凡劍波(賽得利(九江)纖維有限公司,江西 九江 332500)
三維軟件在中小型工廠設(shè)計(jì)和管理中的選型及應(yīng)用
凡劍波(賽得利(九江)纖維有限公司,江西 九江 332500)
在過去的二十年中,以PDS、PDMS為代表的一些功能強(qiáng)大,實(shí)用性強(qiáng)的三維設(shè)計(jì)軟件在大型工程項(xiàng)目中已廣泛使用。隨著中小型工廠業(yè)主對項(xiàng)目質(zhì)量、費(fèi)用、進(jìn)度提出更高要求,三維設(shè)計(jì)軟件在中小型工廠中應(yīng)用也成為必然趨勢。
三維軟件;工廠設(shè)計(jì)和管理;選型應(yīng)用
目前,在中小型工廠設(shè)計(jì)軟件以Auto CAD二維平面設(shè)計(jì)為主,一些購買了三維軟件但是無法應(yīng)用的設(shè)計(jì)單位也不鮮見。另外,大型三維設(shè)計(jì)軟件價格昂貴,操作界面復(fù)雜,如何選擇一款適合中小型企業(yè)的三維設(shè)計(jì)軟件尤為重要。
1.1對設(shè)計(jì)質(zhì)量的要求
由于中小型工廠通常采用二維平面設(shè)計(jì),施工圖紙不全且設(shè)計(jì)深度不夠,許多潛在的設(shè)計(jì)缺陷不宜被發(fā)現(xiàn)是通病,最終在現(xiàn)場施工階段所有問題都會暴露。所以交付設(shè)計(jì)成果能否滿足市場、行業(yè)及業(yè)主的通用要求在軟件選擇中至關(guān)重要。
1.2對設(shè)計(jì)進(jìn)度的要求
應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件目的很簡單,就是為了提高工作效率,確保設(shè)計(jì)圖紙按時提交,為下一步工程施工保駕護(hù)航。如果設(shè)計(jì)軟件操作界面復(fù)雜,工程師難于上手使用,就失去選擇三維設(shè)計(jì)軟件的根本意義。這一點(diǎn)也是目前很多中小型工廠不能夠使用三維設(shè)計(jì)工具最主要的原因之一。
1.3對費(fèi)用控制的要求
對于任何業(yè)主都是希望花最少的錢得到最優(yōu)的軟件。此部分費(fèi)用主要是體現(xiàn)在兩個部分,一是軟件費(fèi)用。大型設(shè)計(jì)軟件價格昂貴,非中小型工廠首選,急需性價比高的軟件產(chǎn)品。二是使用此軟件后能夠節(jié)省的費(fèi)用。在使用新型設(shè)計(jì)軟件后,使得前期設(shè)計(jì)更加細(xì)致準(zhǔn)確,在未來施工階段減少變更,縮短工期,節(jié)省費(fèi)用,體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。
2.1考慮成果交付
通常完整的三維設(shè)計(jì)成果包含帶控制點(diǎn)P&ID圖,可供設(shè)計(jì)審查、施工指導(dǎo)的三維模型,全套施工圖紙,MTO綜合材料表。在此,需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)施工圖紙中的單線圖(Isometric)和管道平面布置圖、立面圖。三維設(shè)計(jì)軟件一般都可以自動抽取這兩種施工圖紙,所以我們需關(guān)注出圖質(zhì)量,圖紙中信息全面性,是否符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)主的要求,是否在自動出圖后還需要手動調(diào)整大量信息。關(guān)于MTO綜合材料表需要關(guān)注其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和數(shù)據(jù)接口的開放性,即綜合材料表是否滿足通用要求,業(yè)主采購便利性,并且要易于定制表格模板和數(shù)據(jù)接口。
2.2考慮數(shù)據(jù)集成性和數(shù)據(jù)可復(fù)用性
(1)在工程項(xiàng)目中,一個大型項(xiàng)目有時會分割成若干中小型項(xiàng)目執(zhí)行,中小項(xiàng)目的分包商會選擇不同的三維設(shè)計(jì)軟件,此時選擇軟件時需要考慮各個項(xiàng)目之間的數(shù)據(jù)集成問題。
(2)設(shè)計(jì)軟件自身各功能區(qū)塊之間的數(shù)據(jù)連接。如P&ID設(shè)計(jì)與三維管道設(shè)計(jì)集成,達(dá)到P&ID設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可在三維管道設(shè)計(jì)時復(fù)用,減少重復(fù)工作,提高工作效率,同時對數(shù)據(jù)一致性檢查。
(3) 設(shè)計(jì)軟件之間的數(shù)據(jù)連接。如設(shè)備設(shè)計(jì)軟件建立的模型能否集成到工廠設(shè)計(jì)模型中,建筑結(jié)構(gòu)建立的模型能否集成到工廠模型中,工廠模型數(shù)據(jù)能否輸出到管道應(yīng)力計(jì)算軟件中,工廠模型發(fā)布的數(shù)據(jù)能否輸出到材料管理、施工管理、甚至是財(cái)務(wù)管理類的軟件中。
(4)三維工廠模型輸出文件格式是否具有通用性。數(shù)據(jù)、圖紙及模型能否被其他軟件使用,從而將工藝設(shè)備管道模型、電儀模型、建筑結(jié)構(gòu)模型、暖通HVAC模型集成起來[1]。
2.3考慮工廠設(shè)計(jì)流程完整性
一般項(xiàng)目分為兩個設(shè)計(jì)階段即初步設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。在初步設(shè)計(jì)階段要確定工藝和設(shè)備布置,在此過程中需要進(jìn)行工藝模擬計(jì)算、P&ID圖繪制、設(shè)備及主管道布置和建模。詳細(xì)設(shè)計(jì)階段為全專業(yè)施工圖設(shè)計(jì),包含各專業(yè)三維建模、模型審查、工程分析校核等[2]。三維設(shè)計(jì)軟件是否能夠較充分的涵蓋上述整個流程,是否支持從初始階段到交付階段的無縫工作流,能否帶來效率的提高,以及這個工作流整合帶來的效率提高是否滿足業(yè)主的期望。
2.4考慮軟件操作便捷性
中小型工廠設(shè)計(jì)人員接觸三維設(shè)計(jì)軟件時間較晚,對三維設(shè)計(jì)軟件了解不深入,這就要求軟件界面簡單、操作便利,易學(xué)易用。同時中小型項(xiàng)目周期較短,要求設(shè)計(jì)軟件小、快、靈,便于快速完成項(xiàng)目。
2.5考慮軟件成本
中小型項(xiàng)目費(fèi)用較少,在軟件費(fèi)用中投入更少。所以要求軟件性價比高,培訓(xùn)成本低,使用維護(hù)成本低。
2.6考慮軟件廠商的實(shí)力和軟件發(fā)展
軟件廠商在相關(guān)行業(yè)的市場地位及被市場的認(rèn)可度,是否有大量的客戶群和成熟業(yè)績,是否有完善、強(qiáng)大的科研體系。
2.7考慮軟件廠家服務(wù)支持體系
軟件廠商服務(wù)支持體系,是三維工廠設(shè)計(jì)軟件的初學(xué)者應(yīng)用軟件形成生產(chǎn)力的保證。如果供貨商本身都不能夠了解他所銷售的軟件,后果可想而知。業(yè)主應(yīng)充分了解售前、售后培訓(xùn)、售后項(xiàng)目支持、售后應(yīng)用支持、軟件升級支持等各個階段的專業(yè)服務(wù),確定服務(wù)執(zhí)行方式。中小型企業(yè)一般三維設(shè)計(jì)人員配置較少,此部分服務(wù)尤為重要。
3.1快速、詳盡的P&ID圖建立
P&ID圖的繪制是通過調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的元件、符號庫來生成圖形,與傳統(tǒng)繪圖相比,大量節(jié)約了繪圖時間,且不同設(shè)計(jì)人員繪制出的圖紙大小、形式一致。從后臺數(shù)據(jù)庫中可以自動提取管線清單、閥門清單、儀表清單等,準(zhǔn)確性和完整性較高。
3.2智能三維設(shè)計(jì)模型建立
在三維空間中,建立設(shè)備、管道、土建模型。將設(shè)備供貨商提供三維設(shè)備外形導(dǎo)入中小型工廠模型中,將相關(guān)軟件建立的土建模型集成到中小型工廠模型中,在此基礎(chǔ)上直接進(jìn)行三維管道布置,調(diào)用管道元件數(shù)據(jù)庫,在需要的地方添加閥門、儀表、彎頭、三通等。建模時,允許任意拖拽管道、閥門、儀表、彎頭等管道元件,用以修改位置。輸入快捷命令修改管道公稱直徑和等級,且自動更新。與之前二維平面設(shè)計(jì)相比,操作簡便、顯示直觀。
3.3自動生成標(biāo)準(zhǔn)單線圖
單線圖是供施工單位下料預(yù)制并在現(xiàn)場裝配的圖紙。它的空間位置由管道平、豎面圖確定。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中,單線圖是不考慮碰撞,不按比例手工繪制而成,需花費(fèi)大量人力物力才能夠完成[3]。三維設(shè)計(jì)軟件可從三維模型中自動生成單線圖和材料表,內(nèi)容完整、信息齊全,符合國際慣例和標(biāo)準(zhǔn)要求,無須手動修改,大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時間。
3.4自動生成管道布置圖
通常管道平面布置中信息量大,細(xì)節(jié)較多,是設(shè)計(jì)過程中比較頭疼的工作。使用新型三維軟件后,可自動標(biāo)注管道信息、設(shè)備信息、定位尺寸線等,在少量手動調(diào)整之后便可用于施工,極大提高工作效率,節(jié)省設(shè)計(jì)時間。
在中小型工廠設(shè)計(jì)中,選擇適合的三維設(shè)計(jì)軟件,充分的利用設(shè)計(jì)工具,能夠很好地保證項(xiàng)目質(zhì)量,極大地提高工作效率,更好的為項(xiàng)目管理服務(wù),最終將項(xiàng)目成本控制在合理范圍之內(nèi)。
[1]張鶴.三維設(shè)計(jì)軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].燃料與化工,2011,(42-2):15-16.
[2]全國化工工藝配管設(shè)計(jì)技術(shù)中心站.化工裝置管道布置設(shè)計(jì)文件內(nèi)容和深度規(guī)定[S].中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T20549.1-1998:4-5.
[3]張德姜.石油化工工藝管道設(shè)計(jì)與安裝[M].中國石化出版社:2001,380-388.
凡劍波,男,工程師。