淺談PDMS軟件在工廠設計中的應用

蘭軒睿，董哲,徐揚，郭春帥

（天津渤化工程有限公司，天津 300193）

本文將主要分析PDMS工廠設計管理軟件在工廠設計時的應用。

1 PDMS在化工廠設計中的應用

1.1 工程項目的建立

1）使用PDMS軟件進行工程設計的首要工作是在服務器上生成一系列項目共享目錄，設置項目環境變量并為項目人員設置訪問權限和路徑。

2）項目管理員登錄Admin（項目管理）模塊設置項目信息。創建Team（定義組）、Database（數據庫）、MDB（工作區）和User（用戶）層級，并進行權限分配。Team通常根據不同專業、區域進行分類。Database從屬于Team，需要管理員新建、拷貝或參考外部數據庫。MDB是由多個Database組成的一個數據庫組，其包括了User所能調用的所有數據。User從屬于Team，其使用者只能操作自己所屬定義組的數據，對其他定義組的數據只有讀取權限而無法進行修改。

1.2 數據庫的建立

數據庫是PDMS設計的核心，需要專業數據庫維護人員建立一個準確可靠且全面的數據庫，其主要由元件庫和等級庫構成。

1）元件庫。元件庫作為數據庫的基礎，其儲存有項目所需所有元件的尺寸信息，并應按照統一規定進行命名編碼。數據庫維護人員通過對元件的點集、形集、描述、尺寸的錄入將其儲存于元件庫中。此外對于法蘭連接的元件，還需關聯螺栓集。

2）等級庫。在具備完整，準確的元件庫后，數據庫維護人員需要創建等級文件以關聯等級庫和設計人員在本等級下可調用的元件庫。

1.3 主要設計專業建模

PDMS軟件是一種多專業協同設計的三維模型軟件，其中管道專業是三維建模的核心，其他的重要專業包括土建、設備、儀表、電氣、水暖等。在軟件中可以顯示出整個工廠的三維模型，并真實的反映現場實際狀況。受限于設計人員設計習慣，軟件使用水平等因素，目前部分項目僅由管道專業使用PDMS進行設計，但全專業三維設計是未來的發展趨勢，下文簡單介紹各主要專業的設計方式。

1.3.1 土建專業

土建專業設計人員依據工藝、設備專業的條件，進行結構相關數據的計算，并依計算結果進行三維建模工作。進入PDMS的Design模塊，選擇Structure菜單進行各種結構模型的創建，包括梁柱、門窗、平臺、斜梯、直爬梯等等基本結構。如需在PDMS中實現重心計算等功能，可進行二次開發。

1.3.2 設備專業

設備建模可以通過創建Standard Equipment Template（標準設備模板）、Parametric Equipment Template（參數化設備模板）、Create Primitive（創建基本體）和Input Macro File（導入宏文件）四種方式進行。通常使用標準設備模板或參數化設備模板方法，對預設參數進行設定，來創建標準設備或簡單外形設備。此類方式高效便捷，但不適用于非標準設備和復雜設備。創建基本體方式可理解為“拼積木”，通過創建基本體將其組合成所需的設備外形。此方法操作復雜但外形準確，適用于非標準設備。對于在其他項目中已有近似模型的設備可以通過導入宏文件方式進行復用。在設備創建完成后，再根據設備布置圖在三維模型中進行定位。

1.3.3 管道專業

管道設計是PDMS軟件設計的重點，其工作量可達到項目總工作量的一半。設計人員依次創建Pipe、Branch、Component三個層級，先設定管道的等級，公稱直徑，保溫保冷，而后定義管子的頭/尾，再順序/逆序創建各個管件，管件之間會自動生成直管連接。

在管道設計過程中可手動進行設計檢查，包括數據一致性檢查、碰撞檢查和軸測圖檢查。數據一致性檢查是檢查各管件端面連接方式是否匹配，管徑是否一致，其在空間內是否角相、軸相對齊，直管段長度是否符合預設最小值。碰撞檢查則是檢測選定的管道在三維空間中是否與其他管道、設備、結構、維修、操作空間等發生碰撞，軟件會彈出錯誤報告視窗，并在三維模型中高亮顯示以提示設計者進行修改。設計人員還可以手動調整碰撞檢查參數如接觸間隙值、重疊值和誤差值來調整檢查精度。上述兩項檢查可以基本排除設計時出現的錯誤，為進一步確保最終軸測圖的準確，設計人員在完成每個管線后應進行軸測圖檢查，如出現“FAIL”提示則意味著管線存在錯誤需進一步修改。

1.3.4 其他專業

PDMS軟件也可用于儀表、電氣、暖通、給排水等專業的建模工作。儀表電氣專業可以通過Design模塊進行儀表、電纜、橋架建模，暖通、給排水專業也可以進行管線鋪設。但PDMS對于這些專業的支持不夠強大，通常需要數據庫維護人員進行一定程度的二次開發和后臺處理來提高實現部分需要的功能。

1.4 設計文件生成

設計人員通過Draft（平面出圖）和Isodraft（軸測圖出圖）模塊生成最終的設計文件，并在圖紙上進行標注。Draft模塊可用于從不同標高或截面切取管道平面布置圖，Isodraft模塊可以批量抽取管線軸測圖，并可以通過Report（材料表）自動輸出材料報表。盡管PDMS軟件出圖能滿足項目的基本需求，但其也存在自動標注混亂、自動切分出的ISO圖不易閱讀、圖紙表格格式不符合設計單位內部規定等等問題，而這就需要進行定制或軟件開發。

1.5 三維模型漫游

雖然PDMS軟件可以直接觀察三維模型，但其并不適合對業主進行展示。在設計完成后可以將三維模型導出成.rvm格式，再將其導入配備的Review軟件或其他模型預覽軟件進行漫游演示。此類模型預覽軟件能更好的以多視角進行三維模型展示，常用于模型審查。

2 存在缺陷

2.1 目前PDMS軟件自帶數據庫為美國標準。對于國內項目，需要數據庫維護人員耗費大量時間進行國標數據庫的錄入。

2.2 各專業協同不足。PDMS軟件需要設計人員具備一定的英文和計算機操作能力，同時其對儀表、電氣、暖通等專業的支持不足，目前部分設計人員對其操作也不夠熟悉。這使得全專業協同難以實現，部分項目僅工藝管道專業進行三維設計。

2.3 需要專門的數據維護人員。PDMS是以數據庫為核心的設計軟件，其建立和維護需要大量的人工時，同時對維護人員的技術水平也有較高要求。而傳統設計單位并無此類專職人員，這加大了此類軟件普及的難度。

2.4 二次開發難度較大。盡管PDMS軟件提供客戶定制和二次開發的功能，但此類開發難度較大，需要專職人員具備優秀的計算機編程能力。這對進一步提高工作效率、實現新功能帶來了很大的障礙。

3 結語

在工廠設計行業中，為提高競爭力，相關設計企業已廣泛采用更先進的三維設計方法。與傳統設計方式相比，PDMS軟件通過其可視化的操作、多專業協同、支持二次開發等特點，已被廣范采用以提高設計文件準確率、降低工作量、縮短工時，并受到廣大設計人員的認可。