SP3D在撬塊化設計中的應用

隋倩倩

（海工英派爾工程有限公司，山東青島 266101）

SP3D在撬塊化設計中的應用

隋倩倩

（海工英派爾工程有限公司，山東青島 266101）

主要介紹了SP3D在撬塊化設計中的應用，旨在提高施工效率，節省成本，保證設計質量，高效精準的完成工程項目。

SP3D；撬塊化設計

隨著中國工程公司海外項目的拓展，一些石化工程公司在非洲、中東和南美等海外地區中標項目，這些項目通常遠離居民區，環境惡劣，物資供應匱乏，客觀上限制了現場施工水平，為了應對這些情況，達到節約成本，加快工程進度的目的，國內的工程公司會盡量把工作放在國內，壓縮現場工程量，撬塊化設計成為實現這一目標的首選方案。以美國鷹圖公司開發的SP3D是目前智能工廠設計領域中處于領先地位的產品，用于撬塊化設計也較為廣泛。

1 撬塊化設計簡介

撬塊是利用先進的設計理念、計算軟件等方法對各種工藝設備、工藝管道等進行打包，使其擁有獨立的功能，可以整體搬遷運移和吊裝[1]。早在20 世紀80 年代，美國工程師就已提出撬塊化設計并在中東的項目中應用，發展至今已經有30多年的時間。撬塊化設計由于自己的獨特優勢，可大幅降低施工現場人工消耗量、降低現場不利因素的影響、提高施工質量和施工安全性、保護環境等優勢，已經成為工程設計，特別是一些海外工程項目設計的一個主要趨勢[2]。

撬塊化設計主要考慮撬塊的劃分、撬塊間的連接、撬塊的制造、運輸和安裝。一般來講，撬塊的劃分取決于運輸和吊裝因素，通常陸地運輸會起到決定性因素。撬塊化設計中提前預制部分包括管子預制與支吊架預制，運輸前用臨時支架將管道設備支撐固定好，運到現場后將臨時支架去除，安裝上支吊架即可。圖1為某海外項目部分撬塊圖。

撬塊特點：

1）建設周期短。減少現場施工量，有效地縮短了工期。這種設計可以提前采購提前安裝，在工廠里完成的工作量可占整個項目的90%以上，極大地提高了施工效率；

2）可靠性提高。制造廠內環境良好，有利于生產和組裝，也方便檢測設備；

3）集成度高。撬塊化結構緊湊，占地面積小。有效利用空間；

4）安裝和操作便捷。將整個系統分成不同的小塊，便于安裝和移動。

5）節約資金。撬塊化設計很大程度減少的制造成本和安裝成本。

雖然撬塊化有這么多優點，但也相應存在一些問題。正因撬塊設計結構緊湊，撬內管線走向錯綜復雜，如果僅憑人腦設計，很難完成如此龐大的管路系統，；撬塊與外管線的接口如果不精準會導致管線連接不上，現場還需要修改和調整，增加現場的工作量。

2 SP3D在撬塊化中的應用

隨著科學技術的飛速發展，利用三維軟件輔助工程設計的做法越來越普遍，由美國鷹圖公司開發的SP3D（智能工廠三維軟件）是目前智能工廠設計系統領域中最新的主流產品。SP3D最核心部分在于數據庫的建立，計算機只能編譯數字信息，不能編譯文字信息，所以要將文字轉化為數字信息傳遞給計算機，最基本的組成分為AllCodeLists、Specification、Catalog。其中AllCodeLists是將各種有效信息歸類，并將各類文字信息標記為對應的數字。需要標記的文字信息很多，如管道的尺寸、壁厚、壓力、材質、焊接對口方式等。針對每一個特性，都可以建立一張相應的表格[3]。除此之外，還包括劃分管道等級的Specificaiton 部分和反應管道實際尺寸參數的Catalog部分。通過數據庫，又將數字轉化成模型，包括結構、設備、管道、支架等建模，形象直觀地展現給我們。如圖2所示，SP3D在項目中的應用一目了然。

SP3D建模可以實現多專業協同設計，數據共享允許同一個項目在多個地點同步實施。雖然需要實時網絡連接，但即使網絡中斷，各個站點仍然可以工作。安全性和知識產權保護。軟件可以設置權限，只有符合身份的用戶才能登錄并修改，并且可以自動備份，極大程度挽回損失。高效的接口管理、對外部數據的統一接口等都為項目順利進行提供了堅實的保障。

從SP3D軟件使用情況看，與二維設計軟件相比，其優勢比較明顯，主要體現為：SP3D軟件可最大限度地減少設計錯誤。二維平面設計軟件費時、費力、設計錯誤較多，而且有些錯誤較難避免，如材料統計方面的錯誤，即使很仔細的設計者也無法避免此類錯誤。

3 SP3D出ISO圖

用SP3D出圖，可以定制圖框，按照項目要求將所需內容包括管線號、保溫厚度、設計壓力、操作壓力、流體類型、保溫材料等在圖中相應位置顯示。如圖3所示：

4 出圖及報告

在Space Management模塊下，選定一個Volume，這個Volume可依據撬塊大小進行劃分，經過出圖轉換，生成平面圖、立面圖、剖面圖、管道布置圖和三維圖等，如圖4、圖5所示。并且可以快速生成管材表、單管圖、支架表等圖紙報告，減少了人工統計的工作量，可準確地做出工程概預算。

圖2 SP3D在項目中的應用流程

圖3 iso圖示例

SP3D在工業上應用越來越廣泛，但由于以下一些缺點，制約了它的推廣：SP3D軟件龐大，掌握較難；其中的模塊很多，且功能和內容各不相同，需花費大量的時間與精力進行培訓和消化。軟件價格較貴且對計算機的硬件要求較高，在目前情況下不可能購買大量的軟件供每個設計者使用。相信SP3D在進一步的推廣和深入研究中，會不斷提高質量和品質，其在化工行業應用也將日益擴大。

圖4 選定出圖區域

圖5 平立面圖

[1]杜煥昌.海上平臺用撬塊特點及開發方法.中國石油和化工標準與質量，2013，（11）.

[2]康正華.SP3D在模塊化設計中的應用[J].上海化工，2015，（6）：17-19.

[3]譚茹.淺析SmartPlant 3D 軟件的管道數據庫[J].科技視界，2015，（21）.

Application of SP3D in Skid Block Design

Sui Qian-qian

Mainly introduces the application of SP3D in the skid block design，in order to improve the construction efficiency，save the cost，ensure the design quality，and the high efficiency and precision of the whole project.

SP3D；skid block design

TE97；TP391.72

B

1003–6490（2016）04–0183–02

2016–03–21

隋倩倩（1985—），女，山東青島人，助理工程師，主要從事化工設計方面工作。