绿色与数字化融合设计在石油工业产品中的应用趋势

　　摘要：随着节能减排和新能源发展理念逐渐深入设计研发思想中，提升石油工业产品数字化和绿色节能成为当前的主要设计制造目标。为了进一步迎合市场经济的需求和提升我国石油工业产品企业现代化升级，推进我国工业设计制造朝着“数字化+绿色”综合性发展，打造现代化工业产品设计理论体系和建立科学合理发展规划就显得非常重要。

　　关键词：石油工业产品; 数字化; 绿色设计; 发展问题; 建议;

　　制造业高质量发展是我国经济高质量发展的重中之重，是一个现代化大国必不可少的。我国高度重视制造业发展，把推动制造业高质量发展作为构建现代化经济体系的重要一环。十四五规划提出建设中国高质量经济市场和推动生态新能源技术创新发展理念，促进机械设计制造向着绿色和数字一体化方向发展，研究制造具有生命周期和模块集成化、仿真化、绿色化以及数字化的工业产品是未来大势所趋。对目前已投入市场的工业产品进行绿色创新再设计和服务再创新以及数字升级提升，从而实现未来市场的工业产品能够充分降低能源消耗和降低环保压力，促进我国工业产品设计制造向着可持续方向发展。

　　一、分析绿色与数字化融合设计

　　(一)我国绿色+数字化工业设计现状分析

　　数字化设计成为当前机械设计制造的主流趋势，并且随着全球环保节能设计的融入，设计制造绿色数字化工业机械产品对于保护环境和节能减排降低设计生产成本有着重要的意义。2020年中国互联网大会上SPA彭俊松指出未来我国国内机械生产制造会基于物联网和信息技术实现人工智能，促进我国工业设计制造互联网生态化建设能够进一步地降低疫情对于我国经济的影响，推动我国贸易实现“双循环”目标，更有利地刺激“外循环”进程。根据数据调查研究显示我国制造业升级转型必须基于强大的制造业基础，通过工业4.0时代推进工业设计向着数字化、智能化以及绿色节能化发展，推动我国国内工业生产制造进一步转型升级发展。《中国制造2025》一文中明确提出“全面推行我国绿色制造业实现节能环保技术、工艺装备研发以及努力推进制造业清洁低碳和节能循环制造体系建设”。根据工信部发表的《工业绿色发展规划(2016-2020)》中提出“我国能源消费年平均增长2.5%，相比十三五规划期间工业能源利用率大幅提升，实现了二氧化碳排放量相对于2005年降低40%以上。

　　(二)绿色工业设计理念应用

　　对于工业产品的绿色设计理念应用首先体现在工业产品的生命周期内，主要包括“设计研发、生产制造、运输销售以及维护保障和报废处理”等周期内容。首先，为了能够降低工业产品失去使用价值后降低对于环境和人类的影响，可以实现废弃零部件模块化回收、短期分解回归自然以及重复使用和经过升级改进后能够进一步使用等，充分的展现出现代化工业产品经济性、质量性以及寿命等绿色节能设计特点。其次，工业设计生产绿色设计必须最大限度的降低“三废”排放，设计符合最新的国家机械排污标准和能源消耗指标。严格按照“环境第一、技术经济第二、智能数字化”准则推进工业产品设计技术创新和知识产权自主化目标。最后，还必须设计融合网络信息数字化、平台协调化以及工程机械创新设计理论，研发具有3P(生产、制造、预测)和3E(能源、环境、经济)综合性数字化设计和制造平台，推挤工业产品设计制造更加智能和环保。

　　(三)数字化工业设计理念应用

　　压裂车等油气田作业专用车辆属于特殊作业大型车辆，随着物联网技术和人工智能等数字化技术发展，设计生产中融合数字化控制操作系统能够有效地降低能源消耗和减轻操作控制压力，进一步使设计、制造、装配、使用更加趋向高效并能及时跟进市场需求，产品更能体现出人性化理念。例如借助“数字化液压系统”可以实现高效、精准以及节能的操作效果，并且可以实现远程操控，极大地降低了劳动强度和提高了工作效率和安全系数；“电动液压转向系统”是目前很多大型车辆配备的助力系统，能够最大限度地降低转向能耗，提升作业灵敏度和精准度，也可以实现转角、转速等参数自动化调整，目前在很多的专用车辆中已经全面的替换了液压转向系统：“分布式控制系统”是数字化设计理念的全面性体现，集合了“网络化、智能化、集成化以及智能化”四大数字化设计理念，实现了数字控制屏全数字化和全分散控制，具有可靠性高和自行诊断功能，这种设计对于石油专用车、压裂车等特殊性车辆具有极大的作用，也是工业设计数字化体现的最重要指标。

　　二、未来数字化+智能化工业产品发展建议

　　(一)持续建立和完善政策管理体系

　　建立可持续化发展生命周期评价体系为核心，设计创造、绿色+数字化生产制造一体化平台，促进工业产品绿色+数字化综合性发展。相应地其管理体系必须以我国《“十四五”工业产品绿色设计推行方案》总体目标、量化指标以及保障任务措施等为中心，对绿色数字化设计制定具有科学性和客观性的指导政策，推动行业的绿色+数字化一体化集成设计生产以及制造中国方案，充分借助模块化、仿真化以及可靠性等绿色设计内容，对现有工业产品进行技术创新升级和优化，同时完善和深化设计服务模式，推进工业产品绿色+数字化一体化设计生产提升。

　　(二)工业产品智能化设计制造

　　工业产品智能化设计和制造必须借助现代化一体化设计平台、设备以及信息技术基础，并使得信息技术和自动化以及智能化内容充分地融入到工业产品设计阶段中，同时通过现代化绿色+数字化综合化技术融入工业产品设计制造中，从而逐渐实现工业产品在生命周期内符合绿色设计理念和数字化使用效果。传统的工业产品设计和制造中往往是借助人力和传统辅助机械完成，这会导致产品精确率降低，耗材增加，使用效果降低等问题，丧失绿色设计核心思想。而借助现代数字化平台可以通过信息智能技术实现物联网、互联网、信息网络、大数据、人工智能等统一应用在现代工业产品设计和制造中。同时，借助数字设计平台能够实现设计、制造、维护、回收等全过程生态控制。例如，通过数字化控制平台实现产品尺寸、材料、功能等全过程检测智能化控制，降低人工错误。

　　(三)数控技术应用工业产品设计

　　现代化数控技术能够充分实现设备自动化和远程控制目的，降低人力成本和操控时间成本，提升工作效率。数控技术在现代化机械设计中占据着重要的地位，该技术可以借肋计算机辅助技术(CAD\Revilt\CAM\3D MAX)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)等技术实现操作流程和操控远程化管理，而实现自动化管理和操作远程化的基础在于“程序代码”，同时也可以借助相关的软件技术对相关设备进行直接控制。利用数控技术在石油专用车等特殊机械设备中可以全方位、全时段对车辆运行和现场作业状态进行监控，能够有效地提升工作人员对于车辆的远程作业操控的安全控制。随着数控技术的逐渐成熟，未来的数控自动化技术能够实现操作流程数字化和过程监控数字化记录监督等职能，从而使得数控技术能够广泛服务于我国经济市场。

　　(四)虚拟技术的应用工业产品设计

　　虚拟技术主要包括加工模拟软件、人工智能技术、信息技术、多媒体技术、三维成像技术等综合内容。借助虚拟技术可以实现对设计产品实际操控性的可观测性，从而在问题源头解决设计工业产品在市场中对于性能、质量、维保以及赔偿等一体化流程问题。虚拟技术可以帮助设计人员有效地解决工业产品潜在问题，从而针对性地建立解决方案措施，并对提出的方案措施进行有效补充，提升产品使用寿命和使用体验以及降低报废率等。因此，通过虚拟技术能够提升企业对于客户的权益保障力度，深入分析市场需求和企业设计制造协调性和对称性，降低信息不对称对于给企业把握市场造成的不利程度。此外，虚拟技术能够帮助销售人员充分地了解和展示工业产品全面性能和技术特点，有利于更好地向用户进行产品推广和评估预判。

　　(五)集成化技术应用工业产品设计

　　集成化技术能够不断地吸收传统的工业设计机械、电子、信息、材料等现代化研究成果，实现不同等级和不同技术的综合使用。所谓集成化技术主要是通过专业理论知识和信息技术实现设计、生产以及销售、维保等系统化流程，动态化调整设计参数，实现优质、高效以及低耗能、清洁等目的。尤其是我企业石油专用车等油气开采现场大型作业车辆属于高耗能设备，通过集成化系统可以将实时数据传输至相关部门，实现各部门信息共享以利于促进产品改进升级。因此，集成化技术对于产品数字化设计和绿色节能环保设计有着极大的促进意义。

　　三、结束语

　　综上所述，当今世界正经历百年未有之大变局，国际环境日趋复杂，大国竞争日趋激烈，全球治理体系面临深刻变革，新一轮科技革命和产业变革纵深发展，产业链、供应链、价值链加快重构，全球产业发展格局正在深刻调整，我国制造业发展外部环境面临的不稳定性不确定性明显增强。当前和今后一个时期，我国发展仍然处于战略机遇期，但机遇和挑战都有新的发展变化。未来5年既是全球制造业重塑调整的关键期，也是我国制造业高质量发展的攻坚期，我国制造业发展既拥有巨大优势和难得机遇，也面临诸多风险和挑战。

　　参考文献

　　[1]肖峰.数控技术在机械加工中的应用与发展浅析[J].山东工业技术,2019(01):13.

　　[2]刘骏宇.试析机械制造智能化技术的发展及其应用[J].内燃机与件,2018(22):205-206.

　　[3]郭长城.在机械加工机床中数控技术的有效应用研究[J].内燃机与件,2018(21):57-58.

　　[4] 陈振鹏.现代企业发展中的机械设计制造自动化探讨[J].中国高新区,2019(10):137.

　　[5] 林丹.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].数码设计(上),2018(7):209.