三维数字化移交技术在化工工程设计中的应用探究

徐晓晔

（中国五环工程有限公司，武汉430000）

1 引言

三维数字化移交技术是利用数字化设计手段进行移交，技术应用较为直观、智能，效率较高[1]。三维数字化移交技术的应用是一种开创性的思路及理念，对水电工程等化学工程项目的建设意义重大。同时，三维数字化移交技术的应用也有利于打破工程项目建设中的信息瓶颈，从而进行全局统筹与规划，保持信息的真实性[2]。三维设计技术的运用已经成为趋势，并且在很多行业当中的应用已经非常成熟。但是不管是工程公司还是业主，面对浩如烟海的多种文件资料，想要从中搜索到自己需要的资料是非常费时费力的一个过程。进入信息化与数字化时代之后，数据信息管理的数字化趋势越来越明显，因此，化工厂的数字化设计必将成为发展趋势。

2 三维数字化移交技术

三维数字化移交区别于传统的纸质交付和电子化交付，需要向业主移交一套完整的数字化工厂系统[3]。三维数字化工厂具备自身的优势，其可以通过较为先进的技术为工厂的有序运行提供基本保障。数字化工厂建立与数字化移交是实现三维数字化工厂的有力保证，其中数字化移交技术是三维数字化工厂建设的基础。数字化移交主要指将整个工程建设过程中所产生的设计图纸、设计模型、文档、工程工艺属性、工程采购数据、建造施工数据、生产数据等，通过格式转变等方式转化为三维数字化工厂所需要的智能化信息化结构化为一体的三维模型，最终移交给物理工厂对应的数字化工厂。

目前，随着数字移交技术的不断发展，该技术的研究与运用已经日渐成熟，为数字化工厂的广泛应用提供了有力保障。该技术还在石油化工领域得到了运用，同时很多领域的众多企业也纷纷投入数字化工厂建设之中，为数字化工厂相关技术的发展提供了相应的实践支持。数字化技术可以实现在满足生产需求的基础上，进行相应的生产加工运行、调试等，全面提升生产加工质量，将生产加工的真实动态呈现给人们。另一方面，通过数字化工厂的应用还可以为相关技术人员深入挖掘数据的价值提供帮助。但是目前数字化工厂数据深入挖掘技术还处于发展阶段，还有很大的发展空间[4]。

3 三维数字化移交技术在化工工程设计中的应用

3.1 数据处理

数据采集是三维数字化设计的优势之一。在化工工厂设计过程中，数字化交付平台的数据采集功能实现了自动化和智能化，能够实现对资料的输入分析和整理，各个系统通过标准接口进行数据抓取与验证，从而促进设计速率的提升，确保设计的效率，进一步提高工程设计的科学性与合理性。工程资料的采集是实现设计成果信息全面采集的基础，同时也是信息分析处理的基础，因此，充分运用信息数据采集技术十分重要，技术人员还可以运用信息采集将采集到的数据传输到数据库中，为其他人员调用信息提供有力保障。

信息处理和信息采集属于数字化工程设计中较为复杂的2 项工作。要做好这2 项工作，就必须要运用相应的信息平台，以便于将采集与处理完的数据收集到相应的平台上，为之后信息数据的使用打好基础。

本文以化工设计，工程总承包项目（EPC）为例，图1 详细列举出了整个工程项目生命周期内所涉及的工具软件及其产生的数据，传输方式方法和其产生的目标数据。

图1 工程数据

3.2 数字化交付实施

在工程项目建设的过程中，项目单位在设计时，首先，要确定项目建设的总体目标，项目工程建设主要是使用三维设计手段，构建起信息化三维模型来实现工程全周期的数字化工程。同时，还需要进行数据需求调研，制定数据接收规范。本文以化工设计为例，原则上参考参照CHIFOS-Capital Facilities Information Handover Specification（资产设施信息交付规范）或者GB/T 51296—2018《石油化工工程数字化交付标准》来建立数字化交付系统。交付采取循序渐进的方案：初步交付包括主结构等；中期交付包括细化设备等；后期交付包括所有管线仪表等；竣工交付业主要求及竣工图等。

其次，项目单位需要根据工程建设的现有资料，建立起完善的项目数字化信息模型，为项目工程建设的可视化管理提供支持。要以完善数据库为中心，将原本的二维管理模式所产生的所有数据文档，与三维数字化模型联系起来，为工程项目的运行提供数据支持。三维数字化交付内容应该以工程交付的竣工图为准，内容包括工程数据、文档资料和工程模型（智能P&ID和三维模型）。数字化交付平台整合各种协同设计子系统：智能P&ID、PDMS、工程图表处理，文控系统等。如图2 所示。

图2 数字化交付平台

最后，数据整理、录入、系统测试、UAT 测试。交付方完成全部交付前期准备工作，数据生成、整合及数据校验，发布在数字化交付平台中，自检合格后，整体交付。交付过程包括交付、接收和验收等。交付方给用户提供培训和管理等。

三维数字化移交技术在化工项目工程移交技术运用当中，为发挥三维数字化移交技术的作用，在化工工程项目设计当中，首先，应建立三维模型，充分运用三维软件，如P&ID、PDMS等软件，从而建立起化工工程三维模型；其次，由于设备之间存在碰撞检查，在安装好三维模型之后需要工作人员进行仔细检查；再次，导入基础数据，录入的资料分别有设计合同、项目设计资料、图档等；最后，完成对基础数据的加工分析，完成各种基础数据中心建设工作。基础数据在加工完成之后要求相关人员整合录入信息，确认信息之后将基础数据和图案联系在一起，建立合理的数据审批流程，从而实现项目集成数据、设计文档的数字化移交，从而做好设计资料和移交资料的控制工作。

4 结语

当前化工工厂设计成品主要是采取纯图纸移交的方式，利用现代数字化技术实现三维设计，实行数字化移交，是当前化工工程设计行业发展的重要方向之一。