綠色與數(shù)字化融合設(shè)計(jì)在石油工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用趨勢,機(jī)械工程論文

綠色與數(shù)字化融合設(shè)計(jì)在石油工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用趨勢,機(jī)械工程論文內(nèi)容摘要：隨著節(jié)能減排和新能源發(fā)展理念逐步深切進(jìn)入設(shè)計(jì)研發(fā)思想中，提升石油工業(yè)產(chǎn)品數(shù)字化和綠色節(jié)能成為當(dāng)下的主要設(shè)計(jì)制造目的。為了進(jìn)一步迎合市場經(jīng)濟(jì)的需求和提升我們國家石油工業(yè)產(chǎn)品企業(yè)當(dāng)代化升級(jí)，推進(jìn)我們國家工業(yè)設(shè)計(jì)制造朝著數(shù)字化+綠色綜合性發(fā)展，打造當(dāng)代化工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論體系和建立科學(xué)合理發(fā)展規(guī)劃就顯得非常重要。本文關(guān)鍵詞語：石油工業(yè)產(chǎn)品;數(shù)字化;綠色設(shè)計(jì);發(fā)展問題;建議;制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展是我們國家經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重中之重，是一個(gè)當(dāng)代化大國必不可少的。我們國家高度重視制造業(yè)發(fā)展，把推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展作為構(gòu)建當(dāng)代化經(jīng)濟(jì)體系的重要一環(huán)。十四五規(guī)劃提出建設(shè)中國高質(zhì)量經(jīng)濟(jì)市場和推動(dòng)生態(tài)新能源技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展理念，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造向著綠色和數(shù)字一體化方向發(fā)展，研究制造具有生命周期和模塊集成化、仿真化、綠色化以及數(shù)字化的工業(yè)產(chǎn)品是將來大勢所趨。對(duì)當(dāng)前已投入市場的工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行綠色創(chuàng)新再設(shè)計(jì)和服務(wù)再創(chuàng)新以及數(shù)字升級(jí)提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將來市場的工業(yè)產(chǎn)品能夠充分降低能源消耗和降低環(huán)保壓力，促進(jìn)我們國家工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造向著可持續(xù)方向發(fā)展。一、分析綠色與數(shù)字化融合設(shè)計(jì)(一)我們國家綠色+數(shù)字化工業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)在狀況分析數(shù)字化設(shè)計(jì)成為當(dāng)下機(jī)械設(shè)計(jì)制造的主流趨勢，并且隨著全球環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)的融入，設(shè)計(jì)制造綠色數(shù)字化工業(yè)機(jī)械產(chǎn)品對(duì)于保衛(wèi)環(huán)境和節(jié)能減排降低設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本有著重要的意義。2020年中國互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上SPA彭俊松指出將來我們國家國內(nèi)機(jī)械生產(chǎn)制造會(huì)基于物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)人工智能，促進(jìn)我們國家工業(yè)設(shè)計(jì)制造互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)化建設(shè)能夠進(jìn)一步地降低疫情對(duì)于我們國家經(jīng)濟(jì)的影響，推動(dòng)我們國家貿(mào)易實(shí)現(xiàn)雙循環(huán)目的，更有利地刺激外循環(huán)進(jìn)程。根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查研究顯示我們國家制造業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型必須基于強(qiáng)大的制造業(yè)基礎(chǔ)，通過工業(yè)4.0時(shí)代推進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)向著數(shù)字化、智能化以及綠色節(jié)能化發(fā)展，推動(dòng)我們國家國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)制造進(jìn)一步轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展。(中國制造2025〕一文中明確提出全面推行我們國家綠色制造業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保技術(shù)、工藝裝備研發(fā)以及努力推進(jìn)制造業(yè)清潔低碳和節(jié)能循環(huán)制造體系建設(shè)。根據(jù)工信部發(fā)表的(工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃(2021-2020)〕中提出我們國家能源消費(fèi)年平均增長2.5%，相比十三五規(guī)劃期間工業(yè)能源利用率大幅提升，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳排放量相對(duì)于2005年降低40%以上。(二)綠色工業(yè)設(shè)計(jì)理念應(yīng)用對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)理念應(yīng)用首先具體表現(xiàn)出在工業(yè)產(chǎn)品的生命周期內(nèi)，主要包括設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、運(yùn)輸銷售以及維護(hù)保障和報(bào)廢處理等周期內(nèi)容。首先，為了能夠降低工業(yè)產(chǎn)品失去使用價(jià)值后降低對(duì)于環(huán)境和人類的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)廢棄零部件模塊化回收、短期分解回歸自然以及重復(fù)使用和經(jīng)過升級(jí)改良后能夠進(jìn)一步使用等，充分的展現(xiàn)出當(dāng)代化工業(yè)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性、質(zhì)量性以及壽命等綠色節(jié)能設(shè)計(jì)特點(diǎn)。其次，工業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)綠色設(shè)計(jì)必須最大限度的降低三廢排放，設(shè)計(jì)符合最新的國家機(jī)械排污標(biāo)準(zhǔn)和能源消耗指標(biāo)。嚴(yán)格根據(jù)環(huán)境第一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)第二、智能數(shù)字化準(zhǔn)則推進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新和知識(shí)產(chǎn)權(quán)自主化目的。最后，還必須設(shè)計(jì)融合網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)字化、平臺(tái)協(xié)調(diào)化以及工程機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論，研發(fā)具有3P(生產(chǎn)、制造、預(yù)測)和3E(能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì))綜合性數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造平臺(tái)，推擠工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造愈加智能和環(huán)保。(三)數(shù)字化工業(yè)設(shè)計(jì)理念應(yīng)用壓裂車等油氣田作業(yè)專用車輛屬于特殊作業(yè)大型車輛，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能等數(shù)字化技術(shù)發(fā)展，設(shè)計(jì)生產(chǎn)中融合數(shù)字化控制操作系統(tǒng)能夠有效地降低能源消耗和減輕操作控制壓力，進(jìn)一步使設(shè)計(jì)、制造、裝配、使用愈加趨向高效并能及時(shí)跟進(jìn)市場需求，產(chǎn)品更能具體表現(xiàn)出出人性化理念。例如借助數(shù)字化液壓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高效、精準(zhǔn)以及節(jié)能的操作效果，并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操控，極大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和提高了工作效率和安全系數(shù)；電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是當(dāng)前很多大型車輛配備的助力系統(tǒng)，能夠最大限度地降低轉(zhuǎn)向能耗，提升作業(yè)靈敏度和精準(zhǔn)度，可以以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速等參數(shù)自動(dòng)化調(diào)整，當(dāng)前在很多的專用車輛中已經(jīng)全面的替換了液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：分布式控制系統(tǒng)是數(shù)字化設(shè)計(jì)理念的全面性具體表現(xiàn)出，集合了網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化以及智能化四大數(shù)字化設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制屏全數(shù)字化和全分散控制，具有可靠性高和自行診斷功能，這種設(shè)計(jì)對(duì)于石油專用車、壓裂車等特殊性車輛具有極大的作用，也是工業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)字化具體表現(xiàn)出的最重要指標(biāo)。二、將來數(shù)字化+智能化工業(yè)產(chǎn)品發(fā)展建議(一)持續(xù)建立和完善政策管理體系建立可持續(xù)化發(fā)展生命周期評(píng)價(jià)體系為核心，設(shè)計(jì)創(chuàng)造、綠色+數(shù)字化生產(chǎn)制造一體化平臺(tái)，促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品綠色+數(shù)字化綜合性發(fā)展。相應(yīng)地其管理體系必須以我們國家(十四五工業(yè)產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)推行方案〕總體目的、量化指標(biāo)以及保障任務(wù)措施等為中心，對(duì)綠色數(shù)字化設(shè)計(jì)制定具有科學(xué)性和客觀性的指導(dǎo)政策，推動(dòng)行業(yè)的綠色+數(shù)字化一體化集成設(shè)計(jì)生產(chǎn)以及制造中國方案，充分借助模塊化、仿真化以及可靠性等綠色設(shè)計(jì)內(nèi)容，對(duì)現(xiàn)有工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新升級(jí)和優(yōu)化，同時(shí)完善和深化設(shè)計(jì)服務(wù)形式，推進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品綠色+數(shù)字化一體化設(shè)計(jì)生產(chǎn)提升。(二)工業(yè)產(chǎn)品智能化設(shè)計(jì)制造工業(yè)產(chǎn)品智能化設(shè)計(jì)和制造必須借助當(dāng)代化一體化設(shè)計(jì)平臺(tái)、設(shè)備以及信息技術(shù)基礎(chǔ)，并使得信息技術(shù)和自動(dòng)化以及智能化內(nèi)容充分地融入到工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段中，同時(shí)通過當(dāng)代化綠色+數(shù)字化綜合化技術(shù)融入工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中，進(jìn)而逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品在生命周期內(nèi)符合綠色設(shè)計(jì)理念和數(shù)字化使用效果。傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中往往是借助人力和傳統(tǒng)輔助機(jī)械完成，這會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品精到準(zhǔn)確率降低，耗材增加，使用效果降低等問題，喪失綠色設(shè)計(jì)核心思想。而借助當(dāng)代數(shù)字化平臺(tái)能夠通過信息智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、信息網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、人工智能等統(tǒng)一應(yīng)用在當(dāng)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中。同時(shí)，借助數(shù)字設(shè)計(jì)平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)、回收等全經(jīng)過生態(tài)控制。例如，通過數(shù)字化控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品尺寸、材料、功能等全經(jīng)過檢測智能化控制，降低人工錯(cuò)誤。(三)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)代化數(shù)控技術(shù)能夠充分實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化和遠(yuǎn)程控制目的，降低人力成本和操控時(shí)間成本，提升工作效率。數(shù)控技術(shù)在當(dāng)代化機(jī)械設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要的地位，該技術(shù)能夠借肋計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(CAD\Revilt\CAM\3DMAX)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助測試(CAT)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)操作流程和操控遠(yuǎn)程化管理，而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理和操作遠(yuǎn)程化的基礎(chǔ)在于程序代碼，同時(shí)可以以借助相關(guān)的軟件技術(shù)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行直接控制。利用數(shù)控技術(shù)在石油專用車等特殊機(jī)械設(shè)備中能夠全方位、全時(shí)段對(duì)車輛運(yùn)行和現(xiàn)場作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，能夠有效地提升工作人員對(duì)于車輛的遠(yuǎn)程作業(yè)操控的安全控制。隨著數(shù)控技術(shù)的逐步成熟，將來的數(shù)控自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)操作流程數(shù)字化和經(jīng)過監(jiān)控?cái)?shù)字化記錄監(jiān)督等職能，進(jìn)而使得數(shù)控技術(shù)能夠廣泛服務(wù)于我們國家經(jīng)濟(jì)市場。(四)虛擬技術(shù)的應(yīng)用工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬技術(shù)主要包括加工模擬軟件、人工智能技術(shù)、信息技術(shù)、多媒體技術(shù)、三維成像技術(shù)等綜合內(nèi)容。借助虛擬技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品實(shí)際操控性的可觀測性，進(jìn)而在問題源頭解決設(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品在市場中對(duì)于性能、質(zhì)量、維保以及賠償?shù)纫惑w化流程問題。虛擬技術(shù)能夠幫助設(shè)計(jì)人員有效地解決工業(yè)產(chǎn)品潛在問題，進(jìn)而針對(duì)性地建立解決方案措施，并對(duì)提出的方案措施進(jìn)行有效補(bǔ)充，提升產(chǎn)品使用壽命和使用體驗(yàn)以及降低報(bào)廢率等。因而，通過虛擬技術(shù)能夠提升企業(yè)對(duì)于客戶的權(quán)益保障力度，深切進(jìn)入分析市場需求和企業(yè)設(shè)計(jì)制造協(xié)調(diào)性和對(duì)稱性，降低信息不對(duì)稱對(duì)于給企業(yè)把握市場造成的不利程度。除此之外，虛擬技術(shù)能夠幫助銷售人員充分地了解和展示工業(yè)產(chǎn)品全面性能和技術(shù)特點(diǎn)，有利于更好地向用戶進(jìn)行產(chǎn)品推廣和評(píng)估預(yù)判。(五)集成化技術(shù)應(yīng)用工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)集成化技術(shù)能夠不斷地吸收傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)械、電子、信息、材料等當(dāng)代化研究成果，實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)和不同技術(shù)的綜合使用。所謂集成化技術(shù)主要是通過專業(yè)理論知識(shí)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及銷售、維保等系統(tǒng)化流程，動(dòng)態(tài)化調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效以及低耗能、清潔等目的。尤其是我企業(yè)石油專用車等油氣開采現(xiàn)場大型作業(yè)車輛屬于高耗能設(shè)備，通過集成化系統(tǒng)能夠?qū)?shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至相關(guān)部門，實(shí)現(xiàn)各部門信息分享以利于促進(jìn)產(chǎn)品改良升級(jí)。因而，集成化技術(shù)對(duì)于產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)和綠色節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)有著極大的促進(jìn)意義。三、結(jié)束語綜上所述，當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，國際環(huán)境日趨復(fù)雜，大國競爭日趨劇烈，全球治理體系面臨深入變革，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革縱深發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈、供給鏈、價(jià)值鏈加快重構(gòu)，全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局正在深入調(diào)整，我們國家制造業(yè)發(fā)展外部環(huán)境面臨的不穩(wěn)定性不確定性明顯加強(qiáng)。當(dāng)下和今后一個(gè)時(shí)期，我們國家發(fā)展仍然處于戰(zhàn)略機(jī)遇期，但機(jī)遇和挑戰(zhàn)都有新的發(fā)展變化。將來5年既是全球制造業(yè)重塑調(diào)整的關(guān)鍵期，也是我們國家制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的攻堅(jiān)期，我們國家制造業(yè)發(fā)展既擁有宏大優(yōu)勢和難得機(jī)遇，也面臨眾多風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。以下為參考文獻(xiàn)[1]肖峰.數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用與發(fā)展淺析[J].山東工業(yè)技術(shù),2022(01):13.[2]劉駿宇.試