田晶晶　郭晶帆

摘要：PDMS三維設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用于海上平臺(tái)工程的設(shè)計(jì)，全比例三維實(shí)體建模，并能與其他應(yīng)用軟件完美的結(jié)合，不但提高了工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效率，同時(shí)也提高了整個(gè)工程設(shè)計(jì)進(jìn)度。本文以一個(gè)海上重油開采項(xiàng)目為例，主要介紹運(yùn)用PDMS軟件進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)和優(yōu)化的方法。

Abstract： PDMS 3D design software is used in the offshore platform engineering design， the proportional 3D entity modeling is used. It perfectly combines with other application softwares. It improves the quality and efficiency of the engineering design， and also improves the whole project design progress. This paper takes an offshore heavy oil exploration project as an example to mainly introduce the electrical design and optimization methods by using PDMS software.

關(guān)鍵詞：PDMS；海上平臺(tái)；三維模型；照明

Key words： PDMS；offshore platform；3D model；illumination

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）07-0146-03

0 引言

PDMS（Plant Design Management System）即工廠三維布置設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)，該軟件具有以下主要特點(diǎn)：①全比例三維實(shí)體建模，而且以所見即所得的方式建模，通過PDMS Design設(shè)立模型，并可通過Navisworks查看模型；②通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多專業(yè)實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)、真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，多個(gè)專業(yè)組可以協(xié)同設(shè)計(jì)以建立一個(gè)詳細(xì)的3D工廠模型，每個(gè)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中可以隨時(shí)查看其它設(shè)計(jì)者正在干什么；③交互設(shè)計(jì)過程中，實(shí)時(shí)三維碰撞檢查，PDMS能自動(dòng)地在元件和各專業(yè)設(shè)計(jì)之間進(jìn)行碰撞檢查，在整體上保證設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性；④擁有獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，元件盒設(shè)備信息全部可以存儲(chǔ)在參數(shù)化的元件庫中，不依賴第三方數(shù)據(jù)庫；⑤開放的開發(fā)環(huán)境，利用programmable Macro Language可編程宏語言，可與通用數(shù)據(jù)庫連接，其包括的PDMS Draft程序?qū)DMS與AutoCAD接口連接，可方便地將二者的圖紙互相轉(zhuǎn)換，PDMS輸出的圖形符合傳統(tǒng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，此外，它也可以按照設(shè)定的風(fēng)格和樣式輸出各種標(biāo)準(zhǔn)的工程報(bào)告和材料、設(shè)備報(bào)表。

本項(xiàng)目是一個(gè)海上的重油開采項(xiàng)目，項(xiàng)目位于加拿大與紐芬蘭340km處，此處水深100m，生產(chǎn)設(shè)施應(yīng)能處理全生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展需求的能力。包括鉆井、生產(chǎn)原油、存儲(chǔ)和輸出、燃?xì)夤芾?、注水、產(chǎn)水管理、生活區(qū)、配套公用設(shè)施等；該生產(chǎn)設(shè)施由單一軸混凝土重力壩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（GBS）支撐，GBS將設(shè)計(jì)成不僅能承受海冰、冰山的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并且能適應(yīng)該項(xiàng)目區(qū)的氣象和海洋條件，當(dāng)GBS和上面的生產(chǎn)設(shè)施裝配完，兩者將在GBS的生產(chǎn)海域完成合并，合并后的結(jié)構(gòu)將被拖往永久會(huì)址并進(jìn)行安裝。海上平臺(tái)的設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，對(duì)整體的結(jié)構(gòu)重量要求相當(dāng)嚴(yán)格，通過上面對(duì)PDMS的介紹，用PDMS完成海上平臺(tái)的建模，能夠準(zhǔn)確了解各部分的精確位置，計(jì)算出整個(gè)結(jié)構(gòu)的重量，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目能否成功完成，起著十分重要的作用。

1 PDMS模型建立

①每一個(gè)用戶都會(huì)分配到一個(gè)PDMS的用戶名和密碼，此密碼可以有用戶自己修改。

②小組成員將控制數(shù)據(jù)庫的訪問權(quán)限和小組的名字是一個(gè)綜合數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程的一部分。每個(gè)用戶將被分配給一組或若干組，這都基于其訪問需求和在項(xiàng)目中充當(dāng)?shù)慕巧?。這種分配方式將阻止用戶修改任何其他專業(yè)的模型數(shù)據(jù)。

③小組成員是和其相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)的，因此只有小組成員才有對(duì)本專業(yè)數(shù)據(jù)庫有寫的訪問權(quán)限?；跀?shù)據(jù)庫類型的不同，一個(gè)小組將會(huì)有不止一個(gè)數(shù)據(jù)庫，例如Design、Draft等等。Design數(shù)據(jù)庫包括本專業(yè)的模型內(nèi)容，Draft數(shù)據(jù)庫包括本專業(yè)的繪圖內(nèi)容。數(shù)據(jù)庫名稱和小組的分配將確保只批準(zhǔn)小組成員有訪問并寫內(nèi)容，這將確保數(shù)據(jù)的完整性。

④一個(gè)多數(shù)據(jù)庫是用來組建數(shù)據(jù)庫成為一個(gè)工作數(shù)據(jù)庫集。兩個(gè)初級(jí)的多數(shù)據(jù)庫（Deaign和Draft）將創(chuàng)建成一個(gè)項(xiàng)目，這個(gè)多數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建是基于項(xiàng)目的需求和要求，用來支持模型的交付。

⑤進(jìn)入PDMS中元素的權(quán)限是按小組分配的。總體而言，必須是小組的成員才能進(jìn)入其相應(yīng)的專業(yè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行寫操作，再進(jìn)一步操作，可能被拒絕或數(shù)據(jù)訪問控制。該操作基于元素的類型，屬性設(shè)置，或兩者的組合。普通的用戶不允許創(chuàng)建Site或Zone，并不允許修改這屬性層的任何設(shè)置。普通用通常只允許創(chuàng)建低于Zone的元素，這些元素包括設(shè)備、結(jié)構(gòu)、管道、橋架等等。

2 PDMS的設(shè)計(jì)流程

由于筆者在本項(xiàng)目中負(fù)責(zé)電氣專業(yè)工作，所以以照明圖紙為例，介紹完成一張電氣圖紙的工作流程：

2.1 在其他專業(yè)完成大部分設(shè)計(jì)后，電氣專業(yè)開始設(shè)計(jì)燈的布置，首先進(jìn)入PDMS Design，加載進(jìn)其他專業(yè)相關(guān)布置，找到加載燈具的位置，開始添加燈具（如圖1）：在頂部菜單欄選擇“Create”-Equipment，出現(xiàn)如圖1所示工具條，選擇添加類型為“LIGHT”，安裝方式為“Deck Mounted”以及燈具支撐為“HEB-LD-29A”則出現(xiàn)如圖所示的支撐圖例（根據(jù)需要選擇支撐及燈具種類），點(diǎn)擊“properties”可以更改支撐屬性（如圖2）。點(diǎn)擊“apply”完成燈具設(shè)定，在需要位置放置燈具，完成燈具的創(chuàng)建（如圖3）。

2.2 燈具加載完成后，檢查碰撞：在頂部菜單欄選擇“utilities”- “Clash”出現(xiàn)工具欄（如圖4），選擇“Control”-“Check CE”，如果有問題，會(huì)在左邊“Clash Lis”中顯示出現(xiàn)的問題，點(diǎn)擊右側(cè)Navigate中第一個(gè)按鈕，會(huì)出現(xiàn)出問題的模型位置，問題部分會(huì)顯示成紅色。

2.3 之后類型相同的燈具可以直接復(fù)制此燈具，移動(dòng)位置并檢查碰撞即可。

2.4 加載完成后，從PDMS中可以直接抽出所有燈具坐標(biāo)的list，將此list直接導(dǎo)入AGI32計(jì)算照度是否符合要求，如不符合要求則需要對(duì)燈具位置、數(shù)量等進(jìn)行調(diào)整，如符合要求則可生成平面圖。

2.5 進(jìn)入PDMS Draft界面，建立照明圖模板（包括圖框及key plan），將燈具、地板，房間墻壁、大型設(shè)備加載進(jìn)來，update圖紙即生成圖紙，圖紙中燈具的名字、回路號(hào)、高度以及回路引自哪個(gè)配電盤、走哪個(gè)橋架都會(huì)自動(dòng)加載出來，避免人工填寫發(fā)生錯(cuò)誤（如圖5）。

2.6 完成draft圖紙后，需要將PDMS圖紙轉(zhuǎn)化成CAD格式，此時(shí)需走一個(gè)中間過程，先將圖紙轉(zhuǎn)化成.dxf格式，再用CAD打開.dxf格式圖紙另存為CAD格式（注意不可將PDMS圖紙直接轉(zhuǎn)化成CAD格式，會(huì)發(fā)生亂碼情況）。在用CAD打開.dxf文件時(shí)不帶顏色的圖紙，公司制作的一個(gè)插件，將圖紙渲染上顏色和draft圖紙保持一致。

3 PDMS軟件的優(yōu)點(diǎn)與存在的問題

3.1 PDMS軟件的優(yōu)點(diǎn)

通過PDMS軟件在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，可以發(fā)現(xiàn)PDMS軟件存在著許多優(yōu)點(diǎn)，由于本人在此項(xiàng)目中擔(dān)任電氣設(shè)計(jì)，所以從電氣方面總結(jié)優(yōu)點(diǎn)如下：①全比例顯示電氣設(shè)備位置，查看設(shè)備位置是否合適以及是否與其他專業(yè)設(shè)備發(fā)生沖突，方便及時(shí)調(diào)整。②每個(gè)設(shè)計(jì)人員都可以以不同的用戶名和密碼進(jìn)入，在權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，并共享整個(gè)工程同步開展的土建、結(jié)構(gòu)、建筑、電氣橋架、開關(guān)柜、設(shè)備接口機(jī)其他人員完成的設(shè)計(jì)成果，避免設(shè)計(jì)人員之間缺乏交流而引起不必要的返工，并通過數(shù)據(jù)庫權(quán)限設(shè)置可以控制各個(gè)設(shè)計(jì)人員的權(quán)限，充分體現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的平臺(tái)。③施工圖紙是在三維模型建好后，直接從模型中抽出，避免了平面圖與三維模型存在差異而影響施工效果。④各專業(yè)的設(shè)計(jì)底圖可以自行選擇，在三維模型中抽出自己需要的底圖，并且設(shè)定好后，只要Update就能獲得最新的底圖，不會(huì)因?yàn)槠渌麑I(yè)修改了信息，而影響了自己圖紙的設(shè)計(jì)，提高了圖紙的質(zhì)量。⑤可以很好的和Navisworks整合，可以方便的通過Naviswork漫游校審PDMS三維模型。

3.2 PDMS軟件存在的問題

PDMS軟件在海上平臺(tái)設(shè)計(jì)中有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中還存在以下幾點(diǎn)需要改進(jìn)：①PDMS Draft中不能像CAD一下樣隨意畫各種線型，所以在做接地圖紙時(shí)，需要做轉(zhuǎn)成CAD并做一些處理后，才能在CAD中做接地圖紙。②在向PDMS Draft圖紙中添加設(shè)備時(shí)，不能一次添加一個(gè)list表，需要一個(gè)設(shè)備一個(gè)設(shè)備的添加，比較麻煩。③PDMS軟件比較龐大，掌握比較難，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力進(jìn)行練習(xí)和消化。④軟件價(jià)格比較貴，只有投資比較大的項(xiàng)目才能負(fù)擔(dān)的起這個(gè)費(fèi)用。

4 結(jié)論

PDMS三維設(shè)計(jì)就是在計(jì)算機(jī)中建立能真正表現(xiàn)海上平臺(tái)現(xiàn)實(shí)的三維模型。用其建立的各種設(shè)備、橋架、燈具、管道、結(jié)構(gòu)的三維模型，能直觀、真實(shí)地反映其在未來海上平臺(tái)的空間關(guān)系，有利于設(shè)計(jì)的多方案比較、優(yōu)選。對(duì)三維模型進(jìn)行碰撞檢查，避免在施工中出現(xiàn)一些不必要的麻煩。它能形象模擬施工進(jìn)度和大型重要設(shè)備的安裝過程，并可校驗(yàn)安裝空間是否足夠，保證安裝質(zhì)量，避免不必要的反工，從而縮短施工周期。

PDMS作為一種輔助工程設(shè)計(jì)的高級(jí)工具，其應(yīng)用基礎(chǔ)除了必要的計(jì)算機(jī)操作外，更重要的是設(shè)計(jì)者的專業(yè)素質(zhì)；使用3D技術(shù)的必要性是毋庸置疑的，一個(gè)專業(yè)水平高并熟悉3D軟件操作的設(shè)計(jì)者可以把設(shè)計(jì)水平發(fā)揮的淋漓盡致，高效準(zhǔn)確。但僅僅看到3D軟件在設(shè)計(jì)工作的作用還不夠全面，在設(shè)計(jì)手段3D化全面普及的環(huán)境下，通過3D軟件靈活的信息采集匯總，項(xiàng)目管理的科學(xué)化成為可能。項(xiàng)目的控制能力和執(zhí)行效率大大提高。雖然項(xiàng)目的成敗有很多制約因素，但是如果沒有較為全面的3D技術(shù)應(yīng)用，項(xiàng)目的內(nèi)部成本很難得到有效的控制。國內(nèi)外工程公司大量成功案例中無不強(qiáng)調(diào)3D技術(shù)的合理應(yīng)用，從公司的管理層到項(xiàng)目的管理者和參與者都認(rèn)同這種技術(shù)手段。

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