基于PDM的井下工具系統(tǒng)集成研究

吳茂娜

（中石化石油工程地球物理有限公司 華東分公司，南京 211100）

基于PDM的井下工具系統(tǒng)集成研究

吳茂娜

（中石化石油工程地球物理有限公司 華東分公司，南京 211100）

井下工具在石油開采行業(yè)具有重要的作用。針對井下工具提出了以PDM為基礎(chǔ)的井下工具集成總體模型，重點(diǎn)討論了怎樣在PDM的環(huán)境下建立配置井下工具分析環(huán)境，為井下工具設(shè)計與PDM的集成提供了解決方案，對減少井下工具的開發(fā)周期，提高設(shè)計的準(zhǔn)確性有一定的意義。

井下工具；PDM；系統(tǒng)設(shè)計

井下工作通常存在工作效率低，設(shè)備在各個階段的使用過程中獨(dú)立性強(qiáng)，工具之間的交互作用弱，引起了不一樣的信息，從而不利于井下工具系統(tǒng)設(shè)計的進(jìn)行等情況。因此，為了提高井下工具設(shè)計水平，提高生產(chǎn)效率，壓低成本，開展井下工具系統(tǒng)集成具有重要意義，計算機(jī)輔助維修性設(shè)計在井下工程活動的開展意義很大，PDM作為一項管理產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)[1]，為井下作業(yè)提供了很好的集成平臺，此平臺在完成井下設(shè)計工具的集成的同時，仍然能實現(xiàn)CAX工具的集成，包括信息集成、功能集成和過程集成[2-3]。本文在對井下工具特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，利用PDM系統(tǒng)設(shè)計并開發(fā)了產(chǎn)品圖紙信息自動提取工具。從而針對井下工作通常存在工作效率低問題得到了很好的解決，并取得了很好的應(yīng)用效果。

1 集成模式及框架

1.1 主要集成模式

在井下工具集成過程中，通常用到的主要的集成模式有封裝、接口和緊密集成等[4]，下面利用井下工具對主要的幾種模式模式開展分析。

接口模式：在井下工具具有訪問其內(nèi)部數(shù)據(jù)的接口函數(shù)時，用戶可以綜合利用井下工具的庫函數(shù)以及PDM系統(tǒng)中自帶的API 函數(shù)開發(fā)出相對唯一和獨(dú)立存在的接口程序，以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)相互之間的傳輸。封裝模式：當(dāng)井下工具只具有唯一的一個可執(zhí)行文件時，通常采用PDM系統(tǒng)對工具開展容易的封裝以便實現(xiàn)兩者的集成，但是PDM系統(tǒng)僅僅可以進(jìn)行工具所生成文件的管理，但是對于里面明確的數(shù)據(jù)不能開展操作。緊密集成：緊密集成是井下工具與PDM系統(tǒng)之間最佳的集成模式，它是在基于井下工具的源程序基礎(chǔ)上調(diào)用相應(yīng)的API 函數(shù)，從而實現(xiàn)再開發(fā)，在互動的共享信息模型的基礎(chǔ)上，完成井下工具與PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互工作，從而得到滿意的集成效果。

1.2 系統(tǒng)的集成框架

在井下工具信息的集成過程中，采用PDM可以分為兩個方面[5-7]：①PDM系統(tǒng)內(nèi)部存在的井下工具信息的集成，當(dāng)PDM內(nèi)部具有較為簡單的數(shù)據(jù)來源時，數(shù)據(jù)的集成和共享就會變得非常容易，此時更容易實現(xiàn)。②PDM 與井下工具相關(guān)信息集成，井下工具具有其他的數(shù)據(jù)接口時，可以通過PDM與其他接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互使用，實現(xiàn)相關(guān)信息的集成和模塊的互相操作。

系統(tǒng)的集成接口是由數(shù)據(jù)接口和過程接口兩個部分所組成的：在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式不一致時，通常采用數(shù)據(jù)接口進(jìn)行解決，從而確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)具有信息流相對比較準(zhǔn)確；當(dāng)需要PDM系統(tǒng)和外部系統(tǒng)之間進(jìn)行互操作時，系統(tǒng)融合就顯得非常關(guān)鍵，此時過程接口就可以達(dá)到目的。

1.3 基于PDM的井下工具集成方案

1.3.1 環(huán)境配置

井下工具設(shè)計與分析的的主要任務(wù)是對井下工具的設(shè)計與分析、對應(yīng)的結(jié)果的審核、后期的發(fā)布共享。在 PDM 系統(tǒng)中配置井下工具分析環(huán)境，關(guān)鍵是依據(jù)井下工具組織結(jié)構(gòu)定義合適的用戶、組和角色。整個系統(tǒng)在具有一個系統(tǒng)管理員基礎(chǔ)上，可以配備多個用戶或者對應(yīng)的組，組和用戶之間互相交叉，一個用戶可以由多個組組成，一個組也可以由多個用戶，通過這樣的角色變換和配置來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的訪問。

為了更好地在PDM 中開展井下工具設(shè)計分析工作，同時不與產(chǎn)品開發(fā)人員的組織結(jié)構(gòu)相產(chǎn)生沖突，在分析環(huán)境中給予了設(shè)計組、審核組與發(fā)布組等虛擬的工作組。定義了真實姓名、主要職務(wù)和兼任職務(wù)三個屬性，可將用戶和系統(tǒng)以及可靠性井下工具專項組中的人員相對應(yīng)，同時也需要進(jìn)行井下工具設(shè)計與分析創(chuàng)建查看人員、設(shè)計人員、審核人員、批準(zhǔn)人員及項目負(fù)責(zé)人等職務(wù)，每個職務(wù)具有不同的操作權(quán)限和任務(wù)。1.3.2 基于 PDM的井下工具集成

井下工具信息主模型是指在結(jié)構(gòu)上能清楚地表達(dá)這些信息的關(guān)聯(lián)，集成了產(chǎn)生命周期內(nèi)與維修性有關(guān)的所有信息的邏輯組織，用戶能夠根據(jù)模型完成其任務(wù)，整個數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和修改都在這個模型中產(chǎn)生，不可以通過操作系統(tǒng)進(jìn)行直接操作，從而保證了數(shù)據(jù)的一致性和安全性，避免了數(shù)據(jù)的重復(fù)性。

主要的井下工具相關(guān)信息主要有三類：一是文字文檔類信息，包括大量文字報告、檢測報告、報表等信息，能夠通過業(yè)務(wù)對象對基本屬性開展詳細(xì)的敘述，再將具體的數(shù)據(jù)對象和它進(jìn)行對應(yīng)的關(guān)聯(lián)；二是屬性類信息，只需要非常普通的屬性就可以將信息表達(dá)明白，主要有井下工具生產(chǎn)時間、故障率等各種數(shù)據(jù)單元類的屬性；三是井下工具任務(wù)類，通常在定義和闡述井下工具任務(wù)時會采用業(yè)務(wù)對象，接著有一組井下工具任務(wù)仿真相關(guān)的文件在分層的文件夾與業(yè)務(wù)對象相關(guān)聯(lián)，從而對井下工具仿真進(jìn)行支持。所有的井下工具的相關(guān)信息在PDM中均是由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹來實現(xiàn)組織的，讓產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的零部件和相關(guān)的信息（與業(yè)務(wù)對象關(guān)聯(lián)）產(chǎn)生對于的相關(guān)關(guān)系，從而讓信息結(jié)構(gòu)化、層次化。

圖1是PDM 環(huán)境下基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的井下工具集成模型，此模型不僅可以集成井下工具在運(yùn)行各階段相關(guān)的所有信息，同時通過在此模型基礎(chǔ)上開展一系列的設(shè)置，能夠形成一些反饋信息，將這些信息成圖，可以滿足生產(chǎn)的需求。

圖1 基于PDM的井下工具集成模型

2 結(jié)論

對井下生產(chǎn)工具與PDM系統(tǒng)集成的三種模式開展了分析，重點(diǎn)針對如何在 PDM 環(huán)境下隊井下工具設(shè)計分析環(huán)境進(jìn)行配置開展了分析，同時建立了基于PDM的井下工具信息主模型。本工作不僅為為井下工具設(shè)計與PDM的集成提供了解決方案，同時為提高井下工具設(shè)計水平、提高生產(chǎn)效率、壓低成本均具有指導(dǎo)性意義。

[1] 黃金波，杜曉明，劉安清，等.維修性設(shè)計工具與PDM系統(tǒng)的集成技術(shù)研究[J].微計算機(jī)信息，2007，23（18）：13-15.

[2] 丁偉.用Visual Basic對AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)[J].計算機(jī)輔助設(shè)計與制造，2001（4）：68-70.

[3] 王鈺.用VBA開發(fā)AutoCAD 2000應(yīng)用程序[M].北京：人民郵電出版社，1999.

[4] 徐志磊，尚林盛.國內(nèi)外制造業(yè)發(fā)展趨勢[J].航空制造技術(shù)，2003，（10）.

[5] 葛旺生.模具 C A D/C A M 一體化教學(xué)探索與實踐[J].廣西輕工業(yè)，2009，（4）.

[6] 王秀彥，費(fèi)仁元.先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢綜述[J].鍛壓機(jī)械，2002，（1）.

[7] 毛君，徐廣明，羅丁.協(xié)同開發(fā)環(huán)境中的 CAD/CAM集成系統(tǒng)研究[J]微計算機(jī)信息，2004，（10）.

Research on integration of downhole tool system based on PDM

WU Mao-na

Down-hole tools play an important role in the petroleum mining industry.According to the integrated model of downhole tools based on PDM，this paper focuses on how to establish the analysis environment of downhole tools in PDM environment，provides a solution for the integration of downhole tools design and PDM，and has a certain significance to reduce the development cycle of downhole tools.

underground tools；Pdm；PDM；system design

TE92

A

1003–6490（2017）05–0234–02

2017–04–04

吳茂娜（1975—），女，貴州畢節(jié)市人，助理工程師，主要從事儀器設(shè)備管理工作。