淺談PDMS軟件在工廠設(shè)計中的應(yīng)用

蘭軒睿，董哲,徐揚，郭春帥

（天津渤化工程有限公司，天津 300193）

本文將主要分析PDMS工廠設(shè)計管理軟件在工廠設(shè)計時的應(yīng)用。

1 PDMS在化工廠設(shè)計中的應(yīng)用

1.1 工程項目的建立

1）使用PDMS軟件進(jìn)行工程設(shè)計的首要工作是在服務(wù)器上生成一系列項目共享目錄，設(shè)置項目環(huán)境變量并為項目人員設(shè)置訪問權(quán)限和路徑。

2）項目管理員登錄Admin（項目管理）模塊設(shè)置項目信息。創(chuàng)建Team（定義組）、Database（數(shù)據(jù)庫）、MDB（工作區(qū)）和User（用戶）層級，并進(jìn)行權(quán)限分配。Team通常根據(jù)不同專業(yè)、區(qū)域進(jìn)行分類。Database從屬于Team，需要管理員新建、拷貝或參考外部數(shù)據(jù)庫。MDB是由多個Database組成的一個數(shù)據(jù)庫組，其包括了User所能調(diào)用的所有數(shù)據(jù)。User從屬于Team，其使用者只能操作自己所屬定義組的數(shù)據(jù)，對其他定義組的數(shù)據(jù)只有讀取權(quán)限而無法進(jìn)行修改。

1.2 數(shù)據(jù)庫的建立

數(shù)據(jù)庫是PDMS設(shè)計的核心，需要專業(yè)數(shù)據(jù)庫維護(hù)人員建立一個準(zhǔn)確可靠且全面的數(shù)據(jù)庫，其主要由元件庫和等級庫構(gòu)成。

1）元件庫。元件庫作為數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)，其儲存有項目所需所有元件的尺寸信息，并應(yīng)按照統(tǒng)一規(guī)定進(jìn)行命名編碼。數(shù)據(jù)庫維護(hù)人員通過對元件的點集、形集、描述、尺寸的錄入將其儲存于元件庫中。此外對于法蘭連接的元件，還需關(guān)聯(lián)螺栓集。

2）等級庫。在具備完整，準(zhǔn)確的元件庫后，數(shù)據(jù)庫維護(hù)人員需要創(chuàng)建等級文件以關(guān)聯(lián)等級庫和設(shè)計人員在本等級下可調(diào)用的元件庫。

1.3 主要設(shè)計專業(yè)建模

PDMS軟件是一種多專業(yè)協(xié)同設(shè)計的三維模型軟件，其中管道專業(yè)是三維建模的核心，其他的重要專業(yè)包括土建、設(shè)備、儀表、電氣、水暖等。在軟件中可以顯示出整個工廠的三維模型，并真實的反映現(xiàn)場實際狀況。受限于設(shè)計人員設(shè)計習(xí)慣，軟件使用水平等因素，目前部分項目僅由管道專業(yè)使用PDMS進(jìn)行設(shè)計，但全專業(yè)三維設(shè)計是未來的發(fā)展趨勢，下文簡單介紹各主要專業(yè)的設(shè)計方式。

1.3.1 土建專業(yè)

土建專業(yè)設(shè)計人員依據(jù)工藝、設(shè)備專業(yè)的條件，進(jìn)行結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)的計算，并依計算結(jié)果進(jìn)行三維建模工作。進(jìn)入PDMS的Design模塊，選擇Structure菜單進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)模型的創(chuàng)建，包括梁柱、門窗、平臺、斜梯、直爬梯等等基本結(jié)構(gòu)。如需在PDMS中實現(xiàn)重心計算等功能，可進(jìn)行二次開發(fā)。

1.3.2 設(shè)備專業(yè)

設(shè)備建模可以通過創(chuàng)建Standard Equipment Template（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備模板）、Parametric Equipment Template（參數(shù)化設(shè)備模板）、Create Primitive（創(chuàng)建基本體）和Input Macro File（導(dǎo)入宏文件）四種方式進(jìn)行。通常使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備模板或參數(shù)化設(shè)備模板方法，對預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，來創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或簡單外形設(shè)備。此類方式高效便捷，但不適用于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和復(fù)雜設(shè)備。創(chuàng)建基本體方式可理解為“拼積木”，通過創(chuàng)建基本體將其組合成所需的設(shè)備外形。此方法操作復(fù)雜但外形準(zhǔn)確，適用于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。對于在其他項目中已有近似模型的設(shè)備可以通過導(dǎo)入宏文件方式進(jìn)行復(fù)用。在設(shè)備創(chuàng)建完成后，再根據(jù)設(shè)備布置圖在三維模型中進(jìn)行定位。

1.3.3 管道專業(yè)

管道設(shè)計是PDMS軟件設(shè)計的重點，其工作量可達(dá)到項目總工作量的一半。設(shè)計人員依次創(chuàng)建Pipe、Branch、Component三個層級，先設(shè)定管道的等級，公稱直徑，保溫保冷，而后定義管子的頭/尾，再順序/逆序創(chuàng)建各個管件，管件之間會自動生成直管連接。

在管道設(shè)計過程中可手動進(jìn)行設(shè)計檢查，包括數(shù)據(jù)一致性檢查、碰撞檢查和軸測圖檢查。數(shù)據(jù)一致性檢查是檢查各管件端面連接方式是否匹配，管徑是否一致，其在空間內(nèi)是否角相、軸相對齊，直管段長度是否符合預(yù)設(shè)最小值。碰撞檢查則是檢測選定的管道在三維空間中是否與其他管道、設(shè)備、結(jié)構(gòu)、維修、操作空間等發(fā)生碰撞，軟件會彈出錯誤報告視窗，并在三維模型中高亮顯示以提示設(shè)計者進(jìn)行修改。設(shè)計人員還可以手動調(diào)整碰撞檢查參數(shù)如接觸間隙值、重疊值和誤差值來調(diào)整檢查精度。上述兩項檢查可以基本排除設(shè)計時出現(xiàn)的錯誤，為進(jìn)一步確保最終軸測圖的準(zhǔn)確，設(shè)計人員在完成每個管線后應(yīng)進(jìn)行軸測圖檢查，如出現(xiàn)“FAIL”提示則意味著管線存在錯誤需進(jìn)一步修改。

1.3.4 其他專業(yè)

PDMS軟件也可用于儀表、電氣、暖通、給排水等專業(yè)的建模工作。儀表電氣專業(yè)可以通過Design模塊進(jìn)行儀表、電纜、橋架建模，暖通、給排水專業(yè)也可以進(jìn)行管線鋪設(shè)。但PDMS對于這些專業(yè)的支持不夠強大，通常需要數(shù)據(jù)庫維護(hù)人員進(jìn)行一定程度的二次開發(fā)和后臺處理來提高實現(xiàn)部分需要的功能。

1.4 設(shè)計文件生成

設(shè)計人員通過Draft（平面出圖）和Isodraft（軸測圖出圖）模塊生成最終的設(shè)計文件，并在圖紙上進(jìn)行標(biāo)注。Draft模塊可用于從不同標(biāo)高或截面切取管道平面布置圖，Isodraft模塊可以批量抽取管線軸測圖，并可以通過Report（材料表）自動輸出材料報表。盡管PDMS軟件出圖能滿足項目的基本需求，但其也存在自動標(biāo)注混亂、自動切分出的ISO圖不易閱讀、圖紙表格格式不符合設(shè)計單位內(nèi)部規(guī)定等等問題，而這就需要進(jìn)行定制或軟件開發(fā)。

1.5 三維模型漫游

雖然PDMS軟件可以直接觀察三維模型，但其并不適合對業(yè)主進(jìn)行展示。在設(shè)計完成后可以將三維模型導(dǎo)出成.rvm格式，再將其導(dǎo)入配備的Review軟件或其他模型預(yù)覽軟件進(jìn)行漫游演示。此類模型預(yù)覽軟件能更好的以多視角進(jìn)行三維模型展示，常用于模型審查。

2 存在缺陷

2.1 目前PDMS軟件自帶數(shù)據(jù)庫為美國標(biāo)準(zhǔn)。對于國內(nèi)項目，需要數(shù)據(jù)庫維護(hù)人員耗費大量時間進(jìn)行國標(biāo)數(shù)據(jù)庫的錄入。

2.2 各專業(yè)協(xié)同不足。PDMS軟件需要設(shè)計人員具備一定的英文和計算機操作能力，同時其對儀表、電氣、暖通等專業(yè)的支持不足，目前部分設(shè)計人員對其操作也不夠熟悉。這使得全專業(yè)協(xié)同難以實現(xiàn)，部分項目僅工藝管道專業(yè)進(jìn)行三維設(shè)計。

2.3 需要專門的數(shù)據(jù)維護(hù)人員。PDMS是以數(shù)據(jù)庫為核心的設(shè)計軟件，其建立和維護(hù)需要大量的人工時，同時對維護(hù)人員的技術(shù)水平也有較高要求。而傳統(tǒng)設(shè)計單位并無此類專職人員，這加大了此類軟件普及的難度。

2.4 二次開發(fā)難度較大。盡管PDMS軟件提供客戶定制和二次開發(fā)的功能，但此類開發(fā)難度較大，需要專職人員具備優(yōu)秀的計算機編程能力。這對進(jìn)一步提高工作效率、實現(xiàn)新功能帶來了很大的障礙。

3 結(jié)語

在工廠設(shè)計行業(yè)中，為提高競爭力，相關(guān)設(shè)計企業(yè)已廣泛采用更先進(jìn)的三維設(shè)計方法。與傳統(tǒng)設(shè)計方式相比，PDMS軟件通過其可視化的操作、多專業(yè)協(xié)同、支持二次開發(fā)等特點，已被廣范采用以提高設(shè)計文件準(zhǔn)確率、降低工作量、縮短工時，并受到廣大設(shè)計人員的認(rèn)可。