基于solidThinking的石油装备先导性仿真优化研究

    一、背景

    中国制造 2025 大趋势下，制造业新一轮科技革命与产业变革蓄势待发。新一代信息技术与智能制造技术融合发展，成为未来科技革命和产业变革的主线，给石油装备制造业的生产方式、发展模式和产业生态等方面都带来革命性影响，智能装备制造重新成为全球经济竞争制高点。在此背景下，石油装备制造企业产品研发挑战日益严峻，市场急需研发周期短，符合油田用户需求的新型智能化产品。石油装备制造企业急需建立能够不断升级，持续创效的研发体系，使企业能够快速研发符合市场需要，拥有技术竞争力的产品。

    本文通过介绍一种新型钻井辅助装备产品的仿真优化过程，探讨石油装备制造业利用基于有限元分析技术建立的产品研发先导性优化方法，缩短研发周期，降低产品制造成本，提高新产品性能，从而优化新产品开发流程，提高石油装备企业竞争能力。

    二、先导性仿真优化技术

    2.1 先导性优化前后研发流程对比

    国内大部分装备制造企业按照标准流程进行科研项目管理，传统科研项目执行的每一步都要进行严格审批和监督，确保项目流程的规范性，但同时也降低了新产品研发的效率。新产品立项要经过方案论证、详细方案评审等过程确定研发方案，产品经过结构设计和计算，完成二维图纸设计、工艺设计、零件加工与样机制造、现场试验后确定最终产品成本，推向市场。而经过市场反馈后，形成新的用户需求或者改进型需求，再次循环进入新的项目研发流程。项目整体运行需要运行一年或者更长的时间。新产品开发的来源，多来自于市场成熟的先进产品、潜在用户需求、对市场发展趋势的经验估计以及行业前沿技术；而产品设计的未来趋势是用户定制化，生产需求柔性化。

    目前，传统装备制造业新产品开发一般研发流程如图1所示：

    图1 新产品传统研发流程

    装备制造业借助先导性仿真设计，使远程技术服务、售前销售服务、售后维修服务成为可能。配合物流网技术，将产品营销、样机制造等相关信息实时与用户进行交流，提高用户在产品开发中的参与度。目前我国先导性仿真结构优化技术基础较弱，智能化程度低，正进入快速发展期。借助先导性仿真结构优化，一汽大众汽车推出轻量化设计，单个车型在不影响结构强度的前提下，实现减重约10%，有效降低了材料成本，提高了产品竞争力。应用此项技术后新型产品研发流程如图2所示：