PDMS軟件在海上平臺工程設計中的應用

田晶晶　郭晶帆

摘要：PDMS三維設計軟件應用于海上平臺工程的設計，全比例三維實體建模，并能與其他應用軟件完美的結合，不但提高了工程設計的質量與效率，同時也提高了整個工程設計進度。本文以一個海上重油開采項目為例，主要介紹運用PDMS軟件進行電氣設計和優化的方法。

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.

關鍵詞：PDMS；海上平臺；三維模型；照明

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

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）07-0146-03

0 引言

PDMS（Plant Design Management System）即工廠三維布置設計管理系統，該軟件具有以下主要特點：①全比例三維實體建模，而且以所見即所得的方式建模，通過PDMS Design設立模型，并可通過Navisworks查看模型；②通過網絡實現多專業實時協同設計、真實的現場環境，多個專業組可以協同設計以建立一個詳細的3D工廠模型，每個設計者在設計過程中可以隨時查看其它設計者正在干什么；③交互設計過程中，實時三維碰撞檢查，PDMS能自動地在元件和各專業設計之間進行碰撞檢查，在整體上保證設計結果的準確性；④擁有獨立的數據庫結構，元件盒設備信息全部可以存儲在參數化的元件庫中，不依賴第三方數據庫；⑤開放的開發環境，利用programmable Macro Language可編程宏語言，可與通用數據庫連接，其包括的PDMS Draft程序將PDMS與AutoCAD接口連接，可方便地將二者的圖紙互相轉換，PDMS輸出的圖形符合傳統的工業標準，此外，它也可以按照設定的風格和樣式輸出各種標準的工程報告和材料、設備報表。

本項目是一個海上的重油開采項目，項目位于加拿大與紐芬蘭340km處，此處水深100m，生產設施應能處理全生產領域發展需求的能力。包括鉆井、生產原油、存儲和輸出、燃氣管理、注水、產水管理、生活區、配套公用設施等；該生產設施由單一軸混凝土重力壩基礎結構（GBS）支撐，GBS將設計成不僅能承受海冰、冰山的鋼筋混凝土結構，并且能適應該項目區的氣象和海洋條件，當GBS和上面的生產設施裝配完，兩者將在GBS的生產海域完成合并，合并后的結構將被拖往永久會址并進行安裝。海上平臺的設計十分復雜，對整體的結構重量要求相當嚴格，通過上面對PDMS的介紹，用PDMS完成海上平臺的建模，能夠準確了解各部分的精確位置，計算出整個結構的重量，對整個項目能否成功完成，起著十分重要的作用。

1 PDMS模型建立

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

②小組成員將控制數據庫的訪問權限和小組的名字是一個綜合數據庫建設過程的一部分。每個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目中充當的角色。這種分配方式將阻止用戶修改任何其他專業的模型數據。

③小組成員是和其相應的數據庫關聯的，因此只有小組成員才有對本專業數據庫有寫的訪問權限。基于數據庫類型的不同，一個小組將會有不止一個數據庫，例如Design、Draft等等。Design數據庫包括本專業的模型內容，Draft數據庫包括本專業的繪圖內容。數據庫名稱和小組的分配將確保只批準小組成員有訪問并寫內容，這將確保數據的完整性。

④一個多數據庫是用來組建數據庫成為一個工作數據庫集。兩個初級的多數據庫（Deaign和Draft）將創建成一個項目，這個多數據庫的創建是基于項目的需求和要求，用來支持模型的交付。

⑤進入PDMS中元素的權限是按小組分配的?？傮w而言，必須是小組的成員才能進入其相應的專業數據庫進行寫操作，再進一步操作，可能被拒絕或數據訪問控制。該操作基于元素的類型，屬性設置，或兩者的組合。普通的用戶不允許創建Site或Zone，并不允許修改這屬性層的任何設置。普通用通常只允許創建低于Zone的元素，這些元素包括設備、結構、管道、橋架等等。

2 PDMS的設計流程

由于筆者在本項目中負責電氣專業工作，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 在其他專業完成大部分設計后，電氣專業開始設計燈的布置，首先進入PDMS Design，加載進其他專業相關布置，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”則出現如圖所示的支撐圖例（根據需要選擇支撐及燈具種類），點擊“properties”可以更改支撐屬性（如圖2）。點擊“apply”完成燈具設定，在需要位置放置燈具，完成燈具的創建（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”出現工具欄（如圖4），選擇“Control”-“Check CE”，如果有問題，會在左邊“Clash Lis”中顯示出現的問題，點擊右側Navigate中第一個按鈕，會出現出問題的模型位置，問題部分會顯示成紅色。

2.3 之后類型相同的燈具可以直接復制此燈具，移動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的list，將此list直接導入AGI32計算照度是否符合要求，如不符合要求則需要對燈具位置、數量等進行調整，如符合要求則可生成平面圖。

2.5 進入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、大型設備加載進來，update圖紙即生成圖紙，圖紙中燈具的名字、回路號、高度以及回路引自哪個配電盤、走哪個橋架都會自動加載出來，避免人工填寫發生錯誤（如圖5）。

2.6 完成draft圖紙后，需要將PDMS圖紙轉化成CAD格式，此時需走一個中間過程，先將圖紙轉化成.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圖紙直接轉化成CAD格式，會發生亂碼情況）。在用CAD打開.dxf文件時不帶顏色的圖紙，公司制作的一個插件，將圖紙渲染上顏色和draft圖紙保持一致。

3 PDMS軟件的優點與存在的問題

3.1 PDMS軟件的優點

通過PDMS軟件在本項目設計中的運用，可以發現PDMS軟件存在著許多優點，由于本人在此項目中擔任電氣設計，所以從電氣方面總結優點如下：①全比例顯示電氣設備位置，查看設備位置是否合適以及是否與其他專業設備發生沖突，方便及時調整。②每個設計人員都可以以不同的用戶名和密碼進入，在權限范圍內進行設計工作，并共享整個工程同步開展的土建、結構、建筑、電氣橋架、開關柜、設備接口機其他人員完成的設計成果，避免設計人員之間缺乏交流而引起不必要的返工，并通過數據庫權限設置可以控制各個設計人員的權限，充分體現多專業協同設計的平臺。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各專業的設計底圖可以自行選擇，在三維模型中抽出自己需要的底圖，并且設定好后，只要Update就能獲得最新的底圖，不會因為其他專業修改了信息，而影響了自己圖紙的設計，提高了圖紙的質量。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軟件在海上平臺設計中有諸多優點，但在實際項目應用中還存在以下幾點需要改進：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，需要做轉成CAD并做一些處理后，才能在CAD中做接地圖紙。②在向PDMS Draft圖紙中添加設備時，不能一次添加一個list表，需要一個設備一個設備的添加，比較麻煩。③PDMS軟件比較龐大，掌握比較難，需要花費大量的時間和精力進行練習和消化。④軟件價格比較貴，只有投資比較大的項目才能負擔的起這個費用。

4 結論

PDMS三維設計就是在計算機中建立能真正表現海上平臺現實的三維模型。用其建立的各種設備、橋架、燈具、管道、結構的三維模型，能直觀、真實地反映其在未來海上平臺的空間關系，有利于設計的多方案比較、優選。對三維模型進行碰撞檢查，避免在施工中出現一些不必要的麻煩。它能形象模擬施工進度和大型重要設備的安裝過程，并可校驗安裝空間是否足夠，保證安裝質量，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計的高級工具，其應用基礎除了必要的計算機操作外，更重要的是設計者的專業素質；使用3D技術的必要性是毋庸置疑的，一個專業水平高并熟悉3D軟件操作的設計者可以把設計水平發揮的淋漓盡致，高效準確。但僅僅看到3D軟件在設計工作的作用還不夠全面，在設計手段3D化全面普及的環境下，通過3D軟件靈活的信息采集匯總，項目管理的科學化成為可能。項目的控制能力和執行效率大大提高。雖然項目的成敗有很多制約因素，但是如果沒有較為全面的3D技術應用，項目的內部成本很難得到有效的控制。國內外工程公司大量成功案例中無不強調3D技術的合理應用，從公司的管理層到項目的管理者和參與者都認同這種技術手段。

參考文獻：

[1]吳承剛.PDMS軟件在發電工程設計中的運用[J].新疆電力技術，2010，01.

[2]萬金發.PDMS三維軟件在工程設計中的應用[J].鋼鐵技術，2002，06.

[3]熊新強，陳雪松，付曉東，等.PDMS三維設計在油氣田地面工程中的應用[J].石油工業計算機應用，2013，04.