海上平臺三維模型狀態(tài)管理研究

摘 要：海洋工程平臺采用PDMS（Plant Design Management System，即是工程三維布置設(shè)計管理系統(tǒng)）可視化設(shè)計管理；這種管理系統(tǒng)可以按照全局比例三維實體建模，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)多專業(yè)跨區(qū)域協(xié)同設(shè)計，由此可能引發(fā)一系列的模型管理問題：數(shù)據(jù)庫管理困難；因?qū)I(yè)之間協(xié)調(diào)不到位，人為地修改參數(shù)和模型等；從某種程度來說，對整個工程造成一定的影響。研究一種針對各專業(yè)和專業(yè)內(nèi)的模型數(shù)據(jù)庫管理模式——狀態(tài)管理，并在技術(shù)上實現(xiàn)進行詳細闡述，可以優(yōu)化整個平臺模型的管理，減少由于各種客觀和主觀因素導(dǎo)致的協(xié)調(diào)不到位問題。

關(guān)鍵詞：三維模型；數(shù)據(jù)庫；狀態(tài)管理

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）9-0043-01

數(shù)據(jù)庫模型管理在某種程度上來說是對整個工程項目的把控起到至關(guān)重要的作用。從以往的工程來看，三維模型都會出現(xiàn)由于各種主觀和客觀原因協(xié)調(diào)不到位，導(dǎo)致與實際項目環(huán)境不符，直接影響后期加工安裝制作等問題。

1 三維模型設(shè)計現(xiàn)狀分析

海上平臺引入三維模型設(shè)計系統(tǒng)管理，發(fā)展的現(xiàn)狀從客觀來看，由于設(shè)計周期短，設(shè)備參數(shù)未及時到位等重要因素影響三維模型的設(shè)計；從主觀上來看，一個平臺，各專業(yè)種類繁多，各專業(yè)之間和專業(yè)內(nèi)部不是所有的問題都能及時反饋、協(xié)調(diào)和調(diào)整，導(dǎo)致后期數(shù)據(jù)庫和模型布置等修改量比較大；另外，設(shè)計人員的技術(shù)水平不同也是主觀因素的一部分。就項目而言，從整個項目周期來看項目部反饋的意見，分析得出多數(shù)的問題都是由于主觀原因造成的。當然，無可否認的是，在項目前期，客觀占主導(dǎo)因素，但客觀因素影響非主要因素，主要是主觀因素。

1.1 詳細設(shè)計

平臺三維模型設(shè)計主要在項目的詳細設(shè)計階段，經(jīng)過30%審查（所有設(shè)備和管線需要建立模型和完成大概的布置）、60%審查（所有設(shè)備模型參數(shù)和管線布置接口需要準確）、90%審查（所有設(shè)備模型參數(shù)和管線布置需要最優(yōu)化）后，方可提交給下一階段，即加工設(shè)計階段。在詳細設(shè)計階段期間，各專業(yè)和專業(yè)內(nèi)部交叉影響比較大。

①首先，各專業(yè)之間在同時段輸入模型數(shù)據(jù)并完成布置，在設(shè)計流程中，專業(yè)之間的接口信息比較少，設(shè)計人員更多從自身專業(yè)出發(fā)，在模型數(shù)據(jù)修改和布置上都按照本專業(yè)系統(tǒng)要求完成。由于不了解其他專業(yè)的系統(tǒng)特點，可能考慮去修改外專業(yè)的模型數(shù)據(jù)。更多會忽略專業(yè)之間的接口信息。這種影響尤其在30%審查階段比較突出；

②各專業(yè)之間在模型數(shù)據(jù)庫上都有統(tǒng)一的權(quán)限，可以對任意模型進行修改和布置，一般來說，在30%～60%審查階段比較少考慮其他專業(yè)的因素；

③在模型和數(shù)據(jù)庫管理上，專業(yè)內(nèi)部沒有分權(quán)重比例，設(shè)計、校核、審核和批準都在同一個模型管理條件下進行。雖然模型和數(shù)據(jù)庫控制自由度比較大，但也因此模型和數(shù)據(jù)庫得不到有效管理；

④在詳細設(shè)計階段，從實際意義上來說并沒有分狀態(tài)，而且無法有效追蹤到模型修改的作者、時間和日期。由于客觀因素的影響，可能人為地修改模型和數(shù)據(jù)庫，需要找到修改的原因和目的，并非易事。對于設(shè)計人員來說，隨著工期推移，本身也未必記得當時修改內(nèi)容。

1.2 加工設(shè)計

在完成詳細設(shè)計后，進入加工設(shè)計階段，此階段與安裝建造階段同步。在加工設(shè)計階段過程中，很多相關(guān)的模型在實際環(huán)境安裝過程中，與圖紙不符，原因可能忽略了一個就是安裝偏差，另外一個是加工偏差。實際上，詳細設(shè)計后期已根據(jù)模型大量出版相關(guān)設(shè)備清單和管線圖紙，模型中并未考慮加工余量和安裝偏差余量，在設(shè)計過程中，甚至模型之間的相對位移精度比較高，這也增加了加工設(shè)計的難度。

2 優(yōu)化模型管理

研究一種模型管理方式——狀態(tài)管理（MMSSTATUS），其實在PDMS上已有該屬性，在這基礎(chǔ)上加以二次開發(fā)，可以實現(xiàn)模型控制管理。當然，根據(jù)這個平臺系統(tǒng)設(shè)計，這個屬性只能控制在branch層以上，同理，在設(shè)備、結(jié)構(gòu)、電氣、儀表等專業(yè)上也只能管理控制相同層以上。同時，在不同專業(yè)領(lǐng)域和專業(yè)內(nèi)部設(shè)置不同的模型數(shù)據(jù)庫的修改和調(diào)用的權(quán)限聲明。這樣優(yōu)化的特點：

①可以避免交叉專業(yè)的影響，不同專業(yè)不能修改本專業(yè)外模型數(shù)據(jù)庫。涉及到外專業(yè)的交叉影響部分，需要跟外專業(yè)及時進行溝通，相互交叉影響的專業(yè)，適時修改和調(diào)整影響部分；

②專業(yè)內(nèi)部在權(quán)限聲明時，其實需要修改的內(nèi)容已與上一級溝通協(xié)調(diào)。這樣就可以避免因某個人主觀意見去判斷修改該影響部分；

③由于模型受到管理和控制的因素，在模型數(shù)據(jù)庫更新時，只能由power user去更新相關(guān)的元件庫。這樣做的目的就可以把受影響部分，有條理有步驟地進行分專業(yè)進行調(diào)整和修改。

2.1 狀態(tài)管理

在詳細設(shè)計階段，引入模型數(shù)據(jù)庫狀態(tài)管理，將狀態(tài)（MMSSTATUS）管理分為如下說明等級：

①狀態(tài)unset表示該模型沒有任何屬性輸入或者模型滯留（不存在于PID）；

②狀態(tài)15#表示該模型存在技術(shù)問題不能開展設(shè)計：blocked by technical problems；

③狀態(tài)30#表示該模型初步完成詳細設(shè)計和布置： design on progress；

④狀態(tài)50#表示該模型雖然完成初步設(shè)計，但由于元件缺失導(dǎo)致不能發(fā)布：blocked delivery by missing catalogue；

⑤狀態(tài)60#表示為詳細設(shè)計完成、初步計算分析受力完成、屬性完整、模型與PID一致：delivered to next step design；

⑥狀態(tài)90#表示該模型具備出圖條件，同時具備詳細應(yīng)力分析條件，可以進行加工設(shè)計：machining design；

⑦狀態(tài)95#表示在加工設(shè)計階段，充分考慮各種偏差，模型與實際不符：blocked by deviation。

注意：狀態(tài)聲明可以由最初的設(shè)計人員更新，但只能往高調(diào)整，往低調(diào)整只能是相關(guān)獲得授權(quán)的人員；外專業(yè)不能修改和調(diào)整本專業(yè)的模型和數(shù)據(jù)庫。

3 結(jié) 語

狀態(tài)管理（實際上就是加強分層、分支管理）目前已在其他行業(yè)得到很好的應(yīng)用，比如核電，火電等。海上平臺設(shè)計在提高工程效率方面，首先應(yīng)該從細節(jié)著手，對輸入和輸出的模型和數(shù)據(jù)庫實時有效進行管理，減少主觀因素對工程設(shè)計的影響；在客觀方面，應(yīng)建立起完整的數(shù)據(jù)庫，對于不同項目都有相關(guān)的數(shù)據(jù)庫可以調(diào)用；其次，在流程管理上，加以細化，特別是詳細設(shè)計階段，可以有效的管理和控制整個設(shè)計過程。

參考文獻：

[1] 賈連興，邢小平，汪霖.三維幾何模型可視化管理研究[A].中國電子學(xué)會電子系統(tǒng)工程分會第五屆軍事新型軟件與仿真學(xué)術(shù)文集[C].2013.