用于有效执行设计变更的方法及装置

申请号 CN201180055080.5 申请日 2011-10-03 公开(公告)号 CN103210390A 公开(公告)日 2013-07-17
申请人 贝克休斯公司; 发明人 L·A·西诺; E·鲍尔森; D·维斯特;
摘要 所公开的 实施例 允许用户远程 请求 新产品的设计及设计变更。所请求的设计或变更然后被提交给基于网络的自动化过程。该过程可以由用户通过网络连接远程 访问 。在一种实施例中,用户可以与客户直接会面,打开讨论中的产品的规格书,选择客户所期望的设计或变更,并且提交设计或变更。该过程在后台工作以根据一个或多个验证规则和/或最佳实践来验证所请求的设计,并且完成许多必要的任务以允许所请求的设计进入制造。一旦该过程成功地完成了所请求的变更,就给用户发送通知,包括关于新的或已变更的产品的信息,例如,新的部件编号、订单号等。
权利要求

1.一种用于实时执行新产品的设计及设计变更的方法,包括:
给出用于产品的可供改变的多个设计参数;
接收从所述多个设计参数中选出的要改变的设计参数;
给出所选出的设计参数可以改变成的一组选项;
接收从所述一组选项中选出的选项;
针对一个或多个预定义的验证规则和/或最佳实践来自动评价所选出的选项;以及自动生成用于所述产品的数字控制的制造信息,所述数字控制的制造信息反映所选出的选项;
其中所选出的设计参数可以改变成的所述一组选项由所选出的设计参数得出。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述产品是固定切削齿钻头,并且所述多个设计参数包括:每个刀片的切削齿数、切削齿的类型、后倾、切削齿出刃度、侧向运动减缓、数据位模选项、量规图形、量规材料及钻头的摩擦。
3.根据权利要求1所述的方法,还包括:基于所选出的设计参数给出用于所述产品的可供改变的多个设计子参数,其中每个所选的设计参数具有与其相关的单独一组设计子参数。
4.根据权利要求1所述的方法,还包括:自动生成所述产品的三维图形表示,所述三维图形表示反映所选出的选项。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所选出的选项基于所述产品的预期应用针对所述一个或多个预定义的验证规则和/或最佳实践被自动评价。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述自动评价包括基于所选出的选项和/或所选出的设计参数使一个或多个选项变为不可选。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述自动评价包括基于所选出的选项进行所述产品的性能分析。
8.一种用于允许用户从远程位置请求新产品的设计及设计变更的系统,包括:
可由用户从所述远程位置访问的网络;
与所述网络连接的数据库,所述数据库存储用于所述产品的设计参数以及用于每个设计参数的选项;以及
与所述数据库连接的服务器,所述服务器包括处理器和存储介质,所述存储介质存储可由所述处理器执行的计算机可读指令以促使所述服务器:
给所述用户呈现用于所述产品的可供改变的一组设计参数;
接收由所述用户从所述一组设计参数中选出的要改变的设计参数;
给所述用户呈现所选出的设计参数可以改变成的一组选项;
接收由所述用户从所述一组选项中选出的选项;
针对一个或多个预定义的验证规则和/或最佳实践来自动评价所选出的选项;以及自动生成用于所述产品的数字控制的制造信息,所述数字控制的制造信息反映所选出的选项;
其中所选出的设计参数可以改变成的所述一组选项由所选出的设计参数得出。
9.根据权利要求8所述的系统,其中所述产品是固定切削齿钻头,并且所述多个设计参数包括:每个刀片的切削齿数、切削齿的类型、后倾角、切削齿出刃度、侧向运动减缓、数据位模块选项、量规图形、量规材料及钻头的摩擦。
10.根据权利要求8所述的系统,其中所述计算机可读指令可由所述处理器执行,以进一步促使所述服务器基于所选出的设计参数给出用于所述产品的可供改变的多个设计子参数,其中每个所选的设计参数具有与其相关的单独一组设计子参数。
11.根据权利要求8所述的系统,其中所述计算机可读指令可由所述处理器执行,以进一步促使所述服务器自动生成所述产品的三维图形表示,所述三维图形表示反映所选出的选项。
12.根据权利要求8所述的系统,其中所选出的选项基于所述产品的预期应用针对所述一个或多个预定义的验证规则和/或最佳实践被自动评价。
13.根据权利要求8所述的系统,其中所述自动评价包括基于所选出的选项和/或所选出的设计参数使一个或多个选项变为不可选。
14.根据权利要求8所述的系统,其中所述自动评价包括基于所选出的选项进行所述产品的性能分析。
15.一种用于允许用户动态地生成新的钻头设计及钻头设计变更的方法,包括:
给所述用户呈现可供改变的多个钻头设计参数;
接收由所述用户从所述多个钻头设计参数中选出的要改变的钻头设计参数;
给所述用户呈现所选出的钻头设计参数可以改变成的一组钻头设计选项;
接收由所述用户从所述一组钻头设计选项中选出的钻头设计选项;
针对一个或多个预定义的钻头设计验证规则和/或最佳实践来评价所选出的钻头设计选项;以及
自动生成用于所述钻头的数字控制的制造信息,所述数字控制的制造信息反映所选出的钻头设计选项;
其中所选出的设计参数可以改变成的所述一组钻头设计选项由所选出的钻头设计参数得出。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述钻头是固定切削齿钻头并且所述多个设计参数包括:每个刀片的切削齿数、切削齿的类型、后倾角、切削齿出刃度、侧向运动减缓、数据位模块选项、量规图形、量规材料及钻头的摩擦。
17.根据权利要求15所述的方法,还包括:基于所选出的钻头设计参数给出用于所述钻头的可供改变的多个设计子参数,其中每个选出的钻头设计参数具有与其相关的单独一组钻头设计子参数。
18.根据权利要求15所述的方法,还包括:自动生成所述钻头的三维图形表示,所述三维图形表示反映所选出的钻头设计选项。
19.根据权利要求15所述的方法,其中所选出的选项基于所述钻头的预期应用针对所述一个或多个预定义的验证规则和/或最佳实践被自动评价。
20.根据权利要求15所述的方法,其中所述自动评价包括基于所选出的钻头设计选项和/或所选出的钻头设计参数使一个或多个钻头设计选项变为不可选。
21.根据权利要求15所述的方法,其中所述自动评价包括基于所选出的钻头设计选项对所述钻头进行性能分析。

说明书全文

用于有效执行设计变更的方法及装置

[0001] 相关申请的交叉应用
[0002] 本申请要求在2010年10月5日提交的,题目为“Method and Apparatus forEfficient Implementation of Design Changes(用于有效执行设计变更的方法及装置)”
的美国临时申请No.61/390,177的优先权的权益,该临时申请由此以提及方式全文并入本
文。

技术领域

[0003] 本公开内容一般地涉及用于更有效地实现新产品的设计及设计变更的方法和装置。本公开内容特别地涉及允许将新产品的设计及设计变更远程提交给基于网络的过程的
方法和装置,该过程自动地执行实现新设计或设计变更所需的全部动作,包括完成可能需
要的任何商业表单,使得新的设计或设计变更可以直接进入制造。

背景技术

[0004] 当前,开发新产品或改变现有产品是一项及时且昂贵的工作。高成本和长前期可能大部分归因于需要由CAD(计算机辅助设计)设计者和CAM(计算机辅助制造)专家在新
的设计或设计变更能够进入制造之前完成的工作。但是,大公司或大企业可能一年产生成
百上千的新产品设计及设计变更。由于工作量,访问CAD设计者和CAM专家可能受到限制,
由此在产品交付周期中造成瓶颈
[0005] 图1示出了现有交付周期100的一个实例,其中在102,由客户通过销售人员或现场工程师提出新的设计或设计变更的要求。新的设计或设计变更在104被置入队列中,以
等待进行优先级排序以及到达CAD设计者。一旦CAD设计者完成了CAD工作,请求被置入
另一队列中,以等待进行优先级排序以及到达CAM专家,并且在106对用来制造产品的NC
(数字控制的)机器和设备进行编程。一旦该工作完成,在108准备反映所请求的设计或设
计变更的布局图,并且在110输入任何必要的数据,例如,工艺路线和物料单。新的设计或
设计变更其后在112由制造厂生产并且随后在114交付给客户。
[0006] 因此,上述队列及相关工作和文档编制(documentation)通常会使从选择新的设计或设计变更的时刻直至产品被交付给客户的过程增加数天、数周甚至数月。使延迟加剧
的是,许多新的设计或设计变更需要工程师在允许进行变更之前研究及评价所提出的变
更,包括与所提出的变更有关的验证、研究及其他计算。图2示出了按照例如图1所示的过
程来改变油田行业所使用的典型的固定切削齿钻头的设计所可能引起的时序和所造成的
延迟的实例。能够从图2中看出,在一个典型的情景中,从首次请求更改钻头直到制造周期
开始的时间可以超过30天。
[0007] 因此,所需要的是一种用于实现新产品的设计及设计变更的有效方法及装置。更特别地,所需要的是一种能够自动地执行实现新的设计及设计变更所需的众多动作的方法
及装置。
发明内容
[0008] 本公开内容涉及允许用户(例如,客户、销售人员或现场工程师)远程请求新产品的设计及设计变更的方法和装置。所请求的设计或变更然后被提交给基于网络的自动化过
程,在此称为“配置器”。配置器可以由客户、销售人员或现场工程师通过网络连接(例如,内联网或因特网)远程访问。在一种实施例中,销售人员或工程师可以与客户直接会面,打开
讨论中的产品的规格书,选择客户所期望的设计或变更,并且将该设计或变更提交给配置
器。在后台运行的配置器根据一个或多个验证规则和/或最佳实践来验证所请求的设计或
变更,并且完成全部或许多必要的任务以允许该请求进入制造。一旦配置器成功地完成了
实现所请求的变更,通知就被发送给或者被提供给销售人员、工程师和/或客户,包括关于
新的或已变更的产品的信息,例如,新的部件编号、订单号等。以此方式,很少需要或不需要CAD、CAM或者其他工程人员或技术人员的干预以完成新产品的设计或设计变更的实现。这
样的布局有助于为CAD、CAM以及与现有过程相关的其他工程功能大大减少排队时间,由此
几乎消除与这样的排队时间相关的常见延迟。
[0009] 本文所公开的方法和装置的优点可以包括为用户所请求的每个产品设计自动创建独特的三维(3D)CAD模型和图纸。本文所公开的方法和装置还可以创建该新的钻头设计
所必需的CAM工具路径和数控带。在某些实施例中,所公开的方法和装置可以执行某些工
程检查,并且可以动态限制可以进行的选项和选择的类型。在某些实施例中,所公开的方法
和装置还可以在用户配置新产品的设计或设计变更的同时实时地或几乎实时地为新的设
计计算某些性能特征。所公开的方法和装置通过自动地来创建新的及独特的产品的能
够节省相当大量的工程及管理时间,因为只有实际需要的工作才被执行。类似地,所公开的
方法和装置自动为每个新设计或设计变更创建独特的三维模型和图纸,以及允许换出构件
的能力,提供了超过现有的解决方案的巨大效率。一个附加的好处是:所公开的方法和装置
允许在某些情况绕开通常的队列,从而减少交付不仅仅是产品而是包括潜在地数百种基本
设计或基准设计的变型的整个套件所需的时间。
[0010] 一般地,在一方面,所公开的方法针对用于实时执行新产品的设计及设计变更的方法。除了别的步骤以外,该方法包括:给出用于产品的可供改变的多个设计参数,接收
从该多个设计参数中选出的要改变的设计参数,给出所选的设计参数可以改变成的一组选
项,并且接收从该组选项中选出的选项。该方法还包括:自动地针对一个或多个预定义的验
证规则和/或最佳实践来评价所选择的选项,并且自动地生成用于产品的数字控制的制造
信息,该数字控制的制造信息反映所选择的选项,其中所选择的设计参数可以改变成的那
组选项从所选择的设计参数得出。
[0011] 一般地,在另一方面,所公开的装置针对一种用于允许用户从远程位置请求新产品的设计及设计变更的系统。除了别的部件以外,该系统包括:可由用户从远程位置访问
的网络,与网络连接的数据库,存储产品的设计参数及每个设计参数的选项的数据库,以及
与数据库连接的服务器。服务器包括处理器以及存储计算机可读指令的存储介质,这些指
令可由处理器执行,以促使服务器:给用户呈现用于产品的一组可供改变的设计参数,接收
由用户从该组设计参数中选出的待更改的设计参数,给用户呈现所选择的设计参数可以改
变成的一组选项,并且接收由用户从该组选项中选出的选项。计算机可读指令可由处理器
进一步执行以促使服务器自动地针对一个或多个预定义的验证规则和/或最佳实践评价
所选择的选项,并且自动地生成用于产品的数字控制的制造信息,该数字控制的制造信息
反映所选择的选项,其中所选择的设计参数可以改变成的那组选项从所选择的设计参数得
出。
[0012] 一般地,在又一方面,所公开的方法针对一种用于允许用户动态地(on the fly)生成新的钻头设计及钻头设计变更的方法。除了别的步骤以外,该方法包括:给用户呈现可
供改变的多个钻头设计参数,接收由用户从该多个钻头设计参数中选出的待变更的钻头设
计参数,给用户呈现所选择的钻头设计参数可以改变成的一组钻头设计选项,并且接收由
用户从该组钻头设计选项中选出的钻头设计选项。除了别的步骤以外,该方法还包括:针对
一个或多个预定义的钻头设计验证规则和/或最佳实践来评价所选择的钻头设计选项,并
且自动地为钻头生成数字控制的制造信息,该数字控制的制造信息反映所选择的钻头设计
选项,其中所选择的设计参数可以改变成的那组钻头设计选项从所选择的钻头设计参数得
出。
[0013] 一般地,在其他一些方面,所公开的方法和装置可以被用来设计固定切削齿钻头(cutter drill bit),并且该多个设计参数可以包括:每个刀片的切削齿数、切削齿的类
型、后倾、切削齿出刃度(exposure)、侧向运动减缓、数据位模选项、量规(gage)图形、量规材料及针对钻头的摩擦。一般地,在其他一些方面,所公开的方法和装置可以包括:基
于所选参数来给出用于产品的可供改变的多个设计子参数,其中每个所选的设计参数都具
有与其相关的单独一组设计子参数。一般地,在其他一些方面,所公开的方法和装置可以包
括自动地生成产品的三维图形表示,该三维图形表示反映所选择的选项。一般地,在其他一
些方面,可以基于产品的预期应用针对一个或多个预定义的验证规则和/或最佳实践自动
地评价所选择的选项。一般地,在其他一些方面,自动评价可以包括基于所选择的选项和/
或所选参数而使一个或多个选项变为不可选的。一般地,在其他一些方面,自动评价可以包
括对钻头执行基于所选择的钻头设计选项的性能分析。
附图说明
[0014] 所公开的实施例的上述及其他优点根据下面的详细描述以及对附图的参照将变得显而易见,在附图中:
[0015] 图1示出了实现新产品的设计及设计变更的现有技术的过程的实例;
[0016] 图2示出了可能由图1所示的实现新产品的设计及设计变更的过程引起的潜在延迟;
[0017] 图3示出了根据所公开的实施例的实现新产品的设计及设计变更的过程的实例;
[0018] 图4示出了用于根据所公开的实施例的实现新产品的设计及设计变更的过程的示例性系统;
[0019] 图5示出了用于根据所公开的实施例的实现新产品的设计及设计变更的过程的示例性服务器;
[0020] 图6示出了用于根据所公开的实施例的实现新产品的设计及设计变更的过程的示例性流程图;以及
[0021] 图7-13示出了用于根据所公开的实施例的实现新产品的设计及设计变更的过程的示例性界面。

具体实施方式

[0022] 以上所描述的附图以及下面关于具体结构和功能的书面描述并非为了限制本发明的范围或者所附权利要求书的范围而给出。相反,附图和书面描述被提供用于教导本领
域技术人员制造并使用寻求专利保护的本发明。本领域技术人员应当意识到,为了清晰和
便于理解,本发明的商用实施例的全部特征并非都要描述或示出。本领域技术人员还应当
意识到,结合了本发明的各个方面的实际商用实施例的开发将需要众多的实现方式特定的
决策,以达成该商用实施例的开发者的最终目标。此类实现方式特定的决策可以包括(但很
可能不限于):与系统相关的、商业相关的、政府相关的及其他的约束的顺应性,这些约束可以随具体的实现方式、位置、不同时间而变化。虽然开发者的努力在绝对意义上可能是复杂
且耗时的,然而此类努力对获益于本公开内容的本领域技术人员而言应当是例行任务。必
须理解,本文所公开的且教导的发明易受众多不同修改及可替换形式的影响。最后,单数词
语(例如,但不限于,“一(a)”)的使用并非旨在限制修饰项的数量。此外,关系词语(例如但不限于“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上”、“下”、“向下”、“向上”、“侧面”等)的使用是为了在具体参照附图时的清晰性而在书面描述中使用的,并且并非旨在限制本发明或所附权利要
求书的范围。
[0023] 现在参照本发明的众多可能实施例之一,图3示出了用于使用本发明的配置器来实现新产品的设计及设计变更的交付周期300。可以看出,配置器允许客户、销售人员或现
场工程师使用现有的产品档案(表示于302)在304远程请求新产品的设计及设计变更。此
类请求可以使用配置器的图形用户界面(稍后在下文讨论)从现场办公室、客户设施等地方
发起。之后,在306,配置器自动地执行实现新的设计或设计变更所需的许多动作。本文所
使用的词语“自动地”意指在很少或没有人工干预的情况下。此类动作包括(但不限于):设计或变更的验证,三维CAD模型和图纸、CAM文件以及用于将被用来生产产品的机器和设备
的工具路径的生成。然后,可以在308将新的设计或设计变更发布给制造,从而使产品在
310更快地且更有效率地交付给客户。
[0024] 图4示出了根据所公开的实施例的可以将配置器实现于其上的系统400的一个实例。可以看出,多个远程计算设备402a、402b和402c经由网络连接404a、404b和404c连
接至计算网络406。在本实例中,远程计算设备可以是智能电话、数字平板、台式电脑、笔记本电脑以及类似的远程计算和通信设备,并且网络连接可以是有线和/或无线连接。以类
似的方式,计算网络406可以是专用网络(例如,企业内联网),或者它可以是公共网络(例如,因特网)。一个或多个网络服务器408可以连同至少一个数据库410一起连接至计算网
络406,该数据库410既可以是内部数据库,也可以是存放于与网络服务器408物理分离的
位置的数据库(如图4所示),取决于特定实现方式的约束(例如,大小、速度等)。注意,术语“服务器”在此被用来包含常规的服务器,以及高端计算机、工作站、大型机、超级计算机等。
在本实例中,该一个或多个网络服务器408可以包括能够通过计算网络406将基于Web的
应用单独地或联合地托管于其上的一个或多个Web服务器,并且该至少一个数据库410可
以是关系数据库,操作型数据库或者其他能够为基于Web的应用存储数据及信息的合适的
数据库。根据所公开的实施例,基于Web的应用是在一个或多个服务器408上于后台执行
的自动化过程,在此称为“配置器”。
[0025] 在一般的操作中,配置器允许用户(例如,客户、销售人员或现场工程师)将现有产品的参数用作基准来请求或发起新产品的设计及设计变更。该配置器可以经由远程计算设备402a-c以将配置器的URL输入运行于远程计算设备上的Web浏览器的方式通过网络连
接404a-c来访问。配置器的图形用户界面允许用户快速地且容易地请求产品的新设计或
者改变产品的现有设计。用户使用图形用户界面来选择现有的产品,然后通过为现有产品
的一个或多个参数选择不同的选项来请求新的设计或设计变更。这些参数可以包括能够在
制造时变更的产品的任何参数,假定这些变更满足产品的预定义的验证规则和/或最佳实
践。例如,在固定的切削齿的钻头中,参数可以包括每个刀片的切削齿数、切削齿的类型、切削齿后倾角、切削齿出刃度、侧向运动减缓(LMM)、量规长度、量规衬垫图形和量规材料等。
[0026] 给定参数的验证可以包括自动地限制哪些选项可用于该参数的或者约束该参数的配置器。配置器还可以基于先前所选的参数来限制哪些参数是后续可用的(即,子参数),以及哪些选项可选择用于这些后续参数。在某些实施例中,验证还可以基于产品的预期应
用而执行。例如,在钻头实例中,用户可以为钻头识别特定类型的地质地层或岩性,例如,粘土、砂岩页岩等,并且配置器可以基于所识别的地层或岩性来限制可用的选项。配置器可
以从该至少一个数据库410中检索出验证规则和/或最佳实践,这些验证规则和/或最佳
实践可以包括现有的知识库、规则以及随时间积累的最佳实践。作为选择,配置器可以使用
本领域技术人员所已知的工程分析技术,包括计算流体动力学分析、有限工程分析、运动建
模等来实时地(或者近乎实时地)生成限制和约束。
[0027] 一旦参数及其各种选项被选定并得到了验证,配置器就为所请求的设计或设计变更自动地生成三维CAD模型和图纸。在一种实施例中,配置器可以通过检索出基准产品的
CAD模型和图纸以及确定哪些参数已经改动,修改那些参数,并且将所修改的CAD模型和图
纸保存为新的CAD模型和图纸来生成CAD模型和图纸。其后,配置器根据CAD模型和图纸
来生成CAM文件并且准备布局图和工具路径,从而提交制造。其后,通过用户界面和/或以
电子邮件消息来提供通知,通知用户所请求的设计或设计变更已经完成。在设计或设计变
更方面的问题暴露于CAD、CAM或后续过程中的情况下,配置器可以给用户提供通知,指出
所请求的设计或设计变更需要由适当的工程人员进一步审阅。
[0028] 图5示出了可以用作计算网络406上的一个或多个服务器408之一的一个示例性服务器。如前所述,该服务器408可以是本领域技术人员所已知的任意适合的计算系统,
包括高端服务器、工作站、大型机、超级计算机等,这些计算系统运行Windows Server、Mac OS X Server、Linux、FreeBSD、Solaris、Unix、z/OS等。该服务器408通常包括用于在服
务器408内传输信息的总线500或其他通信机制以及与总线500耦接的用于处理信息的
CPU502。服务器408还可以包括与总线500耦接的用于存储待由CPU502执行的计算机可
读指令的主存储器504,例如,随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备。主存储器504
还可以用于在待由CPU502执行的指令的执行期间存储临时变量或其他中间信息。服务器
408还可以包括与总线500耦接的用来存储用于CPU502的静态信息和指令的只读存储器
(ROM)506或其他静态存储设备。计算机可读的存储设备508(例如,磁盘或光盘)可以与
总线500耦接,用来存储用于CPU502的信息和指令。
[0029] 以上所使用的术语“计算机可读指令”指的是可以由CPU502和/或其他构件执行的任何指令。类似地,术语“计算机可读介质”指的是可以用来存储计算机可读指令的
任何存储介质。该介质可以采用许多形式,包括(但不限于),非易失性介质、易失性介质
和传输介质。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘,例如,存储设备508。易失性介质
可以包括动态存储器,例如,主存储器504。传输介质可以包括同轴电缆线和光纤,包
括总线500的导线。传输本身可以采用声波或光波的形式,例如,在射频(RF)和红外线
(IR)数据通信期间产生的那些。计算机可读介质的常见形式可以包括,例如,软盘、软磁盘(flexible disk)、硬盘、磁带、其他磁介质、CD ROM、DVD、其他光学介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH EPROM、其他存储芯片或存储盒(cartridge),或者计算机能够读取的任何其他介质。
[0030] CPU502还可以经由总线500耦接至用于给用户显示信息的显示器510,例如,液晶显示器(LCD)、阴极射线管(CRT)等。一个或多个输入设备512,包括字母数字键盘及其他键盘、鼠标跟踪球、光标方向键等,可以与总线500耦接,用于将信息和命令选择传送至CPU502。网络界面514提供在服务器408与其他计算机之间通过计算网络106的双向数据
通信。在一个实例中,网络界面514可以是综合业务数字网(ISDN)的网卡或调制解调器
来提供到相应类型的电话线路的数据通信连接。作为另一实例,网络界面514可以是用来
提供到兼容的LAN的数据通信连接的局域网(LAN)的网卡。无线链接还可以经由网络界面
514来实现。总之,网络界面514的主要功能是发送和接收电信号、电磁信号、光信号或者用
于承载代表着各种类型的信息的数字数据流的其他信号。
[0031] 根据所公开的实施例,配置器516,或者说是其计算机可读指令,还可以存放于存储设备508上。然后,用于配置器516的计算机可读指令可以由服务器408的CPU502和/
或其他构件执行,以实现本文所描述的新产品设计和设计变更。该配置器516可以使用本
领域技术人员所已知的任意合适的应用开发环境和编程语言来实现。以下是关于根据所公
开的实施例的配置器516的一种示例性实现方式的描述。
[0032] 然后参照图6,流程图600示出了可以用于配置器560的通用方法的一个实例。流程图600开始于方块602,在方块602中检索用户可以将其作为他/她的新设计或设计变
更的基础的基准产品数据文件。在某些实施例中,基准产品数据文件从已经使用一组统一
的设计工具以及根据一组统一的设计协议生成的基准数据文件库中检索出。该统一性有助
于确保在各种参数及其选项之间的一致性。在一种优选的实施例中,基准产品数据文件是
XML文件,当然也可以使用其他文件格式。
[0033] 在方块604,可供修改的各种参数被呈现给用户,并且在方块606接收由用户进行的一个或多个参数的选择。在方块608,根据所选择的特定参数,将可用于该参数的各种选
项呈现给用户,并且在方块610接收一个或多个选项的选择。然后,在方块612根据一个或
多个预定义的验证规则和/或最佳实践来执行对所选出选项的验证,但是应当指出的是某
些选项无需进行验证。在方块614,作出关于验证是否成功的确定。如果答案为否,则在方
块616拒绝所选择的选项,并且流程图600返回至方块608,等待用户的可替换选择。
[0034] 如果答案为是,则可以在方块618根据所选择的参数和选项执行工程分析,并且将该选择的结果、作用或影响呈现给用户。其后,在方块620作出确定,以确定用户是否希
望在此时继续进行修改。如果答案为是,则流程图600返回至方块604,等待用户的附加选
择。如果答案为否,则流程图600进行到方块622,在方块622中,含有用户所作出的选择的
XML文件被保存为新的或修改的XML文件。在方块624,然后将所修改的XML文件,实质上
为“delta”文件(即,主要包含原始文件的改动或与其间的差异的文件)与基准产品的CAD
模型或文件进行比较。在方块626,使用“delta”文件来生成反映用户的选择的新的CAD模
型或文件,并且在方块628根据新的CAD文件来准备布局图和工具路径。其后,在方块630
根据新的CAD模型或文件来生成新的CAM文件。然后,可以在方块632将新产品设计或设
计变更发布给制造,并且将关于新的部件编号及其他信息的通知提供给用户。
[0035] 图7-13示出了描绘根据所公开的实施例的配置器的示例性图形用户界面的多个屏幕。应当指出,图形用户界面的特定的设计、颜色方案、布局、选择机制及整体“界面外观(look-and-feel)”只是示例性的,并且在不脱离所公开的实施例的范围的情况下可以使用其他设计、颜色方案、布局、选择机制等。还应当指出,尽管屏幕截图示出了与固定切削齿钻头相关的配置器的实施例,但是本发明并不限制于此,而是本文所公开的原理及教导可同
样应用于其他类型的产品及其他行业。
[0036] 首先参照图7,图中示出了代表着用于固定切削齿钻头的图形用户界面的主屏幕的屏幕700。由此处,现场工程师或其他用户可以使用下拉菜单702来选择基准钻头进行查
看。所选择的特定基准钻头的细节然后显示于区域704,包括:到技术记录的超链接710、钻
头样式、钻头尺寸、刀片数、切削齿数、喷嘴数、生产状态及其他类似信息。在区域706,示出了钻头的各种参数配置选项,包括诸如钻头的切削齿类型、后倾角、切削齿的数据位类型、
后倾角、数据位/数据位模块(DB/DBM)、量规图形及摩擦之类的参数。为了参考,数据位/
数据位模块是一个选项:允许电子记录包安装于钻头的钎尾内,用于在钻井期间记录实时
的高速动态运动。随后从钻头中下载并使用这些数据,以更好地理解钻头是如何执行的。本
领域技术人员所已知的其他参数配置选项(例如,切削齿规格、切削齿取向,侧倾角等)还可以在脱离所公开的实施例的范围的情况下使用。
[0037] 在本实例中,所选择的参数是切削齿的类型,如同当前激活的“切削齿(Cutters)”标签所指示的。选择该参数(或标签)促使用户界面显示具体与切削齿类型相关的若干子参数,包括切削齿定位于其内的钻头的区域(例如,锥体、端部(nose)、肩部、量规(gage)、备用等)。可在下文中看出,选择不同的参数来促使用户界面显示不同的子参数组。在区域
706内的是用于基准钻头的切削齿的列表,连同每个切削齿的专有信息一起,包括切削齿编
号、系列(family)、部件编号、倒角角度、倒角尺寸、切削齿直径、切削齿长度等。每个切削齿的编辑选项708(所列举的)允许现场工程师或其他用户选择用于该切削齿的具体选项。作
为选择,通过选择“全部(All)”切削齿编号,现场工程师或其他用户可以将同一组选项应用于全部切削齿。这允许现场工程师或其他用户容易且方便地用一组不同的切削齿来替换基
准钻头上的整组切削齿。现场工程师或其他用户还可以根据切削齿的状态(例如,制造)、系列、倒角、CSE(次斜角)、WTT(磨损台厚度(wear table thickness))和/或部件编号(PN)来过滤“全部(All)”列表中的切削齿。然后,可以将所选出的那组选项仅应用于那些与过滤器匹配的切削齿。多个图标712允许现场工程师审阅,例如,钻头的布局图、样式表、三维图示、照片、技术数据等。提交按钮714允许现场工程师将他/她已经选择的变更提交给配
置器。
[0038] 尽管未明确示出,但是与固定切削齿钻头相关的其他参数也可以使用配置器来配置。这些其他参数可以包括:量规图形,量规长度,上钻切削齿(updrill cutter),备用切削齿,LMM长度及直径,是否替换套管异径接头(casing subs),浮,自动闭(trac block),量规衬垫直径、图形及材料,可变后倾角,钻头是否将容纳电子模块,是否将包含电子模块
等。
[0039] 点击技术记录超链接710,打开详细列出基准钻头的技术规格的屏幕720,如图8所示。由此处,现场工程师可以详细地审阅基准钻头的各种参数,并且确定要改变哪些参
数。
[0040] 图9示出了屏幕740,在该屏幕740中,现场工程师选择了不同的参数来修改,即,作为由切削齿的切削面与钻孔的相邻表面形成的角度的后倾角。选择该参数会出现可由现
场工程师选择的一组不同的子参数,显示于区域742,包括锥体内的切削齿的后倾角、端部、肩部及量规区。下列菜单或者在该区域内的列表允许现场工程师在这些区域内选择切削齿
的后倾角。在此,术语“Ref”指示当前选择的后倾角是基准钻头的后倾角。曲线图744可
视化地示出了这些用于不同切削齿的后倾角。
[0041] 图10示出了来自图9的屏幕740,在该屏幕740中,现场工程师已经改变了不同区域内的切削齿的后倾角,以使其不同于基准钻头。该改动由配置器实时地(或者近乎实时
地)反映于曲线图744内,使得现场工程师可以用图形的方式查看变化。根据所公开的实施
例,配置器还使用一个或多个验证规则或最佳实践来实时地(或者近乎实时地)执行对该改
动的验证。本实施例所采用的特定的验证规则或最佳实践是新的后倾角是否具有足够的间
隙。可以使用适当的指示符746(例如,复选标记)来指示新的后倾角是否满足该验证规则
或最佳实践。
[0042] 图11示出了屏幕750,在该屏幕750中,现场工程师选择了又一个参数来修改,这次为用于指示切削齿子从钻头的主体延伸出的程度的摩擦。在钻定向井时,摩擦能够影响
工具面控制。选择该参数会出现可由现场工程师从中选出的一组不同的子参数,表示于区
域752,包括在锥体和端部区内的切削齿的出刃度大小。该区域内的下拉列表允许现场工程
师在这些区域内选择切削齿的摩擦。曲线图754可视化地示出了由配置器对所选择的摩擦
实时地(或者近乎实时地)执行的摩擦对切削深度的分析。在此,曲线图754示出了这个对
基准钻头的摩擦的分析。
[0043] 图12示出了来自图11的屏幕750,在该屏幕750中,现场工程师改变了在不同区域内的切削齿的摩擦,以使其不同于基准钻头的摩擦。对该改动的分析再次反映于曲线图
754中,以实时地(或者近乎实时地)显示原始摩擦与新摩擦两者的对切削深度的影响,使得现场工程师可以用图形方式比较该改动。
[0044] 一旦现场工程师完成了选择他/她的新设计或设计变更,他/她就可以通过点击提交按钮714(见图7)将它们提交用于实现。这样做会促使配置器在后台进行自动化过程,
其中实现新的设计或设计变更所必需的全部或许多任务都按照以上所述的方式来执行。在
该自动化过程完成时,则要么经由屏幕760通过用户界面(如图13所示),要么通过发给现
场工程师的电子邮件消息,或者以两种方式来提供通知。可以看出,在图13中,通知屏幕
760可以包括信息762,例如,新钻头或已修改钻头的部件编号和/或钻头的订单号。
[0045] 本发明已经在优选实施例及其他实施例的背景下进行了描述,但是并非是对本发明的各种实施例都进行了描述。本领域技术人员可得出对所描述的实施例的各种修改和替
换。所公开的及未公开的实施例并非旨在限制或约束本发明的申请人所构想出的发明的范
围或可应用性,而是,在符合专利法的情况下,本发明的申请人要求保护所有此类修改及改
进。
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