虛擬樣機技術在石油機械中應用的可行性解析

趙軍華

摘 要 虛擬樣機技術在當今機械制造與生產領域的應用愈加廣泛。對于石油機械來說，石油機械生產直接關乎著石油生產效率和安全性，而虛擬樣機作為一種新技術，在石油機械中應用有著極大的助益。基于此，本文重點探究虛擬樣機在石油機械應用中的可行性。

關鍵詞 虛擬樣機技術 石油機械 可行性 應用

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A

0引言

在機械產品開發研究當中，設計環節對機械產品性能、成本有著直接因素。而石油機械產品具備技術性強、資金密集、多品種、小批量等特性，所以加強石油機械設計有著重要意義。虛擬樣機技術作為一種集成化產品，同時也是機械設備設計、開發、評估的一種手段，可以對石油機械的性能、功能、行為、成本等進行預算，從而提高機械產品開發、使用效益。因此，虛擬樣機技術在石油機械中應用可以提高機械性能，推動石油產業健康發展。

1什么是虛擬樣機技術

虛擬樣機是建立在計算機原型系統或子系統模型的一項技術，該項技術可以很大程度上具備和物理樣機相當的功能。在多年發展當中，國內外相關學者都在對虛擬樣機技術進行深度研究，該項技術的應用性能和實用性也得到了進一步提升，讓社會對虛擬樣機技術有了更深的了解。現階段該項技術主要包含的內容有：（1）其技術核心是CAX技術和DFX技術，是以兩種技術不斷發展下的新產物；（2）虛擬樣機技術可以通過相關軟件、相關算法進行分析，從而完善虛擬樣機模型，提高產品整體性功能；（3）基于計算機技術，同時也是通過計算機技術而生成的一種數字化設計形式；（4）從多角度、多維度對產品工況進行模擬，同時可以對最終產品性能展開預測。

2虛擬樣機技術在石油機械應用中的可行性分析

2.1虛擬樣機技術現狀

石油機械對石油開發有著重要影響，上世紀作為工業發展的重要時期，社會對石油產品需求量不斷增加，為了能夠提高石油產量，人們也將中心放到了石油機械層面上，并在石油機械設計、制造工藝上不斷深究。石油機械產業在長期發展中也成為促進我國國民經濟的重要驅動行業。而虛擬樣機在上世紀80年代逐漸興起，是計算技術不斷發展的新理念。從國內外虛擬樣機技術發展現狀來看，當今虛擬樣機技術還處于初期發展階段，我國與國際發達國家在虛擬樣機研究中還存在著一定差距，但這不能掩蓋虛擬樣機技術在石油機械領域中的巨大作用。

2.2虛擬樣機特性分析

虛擬樣機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，可以對系統展開全方位優化。從結構層面分析，大致可以分為四個部分，包括控制層、電子層、軟件層、機械層。借助網絡技術構建“產品模型庫”、虛擬樣機軟件，從而開展石油機械產品，通過控制生產、電子操作、軟件模擬、機械制造等，可以直接對石油機械的外觀、性能、構造、參數進行虛擬設計，待到符合標準之后再生產，提高機械產品效益。

2.3虛擬樣機技術應用效益分析

從石油機械產品發展現狀來看，由于淺層油資源越來越少，這也給石油機械產品提出了更高要求，石油機械產品似乎進入到了發展瓶頸，如果無方向的進行創新，往往會造成資源浪費，而虛擬樣機技術就是打破瓶頸的重要手段。

2.3.1推出更強大新模式

虛擬樣機技術可以充分利用計算機，合理設計石油機械產品模型，之后借助可視化技術、虛擬技術，呈現出設計參數的應有形態，并生成設計方案，通過模型確定哪些參數會影響石油機械產品性能。再者，虛擬樣機技術的虛擬仿真技術對于測試設計方案性能有著重要意義，也就是設置機械運行工況，之后進行仿真運行模擬，如果出現問題可以通過調整實際運行參數，直到符合工況運行條件為止，讓產品變得更加完善。

2.3.2保障質量、縮短周期

虛擬樣機技術具有“未卜先知”的能力，在石油機械設計中應用系統工程法，對產品設計方案進行仿真模擬，預測方案所生成產品的性能，并對虛擬產品各項參數進行設置，從而實現產品參數數字化的標準。可見，應用該項技術不僅可以直接表達出設計方案的成果與效果，還可以對設計方案展開進一步優化，不斷提高產品質量，并且通過仿真模擬可以減少機械生產試驗環節和優化調整環節，極大的縮短了設計生產周期。

2.3.3推動石油行業發展

虛擬樣機技術作為計算機技術的衍生品，主要是通過計算機軟件和相關系統構建石油機械模型，可以通過網絡將模型信息在全球各地傳輸，所以該項技術具備實時反饋的功能，加強科研院和石油機械行業交流與溝通。如果國際上推出了一款新產品對本地市場造成了沖擊，則在產品設計階段可以實現多企業、多組織聯盟，共同推出一款更強的石油機械設備，充分發揮每個單位、企業的優勢，這樣不僅能夠提高新產品的研制效率，還能夠提高國內市場的競爭力。再者，由于我國石油開發已經進入到了新的瓶頸期，需要有更高效的石油機械產品提供采油性能，而虛擬樣機技術由于具備以上種種優勢，可以不斷提高石油機械的整體性能，在采油能力上會不斷提升，從而推動我國石油行業健康發展。

3結束語

綜上所述，虛擬樣機技術在我國石油機械領域中的應用愈加廣泛，無論是國內還是國際，都開始加強虛擬樣機技術在石油機械領域中的研究，并推出了很多新的石油機械產品，具有很強的可行性。總之，虛擬樣機技術在國內外發展并不成熟，還有很大的發展空間，這就需要科研部門、企業加強該項技術的研究，不斷發揮虛擬樣機技術的效能。

參考文獻

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