虚拟样机技术在石油机械中应用的可行性解析

    赵军华

    摘 要 虚拟样机技术在当今机械制造与生产领域的应用愈加广泛。对于石油机械来说，石油机械生产直接关乎着石油生产效率和安全性，而虚拟样机作为一种新技术，在石油机械中应用有着极大的助益。基于此，本文重点探究虚拟样机在石油机械应用中的可行性。

    关键词 虚拟样机技术 石油机械 可行性 应用

    中图分类号：TP391.9 文献标识码：A

    0引言

    在机械产品开发研究当中，设计环节对机械产品性能、成本有着直接因素。而石油机械产品具备技术性强、资金密集、多品种、小批量等特性，所以加强石油机械设计有着重要意义。虚拟样机技术作为一种集成化产品，同时也是机械设备设计、开发、评估的一种手段，可以对石油机械的性能、功能、行为、成本等进行预算，从而提高机械产品开发、使用效益。因此，虚拟样机技术在石油机械中应用可以提高机械性能，推动石油产业健康发展。

    1什么是虚拟样机技术

    虚拟样机是建立在计算机原型系统或子系统模型的一项技术，该项技术可以很大程度上具备和物理样机相当的功能。在多年发展当中，国内外相关学者都在对虚拟样机技术进行深度研究，该项技术的应用性能和实用性也得到了进一步提升，让社会对虚拟样机技术有了更深的了解。现阶段该项技术主要包含的内容有：（1）其技术核心是CAX技术和DFX技术，是以两种技术不断发展下的新产物；（2）虚拟样机技术可以通过相关软件、相关算法进行分析，从而完善虚拟样机模型，提高产品整体性功能；（3）基于计算机技术，同时也是通过计算机技术而生成的一种数字化设计形式；（4）从多角度、多维度对产品工况进行模拟，同时可以对最终产品性能展开预测。

    2虚拟样机技术在石油机械应用中的可行性分析

    2.1虚拟样机技术现状

    石油机械对石油开发有着重要影响，上世纪作为工业发展的重要时期，社会对石油产品需求量不断增加，为了能够提高石油产量，人们也将中心放到了石油机械层面上，并在石油机械设计、制造工艺上不断深究。石油机械产业在长期发展中也成为促进我国国民经济的重要驱动行业。而虚拟样机在上世纪80年代逐渐兴起，是计算技术不断发展的新理念。从国内外虚拟样机技术发展现状来看，当今虚拟样机技术还处于初期发展阶段，我国与国际发达国家在虚拟样机研究中还存在着一定差距，但这不能掩盖虚拟样机技术在石油机械领域中的巨大作用。

    2.2虚拟样机特性分析

    虚拟样机可以将其看作为一种信息采集、信息模拟、制造、仿真的一體化技术，可以对系统展开全方位优化。从结构层面分析，大致可以分为四个部分，包括控制层、电子层、软件层、机械层。借助网络技术构建“产品模型库”、虚拟样机软件，从而开展石油机械产品，通过控制生产、电子操作、软件模拟、机械制造等，可以直接对石油机械的外观、性能、构造、参数进行虚拟设计，待到符合标准之后再生产，提高机械产品效益。

    2.3虚拟样机技术应用效益分析

    从石油机械产品发展现状来看，由于浅层油资源越来越少，这也给石油机械产品提出了更高要求，石油机械产品似乎进入到了发展瓶颈，如果无方向的进行创新，往往会造成资源浪费，而虚拟样机技术就是打破瓶颈的重要手段。

    2.3.1推出更强大新模式

    虚拟样机技术可以充分利用计算机，合理设计石油机械产品模型，之后借助可视化技术、虚拟技术，呈现出设计参数的应有形态，并生成设计方案，通过模型确定哪些参数会影响石油机械产品性能。再者，虚拟样机技术的虚拟仿真技术对于测试设计方案性能有着重要意义，也就是设置机械运行工况，之后进行仿真运行模拟，如果出现问题可以通过调整实际运行参数，直到符合工况运行条件为止，让产品变得更加完善。

    2.3.2保障质量、缩短周期

    虚拟样机技术具有“未卜先知”的能力，在石油机械设计中应用系统工程法，对产品设计方案进行仿真模拟，预测方案所生成产品的性能，并对虚拟产品各项参数进行设置，从而实现产品参数数字化的标准。可见，应用该项技术不仅可以直接表达出设计方案的成果与效果，还可以对设计方案展开进一步优化，不断提高产品质量，并且通过仿真模拟可以减少机械生产试验环节和优化调整环节，极大的缩短了设计生产周期。

    2.3.3推动石油行业发展

    虚拟样机技术作为计算机技术的衍生品，主要是通过计算机软件和相关系统构建石油机械模型，可以通过网络将模型信息在全球各地传输，所以该项技术具备实时反馈的功能，加强科研院和石油机械行业交流与沟通。如果国际上推出了一款新产品对本地市场造成了冲击，则在产品设计阶段可以实现多企业、多组织联盟，共同推出一款更强的石油机械设备，充分发挥每个单位、企业的优势，这样不仅能够提高新产品的研制效率，还能够提高国内市场的竞争力。再者，由于我国石油开发已经进入到了新的瓶颈期，需要有更高效的石油机械产品提供采油性能，而虚拟样机技术由于具备以上种种优势，可以不断提高石油机械的整体性能，在采油能力上会不断提升，从而推动我国石油行业健康发展。

    3结束语

    综上所述，虚拟样机技术在我国石油机械领域中的应用愈加广泛，无论是国内还是国际，都开始加强虚拟样机技术在石油机械领域中的研究，并推出了很多新的石油机械产品，具有很强的可行性。总之，虚拟样机技术在国内外发展并不成熟，还有很大的发展空间，这就需要科研部门、企业加强该项技术的研究，不断发挥虚拟样机技术的效能。

    参考文献

    [1] 杨志敏，杨雄.虚拟样机技术在石油机械中应用的可行性解析[J].决策与信息（下半月）， 2013（04）：109-110.

    [2] 余辉，常明，郭江华.虚拟样机技术在石油机械中应用的可行性分析[J].石化技术， 2015，22（08）：36-38.