曹　璐　崔建成

(廣船國際技術(shù)中心)

海工產(chǎn)品管系生產(chǎn)設(shè)計后處理開發(fā)

曹璐崔建成

(廣船國際技術(shù)中心)

本文介紹了海工FPSO項目管系生產(chǎn)設(shè)計過程中的數(shù)據(jù)在AM系統(tǒng)和PDM系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。并結(jié)合我司管系加工、制作、安裝的實際情況，闡述了海工產(chǎn)品管系生產(chǎn)設(shè)計流程、數(shù)據(jù)處理和工程開發(fā)。

AM系統(tǒng) 管系生產(chǎn)設(shè)計 二次開發(fā)

0　前言

海工產(chǎn)品與普通船舶產(chǎn)品在管系生產(chǎn)設(shè)計上有著較大區(qū)別。海工產(chǎn)品更注重每道工序的可追溯性，因此在生產(chǎn)設(shè)計過程中無論是數(shù)據(jù)的組織形式、出圖模式、清單套表的格式等都有不小的差別。海工產(chǎn)品多采用ISO圖（Isometric Drawing）區(qū)別于普通船舶的管子制作小票來指導(dǎo)管系制作和施工。管系ISO圖同時具備了制作、安裝、試壓、附件信息等功能，其具有圖面信息量大、加工和安裝信息詳盡、附件和焊縫可追溯性等特點。這些特點對AM系統(tǒng)部件庫和規(guī)格書的建立、設(shè)計思路和方法、出圖操作以及后續(xù)圖紙升版，提出了嚴(yán)格的要求。

1　AM系統(tǒng)工程項目規(guī)劃

海工產(chǎn)品的AM系統(tǒng)工程項目規(guī)劃與普通船舶項目基本相同，規(guī)劃內(nèi)容包括定義:Team（組）、User（用戶）、DB（數(shù)據(jù)庫）、MDB(數(shù)據(jù)庫組）。另外還有Project（創(chuàng)建新工程）、引用標(biāo)準(zhǔn)工程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、DAC（Data Access Control）設(shè)置、部件庫和規(guī)格書的建立等。由于海工產(chǎn)品采用美標(biāo)沒有現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)工程數(shù)據(jù)庫可以引用，因此前期花了大量人力和精力力對標(biāo)準(zhǔn)工程數(shù)據(jù)庫進行建立。

表1　海工FPSO產(chǎn)品生活模塊單元設(shè)計和安裝常用美標(biāo)統(tǒng)計表

1.1美標(biāo)采集與研究

海工產(chǎn)品與普通船舶產(chǎn)品的顯著特征就是使用的標(biāo)準(zhǔn)不同，即便是生活模塊單元也采用與石油加工單元同樣的管路設(shè)計和制造標(biāo)準(zhǔn)。這就使得對美國標(biāo)準(zhǔn)的研究和正確使用成為踏進海工產(chǎn)品的第一步，無論是ASME(美國機械工程師學(xué)會)、ASTM(美國材料與實驗學(xué)會)、API(美國石油學(xué)會)、ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都成為必須攻克的難關(guān)。

1.2AM系統(tǒng)部件庫和規(guī)格書的建立

部件庫是建模的基礎(chǔ)，任何物量的產(chǎn)生都是和部件庫里的部件一一對應(yīng)的，這樣可以保證物資系統(tǒng)里部件ID碼的唯一性。規(guī)格書起到指針的作用，并將同一類別的部件進行劃分，方便設(shè)計人員進行選用。見圖1。

圖 1 AM系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)傳遞形式

海工產(chǎn)品的部件庫和規(guī)格書的數(shù)據(jù)形式也基本上是按照上述原則進行劃分和建立的。在建立過程中考慮到海工產(chǎn)品的特殊性，制訂了《海工產(chǎn)品AM系統(tǒng)管系部件編碼》以區(qū)別與普通船舶產(chǎn)品管系部件在AM系統(tǒng)中的建立。同時為了確保后續(xù)在ISO圖模塊出圖以及自動提取材料匯總表，滿足國際高標(biāo)準(zhǔn)海工產(chǎn)品要求以及船東個性化的需求，在部件庫建立的時候中增加了多個自定義屬性信息，并制訂《海工產(chǎn)品AM系統(tǒng)管系部件自定義屬性規(guī)劃表》來對增加的自定義屬性進行統(tǒng)一管理及使用。

1.3海工產(chǎn)品AM系統(tǒng)管系生產(chǎn)設(shè)計流程

海工產(chǎn)品的AM系統(tǒng)管系生產(chǎn)設(shè)計流程在制訂的時候需要考慮海工產(chǎn)品的特殊性，譬如管路生產(chǎn)設(shè)計圖紙的升版頻繁、修改部件的可追溯、每條焊縫的可追溯、管路及附件的信息詳實等要求。因此在設(shè)計流程的制訂上要充分照顧到每個版本模型修改所產(chǎn)生的物量增減、焊縫編號的唯一性、不同版本下同一管路部件的可追溯性、不相同版本下未發(fā)生變化部件的獨立性等特殊要求。將各個環(huán)節(jié)統(tǒng)一考慮，在普通船舶管系生產(chǎn)設(shè)計流程的基礎(chǔ)上進行擴展從而滿足海工產(chǎn)品的需求，主要包括新建管路處理流程、裝配管刪除處理流程、管路刪除流程、裝配管修改流程等。每種流程都有指定的操作流程予以對應(yīng)，保證整個管系生產(chǎn)設(shè)計流程數(shù)據(jù)的完整性和可追溯性。

同時通過對設(shè)計流程的優(yōu)化及完善，不斷減少設(shè)計人員的操作步驟以及后臺數(shù)據(jù)處理的信息量，以提高管系生產(chǎn)設(shè)計建模和出圖效率，縮短設(shè)計周期。

2　模型數(shù)據(jù)處理和開發(fā)

雖然海工產(chǎn)品的三個項目都沒有通過PDM系統(tǒng)對模型數(shù)據(jù)進行組織和管理，但技術(shù)中心還是依照海工流程的采購清單模式（MTO）和套用我司自己的托盤、套表樣式進行了PDM系統(tǒng)的功能開發(fā)和對模型數(shù)據(jù)進行組織和有序管理，并生成相應(yīng)的套表和清單。

2.1工藝數(shù)據(jù)處理

圖2　海工產(chǎn)品AM系統(tǒng)管系生產(chǎn)設(shè)計總流程圖

圖3　裝配管修改設(shè)計流程

工藝數(shù)據(jù)處理功能實現(xiàn)把模型數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分類，存放于相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)表中，為后續(xù)輸出BOM表提供條件。FPSO項目的工藝數(shù)據(jù)處理功能與船舶產(chǎn)品有較大區(qū)別，主要表現(xiàn)在增加MTO信息處理業(yè)務(wù)（包含管路工藝檢查、新舊數(shù)據(jù)對比及版本記錄等），記錄著產(chǎn)品物量變化過程，并做到對物量變化的可追溯。

2.2ISO圖輸出

管系ISO圖就是將一條或多條裝配管組成的管路（包括管路上的管段、管附件、連接件等）用正軸測投影的方法投射到一個投影面上所得到的圖形集合和相關(guān)信息描述，用于指導(dǎo)管路的制作、安裝、報驗等工作。它是以管系P&ID圖（管系原理圖）、ROUTING圖（管路走向圖）等為依據(jù)進行設(shè)繪。ISO圖作為一種國際通用的圖紙，應(yīng)用于各種海工產(chǎn)品與裝備行業(yè)，達到打造優(yōu)質(zhì)精品工程的目的。

ISO出圖從“伊利亞貝拉”項目到“瑪麗卡”、“薩卡里瑪”項目一直都在不停的進行完善和優(yōu)化。更多的操作通過計算機完成、減少人工干預(yù)的成份，提高出圖效率和出圖的正確性。圖4和圖5是“伊利亞貝拉”項目和“瑪麗卡”項目管系ISO出圖的樣張對比。無論從內(nèi)容、信息組織形式、表達方式、閱讀的方便性等方面都有不小的進步，而且“伊利亞貝拉”項目的ISO出圖還處于半自動化階段，整個出圖有一半工作量需要設(shè)計人員手工在CAD軟件里調(diào)整完成。而到了“瑪麗卡”項目已經(jīng)實現(xiàn)完全在AM系統(tǒng)下完成，不需要再導(dǎo)入CAD軟件里做調(diào)整，大大提高出圖效率和準(zhǔn)確性。

目前，管系ISO圖圖面的內(nèi)容主要包括封頁、總體說明、管線清單、ISO圖、材料表、尺寸標(biāo)注、技術(shù)說明和圖例等。

圖4　伊利亞貝拉ISO圖

圖5　瑪麗卡ISO圖

2.3MTO報表輸出

MTO報表用于記錄管路部件物量應(yīng)用情況，跟蹤管路修改的物量變化，見圖6。報表內(nèi)容包括部件信息和部件所屬管路：部件信息包括部件名稱、部件規(guī)格、部件尺寸、數(shù)量、重量等；管路信息包括管路號、管路版本、分段（區(qū)域）等。

早起在進行MTO報表輸出數(shù)據(jù)開發(fā)時考慮到MTO報表要送審船東，格式上嚴(yán)格按照海工模式的規(guī)范，因此通過制作水晶報表方式輸出。但從實際操作上來看，物資采購無法等到生產(chǎn)設(shè)計結(jié)束后再出MTO，因此PDM系統(tǒng)的報表輸出功能只用作整個項目設(shè)計物量統(tǒng)計和實際物資采購數(shù)量的對比用。

圖6　PDM系統(tǒng)下生成的管路附件MTO樣張

2.4托盤、清單套表

托盤、清單套表完全是為了滿足我司生產(chǎn)組織形式而在設(shè)計早期對PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行開發(fā)的清單，見圖7。隨著FPSO項目的深入，逐漸發(fā)現(xiàn)托盤、清單套表等無法滿足海工項目生產(chǎn)組織形式，尤其是FPSO、鉆井平臺這類狹義海工產(chǎn)品。因此，后期只用作設(shè)計物量與實際物量比對之用。

圖7　PDM系統(tǒng)下生成的管路托盤和清單套表

3　結(jié)束語

雖然FPSO項目已經(jīng)成功交付業(yè)主使用，但在海工模式下管系生產(chǎn)設(shè)計數(shù)據(jù)開發(fā)與研究還存在優(yōu)化和完善的空間。相信通過不斷的努力，一定可以使我們管系生產(chǎn)設(shè)計數(shù)據(jù)處理方式更加貼近海工產(chǎn)品的實際需求，從而提高設(shè)計效率，縮短設(shè)計周期。

10.3969/j.issn.2095-4506.2016.03.009

曹 璐（1981--），男，工程師，船舶設(shè)計。崔建成（1988--），男，助理工程師，船舶設(shè)計。

（2016-5-31）