計算機軟件技術(shù)在化工設計中的應用

張秀玲

（長春金融高等?？茖W校現(xiàn)代教育中心，吉林長春 130012）

在科學技術(shù)與現(xiàn)代化生產(chǎn)不斷結(jié)合的大背景下，國家在宏觀上對企業(yè)建設的要求相較于以往而言有了更加明顯的調(diào)整和轉(zhuǎn)變，不在于簡單的量化生產(chǎn)為本位，而是更加強調(diào)技術(shù)的升級和進步，這種變化也給企業(yè)的創(chuàng)新提供了新的思路和途徑。而化工企業(yè)作為引領時代發(fā)展潮流的重要基礎，在這種情況下也應當受到更加高度的重視和關注，特別是就化工設計而言，要尤為強調(diào)計算機軟件技術(shù)應用的重要意義。

1 基于數(shù)據(jù)挖掘的化工設計對企業(yè)發(fā)展的重要意義

1）化工設計能夠為化工產(chǎn)品的生產(chǎn)奠定堅實的基礎，其自身涉及的內(nèi)容就包括各類化學反應，也與模擬實踐存在密切的聯(lián)系。在此基礎上，對化工生產(chǎn)的工藝和流程進行重組并架構(gòu)，分析影響生產(chǎn)質(zhì)量的可變性因素，并結(jié)合項目建設的實際需求，來調(diào)整后續(xù)化工生產(chǎn)的布局，優(yōu)化原料資金的投入組織，并指導化工設備的采購。這也就意味著，化工設計在企業(yè)發(fā)展中的作用是歧視性的，只有先敲定科學且合理的設計方案，才能真正確保各項化工生產(chǎn)的有效落實，發(fā)揮出設計的規(guī)劃和引導作用。

2）化工設計能夠完善企業(yè)的生產(chǎn)流程。當企業(yè)在分配設計人員和技術(shù)人員的時候，就需要圍繞化工生產(chǎn)流程這一中心，要想真正提高生產(chǎn)的質(zhì)量，增強產(chǎn)品的銷售效果，減少生產(chǎn)過程中不必要的損耗和消耗，降低安全事故發(fā)生的可能性，就必須要重點把握好工藝流程和生產(chǎn)控制流程這兩個方面。設計人員需要認真分析生產(chǎn)工藝流程，并結(jié)合相應的數(shù)據(jù)，在模擬結(jié)果出來之后，分析生產(chǎn)工藝流程中涉及的化學反應和化學原理，以確定化學原料的用量和規(guī)模，分析化工生產(chǎn)中涉及的主客觀環(huán)境因素，并對生產(chǎn)項目進行綜合性的評價和總結(jié)，最大限度地控制變量因素。同時，設計人員還應當從生產(chǎn)控制流程入手，以設備和自動化平臺的架構(gòu)為基礎，讓化工生產(chǎn)能夠顯露出信息化的特征。也就是說，化工設計能夠讓企業(yè)的生產(chǎn)流程變得更加科學合理，能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在的風險和弊端，并作出靈活的應對和處理。

2 計算機軟件技術(shù)指導下的化工設計特點

1）計算機軟件技術(shù)的應用，能夠讓化工設計變得更加迅速便捷，可以為企業(yè)帶來意想不到的便利?；ぴO計作為生產(chǎn)的基礎環(huán)節(jié)，在具體實踐的過程中也需要考慮化學反應和工藝流程這些基本的問題，而計算機軟件技術(shù)的應用，能夠讓這些工作獲得更加堅實可靠的數(shù)據(jù)支撐，擁有更加完善的輔助工具。例如，在工藝流程設計的過程中，設計人員就可以利用計算機繪圖軟件，對現(xiàn)有的生產(chǎn)流程圖進行修改和完善，這就大大彌補了手工繪制圖像的弊端，簡化了工作的流程，省略了許多不必要的步驟。

2）計算機軟件的應用，可以讓化工設計變得更加精準。設計人員在工作的過程中，需要收集大量的生產(chǎn)信息和工藝數(shù)據(jù)，在這其中，以化學反應的頻率和次數(shù)最為突出，而且還需要考慮到化學原料的用量和種類，甚至還要關注生產(chǎn)車間設備的尺寸和規(guī)格。而在計算機軟件技術(shù)的引導下，設計人員就可以收集更加精確的資料，盡可能縮小數(shù)據(jù)的誤差，并利用3d模擬技術(shù)，對化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行更加正確的改造，可以是設備的應用，也可以是公益線路的規(guī)劃等。另外，設計人員還可以及時與工程師進行溝通，按照工程師的意見，對生產(chǎn)圖的比例和尺寸進行調(diào)整，可以減少后續(xù)操作中存在的失誤，提高化工生產(chǎn)的質(zhì)量。

3 計算機軟件技術(shù)在化工設計環(huán)節(jié)的具體應用內(nèi)容

3.1 數(shù)據(jù)處理和計算

信息與數(shù)據(jù)的收集和處理，是化工設計環(huán)節(jié)的基礎性工作，由于化工生產(chǎn)需要涉及不同類型的原料，所以也具有極強的不穩(wěn)定性，無論是模擬還是實際生產(chǎn)，都有可能受到主客觀因素的干擾，會受到不同因素或者是變量的影響。這也就意味著，化學生產(chǎn)分析在不同的階段，也會出現(xiàn)數(shù)據(jù)總結(jié)上的偏差和區(qū)別。在這種情況下，設計人員就需要通過模擬數(shù)據(jù)的收集來減少操作中的誤差，借助計算機軟件技術(shù)，收集化學反應中需要使用的原料，并分析化學生產(chǎn)的反應環(huán)境和反應溫度，監(jiān)測容器和壓力，這樣就可以確保每一個可變因素都能被有效控制，并從中提取更加重要的信息參數(shù)，結(jié)合以往模擬的歷史數(shù)據(jù)，提煉出最為精準的結(jié)果。

3.2 設計構(gòu)圖

化工設計的方案大多都是以圖形的方式展現(xiàn)出來的，在化工生產(chǎn)水平不斷提高的態(tài)勢下，化工設計圖所反映的內(nèi)容也不只局限在生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程上，而是包含了生產(chǎn)車間管道設計和自動化控制系統(tǒng)等關鍵部位，這不僅體現(xiàn)出了生產(chǎn)設計的完整性和綜合性，而且也對設計人員提出了更高的要求。如果設計人員只是用傳統(tǒng)的二維方法繪制圖像，必然不能滿足當下企業(yè)發(fā)展的基本需求，所以就應當借助計算機繪圖軟件，利用CAD制圖軟件發(fā)揮出輔助作用，并在使用的基礎上，把設計圖用三維立體的形式展現(xiàn)出來，這樣可以發(fā)揮出更加明顯的視覺效果。同時，制圖軟件還擁有功能強大的工具箱，可以在全局比例既定的基礎上，進行更為細致的調(diào)整和改進，另外，這一軟件的使用也不局限權(quán)限和終端，所以設計人員可以直接進行動態(tài)化的調(diào)整，這樣可以讓設計方案更加精確。

3.3 模擬實驗

模擬實驗在化工設計環(huán)節(jié)中所發(fā)揮的作用也是不可忽視的，設計人員可以通過模擬一定的仿真環(huán)境，分析生產(chǎn)過程中化學反應的具體情況，并對其進行有效控制，為后續(xù)的化工生產(chǎn)奠定堅實的基礎。在傳統(tǒng)模式的引導下，化工模擬實驗都集中在特定的實驗室內(nèi)，不僅需要耗費大量的時間，而且成本較高。但在計算機軟件技術(shù)的應用下，企業(yè)就可以實現(xiàn)虛擬化的實驗流程模擬，這就能夠有效提高資金的利用率。同時，設計人員也可以在計算機模擬的基礎上，對實驗過程和實驗結(jié)果進行分析和總結(jié)，讓模擬實驗能夠具有相應的預測性和準確性，反映后續(xù)化學生產(chǎn)中的相關內(nèi)容。再者，設計人員也可以在模擬實驗的過程中，調(diào)整各個反應元素的具體參數(shù)，以及生產(chǎn)設備的轉(zhuǎn)化率。

3.4 三維建模

早在20世紀80年代，我國就已經(jīng)引進了三維設計系統(tǒng)，并且也配備了相應的工作站，在設計進行的時候，工作站可以創(chuàng)建三維模型，為各項設備的布置和管道的敷設提供便利。而且，設計人員在三維建模技術(shù)的引導下，也可以及時修改方案中的內(nèi)容，提高坐標和尺寸的準確性。在結(jié)構(gòu)、管道和設備的模型都大致確定之后，獲取三維模型，并由此來抽取二維平面和剖面圖。當下，化工設計中較為常見的三維軟件，大致包括PDMS和PDS這兩種，這兩種軟件的功能十分優(yōu)越，而且技術(shù)發(fā)展也形成了相應的體系。當下，Smart 3D，三維設計軟件的應用也已經(jīng)取得了較為明顯的進步。除此之外，三維軟件的應用也具有檢查硬軟碰撞的功能，設計人員在工程告一段落之后，可以利用Review模塊，或者是第三方瀏覽軟件，對現(xiàn)有的模型進行檢查，依據(jù)檢查結(jié)果修改三維模型，提高設計的質(zhì)量，避免后期施工中的大量修改。

4 計算機軟件技術(shù)在化工設計中優(yōu)化應用的方法和措施

1）化工行業(yè)的發(fā)展雖然已經(jīng)取得了較為明顯的成效和進步，但就我國的態(tài)勢來看，計算機技術(shù)在化工行業(yè)中的應用仍舊存在一定的進步空間。在設計工作開展的過程中，企業(yè)往往需要購買相應的軟件來完成工作，但技術(shù)的發(fā)展是十分迅速的，智能化的需求也隨著社會的推移不斷增加。所以，企業(yè)在注重購買實用性軟件的同時，也應當壯大自身的技術(shù)隊伍，在通用軟件利用的基礎上，將支撐軟件的管理統(tǒng)一到一起，分析自身發(fā)展的實際情況，加大軟件開發(fā)設計的力度，建立起完善的工程設計數(shù)據(jù)庫，維護數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息和資料，這樣可以有效降低自身對外界采購技術(shù)的依賴，提高核心競爭力，發(fā)揮出市場的競爭優(yōu)勢。

2）計算機軟件技術(shù)的發(fā)展類型本身就多種多樣，要想真正提高應用的成效，企業(yè)也必須要合理選擇軟件技術(shù)的類型，盡可能表現(xiàn)出計算機軟件的適應性和優(yōu)勢，并強化對技術(shù)要點的控制和監(jiān)督，把應用要點和企業(yè)發(fā)展的實際需求緊密結(jié)合到一起，這樣才能真正做到資金的有效利用，提高設計的水準。同時，企業(yè)還應當考慮到不同類型計算機軟件在運用中的兼容問題，在工藝線路和化工設備的分布上多加考慮，把握好自動化設備體系的建設，土建施工、儀表儀器作為改進的主要著力點。

3）企業(yè)必須要注重技術(shù)應用的細節(jié)性問題，細節(jié)能夠影響化工生產(chǎn)的成本。在化工設計進行的過程中，由于其自身的流程和工藝都較為復雜，所以也必然會存在許多細節(jié)性的問題，一旦設計人員沒有處理到位，就會降低設計的質(zhì)量。對此設計人員就需要對化學反應進行模擬，特別是化學反應的原料成分，環(huán)境溫度的控制，以及化學反應的壓力，盡可能將誤差降到最低。化工企業(yè)在未來實踐的過程中，會在計算機軟件應用上，向著數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展。這里所說的數(shù)字化，主要指的是數(shù)字化交付系統(tǒng)，企業(yè)可以據(jù)此來構(gòu)建數(shù)字化設計集成平臺，把設計審查和施工工作都統(tǒng)一到1個范圍內(nèi)，實現(xiàn)信息的有效傳遞和共享，實現(xiàn)生產(chǎn)的數(shù)字化發(fā)展。而智能化方向主要指的是智能系統(tǒng)的構(gòu)建，企業(yè)可以利用智能配管系統(tǒng)。

5 結(jié)束語

總的來說，持續(xù)性推動計算機軟件技術(shù)在化工工程設計中的應用是合理且必要的舉動，這是提高企業(yè)核心競爭力的應有之策，也是推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的有效措施。本文通過軟件購買與開發(fā)的結(jié)合，軟件適用性的發(fā)揮，細節(jié)性問題的處理這三個角度論述了計算機軟件技術(shù)應用的優(yōu)化方法，充分結(jié)合了化工設計的基本特點，也符合化工企業(yè)發(fā)展的趨勢，具有理論上的合理性與實踐上的可行性，但在具體實踐的過程中應當如何抉擇，仍舊需要企業(yè)根據(jù)實際情況科學取舍。