對(duì)三維管道設(shè)計(jì)在化工領(lǐng)域的運(yùn)用論述

孫雙琴

【摘要】本文主要分析了三維管道設(shè)計(jì)在化工領(lǐng)域的運(yùn)用，重點(diǎn)介紹了三維管道的設(shè)計(jì)流程以及三維模型軟件在化工設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，從而更好的滿(mǎn)足復(fù)雜環(huán)境下化工管道的設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)三維管道設(shè)計(jì)在化工領(lǐng)域運(yùn)用分析，能夠提高管線設(shè)計(jì)效率，為化工管道設(shè)計(jì)提供了解決方案，促進(jìn)企業(yè)投資效益的提高。

【關(guān)鍵詞】三維管道設(shè)計(jì);三維建模軟件;具體應(yīng)用

隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)單位對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量，方案優(yōu)化，設(shè)計(jì)工期提出了更高的要求，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。三維模型設(shè)計(jì)在市場(chǎng)上的引用已經(jīng)有十幾年的時(shí)間，因?yàn)榫哂兄庇^性高、設(shè)計(jì)質(zhì)量高等優(yōu)勢(shì)，受到人們的青睞。

1.三維模型軟件

俗話說(shuō)得好，工欲善其事必先利其器。要成為一名優(yōu)秀的設(shè)計(jì)者，必須要先了解哪些工具和軟件能幫助自己更高效便捷的完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作，呈現(xiàn)最好的效果?，F(xiàn)在市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛的三維模型軟件是PDS、SmartPlant 3D、PDMS。近幾年數(shù)字化工廠的普及和應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，三維模型作為數(shù)字化工廠的技術(shù)基礎(chǔ)和支柱，得到了不斷改進(jìn)和提高。

2.三維管道設(shè)計(jì)流程

2.1建數(shù)據(jù)庫(kù)

以SmartPlant 3D為代表的三維模型軟件的工作模式是將數(shù)據(jù)和模型放置在服務(wù)器上，設(shè)計(jì)者在客戶(hù)機(jī)上工作，設(shè)計(jì)者是以材料數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)進(jìn)行三維建模設(shè)計(jì)的。數(shù)據(jù)庫(kù)的建立是由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員將材料等級(jí)表中的信息輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，其中包括標(biāo)準(zhǔn)化和定制化元件庫(kù)、管道等級(jí)庫(kù)以及圖形庫(kù)等等。通過(guò)對(duì)各類(lèi)管道的碰撞條件、單位制度以及元件類(lèi)型進(jìn)行統(tǒng)籌，在圖形庫(kù)的作用下，能夠?qū)⒃?shù)據(jù)調(diào)用，直接對(duì)應(yīng)上建模數(shù)據(jù)的調(diào)用。

2.2管道建模

三維管道建模主要是設(shè)計(jì)者通過(guò)三維模型軟件，按照工藝流程圖將設(shè)備建模中的管嘴作為起點(diǎn)和終點(diǎn)來(lái)配管。一般來(lái)說(shuō)三維管道建模軟件通過(guò)鏡像和復(fù)制等操作命令能夠快速的進(jìn)行配管，同時(shí)利用軟件相關(guān)的管道數(shù)據(jù)編輯器來(lái)修改和刪除已經(jīng)配管的管件參數(shù)。結(jié)果展示見(jiàn)圖

管道設(shè)計(jì)通常在一個(gè)項(xiàng)目里是最費(fèi)時(shí)的工作，也是產(chǎn)生問(wèn)題最多的。三維管道建模具有布局美觀、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、容易操作、有較高安全性以及容易進(jìn)行后續(xù)維護(hù)等很多優(yōu)勢(shì)，相比傳統(tǒng)的配管方式，其配管效率以及配管質(zhì)量被大大提高。

2.3模型審查

在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中，模型審查是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，通常分為30%，60%和90%設(shè)計(jì)階段控制點(diǎn)，模型審查分為內(nèi)部評(píng)審（各專(zhuān)業(yè)之間進(jìn)行校核）和聯(lián)合評(píng)審（業(yè)主和設(shè)計(jì)方共同舉行的正式評(píng)審）。審查通過(guò)智能三維模型審查軟件進(jìn)行演示，可以直觀的呈現(xiàn)工廠模型，供設(shè)計(jì)方、業(yè)主及會(huì)審專(zhuān)家共同討論。審查中有問(wèn)題也可以在軟件里直接進(jìn)行截圖和批注方式記錄問(wèn)題，一邊審查一邊記錄，有效避免遺漏問(wèn)題，也方便后期修改。等后期關(guān)閉審查意見(jiàn)時(shí)，通過(guò)截圖對(duì)比，一目了然。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在可以進(jìn)行模型遠(yuǎn)程審查，這樣可以節(jié)省時(shí)間，節(jié)省成本。

現(xiàn)在化工設(shè)計(jì)中運(yùn)用的智能三維模型審查軟件主要是SmartPlant Review和Navisworks。智能三維模型審查軟件不光在模型審查時(shí)有著重要的作用，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程及施工過(guò)程中也起著不可或缺的作用。整個(gè)工廠的設(shè)計(jì)建模是一個(gè)龐大的工程，它需要各專(zhuān)業(yè)的相互配合才能完，因此我們需要將不同專(zhuān)業(yè)的模型整合成一個(gè)模型，不斷更新，利用三維模型審查軟件查看模型，及時(shí)了解建模情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)溝通，這樣可以提高工作效率和協(xié)作效率，減少在工程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。后期施工單位在施工前和施工中也可以通過(guò)3D模型直觀的了解項(xiàng)目情況，在施工前預(yù)測(cè)和避免潛在問(wèn)題。

2.4管道支架建模

管道支架作為管道的支撐結(jié)構(gòu)，在管道設(shè)計(jì)中是很重要的一環(huán)。隨著三維模型軟件的應(yīng)用，管架的出圖，材料統(tǒng)計(jì)也越來(lái)越方便?，F(xiàn)在很多大公司在三維模型軟件的基礎(chǔ)上對(duì)管架軟件進(jìn)行了開(kāi)發(fā)、利用，三維模型建好圖紙及材料就能自動(dòng)生成了，結(jié)果展示見(jiàn)圖

2.5出圖

在管道建模工作完成后，我們利用三維模型軟件提取管道軸測(cè)圖、管道平面布置圖、材料表等。

3與傳統(tǒng)二維管道設(shè)計(jì)對(duì)比優(yōu)勢(shì)

3.1一致性

三維管道設(shè)計(jì)建模是建立在數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，所有管道模型信息都來(lái)自于數(shù)據(jù)庫(kù)，從而保證了管道建模的一致性。

3.2智能化、準(zhǔn)確率、速度快

傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)者將三維立體圖通過(guò)三向視圖表示出來(lái)，材料統(tǒng)計(jì)也需要設(shè)計(jì)者逐個(gè)輸入統(tǒng)計(jì)，難免出現(xiàn)差錯(cuò)和缺漏。而三維管道設(shè)計(jì)中可以通過(guò)三維模型軟件進(jìn)行模型碰撞檢查、模型錯(cuò)誤檢查、介質(zhì)流向檢測(cè)以及各個(gè)管件、閥件數(shù)據(jù)匹配檢查。在三維管道設(shè)計(jì)中三維模型軟件的應(yīng)用，可以直觀、合理的布線，從而達(dá)到更加準(zhǔn)確的出圖及材料的輸出，進(jìn)而提高工作速度及工作效率。

3.3形象化

三維管道設(shè)計(jì)中可以實(shí)時(shí)看到建模情況，我們將各專(zhuān)業(yè)的模型整合成一個(gè)三維模型，對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行REVIEW，避免失誤的存在，同時(shí)我們還可以通過(guò)渲染效果給人強(qiáng)烈的視覺(jué)效果。

4.總結(jié)

簡(jiǎn)而言之，化工領(lǐng)域管道設(shè)計(jì)中同時(shí)使用三維模型軟件有效的提高了設(shè)計(jì)效率，保證了設(shè)計(jì)的精確度，應(yīng)用效果較好。雖然相比較傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，其準(zhǔn)備工作更多，但是提高了設(shè)計(jì)的形象程度，保證了設(shè)計(jì)的質(zhì)量，促進(jìn)了管道工程現(xiàn)代化和數(shù)字化的發(fā)展，降低了配管工藝的設(shè)計(jì)成本，減少了人力勞動(dòng)。在信息化時(shí)代背景下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用是化工管道設(shè)計(jì)領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢(shì)，要對(duì)三維模型軟件設(shè)計(jì)進(jìn)一步發(fā)掘，促使配管工藝逐漸走向科學(xué)化和智能化。

【參考文獻(xiàn)】

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