PDMS下的配管自動化分析

喬 建

(山西國控環(huán)球工程有限公司，山西 太原 030006)

引 言

配管設(shè)計工作比較復(fù)雜且工作量極大，因此在實踐過程中需要設(shè)計人員付出很多精力和時間。為了提高工作效率，降低配管設(shè)計人員工作負擔(dān)和工作強度，目前一般選擇使用PDMS設(shè)計軟件。這種軟件在實際應(yīng)用過程中有助于提高工作效率，但是也存在一定的局限性。

1 配管自動化的必要性與可行性

以某配管項目為例，工作人員對項目進行考察和設(shè)計以后，得到對應(yīng)的管道三維圖，共有1 000多張，在項目整體設(shè)計使用過程中，需要相關(guān)配管材料共計305種，各種材料下面還需要進一步細分，因此工作總量巨大。不僅如此，針對配管的設(shè)計還需要結(jié)合建筑實際情況和管道用途及其環(huán)境對材料、管壁進行設(shè)計，在這個過程中還需要考慮到管道的應(yīng)力情況和后續(xù)維護操作等。此外，根據(jù)相關(guān)的工作實際和實踐案例，配管設(shè)計存在一定的規(guī)律性，其中比較突出的就是料單統(tǒng)計過程中擁有大量數(shù)據(jù)來源，加上在管道設(shè)計過程中存在多種固定的組合以及相同的設(shè)計，這些情況為利用計算機軟件進行輔助設(shè)計提供了基礎(chǔ)，能夠有效降低設(shè)計工作人員的工作量。

2 基本分析與構(gòu)想

2.1 管道布置計算機輔助分析

在設(shè)計管道走向的過程中，需要遵循以下幾條原則。一是要確保管道走向符合相關(guān)的工藝流程要求；二是要確保管道安裝完成以后便于維修；三是要盡量降低成本，同時照顧管道美觀效果。基于管道走向設(shè)計的基本原則，要實現(xiàn)配管自動化，就可以從PDMS軟件的實際作用入手，具體包括對相關(guān)圖紙的讀取和識別，對配管規(guī)格和使用標準的規(guī)定，經(jīng)驗做法和邏輯化、程序化，為在更大范圍進行推廣打下基礎(chǔ)，管道路徑的優(yōu)化選擇。

在具體的管道配置過程中，完全實現(xiàn)自動化配置很難，因此在實踐設(shè)計過程中，都需要工作人員在全面掌握建筑實際情況和管道使用需要的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)設(shè)計原則對其進行優(yōu)化和調(diào)整，最終得到科學(xué)合理的設(shè)計結(jié)果。

2.2 配管料單自動生成分析

在配管設(shè)計過程中，要想取得最終成果，就必須得到對應(yīng)的料單文件，料單文件在實際應(yīng)用過程中主要用于配管材料的購買和具體施工應(yīng)用。為了確保購買的到對應(yīng)的管道，滿足管道安裝的具體要求，配管料單中的具體記錄都要求得到對應(yīng)的材料，這種材料是獨特的。基于此，配管料單必須包括對應(yīng)配管的材料名稱、尺寸、磅級等具體信息，還需要準確說明對應(yīng)配管的端面形式、結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)等，以及在使用過程中的相關(guān)引用標準和具體數(shù)量等信息。這些信息是確保配管材料達到相關(guān)要求的基礎(chǔ)，因此必須得到有效保證[1]。在實踐環(huán)節(jié)，材料的名稱、尺寸、磅級和數(shù)量都可以直接錄入PDMS，進而被直接讀取。其他的信息如端面形式、結(jié)構(gòu)形式、材料情況、引用標準等，一般可以在具體的規(guī)格說明書中得到。基于此，在建設(shè)對應(yīng)的PDMS數(shù)據(jù)庫的時候，要準確全面錄入相關(guān)的材料描述和信息，這些信息要包括材料的端面形式、結(jié)構(gòu)形式等，這為后續(xù)使用PDMS實施自動化配管打下了基礎(chǔ)。

3 實踐研究

3.1 管道設(shè)計輔助工具

3.1.1 高低點自動查找工具

管道對應(yīng)位置出現(xiàn)了高點或者低點，在后續(xù)使用過程中很容易引起流通不暢，導(dǎo)致積水或者氣塞等情況，一旦發(fā)生這種情況，會對具體的生產(chǎn)產(chǎn)生嚴重影響。因此，在配管設(shè)計過程中，要針對管道的高點和低點對應(yīng)位置安裝相關(guān)裝備，促使達到高點放空和低點排放的效果。在實際配管設(shè)計過程中，可以利用PML語言準確讀取對應(yīng)管道上具體管件的位置，為工作人員準確判斷管道是否存在高點或者低點提供便利。另一方面，準確確定管道內(nèi)所有的高點和低點時，具體的高點放空和低點排放都有具體的制作標準圖，因此可以將其進行程序化設(shè)計，最終實現(xiàn)自動化連接。

3.1.2 坡管自動連接工具

在具體環(huán)境下或者特殊位置，管道的設(shè)計需要滿足比較特殊的條件，比如在海洋平臺上管道必須達到一定坡度。這種情況下應(yīng)用PDMS實現(xiàn)配管自動化比較困難，在具體實踐過程中，需要進行一系列繁瑣工作。需要指出的是，坡管的連接比較固定，因此在具體配管過程中為了達到預(yù)期效果，可以使用PML語言，同時結(jié)合應(yīng)用PDMS來實現(xiàn)對應(yīng)要求，有效完成坡管的連接。這種情況下不僅能取得良好的配管設(shè)計效果，還可以有效降低工作人員的工作量和工作難度。此外，為了進一步提高PDMS在實際應(yīng)用過程中的功能和實效性，相關(guān)研究人員繼續(xù)對其進行開發(fā)研究，得到對應(yīng)的管道重心計算程序，將重心的影響充分考慮在內(nèi)，得到良好的配管效果；此外還有配管經(jīng)濟概算程序，能在整體上降低配管的成本和投入，達到良好的經(jīng)濟效果。

3.2 標準料單自動生成

根據(jù)已有資料可知，配管設(shè)計過程中料單的生成就是輸入具體材料的相關(guān)信息并將其分類寫入的過程。為了方便非專業(yè)人士的閱讀和使用，就需要將PDMS中的模型或者數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)變?yōu)榉菍I(yè)人士可以有效閱讀的材料和數(shù)據(jù)，并以通俗易懂的方式寫入具體的料單，方便相關(guān)人員使用。基于料單內(nèi)包含大量信息，加上PDMS中相關(guān)模型和數(shù)據(jù)庫中的信息可能存在缺口，其中某些信息需要從閥門數(shù)據(jù)表中獲取。在PDMS系統(tǒng)內(nèi)部，具體的閥門都擁有其自身的代號，在使用過程中可以根據(jù)具體的代號獲取對應(yīng)的信息，在此基礎(chǔ)上結(jié)合通過PDMS模型或者數(shù)據(jù)庫得到的信息，可以組成完整的料單信息表。

在實踐過程中，一般的管件所需信息較少，其重要屬性信息如端面形式、結(jié)構(gòu)形式、材料描述以及引用標準可以寫入對應(yīng)的元件庫，因此在使用過程中，可以直接從其中進行讀取。基于元件的Detail Text屬性中包含有多項信息，為了確保讀取信息過程中數(shù)據(jù)的完整性和準確性，在實踐過程中，要抽取關(guān)鍵料單時，就必須對其中的信息進行分離和提取[2]。需要注意的是，在這個過程中很容易受到相關(guān)因素影響，加上同一信息對于不同管件的具體表現(xiàn)形式可能不同，在具體數(shù)據(jù)庫中卻屬于幾種固定的形式。結(jié)合以上信息和事實，在具體的實踐環(huán)節(jié)，為了達到最佳讀取效果，可以考慮使用正則表達式進行模糊識別。

4 結(jié)論及展望

PDMS作為優(yōu)秀的三維工程設(shè)計軟件，在多個行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，其中尤其是在海洋工程行業(yè)應(yīng)用廣泛，而且具有良好的可拓展性和二次開發(fā)性能。目前，相關(guān)工作人員針對PDMS進行了科學(xué)應(yīng)用，根據(jù)配管需要設(shè)計得到了相應(yīng)的功能和作用，其中工程設(shè)計院PDMS工作站先后開發(fā)了高低點處理、坡管自動連接、管道系統(tǒng)重心計算、配管經(jīng)濟概算、配管料單自動生成等程序，這些程序在使用過程中能針對配管的實際需要提供對應(yīng)幫助，從而有效節(jié)約成本，提高工作效率和質(zhì)量，提高配管自動化實踐效果。

實際測試表明，以上PDMS實用軟件應(yīng)用程序能有效提高設(shè)計效率，結(jié)合具體環(huán)境的要求和目的提供對應(yīng)幫助，降低設(shè)計人員勞動強度，提高整體工作效率和質(zhì)量，具有良好的實用價值。同時也應(yīng)看到，作為良好的信息化平臺，工程設(shè)計院對PDMS軟件的開發(fā)使用深度還不足，尤其是在某些環(huán)境下其應(yīng)用效果難以達到最佳狀態(tài)，不能滿足相關(guān)的工作需要，基于此，有必要繼續(xù)加強軟件的二次開發(fā)，充分發(fā)揮軟件優(yōu)勢，為設(shè)計院業(yè)務(wù)發(fā)展作出更多更大貢獻。