唐明桂

（廣東寰球廣業(yè)工程有限公司，廣東 廣州 510655）

1 引言

近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)力，三維工廠設(shè)計(jì)在石化行業(yè)已成趨勢(shì)。各種設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用,使化工設(shè)計(jì)經(jīng)歷了從原始的繪圖板方式,到CAD電子圖板,再到三維工廠設(shè)計(jì),繼而到工廠全生命周期設(shè)計(jì)的發(fā)展過(guò)程。而三維工廠設(shè)計(jì)軟件是后兩個(gè)設(shè)計(jì)階段的基礎(chǔ)，給紛繁復(fù)雜的化工設(shè)計(jì)帶來(lái)了便利。AUTOPLANT2004即是基于AutoCAD2004開(kāi)發(fā)的三維工藝安裝專(zhuān)業(yè)繪圖軟件，給廣大石油化工等管道工程設(shè)計(jì)人員爭(zhēng)取到更多的時(shí)間和精力去做更好更多的設(shè)計(jì)策劃。它針對(duì)工藝管道工廠設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，提供了一個(gè)逼真的三維設(shè)計(jì)平臺(tái)，使設(shè)計(jì)更形象更真實(shí)；同時(shí)它可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)材料，出平立面圖及單管軸側(cè)圖，極大的簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)的過(guò)程，減輕了設(shè)計(jì)者的工作壓力，提高了效率。

2 AUTOPLANT2004主要功能及特點(diǎn)

AUTOPLANT2004是以AUTOCAD2004為平臺(tái)的三維工廠設(shè)計(jì)軟件，它對(duì)工廠設(shè)計(jì)的全過(guò)程提供了較為有力的支持，其主要功能及特點(diǎn)：

2.1 常用模塊介紹

Piping—三維及二維配管設(shè)計(jì)。根據(jù)繪圖人員選定的參數(shù)對(duì)管道進(jìn)行詳細(xì)的定義和表達(dá)。此模塊包含統(tǒng)計(jì)材料工具，可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)綜合材料及管段材料。

Equipment—三維參數(shù)化設(shè)備建模?？山煞N設(shè)備模型，一種是直接調(diào)用軟件內(nèi)置設(shè)備，另一種為利用模塊提供的各種圖元組建各種新設(shè)備。

Structural—三維鋼結(jié)構(gòu)建模及設(shè)計(jì)。繪制結(jié)構(gòu)框架、護(hù)欄、樓梯等。

ISOGEN—從三維模型中全自動(dòng)抽取單管圖

Isometrics—帶數(shù)據(jù)屬性單管圖繪制

SpecGen—管道等級(jí)庫(kù)生成器

Explorer/ID—實(shí)時(shí)漫游及碰撞檢。瀏覽三維工廠，檢查是否有碰撞。

Project administrator—項(xiàng)目管理模塊。完成項(xiàng)目的建立、管理和維護(hù),各種配置文件、參數(shù)、路徑都可以通過(guò)該模塊進(jìn)行設(shè)置和修改，使得項(xiàng)目的配置一目了然。

Raceways—包含一些特殊元件，如軟管、流量計(jì)、視鏡等。

2.2 軟件主要特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)

（1）AutoPLANT安裝和項(xiàng)目的建立相對(duì)簡(jiǎn)單，界面與AutoCAD相似，菜單的調(diào)出和使用也類(lèi)同于Autocad,比較符合工程設(shè)計(jì)習(xí)慣。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)的建立也相對(duì)容易掌握，向catalogs中添加工程需要的元件數(shù)據(jù)，抽取等級(jí)表。管道繪制與管道等級(jí)表緊密結(jié)合，使管道具有完整的屬性。

（3）采用參數(shù)化設(shè)計(jì)，程序中寫(xiě)有完整的閥門(mén)、法蘭及其他管件的尺寸數(shù)據(jù)文件，完全參數(shù)化的繪圖。且這些數(shù)據(jù)文件可根據(jù)需要編輯修改，非常方便。

（4）設(shè)備和管道的繪制更直觀、快捷。管道的繪制依賴于元件庫(kù)及等級(jí)表；設(shè)備模塊則有很多靈活模板可根據(jù)實(shí)際套用，極大的簡(jiǎn)化了畫(huà)圖過(guò)程，提高了效率。另外配合structural等模塊的使用，使設(shè)計(jì)更直觀、精準(zhǔn)。

（5）各類(lèi)報(bào)告功能強(qiáng)大。提供了管道材料自動(dòng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，及其他根據(jù)需要可提取的信息報(bào)表，如設(shè)備列表、管嘴列表等，方便又快捷。

安瓿瓶?jī)?nèi)表面與枸櫞酸咖啡因注射液的相容性研究…………………………………………………… 張良明等（5）：644

應(yīng)用該軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，一方面減少了設(shè)計(jì)人員重復(fù)性的勞動(dòng)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；另一方面又使許多人工操作用計(jì)算機(jī)來(lái)代替，提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度和精度。

3 軟件應(yīng)用技巧

3.1 使用流程

（1）系統(tǒng)配置及軟件的安裝。需要在Windows/2000/NT/sp1的操作系統(tǒng)下安裝，支撐環(huán)境為AutoCAD2000/2000i/2002/2004，一般推薦使用AutoCAD2004。

（2）建立項(xiàng)目并設(shè)置好各參數(shù)。使用Project Administrator建立項(xiàng)目，設(shè)置配置文件、參數(shù)等，注意項(xiàng)目信息欄項(xiàng)目名稱(chēng)為必填，添加項(xiàng)目根目錄時(shí)路徑中不要出現(xiàn)中文。

（3）建立工程數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。3種數(shù)據(jù)庫(kù)工作模式：集中式、分布式、獨(dú)立式（很少采用）；數(shù)據(jù)庫(kù)由元件庫(kù)和等級(jí)庫(kù)兩部份組成。元件庫(kù)一般按不同標(biāo)準(zhǔn)編制，如ANSI/ASME、德國(guó)DIN、日本JIS/JPI，國(guó)內(nèi)有GB、HG、SH、GD 等；等級(jí)庫(kù)也叫規(guī)范庫(kù)，針對(duì)具體項(xiàng)目，是從單個(gè)或多個(gè)元件庫(kù)中按照項(xiàng)目要求提取的一部分管件。

（4）抽取等級(jí)表。每個(gè)項(xiàng)目使用的spec是從元件庫(kù)中按照項(xiàng)目要求提取出來(lái)的一個(gè)有針對(duì)性的數(shù)據(jù)庫(kù)文件。

（5）建立設(shè)備模型。利用已有模板可較快的建好設(shè)備本體，待等級(jí)表做好后即可建立帶管嘴的設(shè)備模型。

（6）建立三維結(jié)構(gòu)模型。對(duì)管道布置來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)模型更多的起到效果及配管方便的作用，并不作為結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的出圖。

（7）建立三維管道模型。即是配管設(shè)計(jì)，最好預(yù)先做好管道研究，減少管道模型的修改。

（9）出平立面圖生成單管軸側(cè)圖。出平立面目前多配合PLANTWAVE使用；單管軸側(cè)圖注意事先定制好圖框塊，便于后面的修改及打印。

（10）抽取管道安裝材料表和綜合材料表。

3.2 建模需要注意的問(wèn)題

（1）模型文件圖元密度的控制。一張模型文件里內(nèi)容不要太多，設(shè)備可根據(jù)標(biāo)高、分區(qū)等的不同合理的將其建立在不同的模型文件中；同類(lèi)型的、有密切聯(lián)系（如相互間管道連接比較多）的設(shè)備宜建在一張圖里。（若設(shè)備不是太多，也可以單臺(tái)設(shè)備為一張圖，以設(shè)備名稱(chēng)命名，方便查找）管道則可根據(jù)管道之間的聯(lián)系、物料、分區(qū)以及管道等級(jí)等的不同合理的將管道建在不同的文件里。每個(gè)模型文件的密度控制在以圖面可清晰分辨為宜，這樣既能提高工作效率，易于管理，又提升了整個(gè)項(xiàng)目的安全性。

（2）模型的參照與修改。模型與模型之間采用覆蓋型的參照模式進(jìn)行疊加，否則不能進(jìn)行循環(huán)參照，也不允許跨文件拷貝模型元件。如設(shè)備定位主要參照（采用覆蓋型）平面布置圖，定位后需要復(fù)核設(shè)備名稱(chēng)、設(shè)備管口的位置、標(biāo)高、對(duì)應(yīng)的管道號(hào)等。對(duì)模型文件的修改、保存等操作均要在打開(kāi)相關(guān)模塊的菜單后進(jìn)行，否則易報(bào)錯(cuò)；圖紙命名也要遵循一定的原則，不要出現(xiàn)中文名及一些其他符號(hào)。

（3）特殊管道的繪制。坡度管及其他特殊管道主要用中心線法繪制；保溫管應(yīng)建立在單獨(dú)的模型文件中，以利于保溫材料的統(tǒng)計(jì)。

（4）及時(shí)檢查模型錯(cuò)誤。模型錯(cuò)誤越少，后續(xù)處理的工作越少。首先配管過(guò)程要充分利用漫游插件，檢查配管的合理性。其次需及時(shí)消除模型文件錯(cuò)誤，其中管道連接屬性是較為常見(jiàn)的錯(cuò)誤，及時(shí)更正既避免后期模型過(guò)大導(dǎo)致檢查工作量大的麻煩，又有利于提取單管軸測(cè)圖。另配管過(guò)程刪除管件后應(yīng)及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行清理。

（5）合理運(yùn)用注釋。一些沒(méi)有模板的元件（可以用相似的圖元來(lái)代替）或不易表達(dá)清楚的配管信息都可以通過(guò)misc attachment來(lái)添加標(biāo)注說(shuō)明。

（6）定期備份。模型的備份包括圖形文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、項(xiàng)目信息等。定期備份以備需要恢復(fù)模型數(shù)據(jù)時(shí)使用，提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)的安全性。

4 與其他三維軟件的比較

經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展,已經(jīng)逐漸涌現(xiàn)了一批出色的三維工廠設(shè)計(jì)軟件,而這其中應(yīng)用較廣泛、功能較強(qiáng)大的軟件有3個(gè)：美國(guó)Intergraph公司的PDS,美國(guó)Bentley公司的AutoPLANT,AVEVA公司的PDMS。PDS與PDMS有多年技術(shù)積累,其功能強(qiáng)大,數(shù)據(jù)庫(kù)完備,目前在三維工廠設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，都極大的加快了設(shè)計(jì)的速度，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。AUTOPLANT作為其中之一，有其優(yōu)勢(shì)的地方：如相對(duì)穩(wěn)定的項(xiàng)目管理平臺(tái)；簡(jiǎn)單易于操作的工作模式；在3大類(lèi)似軟件中的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)等。但也存在一定局限，比如對(duì)于大型復(fù)雜項(xiàng)目，設(shè)備及管道非常多，模型文件也很多，瀏覽時(shí)全部生成模型耗時(shí)長(zhǎng)，操作緩慢；最終出平立面圖時(shí)對(duì)圖紙的控制力相對(duì)較差，后續(xù)人工處理的工作量較大；同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中的使用范圍也較窄，目前piping和equipment使用率高，其他專(zhuān)業(yè)則相對(duì)較少。

5 結(jié)束語(yǔ)

AUTOPLANT2004作為基于AutoCAD開(kāi)發(fā)的三維工廠設(shè)計(jì)軟件，在不改變?cè)O(shè)計(jì)習(xí)慣的基礎(chǔ)上，大大降低了設(shè)計(jì)制圖的工作量，提高了設(shè)計(jì)水平，對(duì)化工工廠設(shè)計(jì)起到了巨大的推動(dòng)作用。

[1]羅宇,張春迎,陳萬(wàn)里.探討化工設(shè)計(jì)中的管道應(yīng)力分析[J].科技信息，2010-04-15.