三維設(shè)計的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢研究

王其松+李愛花

摘要：文章對石油行業(yè)、化纖行業(yè)等領(lǐng)域所采用的三維設(shè)計軟件進(jìn)行了簡要的探討與分析，明確了PDMS，PDS，PDSOFT這3種三維設(shè)計軟件的特點(diǎn)與共通性，并指出當(dāng)前我國在三維設(shè)計軟件應(yīng)用過程中存在的問題。文章針對材料編碼體系及數(shù)據(jù)庫的不健全、三維設(shè)計各專業(yè)協(xié)同設(shè)計配合程度不高、研發(fā)進(jìn)度緩慢等問題作出了闡述，明確其解決策略，并對三維設(shè)計的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了簡要的探討。

關(guān)鍵詞：三維設(shè)計；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

近些年來，隨著計算機(jī)技術(shù)在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用，涌現(xiàn)出了一大批的新型技術(shù)，而三維設(shè)計技術(shù)也在這些新型技術(shù)當(dāng)中脫穎而出。三維設(shè)計技術(shù)通過計算機(jī)中的三維設(shè)計軟件，能夠?qū)⒃O(shè)計者所想象出的元件模型生動逼真地顯示出來，從而使產(chǎn)品生產(chǎn)能依據(jù)三維模型作為指導(dǎo)基礎(chǔ)進(jìn)行生產(chǎn)，大大提高了產(chǎn)品的自身性能。如今，三維設(shè)計技術(shù)己經(jīng)在工程設(shè)計領(lǐng)域中得到了非常廣泛的應(yīng)用，并且發(fā)揮出了不可替代的作用。但是，由于各行各業(yè)所使用的三維軟件眾多，功能也參差不齊。因此，三維設(shè)計在各個領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用狀況和發(fā)展也都有所不同。本文通過對石油行業(yè)及化纖行業(yè)等主流三維設(shè)計軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對三維設(shè)計的發(fā)展趨勢作出探討。

1 目前我國三維設(shè)計軟件的應(yīng)用環(huán)境及軟件分析

在當(dāng)前我國石油行業(yè)及化纖行業(yè)領(lǐng)域，其主流三維設(shè)計軟件主要包括工廠設(shè)計管理系統(tǒng)（PlantDesignManagementSystem，PDMS），工廠設(shè)計系統(tǒng)（PlantDesignSystem，PDS），三維工廠設(shè)計軟件（PlantDesignSoftware，PDSOFT）這3款軟件，接下來筆者對這3款主流三維設(shè)計軟件進(jìn)行簡要的分析。

1.1 PDS軟件探究

PDS三維設(shè)計軟件是由CAD生產(chǎn)廠商進(jìn)行開發(fā)的主流軟件之一，它具有集成化的設(shè)計理念，其功能十分強(qiáng)大，不僅有許多設(shè)計模塊，其數(shù)據(jù)庫也較為完善，是一款具備多種功能的軟件。它能對管道模型進(jìn)行設(shè)計，也能對設(shè)備模型進(jìn)行設(shè)計，并且還具有平面圖截取、形成材料報告等多種功能，并且其設(shè)計極為準(zhǔn)確，具備高度的自動化與智能化。如今，PDS被普遍的應(yīng)用于碰撞和干擾檢查，以此避免因設(shè)計失誤發(fā)生碰撞或干擾問題。PDS軟件所設(shè)計出的模型能夠更加方便設(shè)計人員與技術(shù)員的溝通與協(xié)調(diào)，并且設(shè)計審查時能夠更加直觀地展示實(shí)際情景，有利于技術(shù)人員對設(shè)計模型進(jìn)行技術(shù)研宄工作，從而保障了業(yè)主能夠更加全面客觀地作出決策。PDS三維設(shè)計軟件在我國的發(fā)展時間很長，許多大型石化裝置的設(shè)計工作基本都是由PDS設(shè)計軟件所設(shè)計的。

1.2 PDMS軟件探究

PDMS三維設(shè)計軟件是由AVEVA生產(chǎn)廠商進(jìn)行研發(fā)的，它的涵蓋范圍非常廣，基本涉及工廠設(shè)計的所有專業(yè)，并且實(shí)現(xiàn)了多專業(yè)協(xié)同設(shè)計，能夠被廣泛地應(yīng)用于碰撞檢查。PDMS三維設(shè)計軟件最初是將配管作為主體專業(yè)的，但它在其他多個專業(yè)中也能進(jìn)行三維建模設(shè)計。這就使其不僅能夠進(jìn)行配管專業(yè)的三維管道設(shè)計，還能對土建、設(shè)備、儀表等其他專業(yè)進(jìn)行三維外形實(shí)體模型的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了管道與其他結(jié)構(gòu)，如管道與鋼結(jié)構(gòu)、管道與基礎(chǔ)等的協(xié)同設(shè)計，對于避免管道與各結(jié)構(gòu)間的碰撞和干擾問題，具有十分重要的作用。：PDMS相比于PDS三維設(shè)計軟件，其引入國內(nèi)的時間較短，不過它卻具有結(jié)構(gòu)簡單易操作的優(yōu)勢，所以其發(fā)展速度較快。但是PDMS也有缺點(diǎn)，就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單引起的數(shù)據(jù)安全性問題，PDMS的數(shù)據(jù)安全性較差，不過在新版本中對其數(shù)據(jù)安全性進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化。

1.3 PDSOFT軟件探究

PDSOFT三維設(shè)計軟件是由我國國內(nèi)的一家技術(shù)公司進(jìn)行自主研發(fā)的，因此它具有自主知識產(chǎn)權(quán)，PDSOFT三維設(shè)計軟件的功能也很強(qiáng)大，它能實(shí)現(xiàn)建筑、設(shè)備、電纜、管道等多個專業(yè)的協(xié)同設(shè)計，其適用性極強(qiáng)。如今PDSOFT三維設(shè)計軟件己經(jīng)被廣泛應(yīng)用于輕工、化工、核工業(yè)、鋼鐵等眾多領(lǐng)域。PDSOFT三維設(shè)計軟件能夠建立真實(shí)的三維工廠模型，并且具備較高的功能性和智能性，其建立出的三維模型，直觀、精確，并且各個零件的位置都能做到一目了然，因此，能被用于碰撞和干擾檢查，以及對圖紙進(jìn)行自動標(biāo)注，自動生成統(tǒng)計材料報表等，不僅大大縮減了工作量，也保證了準(zhǔn)確性。PDSOFT三維設(shè)計軟件價格較低，并且在國內(nèi)應(yīng)用十分廣泛，對一些簡單項目的設(shè)計效率非常高，而且其部署和實(shí)施效率非?？?，因此具備了廣闊的發(fā)展前景。

2 當(dāng)前我國在三維設(shè)計應(yīng)用中存在的問題2.1材料編碼體系與數(shù)據(jù)庫的不健全

在當(dāng)前我國三維設(shè)計應(yīng)用中，材料編碼體系與數(shù)據(jù)庫的不健全是較為突出的問題，其主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫人員在進(jìn)行管道材料編寫工作時，沒有統(tǒng)一的規(guī)定對其進(jìn)行明確，而材料編寫則完全依靠的是個人習(xí)慣，因此具備無規(guī)律性。而且不同數(shù)據(jù)庫人員對同一管道材料或項目的描述都不一致，雖然意思相同，但是文字的先后順序確完全不同，也因此給業(yè)主在進(jìn)行管道材料采購時帶來了較大的困難，而這也使其在進(jìn)行材料匯總表生成時，對相關(guān)材料的描述難以統(tǒng)一，并且缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性。此外，材料編碼體系的不統(tǒng)一，也使描述不一的材料編碼難以被重復(fù)使用，也由此大大增加了工作量。

2.2 各專業(yè)協(xié)調(diào)配合程度不高

在三維設(shè)計軟件應(yīng)用過程中，各專業(yè)協(xié)調(diào)配合程度不高也是突出問題之一。由于三維軟件數(shù)量較多，應(yīng)用水平的不一致及受到傳統(tǒng)設(shè)計思想和現(xiàn)代設(shè)計方法沖突的影響，在國內(nèi)三維設(shè)計當(dāng)中，只有極少數(shù)的三維設(shè)計軟件能對PDMS模型進(jìn)行設(shè)計，而其余大部分專業(yè)都沒有很好地參與到設(shè)計環(huán)節(jié)當(dāng)中去，并且三維建模的時候，不僅管道設(shè)計是由配管工程師進(jìn)行設(shè)計的，其他結(jié)構(gòu)也都是由配管工程師進(jìn)行設(shè)計的，而其他多數(shù)專業(yè)基本沒有參與到建模設(shè)計當(dāng)中，致使三維模型的應(yīng)用效果大幅降低。

2.3 三維設(shè)計軟件研發(fā)進(jìn)度緩慢，標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)落后

由于三維設(shè)計人員的自身教育情況參差不齊，再加上項目進(jìn)度較為緊張，設(shè)計人員為了能夠早日出圖，便忽視對三維模型的真實(shí)反映情況及一致性檢查等，致使三維模型的優(yōu)勢難以發(fā)揮出來，另外，三維設(shè)計的配套管理體系標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)仍舊較為落后，這也使模型的品質(zhì)難以得到有效保障。還有，雖然三維設(shè)計軟件的適用性較強(qiáng)，應(yīng)用也比較廣泛，但由于公司規(guī)定的不一致性，因此在應(yīng)用上區(qū)別很大，對其進(jìn)行針對性研發(fā)的難度較大。再加上對三維設(shè)計軟件進(jìn)行二次研發(fā)的企業(yè)數(shù)量較少，二次研發(fā)資金投入不足，使得我國在三維設(shè)計軟件研發(fā)進(jìn)度緩慢。endprint

3 三維設(shè)計未來發(fā)展趨勢

三維設(shè)計在將來必然會朝著以下幾個方向進(jìn)行發(fā)展。

3.1 以企業(yè)作為管理單位，建立材料編碼體系與相關(guān)數(shù)據(jù)庫三維設(shè)計品質(zhì)的提高，離不開完善的數(shù)據(jù)庫，而三維設(shè)計的未來發(fā)展趨勢必然會形成健全全面的材料編碼體系與數(shù)據(jù)庫，其材料編碼體系將能夠在同一平臺進(jìn)行管理，統(tǒng)一對元件庫的描述，使其能夠依據(jù)各專業(yè)特點(diǎn)，形成適用于所有專業(yè)的統(tǒng)一工作平臺。而且能夠針對不同企業(yè)的特點(diǎn)，大幅度加強(qiáng)自身的適用性，實(shí)現(xiàn)了適用于所有專業(yè)包括采購和現(xiàn)場施工的材料編碼體系。

3.2 形成規(guī)范化、統(tǒng)一化三維設(shè)計平臺，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一平臺三維設(shè)計協(xié)同合作

在不久的未來，各專業(yè)的三維設(shè)計軟件的應(yīng)用水平將進(jìn)行高度的統(tǒng)一，并能積極有效地降低傳統(tǒng)設(shè)計理念和現(xiàn)代設(shè)計方法的沖突，使三維設(shè)計更具長遠(yuǎn)發(fā)展的潛力，將促進(jìn)各專業(yè)在三維軟件當(dāng)中的協(xié)同設(shè)計，打破原有的設(shè)計思想，真正形成規(guī)范化、統(tǒng)一化的三維設(shè)計平臺。

3.3 強(qiáng)化三維設(shè)計二次研發(fā)工作，優(yōu)化軟件綜合性能

針對二次研發(fā)進(jìn)度緩慢的問題，在將來我國對三維設(shè)計軟件必將強(qiáng)化其二次研發(fā)工作，來優(yōu)化軟件綜合性能，以此提高軟件的綜合性能，使軟件的功能更加完善，并以此實(shí)現(xiàn)同一平臺無縫數(shù)據(jù)傳遞，使設(shè)計人員能夠更加快速地生成各類圖紙，提升出圖效率，并且將極大地縮減工作量。

3.4 對三維設(shè)計流程、崗位與制度進(jìn)行積極的優(yōu)化調(diào)整

在不久的將來，三維設(shè)計流程將更加完善，崗位與制度將得到更加積極的優(yōu)化與調(diào)整，并建立三維協(xié)同平臺和模型品質(zhì)控制流程，從而真正增強(qiáng)各專業(yè)的協(xié)同設(shè)計能力，并且將能貫穿設(shè)計的所有環(huán)節(jié)，從根本上增強(qiáng)模型審查效率。

4 結(jié)語

總之，三維設(shè)計軟件在各行各業(yè)的應(yīng)用需要多個專業(yè)對其進(jìn)行協(xié)同設(shè)計，而這也必然會成為未來的發(fā)展趨勢，三維設(shè)計軟件在各行各業(yè)的應(yīng)用對于整個行業(yè)來說，都代表著其整體設(shè)計水平的不斷提高，并且使其產(chǎn)品品質(zhì)得到大幅度提高，促進(jìn)了各領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，滿足了我國對產(chǎn)品質(zhì)量的高要求，實(shí)現(xiàn)了與國際進(jìn)行接軌。因此，為了實(shí)現(xiàn)未來三維設(shè)計發(fā)展的美好前景，需要我們的共同努力。

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