“拿來(lái)主義”，積極運(yùn)用目前逐漸成熟的先進(jìn)制造技術(shù)武裝國(guó)內(nèi)的抽油機(jī)制造業(yè)，優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)。隨著國(guó)內(nèi)機(jī)床業(yè)、裝備業(yè)的發(fā)展，以及高素質(zhì)的人才的涌現(xiàn)，可以說(shuō)，已經(jīng)具備各種設(shè)備制造的優(yōu)勢(shì)。如果再把人才的優(yōu)勢(shì)利用起來(lái)，大力發(fā)展和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)，并優(yōu)先發(fā)展“虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)”，筆者認(rèn)為必將有利于快速提高國(guó)內(nèi)抽油機(jī)制造行業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)品的技術(shù)檔次。

3.2 先進(jìn)制造技術(shù)在抽油機(jī)制造企業(yè)的應(yīng)用重點(diǎn)

筆者根據(jù)在抽油機(jī)制造企業(yè)的工作經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，基于以設(shè)計(jì)為中心的先進(jìn)制造技術(shù)理論，提出了如圖1所示的抽油機(jī)制造行業(yè)的先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用路線框圖。

在目前階段，國(guó)內(nèi)抽油機(jī)制造企業(yè)一般都建立了自己的研發(fā)網(wǎng)絡(luò)，并相應(yīng)的采用了CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)）技術(shù)，可以說(shuō)已經(jīng)初步具備了AMT（先進(jìn)制造技術(shù)）的基本條件。因此，在現(xiàn)有的條件下，應(yīng)該首先倡導(dǎo)采用AMT 技術(shù)，建立抽油機(jī)的虛擬樣機(jī)，并根據(jù)國(guó)內(nèi)抽油機(jī)的使用工況，通過(guò)虛擬樣機(jī)分析，對(duì)抽油機(jī)的整機(jī)性能和可靠性作研究，以彌補(bǔ)因缺少設(shè)計(jì)手段而忽略的整機(jī)分析。在圖中，各個(gè)模塊是相互關(guān)聯(lián)的而不是獨(dú)立的。

4 結(jié)論

根據(jù)對(duì)中國(guó)抽油機(jī)市場(chǎng)及其配套件市場(chǎng)的預(yù)期，未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)抽油機(jī)制造行業(yè)將迎來(lái)21世紀(jì)發(fā)展和壯大的重大機(jī)遇。面對(duì)機(jī)遇，國(guó)內(nèi)抽油機(jī)制造行業(yè)應(yīng)該奮起直追，充分應(yīng)用和發(fā)揮“先進(jìn)制造技術(shù)”的優(yōu)勢(shì)，狠下苦功，提高自身設(shè)計(jì)和制造能力，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，在供貨期與質(zhì)量比價(jià)格更為重要的買(mǎi)方市場(chǎng)時(shí)代，占據(jù)一席之地并立于不敗之巔。

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