廖陽陽，鞏超

（北京理工大學(xué)，北京 100081）

1 工業(yè)設(shè)計對于石油裝備設(shè)計的重要性

傳統(tǒng)石油裝備設(shè)計制造過程中，多以滿足石油裝備自身功能性需求為目標開展設(shè)計，導(dǎo)致設(shè)計在制造周期中占比小。同時石油裝備智能化、數(shù)字化也成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。但在石油裝備設(shè)計中，單一追求裝備智能化、數(shù)字化，卻淡化了社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)變化、人機交互發(fā)展以及大眾審美提升等因素。因此，在石油裝備設(shè)計中，需要以創(chuàng)新整合思維為核心，審視社會、經(jīng)濟等因素，結(jié)合現(xiàn)有科技技術(shù)，以工業(yè)設(shè)計學(xué)科為基礎(chǔ)，整合設(shè)計資源，對石油裝備的功能及形式進行創(chuàng)新設(shè)計。從而提升石油的開采效率，兼顧提升石油產(chǎn)業(yè)的社會效益以及經(jīng)濟效益，貫徹落實自主創(chuàng)新的核心理念。

2 工業(yè)設(shè)計推進石油裝備創(chuàng)新整合設(shè)計

2.1 石油裝備設(shè)計資源創(chuàng)新整合

現(xiàn)有設(shè)計周期中，設(shè)計者會基于傳統(tǒng)設(shè)計的研究方式，利用現(xiàn)有分散的設(shè)計資源進行調(diào)研，選擇與需求相配合的設(shè)計資源對產(chǎn)品進行具體形式創(chuàng)新設(shè)計。但是，由于設(shè)計資源在前期調(diào)研過程中整合性低、邏輯性差，同時設(shè)計資源形式單一，未參考社會、操作者以及經(jīng)濟等設(shè)計資源，因此，導(dǎo)致調(diào)研產(chǎn)出結(jié)果邏輯性差且缺乏創(chuàng)新性。工業(yè)設(shè)計的創(chuàng)新整合思維可以在前期調(diào)研時，幫助設(shè)計者整合出設(shè)計資源之間的邏輯關(guān)系，將用戶、環(huán)境、經(jīng)濟以及社會等非裝備資源進行綜合權(quán)衡，幫助設(shè)計者找到需求的創(chuàng)新點。設(shè)計資源整合創(chuàng)新可以幫助設(shè)計從單一的以環(huán)境功能等裝備資源對需求設(shè)計，提升到環(huán)境、用戶、功能等資源進行發(fā)散，找到真正的設(shè)計痛點，從而進行創(chuàng)新設(shè)計。

2.2 石油裝備設(shè)計流程創(chuàng)新整合

傳統(tǒng)石油設(shè)計中，技術(shù)人員會承擔(dān)工業(yè)設(shè)計師的作用，分析出設(shè)計要求，選擇合理的結(jié)構(gòu)對石油裝備進行設(shè)計。雖然設(shè)計能滿足設(shè)計要求，但產(chǎn)品質(zhì)量層次不一，且需要大量實驗驗證，延長設(shè)計周期的同時，增加設(shè)計成本。工業(yè)設(shè)計強調(diào)產(chǎn)品設(shè)計流程邏輯性，即合理的設(shè)計管理能縮短設(shè)計設(shè)計周期、減少設(shè)計成本。在具體設(shè)計階段中，通過整合設(shè)計需求點以及裝備功能的邏輯關(guān)系，分析市場相似裝備、裝備場景以及用戶特點等步驟，將設(shè)計周期重點前移。通過數(shù)字化分析模擬，整合調(diào)研信息以及分析模擬結(jié)果，即時反饋、調(diào)整裝備造型結(jié)構(gòu)，提升設(shè)計合理性，保證裝備設(shè)計質(zhì)量。

3 工業(yè)設(shè)計在石油裝備設(shè)計的主要應(yīng)用及其意義

3.1 石油裝備的人性化設(shè)計

石油裝備數(shù)字化發(fā)展趨勢中，智能化遠程操控已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的石油裝備操控方式，因此，人機交互設(shè)計的好壞也大大地影響了石油開采效率。智能化遠程操控可以高效地將測控、開采等信息量化反饋予操作者，而信息與操作者之間的信息交換介質(zhì)便是人機交互的設(shè)計重點。通常石油裝備設(shè)計中以操作室的形式實現(xiàn)對石油裝備的遠程操控，但淡化了內(nèi)部的人機交互界面空間的邏輯性、效率性以及經(jīng)濟性。通過人性化的設(shè)計，使得信息以符合操作者認知習(xí)慣的方式傳遞以操作者，而操作者也能通過有效的交互界面以及交互空間設(shè)計對石油裝備進行操作。同時，利用創(chuàng)新整合的設(shè)計思維，將信息資源進行整合分類，合理分布在用戶與裝備交互的合理環(huán)節(jié)，提升信息傳遞的高效性。有效的裝備人機性設(shè)計能大大提升石油裝備的效率以及安全。

3.2 石油裝備的綠色設(shè)計

在社會能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的大背景下，石油開采過程中更注重對環(huán)境的保護，因此建立高效化、科學(xué)化、經(jīng)濟化以及綠色化相融合的石油裝備已經(jīng)成為迫在眉睫的問題。綠色設(shè)計的理念貫穿石油裝備設(shè)計，通過設(shè)計合理高效的回收裝置將廢料以及可再次循環(huán)部件進行回收減少環(huán)境污染，達到保護環(huán)境的目的。像游梁式抽油機系統(tǒng)綠色設(shè)計中，增加廢料回收裝置，減少了廢料排放以及環(huán)境污染。選擇合理的綠色材料，考慮社會經(jīng)濟效益，實現(xiàn)綠色設(shè)計及應(yīng)用。通過綠色設(shè)計建立更加完善的設(shè)計評估體系，在滿足能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的同時，也兼顧社會效益、經(jīng)濟效益等因素。

3.3 石油裝備的穩(wěn)健性設(shè)計

在石油裝備設(shè)計中，在設(shè)計階段考慮裝備的質(zhì)量穩(wěn)定性，運用穩(wěn)健性設(shè)計的質(zhì)量、成本、效益函數(shù)關(guān)系，分析出最高效的設(shè)計參數(shù)搭配，運用先進的實驗技術(shù)，在設(shè)計開發(fā)階段就對裝備進行檢驗。即在設(shè)計周期中，合理整合創(chuàng)新設(shè)計流程，增加設(shè)計制造效率。降低設(shè)計成本與研發(fā)周期，提升裝備效益。設(shè)計出最佳搭配參數(shù)的裝備，使裝備在最合理成本條件下，輸出裝備最高效的穩(wěn)健性。

3.4 石油裝備的智能化設(shè)計

技術(shù)與時代的變革推動者石油裝備設(shè)計智能化升級，石油裝備設(shè)計智能化已成為設(shè)計趨勢。遠程操控技術(shù)以及人工智能等技術(shù)能幫助石油裝備在功能的實現(xiàn)上多元化，提升工作效益的同時，增加用戶使用的安全性。當前，各國爭相競爭的海底海床石油能源開采設(shè)備，便采用了遠距離智能識別操控技術(shù)，通過設(shè)計使裝備在海床表面能智能識別能源與周邊物體的區(qū)別，進而進行能源采集實現(xiàn)功能。同時，把裝備智能化能增加產(chǎn)業(yè)鏈上游效益的層次性、多元性，提升產(chǎn)業(yè)整體的經(jīng)濟效益以及石油產(chǎn)業(yè)鏈整體的社會效益。

4 結(jié)語

石油裝備產(chǎn)業(yè)鏈上游設(shè)計環(huán)節(jié)是決定整個產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，因此，設(shè)計的質(zhì)量往往決定了中下游環(huán)節(jié)的市場、效益等環(huán)節(jié)。工業(yè)設(shè)計學(xué)科的介入提高石油裝備設(shè)計具體有以下優(yōu)勢：（1）提高石油裝備設(shè)計的整體的設(shè)計水平，達到設(shè)計出高水平、高質(zhì)量、高效率的石油裝備的同時，兼顧裝備的社會效益、經(jīng)濟效益以及環(huán)境效益。（2）通過運用工業(yè)設(shè)計中創(chuàng)新整合的思維方式，可以幫助石油裝備產(chǎn)業(yè)鏈在上游設(shè)計階段就規(guī)劃好整個產(chǎn)業(yè)鏈的模式，增加產(chǎn)業(yè)鏈之間的關(guān)聯(lián)性、邏輯性，提升產(chǎn)業(yè)鏈的社會效益。