SP3D在撬塊化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隋倩倩

（海工英派爾工程有限公司，山東青島 266101）

SP3D在撬塊化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隋倩倩

（海工英派爾工程有限公司，山東青島 266101）

主要介紹了SP3D在撬塊化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，旨在提高施工效率，節(jié)省成本，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，高效精準(zhǔn)的完成工程項(xiàng)目。

SP3D；撬塊化設(shè)計(jì)

隨著中國(guó)工程公司海外項(xiàng)目的拓展，一些石化工程公司在非洲、中東和南美等海外地區(qū)中標(biāo)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目通常遠(yuǎn)離居民區(qū)，環(huán)境惡劣，物資供應(yīng)匱乏，客觀上限制了現(xiàn)場(chǎng)施工水平，為了應(yīng)對(duì)這些情況，達(dá)到節(jié)約成本，加快工程進(jìn)度的目的，國(guó)內(nèi)的工程公司會(huì)盡量把工作放在國(guó)內(nèi)，壓縮現(xiàn)場(chǎng)工程量，撬塊化設(shè)計(jì)成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的首選方案。以美國(guó)鷹圖公司開發(fā)的SP3D是目前智能工廠設(shè)計(jì)領(lǐng)域中處于領(lǐng)先地位的產(chǎn)品，用于撬塊化設(shè)計(jì)也較為廣泛。

1 撬塊化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

撬塊是利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、計(jì)算軟件等方法對(duì)各種工藝設(shè)備、工藝管道等進(jìn)行打包，使其擁有獨(dú)立的功能，可以整體搬遷運(yùn)移和吊裝[1]。早在20 世紀(jì)80 年代，美國(guó)工程師就已提出撬塊化設(shè)計(jì)并在中東的項(xiàng)目中應(yīng)用，發(fā)展至今已經(jīng)有30多年的時(shí)間。撬塊化設(shè)計(jì)由于自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可大幅降低施工現(xiàn)場(chǎng)人工消耗量、降低現(xiàn)場(chǎng)不利因素的影響、提高施工質(zhì)量和施工安全性、保護(hù)環(huán)境等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為工程設(shè)計(jì)，特別是一些海外工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一個(gè)主要趨勢(shì)[2]。

撬塊化設(shè)計(jì)主要考慮撬塊的劃分、撬塊間的連接、撬塊的制造、運(yùn)輸和安裝。一般來講，撬塊的劃分取決于運(yùn)輸和吊裝因素，通常陸地運(yùn)輸會(huì)起到?jīng)Q定性因素。撬塊化設(shè)計(jì)中提前預(yù)制部分包括管子預(yù)制與支吊架預(yù)制，運(yùn)輸前用臨時(shí)支架將管道設(shè)備支撐固定好，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后將臨時(shí)支架去除，安裝上支吊架即可。圖1為某海外項(xiàng)目部分撬塊圖。

撬塊特點(diǎn)：

1）建設(shè)周期短。減少現(xiàn)場(chǎng)施工量，有效地縮短了工期。這種設(shè)計(jì)可以提前采購(gòu)提前安裝，在工廠里完成的工作量可占整個(gè)項(xiàng)目的90%以上，極大地提高了施工效率；

2）可靠性提高。制造廠內(nèi)環(huán)境良好，有利于生產(chǎn)和組裝，也方便檢測(cè)設(shè)備；

3）集成度高。撬塊化結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。有效利用空間；

4）安裝和操作便捷。將整個(gè)系統(tǒng)分成不同的小塊，便于安裝和移動(dòng)。

5）節(jié)約資金。撬塊化設(shè)計(jì)很大程度減少的制造成本和安裝成本。

雖然撬塊化有這么多優(yōu)點(diǎn)，但也相應(yīng)存在一些問題。正因撬塊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，撬內(nèi)管線走向錯(cuò)綜復(fù)雜，如果僅憑人腦設(shè)計(jì)，很難完成如此龐大的管路系統(tǒng)，；撬塊與外管線的接口如果不精準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致管線連接不上，現(xiàn)場(chǎng)還需要修改和調(diào)整，增加現(xiàn)場(chǎng)的工作量。

2 SP3D在撬塊化中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，利用三維軟件輔助工程設(shè)計(jì)的做法越來越普遍，由美國(guó)鷹圖公司開發(fā)的SP3D（智能工廠三維軟件）是目前智能工廠設(shè)計(jì)系統(tǒng)領(lǐng)域中最新的主流產(chǎn)品。SP3D最核心部分在于數(shù)據(jù)庫的建立，計(jì)算機(jī)只能編譯數(shù)字信息，不能編譯文字信息，所以要將文字轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息傳遞給計(jì)算機(jī)，最基本的組成分為AllCodeLists、Specification、Catalog。其中AllCodeLists是將各種有效信息歸類，并將各類文字信息標(biāo)記為對(duì)應(yīng)的數(shù)字。需要標(biāo)記的文字信息很多，如管道的尺寸、壁厚、壓力、材質(zhì)、焊接對(duì)口方式等。針對(duì)每一個(gè)特性，都可以建立一張相應(yīng)的表格[3]。除此之外，還包括劃分管道等級(jí)的Specificaiton 部分和反應(yīng)管道實(shí)際尺寸參數(shù)的Catalog部分。通過數(shù)據(jù)庫，又將數(shù)字轉(zhuǎn)化成模型，包括結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管道、支架等建模，形象直觀地展現(xiàn)給我們。如圖2所示，SP3D在項(xiàng)目中的應(yīng)用一目了然。

SP3D建?？梢詫?shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)共享允許同一個(gè)項(xiàng)目在多個(gè)地點(diǎn)同步實(shí)施。雖然需要實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)連接，但即使網(wǎng)絡(luò)中斷，各個(gè)站點(diǎn)仍然可以工作。安全性和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。軟件可以設(shè)置權(quán)限，只有符合身份的用戶才能登錄并修改，并且可以自動(dòng)備份，極大程度挽回?fù)p失。高效的接口管理、對(duì)外部數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接口等都為項(xiàng)目順利進(jìn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

從SP3D軟件使用情況看，與二維設(shè)計(jì)軟件相比，其優(yōu)勢(shì)比較明顯，主要體現(xiàn)為：SP3D軟件可最大限度地減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。二維平面設(shè)計(jì)軟件費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤較多，而且有些錯(cuò)誤較難避免，如材料統(tǒng)計(jì)方面的錯(cuò)誤，即使很仔細(xì)的設(shè)計(jì)者也無法避免此類錯(cuò)誤。

3 SP3D出ISO圖

用SP3D出圖，可以定制圖框，按照項(xiàng)目要求將所需內(nèi)容包括管線號(hào)、保溫厚度、設(shè)計(jì)壓力、操作壓力、流體類型、保溫材料等在圖中相應(yīng)位置顯示。如圖3所示：

4 出圖及報(bào)告

在Space Management模塊下，選定一個(gè)Volume，這個(gè)Volume可依據(jù)撬塊大小進(jìn)行劃分，經(jīng)過出圖轉(zhuǎn)換，生成平面圖、立面圖、剖面圖、管道布置圖和三維圖等，如圖4、圖5所示。并且可以快速生成管材表、單管圖、支架表等圖紙報(bào)告，減少了人工統(tǒng)計(jì)的工作量，可準(zhǔn)確地做出工程概預(yù)算。

圖2 SP3D在項(xiàng)目中的應(yīng)用流程

圖3 iso圖示例

SP3D在工業(yè)上應(yīng)用越來越廣泛，但由于以下一些缺點(diǎn)，制約了它的推廣：SP3D軟件龐大，掌握較難；其中的模塊很多，且功能和內(nèi)容各不相同，需花費(fèi)大量的時(shí)間與精力進(jìn)行培訓(xùn)和消化。軟件價(jià)格較貴且對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求較高，在目前情況下不可能購(gòu)買大量的軟件供每個(gè)設(shè)計(jì)者使用。相信SP3D在進(jìn)一步的推廣和深入研究中，會(huì)不斷提高質(zhì)量和品質(zhì)，其在化工行業(yè)應(yīng)用也將日益擴(kuò)大。

圖4 選定出圖區(qū)域

圖5 平立面圖

[1]杜煥昌.海上平臺(tái)用撬塊特點(diǎn)及開發(fā)方法.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，（11）.

[2]康正華.SP3D在模塊化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].上?；ぃ?015，（6）：17-19.

[3]譚茹.淺析SmartPlant 3D 軟件的管道數(shù)據(jù)庫[J].科技視界，2015，（21）.

Application of SP3D in Skid Block Design

Sui Qian-qian

Mainly introduces the application of SP3D in the skid block design，in order to improve the construction efficiency，save the cost，ensure the design quality，and the high efficiency and precision of the whole project.

SP3D；skid block design

TE97；TP391.72

B

1003–6490（2016）04–0183–02

2016–03–21

隋倩倩（1985—），女，山東青島人，助理工程師，主要從事化工設(shè)計(jì)方面工作。