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，榮獲中國制造500強企業，被譽為中國最具實力的石油鉆采裝備制造商。企業具有70年多年的設計制造鉆機的歷史，八大類58項產品獲API會標使用權，行業內率先通過ISO9001國際質量體系認證，可生產鉆井深度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的作業要求，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承擔鉆進作業，受到了用戶的好評，我公司也是目前全球泥漿泵品種規格、生產數量最多的廠家。

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

　　為了推動NX三維軟件系統的快速和成功應用，企業與軟件服務商——通力凱頓(北京)系統集成有限公司(以下簡稱“通力公司”)，簽定了明確的技術服務協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，負責整個項目的監管、組織和執行。企業領導的高度重視和雙方技術人員的積極協作，保證了項目實施質量，新產品F1-1600鉆井泵設計過程中應用該軟件，使研發工作取得了明顯的成效。

　　NX使產品研發如虎添翼

　　1) NX6 用戶界面和操作模式的更改是個創新性舉措。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知識驅動自動化技術的應用。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系是關聯的。

　　另外部件間幾何體及其空間位置關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鉆井泵潤滑系統時，就采用部件間建模。油路的布線是依附于其它已經存在的零部件，一般情況下，在其它主要零部件裝配到位的狀況下，在有限的空間內進行布線并且與這些零部件連接。下圖左圖是潤滑系統及所鏈接的幾何體，右圖是完成后的潤滑油路系統。

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

　　3) 專業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裝配件中快速創建相關的軟管、管道、導管等路徑的工具。根據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，只是用幾何投影的規則表示設計的不同側面。Routing模塊的應用大大簡化了潤滑系統建模的復雜性。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其空間位置，另外裝配環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化為二維工程圖，除了這些優點外，干涉檢查分為靜態干涉檢查和動態干涉檢查，裝 配環境下靜態干涉可以檢查某個特定位置關系下，各個零件間的干涉、間隙等情況，進而可以立即發現圖面設計中的尺寸、配合以及相互位置關系等方面的錯誤，保證設計的準確性，減少投產后出廢品的可能性。動態干涉檢查在整個機構在運動過程中檢查各零部件的干涉情況。側圖是傳動系統運動狀態下的干涉檢查示例。

　　5) NX是一套完整的CAD/CAE/CAM協同產品工程解決方案，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字化造型和驗證手段，同時由于產品創新的整個過程都是基于一個集成的數字化工作環境中進行，無需切換到陌生的工作界面或其他軟件模塊之中，無須數據轉換，保證了所有產品數據的無縫傳遞和可能設計更改信息在相關環節的同步更新，可以實現協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字樣機、對數字樣機進行了機構運動分析、用NX NASTRAN對關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數控加工編程等，可以說系統證明了NX軟件對于整個產品的全流程研發支持能力。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品開發的嶄新模式，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工程需求進行產品開發。

　　在中石油集團的統一規劃和支持下，寶石公司近年擴大了兼并重組、集團化、國際化發展的步伐，企業今后的產品研發工作肯定將基于集團、異地、協同工作模式。如何有效依靠技術部門和產品研發團隊，以現代產品研發技術和工具充實科研開發隊伍，建立一套統一的業界領先的三維CAD/CAE/CAM數字化協同研發系統平臺，實現自主技術創新能力持續提升，是企業需要迫切關注和解決的問題。

　　展望未來：

　　經過內部評估，此新產品(F1-1600鉆機泵)設計從時間上節約了三個月，設計周期大幅縮短，設計質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品，如井架、底座、絞車、防噴器、大鉤、水龍頭、吊環、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。

　　成功的關鍵

　　領導層重視，工程師學習積極主動，與技術服務商配合默契;

　　三維研發軟件應用環境和數據的規范化、標準化;

　　典型產品研發系統化總結，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品性能和質量

　　方便與集團內其他公司技術部門的設計數據共享

　　設計能力提高，增強了市場競爭力，協助贏得NDC項目等國際大訂單

　　解決方案/服務

　　Siemens PLM software公司的NX

　　業務挑戰

　　如何更好支持“按訂單生產”業務模式;

　　產品個性化改型多，如何縮短開發周期;

　　保證產品質量，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