虛擬樣機(jī)技術(shù)在石油機(jī)械中應(yīng)用的可行性解析

趙軍華

摘 要 虛擬樣機(jī)技術(shù)在當(dāng)今機(jī)械制造與生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛。對于石油機(jī)械來說，石油機(jī)械生產(chǎn)直接關(guān)乎著石油生產(chǎn)效率和安全性，而虛擬樣機(jī)作為一種新技術(shù)，在石油機(jī)械中應(yīng)用有著極大的助益。基于此，本文重點(diǎn)探究虛擬樣機(jī)在石油機(jī)械應(yīng)用中的可行性。

關(guān)鍵詞 虛擬樣機(jī)技術(shù) 石油機(jī)械 可行性 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

在機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)研究當(dāng)中，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對機(jī)械產(chǎn)品性能、成本有著直接因素。而石油機(jī)械產(chǎn)品具備技術(shù)性強(qiáng)、資金密集、多品種、小批量等特性，所以加強(qiáng)石油機(jī)械設(shè)計(jì)有著重要意義。虛擬樣機(jī)技術(shù)作為一種集成化產(chǎn)品，同時(shí)也是機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、開發(fā)、評(píng)估的一種手段，可以對石油機(jī)械的性能、功能、行為、成本等進(jìn)行預(yù)算，從而提高機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)、使用效益。因此，虛擬樣機(jī)技術(shù)在石油機(jī)械中應(yīng)用可以提高機(jī)械性能，推動(dòng)石油產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

1什么是虛擬樣機(jī)技術(shù)

虛擬樣機(jī)是建立在計(jì)算機(jī)原型系統(tǒng)或子系統(tǒng)模型的一項(xiàng)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)可以很大程度上具備和物理樣機(jī)相當(dāng)?shù)墓δ堋Ｔ诙嗄臧l(fā)展當(dāng)中，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者都在對虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行深度研究，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用性能和實(shí)用性也得到了進(jìn)一步提升，讓社會(huì)對虛擬樣機(jī)技術(shù)有了更深的了解。現(xiàn)階段該項(xiàng)技術(shù)主要包含的內(nèi)容有：（1）其技術(shù)核心是CAX技術(shù)和DFX技術(shù)，是以兩種技術(shù)不斷發(fā)展下的新產(chǎn)物；（2）虛擬樣機(jī)技術(shù)可以通過相關(guān)軟件、相關(guān)算法進(jìn)行分析，從而完善虛擬樣機(jī)模型，提高產(chǎn)品整體性功能；（3）基于計(jì)算機(jī)技術(shù)，同時(shí)也是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)而生成的一種數(shù)字化設(shè)計(jì)形式；（4）從多角度、多維度對產(chǎn)品工況進(jìn)行模擬，同時(shí)可以對最終產(chǎn)品性能展開預(yù)測。

2虛擬樣機(jī)技術(shù)在石油機(jī)械應(yīng)用中的可行性分析

2.1虛擬樣機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀

石油機(jī)械對石油開發(fā)有著重要影響，上世紀(jì)作為工業(yè)發(fā)展的重要時(shí)期，社會(huì)對石油產(chǎn)品需求量不斷增加，為了能夠提高石油產(chǎn)量，人們也將中心放到了石油機(jī)械層面上，并在石油機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工藝上不斷深究。石油機(jī)械產(chǎn)業(yè)在長期發(fā)展中也成為促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的重要驅(qū)動(dòng)行業(yè)。而虛擬樣機(jī)在上世紀(jì)80年代逐漸興起，是計(jì)算技術(shù)不斷發(fā)展的新理念。從國內(nèi)外虛擬樣機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，當(dāng)今虛擬樣機(jī)技術(shù)還處于初期發(fā)展階段，我國與國際發(fā)達(dá)國家在虛擬樣機(jī)研究中還存在著一定差距，但這不能掩蓋虛擬樣機(jī)技術(shù)在石油機(jī)械領(lǐng)域中的巨大作用。

2.2虛擬樣機(jī)特性分析

虛擬樣機(jī)可以將其看作為一種信息采集、信息模擬、制造、仿真的一體化技術(shù)，可以對系統(tǒng)展開全方位優(yōu)化。從結(jié)構(gòu)層面分析，大致可以分為四個(gè)部分，包括控制層、電子層、軟件層、機(jī)械層。借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建“產(chǎn)品模型庫”、虛擬樣機(jī)軟件，從而開展石油機(jī)械產(chǎn)品，通過控制生產(chǎn)、電子操作、軟件模擬、機(jī)械制造等，可以直接對石油機(jī)械的外觀、性能、構(gòu)造、參數(shù)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)，待到符合標(biāo)準(zhǔn)之后再生產(chǎn)，提高機(jī)械產(chǎn)品效益。

2.3虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用效益分析

從石油機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀來看，由于淺層油資源越來越少，這也給石油機(jī)械產(chǎn)品提出了更高要求，石油機(jī)械產(chǎn)品似乎進(jìn)入到了發(fā)展瓶頸，如果無方向的進(jìn)行創(chuàng)新，往往會(huì)造成資源浪費(fèi)，而虛擬樣機(jī)技術(shù)就是打破瓶頸的重要手段。

2.3.1推出更強(qiáng)大新模式

虛擬樣機(jī)技術(shù)可以充分利用計(jì)算機(jī)，合理設(shè)計(jì)石油機(jī)械產(chǎn)品模型，之后借助可視化技術(shù)、虛擬技術(shù)，呈現(xiàn)出設(shè)計(jì)參數(shù)的應(yīng)有形態(tài)，并生成設(shè)計(jì)方案，通過模型確定哪些參數(shù)會(huì)影響石油機(jī)械產(chǎn)品性能。再者，虛擬樣機(jī)技術(shù)的虛擬仿真技術(shù)對于測試設(shè)計(jì)方案性能有著重要意義，也就是設(shè)置機(jī)械運(yùn)行工況，之后進(jìn)行仿真運(yùn)行模擬，如果出現(xiàn)問題可以通過調(diào)整實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，直到符合工況運(yùn)行條件為止，讓產(chǎn)品變得更加完善。

2.3.2保障質(zhì)量、縮短周期

虛擬樣機(jī)技術(shù)具有“未卜先知”的能力，在石油機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用系統(tǒng)工程法，對產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真模擬，預(yù)測方案所生成產(chǎn)品的性能，并對虛擬產(chǎn)品各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品參數(shù)數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)。可見，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)不僅可以直接表達(dá)出設(shè)計(jì)方案的成果與效果，還可以對設(shè)計(jì)方案展開進(jìn)一步優(yōu)化，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，并且通過仿真模擬可以減少機(jī)械生產(chǎn)試驗(yàn)環(huán)節(jié)和優(yōu)化調(diào)整環(huán)節(jié)，極大的縮短了設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期。

2.3.3推動(dòng)石油行業(yè)發(fā)展

虛擬樣機(jī)技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的衍生品，主要是通過計(jì)算機(jī)軟件和相關(guān)系統(tǒng)構(gòu)建石油機(jī)械模型，可以通過網(wǎng)絡(luò)將模型信息在全球各地傳輸，所以該項(xiàng)技術(shù)具備實(shí)時(shí)反饋的功能，加強(qiáng)科研院和石油機(jī)械行業(yè)交流與溝通。如果國際上推出了一款新產(chǎn)品對本地市場造成了沖擊，則在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段可以實(shí)現(xiàn)多企業(yè)、多組織聯(lián)盟，共同推出一款更強(qiáng)的石油機(jī)械設(shè)備，充分發(fā)揮每個(gè)單位、企業(yè)的優(yōu)勢，這樣不僅能夠提高新產(chǎn)品的研制效率，還能夠提高國內(nèi)市場的競爭力。再者，由于我國石油開發(fā)已經(jīng)進(jìn)入到了新的瓶頸期，需要有更高效的石油機(jī)械產(chǎn)品提供采油性能，而虛擬樣機(jī)技術(shù)由于具備以上種種優(yōu)勢，可以不斷提高石油機(jī)械的整體性能，在采油能力上會(huì)不斷提升，從而推動(dòng)我國石油行業(yè)健康發(fā)展。

3結(jié)束語

綜上所述，虛擬樣機(jī)技術(shù)在我國石油機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用愈加廣泛，無論是國內(nèi)還是國際，都開始加強(qiáng)虛擬樣機(jī)技術(shù)在石油機(jī)械領(lǐng)域中的研究，并推出了很多新的石油機(jī)械產(chǎn)品，具有很強(qiáng)的可行性?？傊?，虛擬樣機(jī)技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展并不成熟，還有很大的發(fā)展空間，這就需要科研部門、企業(yè)加強(qiáng)該項(xiàng)技術(shù)的研究，不斷發(fā)揮虛擬樣機(jī)技術(shù)的效能。

參考文獻(xiàn)

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