鄧麗麗

(廣東寰球廣業(yè)工程有限公司 工藝管道室，廣東 廣州 510655)

隨著化工裝置逐步大型化，全面的智能的計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)軟件SP3D(Smart Plant 3D)越來越多的應(yīng)用在化工企業(yè)的工廠設(shè)計(jì)當(dāng)中，三維模型設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)重要的組成部分。SP3D是由美國(guó)INTERGRAPH開發(fā)的新一代工廠設(shè)計(jì)軟件，它是一個(gè)完整的工廠設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，包括建立三維的工廠模型、工廠設(shè)計(jì)的碰撞檢查、輸出施工圖和材料統(tǒng)計(jì)表等，為用戶提供一整套的電子文件，方便項(xiàng)目的復(fù)用，可以在工廠的生命周期中對(duì)其進(jìn)行維護(hù)[1]。SP3D軟件擁有設(shè)備、結(jié)構(gòu)、管道、電氣、管支架等設(shè)計(jì)模塊，各專業(yè)可以一起協(xié)同設(shè)計(jì)。本文主要介紹配管專業(yè)使用SP3D設(shè)備，管道，支架設(shè)計(jì)模塊建模時(shí)的一些注意事項(xiàng)與技巧。

圖1 SP3D三維模型Fig.1 SP3D model

1 設(shè)備建模

設(shè)備建模主要建立設(shè)備外形大小尺寸、管嘴、人孔、支耳、爬梯等，為管道建模做好準(zhǔn)備，也為設(shè)計(jì)檢查碰撞，人孔開啟等提供直觀性的校對(duì)便利。每一個(gè)設(shè)備都有一個(gè)定位點(diǎn)，這個(gè)定位點(diǎn)的定位位置會(huì)在生成平面布置圖時(shí)體現(xiàn)。所以在建設(shè)備時(shí)，設(shè)備的定位點(diǎn)應(yīng)該跟設(shè)備布置圖上的設(shè)備定位點(diǎn)坐標(biāo)一致，這樣既有利抽取數(shù)據(jù)來校核設(shè)備定位點(diǎn)是否正確，也避免出管道布置圖大量手動(dòng)修改設(shè)備的定位尺寸。

設(shè)備模塊中已經(jīng)集成很多參數(shù)化設(shè)備組件，例如支耳，人孔，泵等。在設(shè)備建模時(shí)，可以直接選用這些設(shè)備組件，按要求輸入要建立設(shè)備的參數(shù)，就可以得到設(shè)備，比以一個(gè)圓柱一個(gè)方柱堆積的"搭積木"建模方式的更加快捷，更加形象直觀。在參數(shù)化設(shè)備組件不能完全體現(xiàn)設(shè)備時(shí)，在參數(shù)化設(shè)備組件基礎(chǔ)上再添加其他元件來建成想要的設(shè)備模型。

SP3D中管嘴定位，要先放置一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，應(yīng)該放在設(shè)備圖紙管嘴主要的定位尺寸線上，這樣既方便管嘴定位數(shù)據(jù)的輸入，也有利后期管嘴校核，尺寸修改。同一個(gè)設(shè)備上的管嘴，建好一個(gè)管嘴后，剩余的管嘴使用復(fù)制粘貼的方式建立，僅需要修改管嘴定位數(shù)據(jù)，比較快捷準(zhǔn)確。

2 管道建模

相對(duì)于PMDS軟件，SP3D的管道建模的操作界面更友好。管道元件不需要一個(gè)一個(gè)添加，添加閥門，會(huì)自動(dòng)生成配對(duì)的法蘭，螺栓墊片，用鼠標(biāo)拖動(dòng)閥門，就可以挪動(dòng)位置，大幅度減少了完成任務(wù)所需的擊鍵次數(shù)及按動(dòng)鼠標(biāo)的次數(shù)，從而加快了設(shè)計(jì)過程。

管道模塊中集成了很多儀表外形，在上儀表閥門時(shí)，同一種類型的儀表閥門，不同的設(shè)計(jì)人可能選取不同的外形，參考不齊。在項(xiàng)目的建模規(guī)定上，最好根據(jù)該項(xiàng)目的儀表閥類型，

對(duì)那一種類型的儀表閥，選取哪一種的儀表外形，這樣既統(tǒng)一美觀，也利于校核。

SP3D軟件建坡度管道較PDMS麻煩。PDMS的坡度管，只要在正常管道選取坡度命令，輸入坡度和坡向，管線的管子，閥門等管件都會(huì)子都自動(dòng)計(jì)算得到坡度管。而SP3D需要在剛開始建管道的run屬性時(shí)，就要設(shè)計(jì)設(shè)置好坡度和坡向。如果管道已經(jīng)建好，是不能再修改為坡度管。所以在坡度管在開始建時(shí)，就應(yīng)該注意設(shè)置坡度，對(duì)坡度管的修改，使用水平挪動(dòng)，要注意是否錯(cuò)位。如果有錯(cuò)位，要善于用撤回(undo)功能返回上一步。

3 管支架建模

SP3D中的管架功能還是比較強(qiáng)大，支持用戶導(dǎo)入自定義的管架，也支持管架的自動(dòng)命名功能，節(jié)約手動(dòng)命名的時(shí)間，也保證了準(zhǔn)確性。用戶可以建立實(shí)體的管架，也可以建邏輯架，實(shí)體的管架更加形象直觀，有利于檢查碰撞、安裝空間。

管架模塊中主要有三種方式建管架。第一種選用結(jié)構(gòu)梁來定位管架，這個(gè)適于有結(jié)構(gòu)梁的情況，管架的位置以梁中心定位，如果挪動(dòng)梁的位置，管架隨之會(huì)挪動(dòng)。第二種定位管架的放置點(diǎn)建模，但是也要選取梁，管架是連續(xù)的，設(shè)置好第一個(gè)，可以繼續(xù)放置第二個(gè)，在管廊上管托時(shí)使用就很方便。第三種不需要選取梁，需要用戶自己定義。對(duì)于模型已經(jīng)建有結(jié)構(gòu)梁的管架位置，用第一種比較方便；第三種不用選取梁來定位，不受梁刪除，挪動(dòng)等影響，在梁不確定時(shí)應(yīng)用也比較方便。

管支架模塊有些管架的外形位置與管架的定位點(diǎn)有偏差，而最終出圖的軸測(cè)圖中的位置是以管架定位點(diǎn)位置定位的，這樣導(dǎo)致模型里看到的管架位置正確，但是軸測(cè)圖位置不對(duì)。這些管架需要以邏輯架加上實(shí)體架的方式手動(dòng)修改管架定位點(diǎn)的位置。

4 輸出報(bào)告

SP3D有兩種出報(bào)告方式，第一種是在工具欄Tools下面的Run Report，第二種是在設(shè)計(jì)模塊Tasks下面的Drawings and Reports。兩者的使用的模板是一樣的，不同的是報(bào)告的存儲(chǔ)位置。Run Report生成的報(bào)告在本地的電腦上，而Drawings and Reports的報(bào)告是在服務(wù)器上。使用軟件里面的模板，Run Report可隨時(shí)輸出用戶想要的報(bào)告，例如輸出管架號(hào)，可用來比對(duì)校核管架號(hào)是否正確；輸出材料匯總表，簡(jiǎn)要匯總材料。

5 發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)在的工程項(xiàng)目為了最大節(jié)約成本，在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量時(shí)也追求效率。撬塊化[2]或模板化[3]建設(shè)可以很好的提高效率。對(duì)于類似或相同工藝包的項(xiàng)目，導(dǎo)入之前的設(shè)計(jì)成品模塊，在這個(gè)基礎(chǔ)按新的工藝要求進(jìn)行修改，比重新建模的速度快，而且可以沿用原來已經(jīng)校審的成果，也是保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。三維設(shè)計(jì)軟件的二次開發(fā)[4]，按需要定制，更能提供效率。

隨著信息化的發(fā)展，設(shè)計(jì)成果數(shù)字化交付是一個(gè)趨勢(shì)。工藝專業(yè)可以使用的Smart Plant P&ID進(jìn)行PID繪制，根據(jù)PID的輸入得到各種數(shù)據(jù)。PID的工藝數(shù)據(jù)傳遞到3D軟件中，提三維設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)[3]，管道設(shè)計(jì)時(shí)直接讀取PID管線的管線數(shù)據(jù)用于配管設(shè)計(jì)，PID上的閥門等元件也可關(guān)聯(lián)到3D材料數(shù)據(jù)庫(kù)選用材料，配合配管專業(yè)對(duì)模型進(jìn)行一致性檢查等。在大型的項(xiàng)目中，可以減少很多工作量。

6 結(jié)語(yǔ)

工欲善其事，必先利其器。SP3D的許多功能在各模塊之間是通用的，Microsoft Windows風(fēng)格的界面讓用戶容易學(xué)習(xí)上手。設(shè)計(jì)過程是實(shí)時(shí)自動(dòng)保存，也避免因電腦故障，停電等原因沒有保存造成的重復(fù)工作。直觀、實(shí)時(shí)的三維渲染可發(fā)現(xiàn)模型錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)中的錯(cuò)漏、碰撞等問題。在使用SP3D三維軟件建模過程中，不斷積累建模技巧，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)[5]，熟練使用SP3D三維軟件，快速又準(zhǔn)確的建立三維模型，可以提高設(shè)計(jì)效率，節(jié)約時(shí)間，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。

[1] 耿晶晶.SmartPlant 3D概述及其在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].石油化工建設(shè)，2011,33(3):48-50.

[2] 隋倩倩.SP3D在撬塊化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016(4):183-184.

[3] 康正華.SP3D在模塊化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].上?；?，2015,40(6):17-18.

[4] 張晨征.三維設(shè)計(jì)軟件的二次開發(fā)[J].智能電網(wǎng)， 2015,3(02):170-172.

[5] 陸 洋.Smart Plant 3D軟件在石化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)，2015,25(6):40-42.