三維數字化移交技術在化工工程設計中的應用探究

徐曉曄

（中國五環(huán)工程有限公司，武漢430000）

1 引言

三維數字化移交技術是利用數字化設計手段進行移交，技術應用較為直觀、智能，效率較高[1]。三維數字化移交技術的應用是一種開創(chuàng)性的思路及理念，對水電工程等化學工程項目的建設意義重大。同時，三維數字化移交技術的應用也有利于打破工程項目建設中的信息瓶頸，從而進行全局統(tǒng)籌與規(guī)劃，保持信息的真實性[2]。三維設計技術的運用已經成為趨勢，并且在很多行業(yè)當中的應用已經非常成熟。但是不管是工程公司還是業(yè)主，面對浩如煙海的多種文件資料，想要從中搜索到自己需要的資料是非常費時費力的一個過程。進入信息化與數字化時代之后，數據信息管理的數字化趨勢越來越明顯，因此，化工廠的數字化設計必將成為發(fā)展趨勢。

2 三維數字化移交技術

三維數字化移交區(qū)別于傳統(tǒng)的紙質交付和電子化交付，需要向業(yè)主移交一套完整的數字化工廠系統(tǒng)[3]。三維數字化工廠具備自身的優(yōu)勢，其可以通過較為先進的技術為工廠的有序運行提供基本保障。數字化工廠建立與數字化移交是實現(xiàn)三維數字化工廠的有力保證，其中數字化移交技術是三維數字化工廠建設的基礎。數字化移交主要指將整個工程建設過程中所產生的設計圖紙、設計模型、文檔、工程工藝屬性、工程采購數據、建造施工數據、生產數據等，通過格式轉變等方式轉化為三維數字化工廠所需要的智能化信息化結構化為一體的三維模型，最終移交給物理工廠對應的數字化工廠。

目前，隨著數字移交技術的不斷發(fā)展，該技術的研究與運用已經日漸成熟，為數字化工廠的廣泛應用提供了有力保障。該技術還在石油化工領域得到了運用，同時很多領域的眾多企業(yè)也紛紛投入數字化工廠建設之中，為數字化工廠相關技術的發(fā)展提供了相應的實踐支持。數字化技術可以實現(xiàn)在滿足生產需求的基礎上，進行相應的生產加工運行、調試等，全面提升生產加工質量，將生產加工的真實動態(tài)呈現(xiàn)給人們。另一方面，通過數字化工廠的應用還可以為相關技術人員深入挖掘數據的價值提供幫助。但是目前數字化工廠數據深入挖掘技術還處于發(fā)展階段，還有很大的發(fā)展空間[4]。

3 三維數字化移交技術在化工工程設計中的應用

3.1 數據處理

數據采集是三維數字化設計的優(yōu)勢之一。在化工工廠設計過程中，數字化交付平臺的數據采集功能實現(xiàn)了自動化和智能化，能夠實現(xiàn)對資料的輸入分析和整理，各個系統(tǒng)通過標準接口進行數據抓取與驗證，從而促進設計速率的提升，確保設計的效率，進一步提高工程設計的科學性與合理性。工程資料的采集是實現(xiàn)設計成果信息全面采集的基礎，同時也是信息分析處理的基礎，因此，充分運用信息數據采集技術十分重要，技術人員還可以運用信息采集將采集到的數據傳輸到數據庫中，為其他人員調用信息提供有力保障。

信息處理和信息采集屬于數字化工程設計中較為復雜的2 項工作。要做好這2 項工作，就必須要運用相應的信息平臺，以便于將采集與處理完的數據收集到相應的平臺上，為之后信息數據的使用打好基礎。

本文以化工設計，工程總承包項目（EPC）為例，圖1 詳細列舉出了整個工程項目生命周期內所涉及的工具軟件及其產生的數據，傳輸方式方法和其產生的目標數據。

圖1 工程數據

3.2 數字化交付實施

在工程項目建設的過程中，項目單位在設計時，首先，要確定項目建設的總體目標，項目工程建設主要是使用三維設計手段，構建起信息化三維模型來實現(xiàn)工程全周期的數字化工程。同時，還需要進行數據需求調研，制定數據接收規(guī)范。本文以化工設計為例，原則上參考參照CHIFOS-Capital Facilities Information Handover Specification（資產設施信息交付規(guī)范）或者GB/T 51296—2018《石油化工工程數字化交付標準》來建立數字化交付系統(tǒng)。交付采取循序漸進的方案：初步交付包括主結構等；中期交付包括細化設備等；后期交付包括所有管線儀表等；竣工交付業(yè)主要求及竣工圖等。

其次，項目單位需要根據工程建設的現(xiàn)有資料，建立起完善的項目數字化信息模型，為項目工程建設的可視化管理提供支持。要以完善數據庫為中心，將原本的二維管理模式所產生的所有數據文檔，與三維數字化模型聯(lián)系起來，為工程項目的運行提供數據支持。三維數字化交付內容應該以工程交付的竣工圖為準，內容包括工程數據、文檔資料和工程模型（智能P&ID和三維模型）。數字化交付平臺整合各種協(xié)同設計子系統(tǒng)：智能P&ID、PDMS、工程圖表處理，文控系統(tǒng)等。如圖2 所示。

圖2 數字化交付平臺

最后，數據整理、錄入、系統(tǒng)測試、UAT 測試。交付方完成全部交付前期準備工作，數據生成、整合及數據校驗，發(fā)布在數字化交付平臺中，自檢合格后，整體交付。交付過程包括交付、接收和驗收等。交付方給用戶提供培訓和管理等。

三維數字化移交技術在化工項目工程移交技術運用當中，為發(fā)揮三維數字化移交技術的作用，在化工工程項目設計當中，首先，應建立三維模型，充分運用三維軟件，如P&ID、PDMS等軟件，從而建立起化工工程三維模型；其次，由于設備之間存在碰撞檢查，在安裝好三維模型之后需要工作人員進行仔細檢查；再次，導入基礎數據，錄入的資料分別有設計合同、項目設計資料、圖檔等；最后，完成對基礎數據的加工分析，完成各種基礎數據中心建設工作。基礎數據在加工完成之后要求相關人員整合錄入信息，確認信息之后將基礎數據和圖案聯(lián)系在一起，建立合理的數據審批流程，從而實現(xiàn)項目集成數據、設計文檔的數字化移交，從而做好設計資料和移交資料的控制工作。

4 結語

當前化工工廠設計成品主要是采取純圖紙移交的方式，利用現(xiàn)代數字化技術實現(xiàn)三維設計，實行數字化移交，是當前化工工程設計行業(yè)發(fā)展的重要方向之一。