蘭軒睿，董哲,徐揚(yáng)，郭春帥

（天津渤化工程有限公司，天津 300193）

本文將主要分析PDMS工廠設(shè)計(jì)管理軟件在工廠設(shè)計(jì)時(shí)的應(yīng)用。

1 PDMS在化工廠設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1 工程項(xiàng)目的建立

1）使用PDMS軟件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的首要工作是在服務(wù)器上生成一系列項(xiàng)目共享目錄，設(shè)置項(xiàng)目環(huán)境變量并為項(xiàng)目人員設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限和路徑。

2）項(xiàng)目管理員登錄Admin（項(xiàng)目管理）模塊設(shè)置項(xiàng)目信息。創(chuàng)建Team（定義組）、Database（數(shù)據(jù)庫(kù)）、MDB（工作區(qū)）和User（用戶(hù)）層級(jí)，并進(jìn)行權(quán)限分配。Team通常根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)、區(qū)域進(jìn)行分類(lèi)。Database從屬于Team，需要管理員新建、拷貝或參考外部數(shù)據(jù)庫(kù)。MDB是由多個(gè)Database組成的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)組，其包括了User所能調(diào)用的所有數(shù)據(jù)。User從屬于Team，其使用者只能操作自己所屬定義組的數(shù)據(jù)，對(duì)其他定義組的數(shù)據(jù)只有讀取權(quán)限而無(wú)法進(jìn)行修改。

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

數(shù)據(jù)庫(kù)是PDMS設(shè)計(jì)的核心，需要專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)人員建立一個(gè)準(zhǔn)確可靠且全面的數(shù)據(jù)庫(kù)，其主要由元件庫(kù)和等級(jí)庫(kù)構(gòu)成。

1）元件庫(kù)。元件庫(kù)作為數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)，其儲(chǔ)存有項(xiàng)目所需所有元件的尺寸信息，并應(yīng)按照統(tǒng)一規(guī)定進(jìn)行命名編碼。數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)人員通過(guò)對(duì)元件的點(diǎn)集、形集、描述、尺寸的錄入將其儲(chǔ)存于元件庫(kù)中。此外對(duì)于法蘭連接的元件，還需關(guān)聯(lián)螺栓集。

2）等級(jí)庫(kù)。在具備完整，準(zhǔn)確的元件庫(kù)后，數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)人員需要?jiǎng)?chuàng)建等級(jí)文件以關(guān)聯(lián)等級(jí)庫(kù)和設(shè)計(jì)人員在本等級(jí)下可調(diào)用的元件庫(kù)。

1.3 主要設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)建模

PDMS軟件是一種多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的三維模型軟件，其中管道專(zhuān)業(yè)是三維建模的核心，其他的重要專(zhuān)業(yè)包括土建、設(shè)備、儀表、電氣、水暖等。在軟件中可以顯示出整個(gè)工廠的三維模型，并真實(shí)的反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況。受限于設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)習(xí)慣，軟件使用水平等因素，目前部分項(xiàng)目?jī)H由管道專(zhuān)業(yè)使用PDMS進(jìn)行設(shè)計(jì)，但全專(zhuān)業(yè)三維設(shè)計(jì)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，下文簡(jiǎn)單介紹各主要專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)方式。

1.3.1 土建專(zhuān)業(yè)

土建專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員依據(jù)工藝、設(shè)備專(zhuān)業(yè)的條件，進(jìn)行結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，并依計(jì)算結(jié)果進(jìn)行三維建模工作。進(jìn)入PDMS的Design模塊，選擇Structure菜單進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)模型的創(chuàng)建，包括梁柱、門(mén)窗、平臺(tái)、斜梯、直爬梯等等基本結(jié)構(gòu)。如需在PDMS中實(shí)現(xiàn)重心計(jì)算等功能，可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

1.3.2 設(shè)備專(zhuān)業(yè)

設(shè)備建?？梢酝ㄟ^(guò)創(chuàng)建Standard Equipment Template（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備模板）、Parametric Equipment Template（參數(shù)化設(shè)備模板）、Create Primitive（創(chuàng)建基本體）和Input Macro File（導(dǎo)入宏文件）四種方式進(jìn)行。通常使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備模板或參數(shù)化設(shè)備模板方法，對(duì)預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，來(lái)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或簡(jiǎn)單外形設(shè)備。此類(lèi)方式高效便捷，但不適用于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和復(fù)雜設(shè)備。創(chuàng)建基本體方式可理解為“拼積木”，通過(guò)創(chuàng)建基本體將其組合成所需的設(shè)備外形。此方法操作復(fù)雜但外形準(zhǔn)確，適用于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。對(duì)于在其他項(xiàng)目中已有近似模型的設(shè)備可以通過(guò)導(dǎo)入宏文件方式進(jìn)行復(fù)用。在設(shè)備創(chuàng)建完成后，再根據(jù)設(shè)備布置圖在三維模型中進(jìn)行定位。

1.3.3 管道專(zhuān)業(yè)

管道設(shè)計(jì)是PDMS軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，其工作量可達(dá)到項(xiàng)目總工作量的一半。設(shè)計(jì)人員依次創(chuàng)建Pipe、Branch、Component三個(gè)層級(jí)，先設(shè)定管道的等級(jí)，公稱(chēng)直徑，保溫保冷，而后定義管子的頭/尾，再順序/逆序創(chuàng)建各個(gè)管件，管件之間會(huì)自動(dòng)生成直管連接。

在管道設(shè)計(jì)過(guò)程中可手動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)檢查，包括數(shù)據(jù)一致性檢查、碰撞檢查和軸測(cè)圖檢查。數(shù)據(jù)一致性檢查是檢查各管件端面連接方式是否匹配，管徑是否一致，其在空間內(nèi)是否角相、軸相對(duì)齊，直管段長(zhǎng)度是否符合預(yù)設(shè)最小值。碰撞檢查則是檢測(cè)選定的管道在三維空間中是否與其他管道、設(shè)備、結(jié)構(gòu)、維修、操作空間等發(fā)生碰撞，軟件會(huì)彈出錯(cuò)誤報(bào)告視窗，并在三維模型中高亮顯示以提示設(shè)計(jì)者進(jìn)行修改。設(shè)計(jì)人員還可以手動(dòng)調(diào)整碰撞檢查參數(shù)如接觸間隙值、重疊值和誤差值來(lái)調(diào)整檢查精度。上述兩項(xiàng)檢查可以基本排除設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，為進(jìn)一步確保最終軸測(cè)圖的準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)人員在完成每個(gè)管線后應(yīng)進(jìn)行軸測(cè)圖檢查，如出現(xiàn)“FAIL”提示則意味著管線存在錯(cuò)誤需進(jìn)一步修改。

1.3.4 其他專(zhuān)業(yè)

PDMS軟件也可用于儀表、電氣、暖通、給排水等專(zhuān)業(yè)的建模工作。儀表電氣專(zhuān)業(yè)可以通過(guò)Design模塊進(jìn)行儀表、電纜、橋架建模，暖通、給排水專(zhuān)業(yè)也可以進(jìn)行管線鋪設(shè)。但PDMS對(duì)于這些專(zhuān)業(yè)的支持不夠強(qiáng)大，通常需要數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)人員進(jìn)行一定程度的二次開(kāi)發(fā)和后臺(tái)處理來(lái)提高實(shí)現(xiàn)部分需要的功能。

1.4 設(shè)計(jì)文件生成

設(shè)計(jì)人員通過(guò)Draft（平面出圖）和Isodraft（軸測(cè)圖出圖）模塊生成最終的設(shè)計(jì)文件，并在圖紙上進(jìn)行標(biāo)注。Draft模塊可用于從不同標(biāo)高或截面切取管道平面布置圖，Isodraft模塊可以批量抽取管線軸測(cè)圖，并可以通過(guò)Report（材料表）自動(dòng)輸出材料報(bào)表。盡管PDMS軟件出圖能滿(mǎn)足項(xiàng)目的基本需求，但其也存在自動(dòng)標(biāo)注混亂、自動(dòng)切分出的ISO圖不易閱讀、圖紙表格格式不符合設(shè)計(jì)單位內(nèi)部規(guī)定等等問(wèn)題，而這就需要進(jìn)行定制或軟件開(kāi)發(fā)。

1.5 三維模型漫游

雖然PDMS軟件可以直接觀察三維模型，但其并不適合對(duì)業(yè)主進(jìn)行展示。在設(shè)計(jì)完成后可以將三維模型導(dǎo)出成.rvm格式，再將其導(dǎo)入配備的Review軟件或其他模型預(yù)覽軟件進(jìn)行漫游演示。此類(lèi)模型預(yù)覽軟件能更好的以多視角進(jìn)行三維模型展示，常用于模型審查。

2 存在缺陷

2.1 目前PDMS軟件自帶數(shù)據(jù)庫(kù)為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于國(guó)內(nèi)項(xiàng)目，需要數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)人員耗費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行國(guó)標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的錄入。

2.2 各專(zhuān)業(yè)協(xié)同不足。PDMS軟件需要設(shè)計(jì)人員具備一定的英文和計(jì)算機(jī)操作能力，同時(shí)其對(duì)儀表、電氣、暖通等專(zhuān)業(yè)的支持不足，目前部分設(shè)計(jì)人員對(duì)其操作也不夠熟悉。這使得全專(zhuān)業(yè)協(xié)同難以實(shí)現(xiàn)，部分項(xiàng)目?jī)H工藝管道專(zhuān)業(yè)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。

2.3 需要專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)維護(hù)人員。PDMS是以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的設(shè)計(jì)軟件，其建立和維護(hù)需要大量的人工時(shí)，同時(shí)對(duì)維護(hù)人員的技術(shù)水平也有較高要求。而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)單位并無(wú)此類(lèi)專(zhuān)職人員，這加大了此類(lèi)軟件普及的難度。

2.4 二次開(kāi)發(fā)難度較大。盡管PDMS軟件提供客戶(hù)定制和二次開(kāi)發(fā)的功能，但此類(lèi)開(kāi)發(fā)難度較大，需要專(zhuān)職人員具備優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)編程能力。這對(duì)進(jìn)一步提高工作效率、實(shí)現(xiàn)新功能帶來(lái)了很大的障礙。

3 結(jié)語(yǔ)

在工廠設(shè)計(jì)行業(yè)中，為提高競(jìng)爭(zhēng)力，相關(guān)設(shè)計(jì)企業(yè)已廣泛采用更先進(jìn)的三維設(shè)計(jì)方法。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式相比，PDMS軟件通過(guò)其可視化的操作、多專(zhuān)業(yè)協(xié)同、支持二次開(kāi)發(fā)等特點(diǎn)，已被廣范采用以提高設(shè)計(jì)文件準(zhǔn)確率、降低工作量、縮短工時(shí)，并受到廣大設(shè)計(jì)人員的認(rèn)可。