海上平臺三維模型狀態管理研究

摘 要：海洋工程平臺采用PDMS（Plant Design Management System，即是工程三維布置設計管理系統）可視化設計管理；這種管理系統可以按照全局比例三維實體建模，通過網絡實現多專業跨區域協同設計，由此可能引發一系列的模型管理問題：數據庫管理困難；因專業之間協調不到位，人為地修改參數和模型等；從某種程度來說，對整個工程造成一定的影響。研究一種針對各專業和專業內的模型數據庫管理模式——狀態管理，并在技術上實現進行詳細闡述，可以優化整個平臺模型的管理，減少由于各種客觀和主觀因素導致的協調不到位問題。

關鍵詞：三維模型；數據庫；狀態管理

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）9-0043-01

數據庫模型管理在某種程度上來說是對整個工程項目的把控起到至關重要的作用。從以往的工程來看，三維模型都會出現由于各種主觀和客觀原因協調不到位，導致與實際項目環境不符，直接影響后期加工安裝制作等問題。

1 三維模型設計現狀分析

海上平臺引入三維模型設計系統管理，發展的現狀從客觀來看，由于設計周期短，設備參數未及時到位等重要因素影響三維模型的設計；從主觀上來看，一個平臺，各專業種類繁多，各專業之間和專業內部不是所有的問題都能及時反饋、協調和調整，導致后期數據庫和模型布置等修改量比較大；另外，設計人員的技術水平不同也是主觀因素的一部分。就項目而言，從整個項目周期來看項目部反饋的意見，分析得出多數的問題都是由于主觀原因造成的。當然，無可否認的是，在項目前期，客觀占主導因素，但客觀因素影響非主要因素，主要是主觀因素。

1.1 詳細設計

平臺三維模型設計主要在項目的詳細設計階段，經過30%審查（所有設備和管線需要建立模型和完成大概的布置）、60%審查（所有設備模型參數和管線布置接口需要準確）、90%審查（所有設備模型參數和管線布置需要最優化）后，方可提交給下一階段，即加工設計階段。在詳細設計階段期間，各專業和專業內部交叉影響比較大。

①首先，各專業之間在同時段輸入模型數據并完成布置，在設計流程中，專業之間的接口信息比較少，設計人員更多從自身專業出發，在模型數據修改和布置上都按照本專業系統要求完成。由于不了解其他專業的系統特點，可能考慮去修改外專業的模型數據。更多會忽略專業之間的接口信息。這種影響尤其在30%審查階段比較突出；

②各專業之間在模型數據庫上都有統一的權限，可以對任意模型進行修改和布置，一般來說，在30%～60%審查階段比較少考慮其他專業的因素；

③在模型和數據庫管理上，專業內部沒有分權重比例，設計、校核、審核和批準都在同一個模型管理條件下進行。雖然模型和數據庫控制自由度比較大，但也因此模型和數據庫得不到有效管理；

④在詳細設計階段，從實際意義上來說并沒有分狀態，而且無法有效追蹤到模型修改的作者、時間和日期。由于客觀因素的影響，可能人為地修改模型和數據庫，需要找到修改的原因和目的，并非易事。對于設計人員來說，隨著工期推移，本身也未必記得當時修改內容。

1.2 加工設計

在完成詳細設計后，進入加工設計階段，此階段與安裝建造階段同步。在加工設計階段過程中，很多相關的模型在實際環境安裝過程中，與圖紙不符，原因可能忽略了一個就是安裝偏差，另外一個是加工偏差。實際上，詳細設計后期已根據模型大量出版相關設備清單和管線圖紙，模型中并未考慮加工余量和安裝偏差余量，在設計過程中，甚至模型之間的相對位移精度比較高，這也增加了加工設計的難度。

2 優化模型管理

研究一種模型管理方式——狀態管理（MMSSTATUS），其實在PDMS上已有該屬性，在這基礎上加以二次開發，可以實現模型控制管理。當然，根據這個平臺系統設計，這個屬性只能控制在branch層以上，同理，在設備、結構、電氣、儀表等專業上也只能管理控制相同層以上。同時，在不同專業領域和專業內部設置不同的模型數據庫的修改和調用的權限聲明。這樣優化的特點：

①可以避免交叉專業的影響，不同專業不能修改本專業外模型數據庫。涉及到外專業的交叉影響部分，需要跟外專業及時進行溝通，相互交叉影響的專業，適時修改和調整影響部分；

②專業內部在權限聲明時，其實需要修改的內容已與上一級溝通協調。這樣就可以避免因某個人主觀意見去判斷修改該影響部分；

③由于模型受到管理和控制的因素，在模型數據庫更新時，只能由power user去更新相關的元件庫。這樣做的目的就可以把受影響部分，有條理有步驟地進行分專業進行調整和修改。

2.1 狀態管理

在詳細設計階段，引入模型數據庫狀態管理，將狀態（MMSSTATUS）管理分為如下說明等級：

①狀態unset表示該模型沒有任何屬性輸入或者模型滯留（不存在于PID）；

②狀態15#表示該模型存在技術問題不能開展設計：blocked by technical problems；

③狀態30#表示該模型初步完成詳細設計和布置： design on progress；

④狀態50#表示該模型雖然完成初步設計，但由于元件缺失導致不能發布：blocked delivery by missing catalogue；

⑤狀態60#表示為詳細設計完成、初步計算分析受力完成、屬性完整、模型與PID一致：delivered to next step design；

⑥狀態90#表示該模型具備出圖條件，同時具備詳細應力分析條件，可以進行加工設計：machining design；

⑦狀態95#表示在加工設計階段，充分考慮各種偏差，模型與實際不符：blocked by deviation。

注意：狀態聲明可以由最初的設計人員更新，但只能往高調整，往低調整只能是相關獲得授權的人員；外專業不能修改和調整本專業的模型和數據庫。

3 結 語

狀態管理（實際上就是加強分層、分支管理）目前已在其他行業得到很好的應用，比如核電，火電等。海上平臺設計在提高工程效率方面，首先應該從細節著手，對輸入和輸出的模型和數據庫實時有效進行管理，減少主觀因素對工程設計的影響；在客觀方面，應建立起完整的數據庫，對于不同項目都有相關的數據庫可以調用；其次，在流程管理上，加以細化，特別是詳細設計階段，可以有效的管理和控制整個設計過程。

參考文獻：

[1] 賈連興，邢小平，汪霖.三維幾何模型可視化管理研究[A].中國電子學會電子系統工程分會第五屆軍事新型軟件與仿真學術文集[C].2013.