正文

　　寶雞石油機械有限責任公司是中國最大的石油鉆井裝備制造企業(yè)，榮獲中國制造500強企業(yè)，被譽為中國最具實力的石油鉆采裝備制造商。企業(yè)具有70年多年的設計制造鉆機的歷史，八大類58項產(chǎn)品獲API會標使用權(quán)，行業(yè)內(nèi)率先通過ISO9001國際質(zhì)量體系認證，可生產(chǎn)鉆井深度1000米至12000米的各類石油鉆機，能滿足沙漠、丘陵、灘海及海上鉆井等特殊地區(qū)的作業(yè)要求，鉆機已批量出口到英國、美國、加拿大、哈薩克斯坦、土庫曼斯坦和烏克蘭等國家，并在中東、中亞、非洲、南美和東南亞等國家和地區(qū)承擔鉆進作業(yè)，受到了用戶的好評，我公司也是目前全球泥漿泵品種規(guī)格、生產(chǎn)數(shù)量最多的廠家。

　　要在激烈的市場競爭中建立和保持優(yōu)勢，保證在有限的研發(fā)和制造周期內(nèi)設計并生產(chǎn)出高質(zhì)量的滿足用戶要求的產(chǎn)品，則必須在新產(chǎn)品的研發(fā)上保持領(lǐng)先，充分利用各種先進的計算機輔助工具，并有效地管理產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)的全過程，從而縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，降低產(chǎn)品的成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，快速向市場提供滿足用戶需要的產(chǎn)品。

　　為了推動NX三維軟件系統(tǒng)的快速和成功應用，企業(yè)與軟件服務商——通力凱頓(北京)系統(tǒng)集成有限公司(以下簡稱“通力公司”)，簽定了明確的技術(shù)服務協(xié)議和詳細的實施培訓計劃，由雙方人員共同組成專門的項目實施團隊，負責整個項目的監(jiān)管、組織和執(zhí)行。企業(yè)領(lǐng)導的高度重視和雙方技術(shù)人員的積極協(xié)作，保證了項目實施質(zhì)量，新產(chǎn)品F1-1600鉆井泵設計過程中應用該軟件，使研發(fā)工作取得了明顯的成效。

　　NX使產(chǎn)品研發(fā)如虎添翼

　　1) NX6 用戶界面和操作模式的更改是個創(chuàng)新性舉措。有了全屏模式和用戶界面和導航器最小化，屏幕實際使用面積的可利用率得到最大化，使得圖形窗口得到更充分的應用，并且能夠把常用功能智能化地集成到鼠標三鍵所控制的動作之中。使工程師更加關(guān)注于手頭的設計工作而不是功能操作，提高了應用效率。

　　2) WAVE知識驅(qū)動自動化技術(shù)的應用。此次設計設計中有大量的法蘭、軸承座、密封圈等零件，它們之間最大的特點是裝配時兩面相互貼合，并中間用螺栓緊固件進行連接。針對存在大量的這類零件應用WAVE幾何連接器使達到了事半而功倍的效率，更重要的是零件間幾何關(guān)系是關(guān)聯(lián)的。

　　另外部件間幾何體及其空間位置關(guān)系的也得到了相應的傳遞，使得在部件間建模時以鏈接部件為限制條件進行建模，如在設計F1-1600鉆井泵潤滑系統(tǒng)時，就采用部件間建模。油路的布線是依附于其它已經(jīng)存在的零部件，一般情況下，在其它主要零部件裝配到位的狀況下，在有限的空間內(nèi)進行布線并且與這些零部件連接。下圖左圖是潤滑系統(tǒng)及所鏈接的幾何體，右圖是完成后的潤滑油路系統(tǒng)。

　　(潤滑系統(tǒng)及所鏈接的幾何體)            (潤滑油路系統(tǒng)總成圖)

　　3) 專業(yè)設計模塊的使用使設計效率大大提高。如Routing模塊提供了在三維NX裝配件中快速創(chuàng)建相關(guān)的軟管、管道、導管等路徑的工具。根據(jù)設備空間情況設計管線路徑，并能夠選擇相應定位部件(如直角接頭、活接頭、三通)在相應的路徑上定位，在常規(guī)的二維設計由于有其局限性，不能準確地表達其在三維空間的真實狀態(tài)，只是用幾何投影的規(guī)則表示設計的不同側(cè)面。Routing模塊的應用大大簡化了潤滑系統(tǒng)建模的復雜性。感覺到易學、易用、直觀、形象。這既能準確地表達設計意圖及其長度又能很直觀地表現(xiàn)其空間位置，另外裝配環(huán)境下還可進行各零部件間的干涉檢查。下圖是我們此次所設計產(chǎn)品潤滑油路的局部零部件。

　　4) 干涉檢查功能。NX三維設計軟件的使用無疑提高了設計新產(chǎn)品的速度，它符合人類思維習慣和視覺感受，能夠很輕易地完成三維設計并形成總裝圖樣，并非常容易地將三維設計圖轉(zhuǎn)化為二維工程圖，除了這些優(yōu)點外，干涉檢查分為靜態(tài)干涉檢查和動態(tài)干涉檢查，裝 配環(huán)境下靜態(tài)干涉可以檢查某個特定位置關(guān)系下，各個零件間的干涉、間隙等情況，進而可以立即發(fā)現(xiàn)圖面設計中的尺寸、配合以及相互位置關(guān)系等方面的錯誤，保證設計的準確性，減少投產(chǎn)后出廢品的可能性。動態(tài)干涉檢查在整個機構(gòu)在運動過程中檢查各零部件的干涉情況。側(cè)圖是傳動系統(tǒng)運動狀態(tài)下的干涉檢查示例。

　　5) NX是一套完整的CAD/CAE/CAM協(xié)同產(chǎn)品工程解決方案，而不僅僅是簡單的CAD建模工具，從最初的概念到最終的成品，它都提供了一體化數(shù)字化造型和驗證手段，同時由于產(chǎn)品創(chuàng)新的整個過程都是基于一個集成的數(shù)字化工作環(huán)境中進行，無需切換到陌生的工作界面或其他軟件模塊之中，無須數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，保證了所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)的無縫傳遞和可能設計更改信息在相關(guān)環(huán)節(jié)的同步更新，可以實現(xiàn)協(xié)同與并行工作的效率更大化。

　　在F1-1600鉆井泵設計項目中，利用UG NX軟件進行了零部件的三維建模、虛擬總裝成套形成數(shù)字樣機、對數(shù)字樣機進行了機構(gòu)運動分析、用NX NASTRAN對關(guān)鍵件和重要件進行了CAE有限元力學性能分析評估，對液缸進行了CAM數(shù)控加工編程等，可以說系統(tǒng)證明了NX軟件對于整個產(chǎn)品的全流程研發(fā)支持能力。通過F1-1600鉆井泵項目三維實體設計的實踐;NX不是單獨的CAD建模工具，NX為設計師和工程師提供了一種產(chǎn)品開發(fā)的嶄新模式，它不僅局限于對幾何的操縱，更重要的是團隊能夠直接根據(jù)工程需求進行產(chǎn)品開發(fā)。

　　在中石油集團的統(tǒng)一規(guī)劃和支持下，寶石公司近年擴大了兼并重組、集團化、國際化發(fā)展的步伐，企業(yè)今后的產(chǎn)品研發(fā)工作肯定將基于集團、異地、協(xié)同工作模式。如何有效依靠技術(shù)部門和產(chǎn)品研發(fā)團隊，以現(xiàn)代產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)和工具充實科研開發(fā)隊伍，建立一套統(tǒng)一的業(yè)界領(lǐng)先的三維CAD/CAE/CAM數(shù)字化協(xié)同研發(fā)系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)自主技術(shù)創(chuàng)新能力持續(xù)提升，是企業(yè)需要迫切關(guān)注和解決的問題。

　　展望未來：

　　經(jīng)過內(nèi)部評估，此新產(chǎn)品(F1-1600鉆機泵)設計從時間上節(jié)約了三個月，設計周期大幅縮短，設計質(zhì)量也得到了相應提高，可以說達到了事半而功倍。當然，鉆井泵只是一產(chǎn)品，UG NX在F1-1600鉆井泵設計過程的成功應用，使得對其它的主要產(chǎn)品，如井架、底座、絞車、防噴器、大鉤、水龍頭、吊環(huán)、吊卡等零部件，以及鉆機總裝配設計全面應用三維方法變得更有信心。

　　成功的關(guān)鍵

　　領(lǐng)導層重視，工程師學習積極主動，與技術(shù)服務商配合默契;

　　三維研發(fā)軟件應用環(huán)境和數(shù)據(jù)的規(guī)范化、標準化;

　　典型產(chǎn)品研發(fā)系統(tǒng)化總結(jié)，設計流程化和知識重用;

　　項目實施成果

　　縮短F1-1600鉆井泵設計周期三個月，交貨周期減少30%以上

　　設計、分析和制造一體化，有效保證和提升了產(chǎn)品性能和質(zhì)量

　　方便與集團內(nèi)其他公司技術(shù)部門的設計數(shù)據(jù)共享

　　設計能力提高，增強了市場競爭力，協(xié)助贏得NDC項目等國際大訂單

　　解決方案/服務

　　Siemens PLM software公司的NX

　　業(yè)務挑戰(zhàn)

　　如何更好支持“按訂單生產(chǎn)”業(yè)務模式;

　　產(chǎn)品個性化改型多，如何縮短開發(fā)周期;

　　保證產(chǎn)品質(zhì)量，提升客戶滿意度;

　　與國外廠商和客戶越來越多的深層次合作