SPF设计集成在石油工程设计的应用

张文军

摘 要：SmartPlant Foundation是专门为工程公司、工厂业主、运营商设计的工程信息管理系统，能够提高工程项目和工厂运营信息的有效性、完整性、准确性。本文系统介绍了其设计集成功能在中石化石油工程设计有限公司的开发及应用，为提高工作效率和设计质量带来了极大便利。

关键词：SPF；设计集成；IPD；DDP；EQD

1.引言

SmartPlant Foundation（SPF）软件，是美国Intergraph公司SmartPlant Enterprise （SPE）体系软件之一，是专门为工程公司、工厂业主、运营商设计的工程信息管理系统，能够提高工程项目和工厂运营信息的有效性、完整性、准确性。

作为一个设计专业软件集成平台，SPF可以实现SPE系统各个应用软件之间的数据共享和再利用。通过软件集成，实现各专业软件之间数据的自动传递，取代目前手工数据输入与传递方式，减少数据冗余，提高数据的共享性、一致性、正确性和安全性。

目前，SPF的设计集成功能的开发和应用已在中石化石油工程设计有限公司（公司）取得了一定的成果。

2.主要技术

2.1 Adapter

应用软件的集成是通过SmartPlant Adapter（适配器）技术来实现的。各个应用软件都有一个适配器，在这些应用软件的工具菜单中可以直接使用这些适配器。它是一种数据传递工具，通过文档和数据的发布和接收，来实现应用系统间的实时通讯和数据交换。

任何集成的应用软件，不仅支持发布数据和文档，同时也可以接受来自其他软件的数据和文档。当各应用软件中的设计数据以文档的形式进行发布时，发布的文档被适配器转换成Xml格式的文件，从而被SPF识别，在SPF中创建文档并将文档中的数据写入SPF相应的域中；其他应用软件也可以通过自己的适配器来读取SPF中的文档，并转换成可识别的Xml格式的文件，实现设计数据的接收。在整个过程中，设计数据一次性输入，即可被多次重复使用。

2.2 Schema Mapping

Schema Mapping是数据集成的一个关键要素，描述了软件之间进行数据传递的规则。SmartPlant Schema和Tool Map Schema都是Xml文件，它们分别包含了SPF和应用软件的数据结构。Schema Mapping通过关联这两个文件，将数据传递的规则写入Tool Map Schema中。

而适配器就是通过读取Tool Map Schema中的规则，将文档转换成可以被其他软件识别的Xml文件的。当一个软件进行文档发布时，文档必须按照这个规则转换成Xml文件，经由SmartPlant Schema对Xml文件中的数据校验无误之后，才能确保这个Xml文件能正常的上载到SPF，并被其他应用软件接收。

2.3 Domain

按照数据来源不同，SPF将数据仓库分割成不同的区域，这就是Domain（域）。域可以整合各个来源的数据，并在数据流通时重写数据，许多个专业通过共享工程数据进行协同工作。使用“域”技术，各个专业的设计数据可为其他专业可用，但不可由其更改，而不要求其所有内容具有初始一致性。各个应用软件在SPF中都有专用的域，它们通过一个共享的域相互关联。这个共享的域只保留数据流通过程中的最新数据，而不影响其他域的工程数据，可以有效地进行数据一致性管理。

3.开发成果

3.1基础数据流整理

基于SPF的数据集成功能，结合公司工程实际，研究了SPE各应用软件之间的数据传递规则，并整理了适合公司的数据流图，这个数据流也是SPE应用的基础。

3.2 IPD的应用

在SPF中，有一个IPDs（仪表工艺数据表）模块，是工艺专业和仪表专业进行仪表数据传递的重要通道。在SPF中对八类仪表类型通过Schema Editor进行后台配置后，工艺专业通过PID软件填写仪表Tag号和必要的工艺参数，发布到SPF中；工艺工程师在SPF中接收仪表Tag，根据仪表的不同工况给定工艺参数，填写并发布数据表；仪表专业工程师需要首先从PID软件接收仪表Tag号，然后接收IPD中相应仪表的工艺数据，直接进行仪表选型和计算。

3.3 DDP的应用

DDP（Dimensional DataSheet For Piping）是内嵌在SPI的增强功能模块，可以将SPI中的仪表尺寸数据經SPF发布到SP 3D，将仪表从二维自动转化为SP 3D中的三维模型，既免去了在3D中对仪表手工建模的麻烦，又便于在SP 3D中进行碰撞检查。目前已经实现了全部在线仪表的三维外形数据传输。仪表专业通过DDP模块的使用，改变了传统用纸质文件提交仪表外形尺寸资料给配管专业的模式，使布置设计更加高效准确。

3.4 EQD的开发应用

公司EQD（Equipment Datasheet，设备数据表）的自主开发，是在大量的技术基础工作的前提下进行的。设备数据表的数据在工艺和设备两个专业之间流转，由工艺专业和设备专业分别填写。

EQD发布接收过程中，Adapter按照Tool Schema文件的Mapping规则，将EQD文档转换成Xml文件并上载到SPF相应的域中供其他软件使用。工艺专业通过PID软件填写设备Tag号和必要的工艺参数，发布到SPF中；工艺工程师在SPF中接收设备Tag并填写数据表，再将数据表发布至SPF中设备专业的域中；设备专业工程师在SPF中接收设备Tag并填写数据表，再将数据表发布至SPF中工艺专业的域中。

使用完善的设备数据表功能，能够提高项目设计过程中的设备相关的设计、管理、变更、采购、报表、移交等。

4.优势分析

SPF设计集成功能的优势，主要体现在以下几个方面：

1）可以最大限度的共享各种数据，使得一次性手工输入的各种数据可以被整个集成系统共享使用；

2）可实现有效的版本控制，保证各种设计数据和文档件的可追溯性；

3）对进入系统的数据进行有效性检验，减少数据错误；

4）实现多专业在同一平台上流水线式、异地协同的作业方式；

5）设计数据和文档传递的及时有效，设计过程的有序管理。

5.总结与展望

本文从开发主要技术、开发成果及优势分析、具体应用等几个方面介绍了SPF设计集成在石油工程设计的开发和应用。SPF的应用使设计数据和文档的传递更加及时有效，能更加有序地管理设计过程，为提高设计质量和工作效率带来了极大的便利。

目前，公司设计集成方面的研究成果，尤其是设备数据表功能在全球工程公司中处于领先地位。为了保证设计集成的数据高效、顺畅和高质量流转、共享，将会在在实际项目中探索更为合理的专业接口和设计流程，最大限度的发挥设计集成系统的作用。endprint