孫雙琴

【摘要】本文主要分析了三維管道設(shè)計在化工領(lǐng)域的運(yùn)用，重點(diǎn)介紹了三維管道的設(shè)計流程以及三維模型軟件在化工設(shè)計中的具體應(yīng)用，從而更好的滿足復(fù)雜環(huán)境下化工管道的設(shè)計要求。通過對三維管道設(shè)計在化工領(lǐng)域運(yùn)用分析，能夠提高管線設(shè)計效率，為化工管道設(shè)計提供了解決方案，促進(jìn)企業(yè)投資效益的提高。

【關(guān)鍵詞】三維管道設(shè)計;三維建模軟件;具體應(yīng)用

隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，設(shè)計單位對設(shè)計質(zhì)量，方案優(yōu)化，設(shè)計工期提出了更高的要求，傳統(tǒng)的二維設(shè)計已經(jīng)無法滿足市場的需求。三維模型設(shè)計在市場上的引用已經(jīng)有十幾年的時間，因為具有直觀性高、設(shè)計質(zhì)量高等優(yōu)勢，受到人們的青睞。

1.三維模型軟件

俗話說得好，工欲善其事必先利其器。要成為一名優(yōu)秀的設(shè)計者，必須要先了解哪些工具和軟件能幫助自己更高效便捷的完成圖紙設(shè)計工作，呈現(xiàn)最好的效果?，F(xiàn)在市場上應(yīng)用最廣泛的三維模型軟件是PDS、SmartPlant 3D、PDMS。近幾年數(shù)字化工廠的普及和應(yīng)用也越來越廣泛，三維模型作為數(shù)字化工廠的技術(shù)基礎(chǔ)和支柱，得到了不斷改進(jìn)和提高。

2.三維管道設(shè)計流程

2.1建數(shù)據(jù)庫

以SmartPlant 3D為代表的三維模型軟件的工作模式是將數(shù)據(jù)和模型放置在服務(wù)器上，設(shè)計者在客戶機(jī)上工作，設(shè)計者是以材料數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)進(jìn)行三維建模設(shè)計的。數(shù)據(jù)庫的建立是由數(shù)據(jù)庫管理員將材料等級表中的信息輸入到數(shù)據(jù)庫中，其中包括標(biāo)準(zhǔn)化和定制化元件庫、管道等級庫以及圖形庫等等。通過對各類管道的碰撞條件、單位制度以及元件類型進(jìn)行統(tǒng)籌，在圖形庫的作用下，能夠?qū)⒃?shù)據(jù)調(diào)用，直接對應(yīng)上建模數(shù)據(jù)的調(diào)用。

2.2管道建模

三維管道建模主要是設(shè)計者通過三維模型軟件，按照工藝流程圖將設(shè)備建模中的管嘴作為起點(diǎn)和終點(diǎn)來配管。一般來說三維管道建模軟件通過鏡像和復(fù)制等操作命令能夠快速的進(jìn)行配管，同時利用軟件相關(guān)的管道數(shù)據(jù)編輯器來修改和刪除已經(jīng)配管的管件參數(shù)。結(jié)果展示見圖

管道設(shè)計通常在一個項目里是最費(fèi)時的工作，也是產(chǎn)生問題最多的。三維管道建模具有布局美觀、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、容易操作、有較高安全性以及容易進(jìn)行后續(xù)維護(hù)等很多優(yōu)勢，相比傳統(tǒng)的配管方式，其配管效率以及配管質(zhì)量被大大提高。

2.3模型審查

在整個設(shè)計流程中，模型審查是必不可少的一個環(huán)節(jié)，通常分為30%，60%和90%設(shè)計階段控制點(diǎn)，模型審查分為內(nèi)部評審（各專業(yè)之間進(jìn)行校核）和聯(lián)合評審（業(yè)主和設(shè)計方共同舉行的正式評審）。審查通過智能三維模型審查軟件進(jìn)行演示，可以直觀的呈現(xiàn)工廠模型，供設(shè)計方、業(yè)主及會審專家共同討論。審查中有問題也可以在軟件里直接進(jìn)行截圖和批注方式記錄問題，一邊審查一邊記錄，有效避免遺漏問題，也方便后期修改。等后期關(guān)閉審查意見時，通過截圖對比，一目了然。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在可以進(jìn)行模型遠(yuǎn)程審查，這樣可以節(jié)省時間，節(jié)省成本。

現(xiàn)在化工設(shè)計中運(yùn)用的智能三維模型審查軟件主要是SmartPlant Review和Navisworks。智能三維模型審查軟件不光在模型審查時有著重要的作用，同時在設(shè)計過程及施工過程中也起著不可或缺的作用。整個工廠的設(shè)計建模是一個龐大的工程，它需要各專業(yè)的相互配合才能完，因此我們需要將不同專業(yè)的模型整合成一個模型，不斷更新，利用三維模型審查軟件查看模型，及時了解建模情況，發(fā)現(xiàn)問題及時溝通，這樣可以提高工作效率和協(xié)作效率，減少在工程設(shè)計中出現(xiàn)的問題。后期施工單位在施工前和施工中也可以通過3D模型直觀的了解項目情況，在施工前預(yù)測和避免潛在問題。

2.4管道支架建模

管道支架作為管道的支撐結(jié)構(gòu)，在管道設(shè)計中是很重要的一環(huán)。隨著三維模型軟件的應(yīng)用，管架的出圖，材料統(tǒng)計也越來越方便?，F(xiàn)在很多大公司在三維模型軟件的基礎(chǔ)上對管架軟件進(jìn)行了開發(fā)、利用，三維模型建好圖紙及材料就能自動生成了，結(jié)果展示見圖

2.5出圖

在管道建模工作完成后，我們利用三維模型軟件提取管道軸測圖、管道平面布置圖、材料表等。

3與傳統(tǒng)二維管道設(shè)計對比優(yōu)勢

3.1一致性

三維管道設(shè)計建模是建立在數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，所有管道模型信息都來自于數(shù)據(jù)庫，從而保證了管道建模的一致性。

3.2智能化、準(zhǔn)確率、速度快

傳統(tǒng)的二維設(shè)計是設(shè)計者將三維立體圖通過三向視圖表示出來，材料統(tǒng)計也需要設(shè)計者逐個輸入統(tǒng)計，難免出現(xiàn)差錯和缺漏。而三維管道設(shè)計中可以通過三維模型軟件進(jìn)行模型碰撞檢查、模型錯誤檢查、介質(zhì)流向檢測以及各個管件、閥件數(shù)據(jù)匹配檢查。在三維管道設(shè)計中三維模型軟件的應(yīng)用，可以直觀、合理的布線，從而達(dá)到更加準(zhǔn)確的出圖及材料的輸出，進(jìn)而提高工作速度及工作效率。

3.3形象化

三維管道設(shè)計中可以實(shí)時看到建模情況，我們將各專業(yè)的模型整合成一個三維模型，對整個工廠進(jìn)行REVIEW，避免失誤的存在，同時我們還可以通過渲染效果給人強(qiáng)烈的視覺效果。

4.總結(jié)

簡而言之，化工領(lǐng)域管道設(shè)計中同時使用三維模型軟件有效的提高了設(shè)計效率，保證了設(shè)計的精確度，應(yīng)用效果較好。雖然相比較傳統(tǒng)的設(shè)計方法，其準(zhǔn)備工作更多，但是提高了設(shè)計的形象程度，保證了設(shè)計的質(zhì)量，促進(jìn)了管道工程現(xiàn)代化和數(shù)字化的發(fā)展，降低了配管工藝的設(shè)計成本，減少了人力勞動。在信息化時代背景下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用是化工管道設(shè)計領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢，要對三維模型軟件設(shè)計進(jìn)一步發(fā)掘，促使配管工藝逐漸走向科學(xué)化和智能化。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊繁.三維設(shè)計軟件PDMS與SP3D的應(yīng)用比較[J].廣州化工，2017，（21）：135-137.

[2]崔洪然，馬超，張發(fā)，陳欣，高杰.三維設(shè)計軟件在海洋平臺模塊鉆機(jī)管道設(shè)計中的應(yīng)用[J].石油和化工設(shè)備，2017，（5）：98-101.

[3]三維模型管道設(shè)計，醫(yī)藥化工所，2020.

南京中圖數(shù)碼科技有限公司 江蘇南京 210000