某项目装置三维设计质量控制和优点

吴宇平

摘 要：文章针对了某项目三维设计的应用及其质量控制，总结了三维设计优点，阐述了三维软件在项目中的应用，提出了三维设计的优化措施。

关键词：PDMS三维设计；工程质量控制；一体化；自动化；优点

三维设计系统软件已经普及了几十年，为适应市场竞争的需要，对设计质量和方案优化提出越来越高的要求，项目采用三维设计软件，已经成为工程设计的主流方向。三维设计对提高工程设计质量和工作效率、对企业开源节流都起到很大作用。三维设计软件如PDMS是一个全面的智能计算机辅助设计和工程设计应用软件，在直观的三维平台下，同时开展工艺、管道、结构、设备、电仪公用工程等专业的布置和设计工作，将设计流程管理、工程标准一体化管理融合在一起。

三维设计的质量控制：

工程项目的三维设计质量控制主要是三个要素：

数据库——模型——图纸。

（1）数据库：是三维设计的基础，主要包括元件库、等级规定、管线数据表等。元件库是由根据项目执行的标准制定的各种只有唯一编码元件组成；元件的工程数据和几何数据均是由等级进行控制，设计人员在设计过程中按等级规定进行建模。（2）模型：在搭建模型的之前需要各专业制定建模统一规定，设计人员在设计过程中按规定执行，建模过程中对校核人要及时对所涉及模型的进行审查，减小模型碰撞，确保数据一致性；建立模型30%、60%、90%与业主审查制度，保证建模过程对设计质量的进行动态管理。（3）图纸：在抽取图纸之前，根据项目的要求，设计人员从模型抽取相关的图纸报表，通过专业校审，最终确保图纸的质量要求。

某项目三维设计的优点：

直观化：

（1）直观化设计，装置设计过程中使用PDMS，不再是抽象的二维线，而是逼真的三维实体模型。设计人员把更多的精力放在设计方案优化上而不是画图上，既有利提高工程设计的质量，也利于快速提高设计人员的的专业水平。同时也提高了校审人员在验证方案的合理性时间。

如图1、图2，装置设计模型一角

（2）直观化施工。PDMS模型为施工者展示了二维图纸所不能给予的效果和认知，同时为有效控制施工安排，减少返工和控制成本提供有力的支持。（3）直观化管理。使用三维设计软件在计算机可动态直观的展示出装置建成后的实际情景，使工程项目人员更好地读懂设计，及时提出设计中的问题，有利于业主决策、施工控制及生产维护，提高业主更大的满意度。

精细化：

（1）精细化构件生成。数据的管件、设备、型钢等实体构件完全按照其实际外形和尺寸呈现在模型里。管道、设备、建筑物等的定位和各构件之间的距离尺寸更加准确。（2）精确化图纸标注。相对于二维图纸的标注，从三维模型里抽取的管道轴测图、切出的设备布置图、管道布置图等的标准更加具体，范围更加全面，数据更加精确。减少了施工的设计变更和现场修改的工作量。

自动化：

（1）自动化碰撞检查。PDMS软件可在3D环境中对全厂模型进行碰撞检查，可以自动化检查出各专业模型间的硬碰撞（直接碰撞）和软碰撞（各模型与预留空间、检修起吊空间、热膨胀、保温层等碰撞）。（2）自动化生成图纸文件和各种数据报表。采用PDMS软件系统自动抽取管道轴测图、切出管道平面布置图、生成各种相关数据报表，还可以将工艺专业管道数据表的数据自动显示到相应的轴测图内。精确地统计材料，有效降低了整个项目的造价，大幅的减少管道安装阶段的碰撞问题，同时，由PDMS三维建模软件抽取出的管道轴测图，为现场预制提供了更为准确的信息，大幅度的缩短了施工周期。（3）自动化软件对接。本项目PDMS系统还有管道应力计算、结构分析等第三方软件接口，模型可以直接读取数据计算或分析。

一体化：

项目之间实现协同工作、标准控制、并行设计等面都有很好的控制作用。

（1）协同工作。多专业协同设计，快捷核对错、漏、碰、缺等问题。提供覆盖工艺、管道、设备、土建、电仪、公用工程等专业的集成化三维设计环境，真正实现施工前的一次预安装。（2）并行设计。在设计更好操作，各专业能随时看到其他专业的最新设计内容和修改情况。不会再发生一个专业修改，其他专业没有及时得到修改信息，从而导致最终互相对不上情况；各专业之间的碰撞、矛盾之处将一览无余。

项目三维设计质量控制：

（1）数据库：项目工程设计的等级库的数据保障了三维模型和成品文件質量关键。它包括了管道元件库，隔热等级、工艺管道等数据，确保项目的质量控制。（2）模型：设计人员执行统一的设计规定，便于模型的整体质量控制；在建模的过程中设计人员及时对模型进行碰撞、数据一致性等负面的检查，做到早发现问题早解决问题；另外校审人员使用REVIEW软件随时对设计模型进行审查，确保设计内满足设计要求。在建模的同事各个专业之间的设计条件不断往返，大量的设计条件在平台体现出来，将开孔、预埋件、管口方位等条件自动从模型中生成，避免了重复的工作，既减少了设计人员的工作强度，缩短设计工作周期，也提高了工程设计的质量。（3）图纸：在抽取图纸之前，项目组制定了图框报表的格式，确保生成图纸的统一性和专业间的差异性。设计人员从模型中抽取图纸和报表，通过内部校审、其他专业会签以及业主参与模型的审查等多种方式进行设计校审工作，最终保质保量完成图纸的设计。

工程设计中的难点：（1）针对本项目高温高压管线尤其高温夹套管线，进行了详细的应力分析工作，提前规划该材质管线的走向布置，在专业人员的紧密配合下，进行应力分析并最终提前提确定下布置方案，确保其管系安全、稳定运行。（2）特别是一些关键设备制造厂家无法提供管口的许用载荷，管道专业人员只能克服这些难以想象的困难，经过不断完善优化布置方案以使管口受力达到最小，然后返制造厂家核算并通过认可，为设备制造厂的设备制造减少了难度，制造成本大幅减少，制造周期大幅缩短。装置三维设计，为工程项目的顺利开展，带来了效率，提升了质量；为业主提供仿真管理的平台，缩短施工周期，减小施工成本；为工程公司带来了设计水平的跨越，胜得市场。

参考文献

[1]王毅.国外项目的PDMS三维设计及模型进展检测[J].当代石油石化，2011（3）：39-42.

[2]崔岩峰，张彩霞.工厂设计管理系统软件（PDMS）开发应用[J].石油规划设计，1994.