承德司達公司

承德司達公司占地面積四萬平米，生產用建築面積8000平方米，現有職工187人，其中高中級專業技術人員54人。機構設定為七部一室、一中心和四個生產車間。註冊資金1475萬元，資產總額5200萬元。

基本信息

• 中文名稱：承德司達公司

公司占地面積四萬平米，生產用建築面積8000平方米，現有職工187人，其中高中級專業技術人員54人。機構設定為七部一室、一中心和四個生產車間。註冊資金1475萬元，資產總額5200萬元。
自1983年國內首次研製成功CJT抽油機節能拖動裝置以來，現已形成CJT抽油機節能拖動裝置、YCCH超高轉差率電動機及YCH（NEMA D）電動機3個系列80多個品種，可滿足國內外油田各種型號游梁式抽油機的配套需求。產品符合石油工業標準SY/T 5226和API Spec 11L6標準，處於國際先進、國內領先水平。產品分別獲省、部優產品稱號，其中CJT-3型榮獲1991年國家優質產品金獎，CJT-3.5型1999年被國家科學技術部等五部委列為國家級重點新產品。多年來多次被國家有關部門列為推薦的推廣套用節能產品。
公司擁有先進的裝置和電機生產線，具備年4000台的生產能力。具有國內最大的高壓鋁合金轉子和低壓電動機外殼鑄造設備，關鍵部件全部採用數控工具機加工，每台電機出廠都經過微機自動出廠檢測，確保產品質量。
截止2001年底已在全國各油田套用2萬多台，並已出口到巴基斯坦、墨西哥、哈薩克斯坦等國家，大批量出口到印度尼西亞。
在“甩圖板”精神的指導下，上世紀90年代初選擇了AutoCAD R12軟體作為信息化建設的基礎平台，並進行了大量的定製開發工作，形成了一套系統的、基於二維CAD平台的設計、製造系統。
二維設計手段導致設計人員大量的時間（60%）花費在簡單的重複勞動上（計算各尺寸的變化值），沒有更多的時間來考慮設計的創新和改進。二維設計中各零部件之間尺寸不存在關聯，在頻繁的圖紙修改過程中勢必會出現前後尺寸不符、相互干涉的問題，如下風罩尺寸修改，而冷卻器、基座等關聯尺寸沒有更改，導致無法裝配的問題。
為了回響中國石油集團公司提倡企業“自主創新”，確立了採用三維機械設計技術的戰略方向。司達石油裝備公司今年採購了主流三維CAD軟體SolidWorks，實現了無差錯設計，並選定 SolidWorks 作為企業三維CAD套用的首選軟體，採用COSMOS系列軟體，進行結構強度分析，初步構建了電機虛擬設計仿真平台。
企業虛擬設計平台的構建需要前瞻性的眼光，而普及套用的路則更難，需要一套切實可行的實施策略，將虛擬設計技術用於企業的產品開發，以適應經濟全球化的趨勢和進入WTO後的面臨的嚴峻挑戰。
構建虛擬設計平台的目標是在產品設計方案定型或產品加工前，通過計算機仿真模擬將問題儘量在計算機上解決，要實現這一目標，必須高起點地建設創新設計平台。根據電機產品的設計特點，承德司達石油裝備開發公司構建了如下的設計平台。
大型電機產品是典型的定製化生產產品，設計工作量很大，採用二維設計軟體差錯比較多，尤其是在老圖紙修改過程中，錯誤比較多，採用三維CAD可以大幅度地減少設計錯誤，提高設計效率。
三維CAD軟體是製造業信息化建設的基礎，只有採用三維CAD軟體，設計的產品才能直接導入CAE軟體進行電磁場分析、結構分析、熱與流體分析；才能導入CAM軟體生成供數控工具機使用的數控代碼，才能為鑄造工藝設計提供零件的質量數據。大型電機的機體以焊接件為主，SolidWorks的焊接件設計模組能有效地提高焊接件的設計效率。
在對電機設計深入了解後，利用SolidWorks的參數化設計特點和設計庫功能，可以非常容易地構建一套易於使用的傻瓜型電機改型設計系統。設計人員只要輸入相關參數後即可完成電機關鍵零部件的自動設計，大幅度提高設計效率。
電機設計遇到的主要問題有振動、噪聲和溫升三個方面，它們的好壞直接決定了電動機的性能。國內廠家生產的電機往往 “傻、大、笨、粗”，就是因為國內企業沒有使用CAE軟體幫助分析電機的模態、振型等參數。要避免振動、噪聲，只有採用加大自重的手段。電機是典型的旋轉動力機械，始終工作在高速旋轉的諧載荷下，必須分析電機的各階固有頻率、模態與振型，分析電機在諧載荷作用下的應力、應變。對結構進行最佳化設計，通過改變設計參數，在滿足應力、應變及模態頻率的基礎上追求質量最小。
COSMOSWorks提供了電機結構強度分析的完整解決方案。電機結構要有足夠的強度，往往導致結構尺寸較大，體積大，質量大，結構笨重，成本高，通過COSMOSWorks的結構分析可以確定合理的結構尺寸，做到在保證結構穩定安全工作的同時又能減小結構尺寸和重量，從而降低成本。通過結構靜力分析可以得到結構在受到各種載荷作用下的應力分布和變形情況，為結構的剛強度設計提供依據。電機裡面有旋轉的轉子，轉子在啟動、停止、及工作過程中隨負載工作情況會不斷變化，在這種運動情況下需要進行結構動力學的分析。首先確定結構的固有振動特性，包括轉子、定子及電機殼體及整體的固有頻率、振型等，避免結構的共振，保證轉子運轉的平穩，無振動。另外還考慮結構受正弦、隨時間任意變化的瞬態載荷作用下回響問題，在一定載荷譜作用下結構的回響。底座、軸、支撐必須精確進行考慮，旋轉盤軸的動力學特性分析，以保證轉子系統穩定的工作。電機或電磁開關在突然啟動、受到衝擊或電源干擾等等情況下，往往產生很大的扭矩或其它作用力，嚴重時會導致某些零部件損毀，這可以用CAE的結構分析來進行計算。
如果通過試驗手段來確定結構的強度是否合理，需要作大量的試驗才能夠在保證結構合格的情況下減輕構件的重量。利用有限元分析軟體，能夠進行構件的強度、振動模態、屈曲、動力回響、結構的參數和拓撲最佳化，一方面檢驗當前設計中存在的結構強度方面的問題，另一方面，可以通過分析得到當前結構在哪些地方還留有較大裕量，為進行結構的減重提供依據，降低產品成本。
企業的信息化建設是一個伴隨企業成長的歷史過程，不是一朝一夕能夠建好的，應該按照“整體規劃、分步實施”的原則分階段建設。三維CAD軟體是設計復用和工程分析（CAE）的基礎，應該以SolidWorks軟體的普及為突破口，理由如下：
（1） 從產品設計的角度
三維CAD可以非常方便的表達工程師的設計意圖，從而提高設計效率；
三維CAD的參數化技術可以提高設計成果的重用；
同事之間對設計意圖的交流更通暢；
虛擬樣機為創新設計提供了有力的工具；
虛擬樣機可以消除設計錯誤。
（2） 從產品分析的角度
產品建模占有限元分析約60%的工作量，三維CAD能為有限元分析提供所需的產品模型；
三維CAD為產品運動仿真提供產品模型。
（3） 從製造的角度
用三維CAD軟體建造的產品模型可以直接生成生產所需的二維工程圖，指導生產；
三維CAD軟體能以產品模型為基礎自動設計注塑模和壓鑄模。
用三維CAD軟體設計的裝配功能指導車間進行產品裝配。
三維CAD軟體的實施是一個系統工程，北京億達四方信息技術有限公司創造了一套將三維CAD軟體套用到產品設計中實施理論，根據這一理論，確立了培育戰略合作夥伴為主線的信息化建設策略。針對企業要解決的問題進行立項，和北京億達四方信息技術有限公司一起工作，提出解決方案並付諸實施。具體實施策略包括：
（1） 培訓先行
信息化套用成功的關鍵是人，而不是軟體，加強培訓力度是成功的保證。結合實際情況，主要開展的培訓有：
SolidWorks 初級培訓
SolidWorks 高級培訓
SolidWorks 針對企業產品特點的培訓
（2） 項目合作
有限元分析的套用有一定難度，應該確定幾個急需解決項目，如電機的結構分析、熱分析與注塑模分析，與億達四方公司合作共同完成項目分析。合作中要作到雙方參與，重點在培訓企業自己的分析隊伍。
通過科學的實施手段，企業在短期內普及了三維CAD軟體的套用。
傳統的設計流程是基於二維CAD環境建立的，設計流程比較粗放，一般分為“功能設計、概念設計、詳細設計” 三個階段，至於每個階段的定義和所涉及的工作內容，專家們從不同的角度給出了不同的定義，沒有統一的約定。由於三維CAD軟體的套用受到計算機硬體的限制，基於三維CAD軟體的設計思路與基於二維CAD軟體的設計思路有很大的不同，如果按照二維的思維模式和設計流程使用三維CAD軟體，不但不能體現出優勢，可能反而表現出許多劣勢。要充分發揮三維CAD軟體的優勢，必須探討一種新的設計流程和設計模式。
在概念設計階段要利用SolidWorks的布局草圖，首先建立總裝配圖檔案，在裝配檔案中繪製一個或多個草圖，用草圖顯示每個零部件的位置，用 “塊”定義零件的尺寸和形狀，拖動零件檢查零部件之間的運動關係。概念設計階段形成的布局草圖是進行方案討論和小組協同設計的基礎。使用布局草圖設計裝配體最大的好處是如果您更改了布局草圖，則裝配體及其零件都會自動隨之更新。您僅需改變一處即可快速地完成修改。
總裝配一般採用自下而上的設計方法。限於目前計算機的速度，對大型裝配體進行自上而下的設計還不現實。總裝配的設計策略是以概念設計階段完成的布局草圖為依據，插入子裝配體。
子裝配要合理地選擇。對於全新的設計建議採用自上而下的設計方法，這樣可以實現關聯性設計。如果需要引用已有零部件或標準件，則應兩種方法結合使用，首先建立布局草圖，以布局草圖為基礎插入模組化的部件和零件，對新設計的零件，在裝配環境下確定其形狀、大小及在裝配體中位置。自上而下設計方法的優點是當設計更改時，相關的零件將根據創建方法而自動更新。
對於廠標件和通用件，最好在零件模式下設計，而不要在裝配環境下採用自上而下的設計，以保持零件的通用性。
COSMOSWorks是SolidWorks軟體的一個外掛程式，與SolidWorks共享統一的資料庫，產品模型數據完全一致，操作界面統一，是一個功能完備的結構分析軟體。使用COSMOSWorks進行結構分析具有下面三個明顯的優勢。
對CAD模型進行修改後，分析過程（包括格線劃分、載荷定義、邊界條件等）不需要重新定義，只需運行“分析”命令，程式就會對修改後的產品模型重新進行分析，方便快捷。
對產品進行多方案比較分析時，可在CAD環境下為每種方案建立一個配置，在分析環境下只需對一個配置進行分析過程的定義，對其它配置進行分析時，只需執行一個“拖、拉”操作，將已經定義的分析過程拷貝到新的配置下即可。可以非常方便地實現多方案的比較設計。
在COSMOSWorks中進行產品尺寸最佳化設計時，SolidWorks 為每一組尺寸組合都建立對應配置，當用戶選擇最佳化結果的最佳值或某一組尺寸組合時，不需要重新建模，只需在SolidWorks中選擇對應的配置，就得到了需要的產品模型。
做到設計模型與分析模型的統一，將極大地提高有限元分析的效率。可通過下面三種方法實現設計模型與分析模型的統一。
對所有設計人員進行有限元分析知識的培訓，了解有限元分析模型與產品詳細模型的區別，要求設計人員在產品設計是考慮有限元分析要求，對需要分析的零部件建立一個用於分析配置——結構配置。
從產品設計流程的入手，建立一個結構設計階段，強化設計人員對分析的認識。只有經過認可的模型才進入詳細設計和工程圖繪製，可減少許多無效的勞動。
當需要把CAD模型傳遞給分析軟體時，實體單元建議採用SolidWorks的多實體技術建模，這樣在分析軟體中可以很方便地對不同的特徵設定不同的格線尺寸。殼單元最好採用SolidWorks的曲面造型技術建模，這樣能更好保證殼單元與產品模型的統一。
採用SolidWorks 軟體後，承德司達石油裝備開發公司的產品開發水平躍上了一個新台階。主要表現在三個方面：
實現了無差錯設計，SolidWorks的零件輕化和配置設計解決了三維套用中最關鍵的大裝配問題，實現了複雜產品的虛擬設計，通過干涉檢查基本上消除了產品設計的低級錯誤，客戶的反饋也越來越好。
提高了設計效率，SolidWorks 的配置設計滿足了系列化設計和定製化設計的需求，配合特徵庫、零件庫、部件庫的使用，提高了設計的復用性。通過布局草圖和派生設計實現了小組協同設計，團隊合作更緊密。
提高了設計質量，COSMOSWorks 易學易用，在設計過程中可以方便地進行多方案的比較設計，擺脫了傳統的經驗設計和類比設計，實現了基於分析的最佳化設計。信息化建設是伴隨企業成長的歷史過程，“總體規劃”時必須明確各階段的重點，一步一個腳印，才能健康的發展。
承德司達石油裝備開發公司是生產抽油機節能拖動裝置的專業廠家，是目前中國惟一能生產符合API11L6及SY/T6636-2005標準的超高轉差率電動機和NEMAD電動機的廠家。這個公司多年來一直按照國際標準生產超高轉差率電動機，產品深受用戶好評。截至目前，這個公司生產的1.8萬多台電動機在全國各油田套用，並出口到印度尼西亞、巴基斯坦、墨西哥、泰國、委內瑞拉、哈薩克斯坦等國家。
近日，承德司達石油裝備開發公司通過美國API審核，獲得API11L6認證。