海工產(chǎn)品管系生產(chǎn)設計后處理開發(fā)

曹　璐　崔建成

(廣船國際技術(shù)中心)

海工產(chǎn)品管系生產(chǎn)設計后處理開發(fā)

曹璐崔建成

(廣船國際技術(shù)中心)

本文介紹了海工FPSO項目管系生產(chǎn)設計過程中的數(shù)據(jù)在AM系統(tǒng)和PDM系統(tǒng)中的應用情況。并結(jié)合我司管系加工、制作、安裝的實際情況，闡述了海工產(chǎn)品管系生產(chǎn)設計流程、數(shù)據(jù)處理和工程開發(fā)。

AM系統(tǒng) 管系生產(chǎn)設計 二次開發(fā)

0　前言

海工產(chǎn)品與普通船舶產(chǎn)品在管系生產(chǎn)設計上有著較大區(qū)別。海工產(chǎn)品更注重每道工序的可追溯性，因此在生產(chǎn)設計過程中無論是數(shù)據(jù)的組織形式、出圖模式、清單套表的格式等都有不小的差別。海工產(chǎn)品多采用ISO圖（Isometric Drawing）區(qū)別于普通船舶的管子制作小票來指導管系制作和施工。管系ISO圖同時具備了制作、安裝、試壓、附件信息等功能，其具有圖面信息量大、加工和安裝信息詳盡、附件和焊縫可追溯性等特點。這些特點對AM系統(tǒng)部件庫和規(guī)格書的建立、設計思路和方法、出圖操作以及后續(xù)圖紙升版，提出了嚴格的要求。

1　AM系統(tǒng)工程項目規(guī)劃

海工產(chǎn)品的AM系統(tǒng)工程項目規(guī)劃與普通船舶項目基本相同，規(guī)劃內(nèi)容包括定義:Team（組）、User（用戶）、DB（數(shù)據(jù)庫）、MDB(數(shù)據(jù)庫組）。另外還有Project（創(chuàng)建新工程）、引用標準工程的基礎數(shù)據(jù)庫、DAC（Data Access Control）設置、部件庫和規(guī)格書的建立等。由于海工產(chǎn)品采用美標沒有現(xiàn)成的標準工程數(shù)據(jù)庫可以引用，因此前期花了大量人力和精力力對標準工程數(shù)據(jù)庫進行建立。

表1　海工FPSO產(chǎn)品生活模塊單元設計和安裝常用美標統(tǒng)計表

1.1美標采集與研究

海工產(chǎn)品與普通船舶產(chǎn)品的顯著特征就是使用的標準不同，即便是生活模塊單元也采用與石油加工單元同樣的管路設計和制造標準。這就使得對美國標準的研究和正確使用成為踏進海工產(chǎn)品的第一步，無論是ASME(美國機械工程師學會)、ASTM(美國材料與實驗學會)、API(美國石油學會)、ANSI（美國國家標準學會）等相關標準都成為必須攻克的難關。

1.2AM系統(tǒng)部件庫和規(guī)格書的建立

部件庫是建模的基礎，任何物量的產(chǎn)生都是和部件庫里的部件一一對應的，這樣可以保證物資系統(tǒng)里部件ID碼的唯一性。規(guī)格書起到指針的作用，并將同一類別的部件進行劃分，方便設計人員進行選用。見圖1。

圖 1 AM系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)傳遞形式

海工產(chǎn)品的部件庫和規(guī)格書的數(shù)據(jù)形式也基本上是按照上述原則進行劃分和建立的。在建立過程中考慮到海工產(chǎn)品的特殊性，制訂了《海工產(chǎn)品AM系統(tǒng)管系部件編碼》以區(qū)別與普通船舶產(chǎn)品管系部件在AM系統(tǒng)中的建立。同時為了確保后續(xù)在ISO圖模塊出圖以及自動提取材料匯總表，滿足國際高標準海工產(chǎn)品要求以及船東個性化的需求，在部件庫建立的時候中增加了多個自定義屬性信息，并制訂《海工產(chǎn)品AM系統(tǒng)管系部件自定義屬性規(guī)劃表》來對增加的自定義屬性進行統(tǒng)一管理及使用。

1.3海工產(chǎn)品AM系統(tǒng)管系生產(chǎn)設計流程

海工產(chǎn)品的AM系統(tǒng)管系生產(chǎn)設計流程在制訂的時候需要考慮海工產(chǎn)品的特殊性，譬如管路生產(chǎn)設計圖紙的升版頻繁、修改部件的可追溯、每條焊縫的可追溯、管路及附件的信息詳實等要求。因此在設計流程的制訂上要充分照顧到每個版本模型修改所產(chǎn)生的物量增減、焊縫編號的唯一性、不同版本下同一管路部件的可追溯性、不相同版本下未發(fā)生變化部件的獨立性等特殊要求。將各個環(huán)節(jié)統(tǒng)一考慮，在普通船舶管系生產(chǎn)設計流程的基礎上進行擴展從而滿足海工產(chǎn)品的需求，主要包括新建管路處理流程、裝配管刪除處理流程、管路刪除流程、裝配管修改流程等。每種流程都有指定的操作流程予以對應，保證整個管系生產(chǎn)設計流程數(shù)據(jù)的完整性和可追溯性。

同時通過對設計流程的優(yōu)化及完善，不斷減少設計人員的操作步驟以及后臺數(shù)據(jù)處理的信息量，以提高管系生產(chǎn)設計建模和出圖效率，縮短設計周期。

2　模型數(shù)據(jù)處理和開發(fā)

雖然海工產(chǎn)品的三個項目都沒有通過PDM系統(tǒng)對模型數(shù)據(jù)進行組織和管理，但技術(shù)中心還是依照海工流程的采購清單模式（MTO）和套用我司自己的托盤、套表樣式進行了PDM系統(tǒng)的功能開發(fā)和對模型數(shù)據(jù)進行組織和有序管理，并生成相應的套表和清單。

2.1工藝數(shù)據(jù)處理

圖2　海工產(chǎn)品AM系統(tǒng)管系生產(chǎn)設計總流程圖

圖3　裝配管修改設計流程

工藝數(shù)據(jù)處理功能實現(xiàn)把模型數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分類，存放于相應的數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)表中，為后續(xù)輸出BOM表提供條件。FPSO項目的工藝數(shù)據(jù)處理功能與船舶產(chǎn)品有較大區(qū)別，主要表現(xiàn)在增加MTO信息處理業(yè)務（包含管路工藝檢查、新舊數(shù)據(jù)對比及版本記錄等），記錄著產(chǎn)品物量變化過程，并做到對物量變化的可追溯。

2.2ISO圖輸出

管系ISO圖就是將一條或多條裝配管組成的管路（包括管路上的管段、管附件、連接件等）用正軸測投影的方法投射到一個投影面上所得到的圖形集合和相關信息描述，用于指導管路的制作、安裝、報驗等工作。它是以管系P&ID圖（管系原理圖）、ROUTING圖（管路走向圖）等為依據(jù)進行設繪。ISO圖作為一種國際通用的圖紙，應用于各種海工產(chǎn)品與裝備行業(yè)，達到打造優(yōu)質(zhì)精品工程的目的。

ISO出圖從“伊利亞貝拉”項目到“瑪麗卡”、“薩卡里瑪”項目一直都在不停的進行完善和優(yōu)化。更多的操作通過計算機完成、減少人工干預的成份，提高出圖效率和出圖的正確性。圖4和圖5是“伊利亞貝拉”項目和“瑪麗卡”項目管系ISO出圖的樣張對比。無論從內(nèi)容、信息組織形式、表達方式、閱讀的方便性等方面都有不小的進步，而且“伊利亞貝拉”項目的ISO出圖還處于半自動化階段，整個出圖有一半工作量需要設計人員手工在CAD軟件里調(diào)整完成。而到了“瑪麗卡”項目已經(jīng)實現(xiàn)完全在AM系統(tǒng)下完成，不需要再導入CAD軟件里做調(diào)整，大大提高出圖效率和準確性。

目前，管系ISO圖圖面的內(nèi)容主要包括封頁、總體說明、管線清單、ISO圖、材料表、尺寸標注、技術(shù)說明和圖例等。

圖4　伊利亞貝拉ISO圖

圖5　瑪麗卡ISO圖

2.3MTO報表輸出

MTO報表用于記錄管路部件物量應用情況，跟蹤管路修改的物量變化，見圖6。報表內(nèi)容包括部件信息和部件所屬管路：部件信息包括部件名稱、部件規(guī)格、部件尺寸、數(shù)量、重量等；管路信息包括管路號、管路版本、分段（區(qū)域）等。

早起在進行MTO報表輸出數(shù)據(jù)開發(fā)時考慮到MTO報表要送審船東，格式上嚴格按照海工模式的規(guī)范，因此通過制作水晶報表方式輸出。但從實際操作上來看，物資采購無法等到生產(chǎn)設計結(jié)束后再出MTO，因此PDM系統(tǒng)的報表輸出功能只用作整個項目設計物量統(tǒng)計和實際物資采購數(shù)量的對比用。

圖6　PDM系統(tǒng)下生成的管路附件MTO樣張

2.4托盤、清單套表

托盤、清單套表完全是為了滿足我司生產(chǎn)組織形式而在設計早期對PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行開發(fā)的清單，見圖7。隨著FPSO項目的深入，逐漸發(fā)現(xiàn)托盤、清單套表等無法滿足海工項目生產(chǎn)組織形式，尤其是FPSO、鉆井平臺這類狹義海工產(chǎn)品。因此，后期只用作設計物量與實際物量比對之用。

圖7　PDM系統(tǒng)下生成的管路托盤和清單套表

3　結(jié)束語

雖然FPSO項目已經(jīng)成功交付業(yè)主使用，但在海工模式下管系生產(chǎn)設計數(shù)據(jù)開發(fā)與研究還存在優(yōu)化和完善的空間。相信通過不斷的努力，一定可以使我們管系生產(chǎn)設計數(shù)據(jù)處理方式更加貼近海工產(chǎn)品的實際需求，從而提高設計效率，縮短設計周期。

10.3969/j.issn.2095-4506.2016.03.009

曹 璐（1981--），男，工程師，船舶設計。崔建成（1988--），男，助理工程師，船舶設計。

（2016-5-31）