ESTECO 在巴西的首个客户如何优化该国最大的半潜式平台
去年，总部位于巴西里约热内卢的国有上市跨国能源公司巴西国家石油公司（Petrobras）推出了其 P-55 海上平台，该平台的初始尺寸确定使用了 modeFRONTIER。为了应对涉及多变量、多约束和多目标的复杂问题，并期望采用理性的设计流程方法，Petrobras 选择 modeFRONTIER 协助其进行优化研究。
主要成果
1：日处理石油 180,000 桶
2：通过自动搜索快速识别最佳设计
3：借助 modeFRONTIER 识别可行区域
技术挑战
确定海上生产平台的主尺度是一个复杂问题，因为有许多变量会影响平台的行为，包括：甲板面积、甲板重量、水下系统接口、稳性问题以及波浪引起的运动。尺度确定过程受到许多约束的影响，这些约束来自更严格的运动要求、建造和组装考虑，以及船厂的吃水限制。最终目标是将波浪引起的垂向运动降至最低，因为这种运动会引起钢制悬链线立管（将石油从海床输送到平台的管道）的疲劳损伤。
技术方案
Mauro Costa de Oliveira 博士是 Petrobras 里约研究中心（CENPES）的造船工程师，也是巴西第一位 modeFRONTIER 用户。他使用该软件集成了水动力分析工具 WAMIT 和 CENPES 自有的稳性软件 SSTAB。随后，他进行了一项优化研究，其中 modeFRONTIER 变化了平台的 5 个关键几何参数，目标是在众多约束条件下最小化波浪载荷引起的平台垂向运动。在研究过程中，对结构进行了多种工况的分析：码头舾装、拖航以及两种不同波浪载荷下的作业工况。使用 modeFRONTIER 的遗传算法驱动搜索过程，Costa de Oliveira 博士能够识别出满足所有约束的设计，并从中选择立管垂向运动最小的配置。可行区域（即所有约束均被满足的设计空间部分）非常小——如果没有像 modeFRONTIER 这样的工具，识别这一区域几乎是不可能的。最终设计如图 2 所示。
成果与价值
Costa de Oliveira 博士表示：“modeFRONTIER 在帮助我们解决选择深水浮式生产系统主尺度的复杂问题方面被证明是非常宝贵的，因为存在大量潜在的备选方案需要评估。该软件使我们能够以更理性的方式处理问题，并进行由遗传算法驱动的自动搜索，从而快速识别出满足所有约束的最佳设计。后处理工具也被证明对于深水浮式生产系统的概念设计阶段极为有用。”
2014 年 1 月，P-55 平台在巴西 Roncador 油田开始作业，该处海床深度为 1,800 米。P-55 平台重 52,000 吨，面积 10,000 平方米，排水量 105,000 吨，是巴西建造的最大半潜式平台，也是世界上同类平台中最大的之一；它具备日处理石油 180,000 桶、压缩天然气 600 万立方米、日注水 290,000 桶的能力。
巴西国家石油公司（Petrobras）
巴西国家石油公司是一家上市公司，其最大股东为联邦政府（由国库代表），是一家在以下领域开展业务的综合能源公司：勘探与生产、炼油、销售、运输、石油化工、石油产品分销、天然气、电力、化工气体和生物燃料。作为巴西石油行业的领导者，巴西国家石油公司不断扩展其业务，目标是到 2030 年跻身全球前五大综合能源公司之列。该公司的业务遍及 17 个国家。
