劉 亮

(化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院，長(zhǎng)沙 410116)

1 工程簡(jiǎn)介

本文以新疆某大型工廠給水泵站綜合設(shè)計(jì)為例，對(duì)Smart Plant 3D 在此方面的應(yīng)用進(jìn)行探討和評(píng)估，通過實(shí)際項(xiàng)目的應(yīng)用，了解新的設(shè)計(jì)手段、擴(kuò)寬應(yīng)用領(lǐng)域以及比較不同軟件的優(yōu)缺點(diǎn)等問題。

2 本項(xiàng)目Smart Plant 3D 應(yīng)用情況

2.1 Smart Plant 3D 軟件簡(jiǎn)介

Smart Plant 3D 是由美國(guó)INTERGRAPH 公司推出的新一代的面向數(shù)據(jù)、規(guī)則驅(qū)動(dòng)的軟件，這套軟件主要是為了簡(jiǎn)化工程設(shè)計(jì)過程，同時(shí)可以更加有效地使用并重復(fù)使用現(xiàn)有數(shù)據(jù)。Smart Plant 3D 是一套完整的工廠設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，它可以在整個(gè)工廠的生命周期中，對(duì)工廠進(jìn)行維護(hù)，打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)在工廠設(shè)計(jì)中的局限。它的目標(biāo)在于幫助用戶完成工廠設(shè)計(jì)，并同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高生產(chǎn)力［1］。

2.2 運(yùn)用Smart Plant 3D 的目的

通過Smart Plant 3D 對(duì)工廠給水泵站進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，可提供直觀的Smart Plant 3D 模型，以及與Smart Plant 3D 模型相吻合的施工圖和自動(dòng)生成的材料報(bào)表。

2.3 Smart Plant 3D 設(shè)計(jì)模式

在本項(xiàng)目中，Smart Plant 3D 首次在我院進(jìn)行全面應(yīng)用，考慮到設(shè)計(jì)人員對(duì)軟件和三維設(shè)計(jì)流程不太熟悉。因此本項(xiàng)目抽選專業(yè)設(shè)計(jì)人員組成三維設(shè)計(jì)小組，將前期做好的二維設(shè)計(jì)圖紙通過Smart Plant 3D 轉(zhuǎn)化為三維設(shè)計(jì)模型，并完成由三維模型生成材料表、自動(dòng)生成施工圖的任務(wù)。在此過程中，由Smart Plant 3D 軟件公司的老師提供全程的指導(dǎo)和幫助。

3 設(shè)計(jì)成果

3.1 Smart Plant 3D 模型、平剖面圖

本項(xiàng)目中，通過Smart Plant 3D 提供的工具，我們?cè)O(shè)計(jì)了給水泵站的建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管道、電氣、儀表等各專業(yè)的3D 模型。Smart Plant 3D 數(shù)據(jù)庫中有部分參數(shù)化的設(shè)備模型，通過調(diào)整參數(shù)可以對(duì)這部分參數(shù)化的模型進(jìn)行修改。大部分的設(shè)備用標(biāo)準(zhǔn)的幾何體搭建。

3.2 碰撞檢查

Smart Plant 3D 設(shè)計(jì)人員根據(jù)二維設(shè)計(jì)圖紙搭建了Smart Plant 3D 模型，并進(jìn)行了碰撞檢測(cè)。對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)反饋，指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員對(duì)圖紙進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整。Smart Plant 3D 技術(shù)的應(yīng)用也為設(shè)計(jì)人員理解給水泵房?jī)?nèi)的空間位置，以及節(jié)鍵節(jié)點(diǎn)詳細(xì)情況等提供較大的幫助。

3.3 材料表統(tǒng)計(jì)

本項(xiàng)目Smart Plant 3D 軟件可以精確的統(tǒng)計(jì)各種設(shè)備、管材、閥門、各種管件，彎頭、變徑、三通、法蘭、螺母等。Smart Plant 3D 模型搭建得越完整，材料統(tǒng)計(jì)也越精確，這樣減少了人工統(tǒng)計(jì)的工作量，也為后期材料的采購帶來極大的方便。

本項(xiàng)目通過定制的Smart Plant 3D 材料統(tǒng)計(jì)表，從軟件中提取所需的材料統(tǒng)計(jì)信息，滿足本院材料統(tǒng)計(jì)深度的要求，使用效果較好。

3.3 效果圖制作、漫游動(dòng)畫

基于Smart Plant 3D 生成的模型可以通過渲染，生成逼真的三維模型效果，還可以制作漫游動(dòng)畫，在與業(yè)主溝通、指導(dǎo)施工和項(xiàng)目展示宣傳方面具有很大優(yōu)勢(shì)。

4 效果評(píng)估

4.1 Smart Plant 3D 應(yīng)用的價(jià)值

Smart Plant 3D 的價(jià)值與應(yīng)用對(duì)于設(shè)計(jì)方、施工方、最終運(yùn)營(yíng)方來說是不同的。本項(xiàng)目主要從設(shè)計(jì)角度對(duì)Smart Plant 3D 的意義和不足進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.1.1 Smart Plant 3D 模型的可視性

通過搭建Smart Plant 3D 模型直觀地反應(yīng)各設(shè)備、管線與建筑結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，管線與管線之間的關(guān)系，生成建成后的效果。能幫助設(shè)計(jì)人員理解復(fù)雜建筑空間;更好的利用建筑空間來進(jìn)行管線設(shè)計(jì)，以達(dá)到最優(yōu)的效果;發(fā)現(xiàn)和解決管線碰撞問題，實(shí)現(xiàn)零碰撞。

黨的十九大報(bào)告將“鄉(xiāng)村振興”“生態(tài)環(huán)?！薄笆称钒踩睌[在重中之重的位置，此次人事機(jī)構(gòu)改革是在原有農(nóng)村辦、安管辦的基礎(chǔ)上成立了農(nóng)村環(huán)境整治辦、食安辦，體現(xiàn)了以上核心職能。十八大以來隨著二孩政策的全面放開，計(jì)劃生育職能日趨減弱，衛(wèi)生和計(jì)劃生育辦公室也就在此次改革中更名為衛(wèi)生和計(jì)劃生育綜合監(jiān)督執(zhí)法所，不斷強(qiáng)化服務(wù)職能。

4.1.2 mart Plant 3D 設(shè)計(jì)的協(xié)同性

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式中的各專業(yè)的配合是通過不斷互提資料來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于大型工業(yè)項(xiàng)目來說，互提資料數(shù)量多、版本混亂、內(nèi)容丟失等造成的問題不容小視。Smart Plant 3D 的用戶可以實(shí)現(xiàn)在全球多個(gè)辦公室同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，允許多個(gè)專業(yè)在同一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫上同時(shí)進(jìn)行工作，這時(shí)所有對(duì)模型所作的修改在所有的用戶之間實(shí)時(shí)共享，改動(dòng)實(shí)時(shí)更新，對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率有很大價(jià)值。

4.1.3 Smart Plant 3D 中的參數(shù)與信息的應(yīng)用

Smart Plant 3D 對(duì)于工廠設(shè)計(jì)來說，附加在3D模型上的參數(shù)和信息具有很大的價(jià)值，工程越大，越復(fù)雜，越能體現(xiàn)軟件的優(yōu)勢(shì)。這里所指的參數(shù)和信息包括材料表統(tǒng)計(jì)、設(shè)備廠家信息錄入等等，怕些信息都可以輸入3D 模型中。Smart Plant 3D 從模型搭建開始，可以不斷加入需要的信息，并最終可交付給施工方和最終運(yùn)營(yíng)方。

4.1.4 Smart Plant 3D 中管道數(shù)據(jù)庫的利用

Smart Plant 3D 是面向數(shù)據(jù)、規(guī)則驅(qū)動(dòng)的軟件，管道的設(shè)計(jì)通過管道數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)。管道數(shù)據(jù)庫可以認(rèn)為將設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)手冊(cè)、管道樣本數(shù)據(jù)化，通過數(shù)據(jù)和規(guī)則，在配管時(shí)自動(dòng)生成管道接口、彎頭、連接部件等等所有相關(guān)的內(nèi)容。這樣節(jié)省了翻查資料的時(shí)間，也避免個(gè)人讀寫中可能存在的差錯(cuò)。管道數(shù)據(jù)庫具有很好的開放性，絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)都開放給客戶根據(jù)自身行業(yè)需求定制［2］。

4.2 Smart Plant 3D 應(yīng)用主要問題及應(yīng)對(duì)措施

在應(yīng)用Smart Plant 3D 設(shè)計(jì)過程中，我們發(fā)現(xiàn)了一些問題，經(jīng)過三維設(shè)計(jì)小組和Smart Plant 3D 指導(dǎo)老師的討論，初步提出了解決方案。

4.2.1 設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)

Smart Plant 3D 設(shè)計(jì)是基于3D 模型設(shè)計(jì)，需要建立一個(gè)完整、真實(shí)的三維模型，對(duì)所有管線、設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)除了三維尺寸和定位外還需要附加參數(shù)和信息，設(shè)計(jì)人員的工作量較常規(guī)設(shè)計(jì)增加。此外在進(jìn)行管道碰撞檢測(cè)后，需要調(diào)整模型和圖紙，這些使得Smart Plant 3D 調(diào)整所需的時(shí)間大于常規(guī)設(shè)計(jì)周期。

如果Smart Plant 3D 模型最終提交給運(yùn)營(yíng)單位用于管理和設(shè)備維護(hù)，則可以將所有最終采購的設(shè)備信息輸入模型，以方便隨時(shí)查看，但需花費(fèi)更多時(shí)間和精力。

4.2.2 設(shè)計(jì)變化導(dǎo)致修改工作量大

Smart Plant 3D 的模型對(duì)象需更多的參數(shù)和信息，因此設(shè)計(jì)過程中的改動(dòng)需要修改的內(nèi)容就較更繁雜。從本項(xiàng)目運(yùn)用Smart Plant 3D 設(shè)計(jì)的實(shí)際情況總結(jié)，3D 設(shè)計(jì)更適合在設(shè)計(jì)基本完成并不進(jìn)行較大修改后開始。

4.2.3 管道數(shù)據(jù)庫二次開發(fā)

Smart Plant 3D 的管道數(shù)據(jù)庫建立是一個(gè)專業(yè)性很強(qiáng)的工作，需要對(duì)軟件內(nèi)部的一些數(shù)據(jù)庫模型構(gòu)架相當(dāng)熟悉，要精確多種開發(fā)語言，還要熟悉三維設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換方式［3］。普通的工程設(shè)計(jì)人員很難在短時(shí)間內(nèi)勝任這一工作。

管道數(shù)據(jù)庫建庫工作在整個(gè)三維設(shè)計(jì)中用時(shí)很長(zhǎng)，隨著設(shè)計(jì)工作的展開，數(shù)據(jù)庫還有很多維護(hù)工作。這都對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。

4.2.4 應(yīng)對(duì)措施

1)加強(qiáng)Smart Plant 3D 軟件的培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，提高設(shè)計(jì)人員的軟件操作應(yīng)用水平;

2)對(duì)軟件的可操作性提出建議，讓Smart Plant 3D 軟件更易于操作;

3)根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)深度的要求，簡(jiǎn)化Smart Plant 3D 模型，減少模型搭建時(shí)間及后期修改工作量;

4)完善管道數(shù)據(jù)庫，提高數(shù)據(jù)的重復(fù)利用率。

5 結(jié)論

Smart Plant 3D 對(duì)于工廠設(shè)計(jì)的是影響深遠(yuǎn)的，也是行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，特別是對(duì)于復(fù)雜的工程優(yōu)勢(shì)明顯。從本項(xiàng)目來說，對(duì)于Smart Plant 3D 的產(chǎn)出成果，本院予以肯定。在與傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)方法比較，本院要為此付出了時(shí)間和精力。從設(shè)計(jì)院的角度來說，選擇采用何種軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)首要考慮的是如何在獲得Smart Plant 3D 三維設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)保持設(shè)計(jì)效率。

［1］劉強(qiáng)，劉燕.淺淡三維工廠設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2012，3(1):67 -70.

［2］馬正峰.影響Smart Plant 3D 軟件應(yīng)用的因素分析［J］.中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院學(xué)報(bào)，2014(3):26 -29.

［3］張晨征.三維設(shè)計(jì)軟件的二次開發(fā)［J］.智能電網(wǎng)，2015(2):170 -174.