淺談設(shè)備模型設(shè)計(jì)在PDMS三維電廠中的研究與應(yīng)用

李月園

摘要：為滿足企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求，實(shí)質(zhì)推進(jìn)數(shù)字化在三維電廠中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工程的“設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工”一體化管理模式，改進(jìn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念。深入研究設(shè)備三維模型設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備拆分、檢修空間、地腳螺栓和設(shè)備保溫層等方面在三維電廠中的運(yùn)用，并為真實(shí)展現(xiàn)三維電廠的運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；三維設(shè)備建模；PDMS；規(guī)范化

引言

信息化時(shí)代的到來(lái)，另中國(guó)全面地融入“信息文明”這一嶄新的社會(huì)文明方式中來(lái)。信息技術(shù)的迅猛發(fā)展要求作為國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)的電力工業(yè)，正由傳統(tǒng)工業(yè)向高度集約化、高度知識(shí)化、高度技術(shù)化轉(zhuǎn)變。本著“信息化帶動(dòng)工業(yè)化，工業(yè)化促進(jìn)信息化”的方針，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的現(xiàn)代化、電力管理的數(shù)字化，信息化已迫在眉睫。為了不斷滿足對(duì)這種需求的發(fā)展，更好的呈現(xiàn)電廠的三維化運(yùn)行，處于三維電廠基礎(chǔ)部分也是全廠布局關(guān)鍵性部分的設(shè)備模型更得首先創(chuàng)新。三維電廠的全面性是展現(xiàn)整個(gè)三維電廠，其要求就是更真實(shí)的反應(yīng)電廠的全景化，更確切的說(shuō)就是將整個(gè)電廠縮小化的版本。因此，對(duì)發(fā)電廠里面的設(shè)備模型建模就提出了新的要求。隨著投標(biāo)工程和生物發(fā)電工程的增多和數(shù)字化項(xiàng)目的開展，這都對(duì)設(shè)備建模技術(shù)提出了更高的要求，這要求我們?cè)谝延械某绦蛭募幕A(chǔ)上不斷的尋求設(shè)備的精確化、數(shù)字化，設(shè)備建模的規(guī)范化、全面化。

1.三維設(shè)備模型規(guī)范化設(shè)計(jì)

對(duì)三維設(shè)備模型規(guī)范化設(shè)計(jì)，首先模型的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。其次設(shè)備本身涵蓋的屬性如：設(shè)備編碼、管嘴名稱、設(shè)備廠家、型號(hào)、溫度、揚(yáng)程等相關(guān)信息也起著至關(guān)重要的作用，為下一步的設(shè)備組態(tài)拆分奠定了基礎(chǔ)。所以固化設(shè)備模型層次，實(shí)現(xiàn)設(shè)備模型設(shè)計(jì)規(guī)范化就要打破傳統(tǒng)設(shè)備模型設(shè)計(jì)要求，革新設(shè)備模型設(shè)計(jì)理念，使設(shè)備模型與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成基本一致，不斷滿足現(xiàn)代化電廠對(duì)設(shè)備三維模型的需求。

1.1設(shè)備地腳螺栓及基礎(chǔ)建立

設(shè)備地腳螺栓及基礎(chǔ)是設(shè)備的組成部分，設(shè)備模型除了反映設(shè)備本身的外形尺寸同時(shí)也對(duì)設(shè)備安裝起著一定的指導(dǎo)作用。現(xiàn)有庫(kù)中已開發(fā)集成了地腳螺栓庫(kù)，屬于基礎(chǔ)部分的一、二次灌漿層也增加進(jìn)了設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中。根據(jù)每個(gè)地腳螺栓參數(shù)，建立出地腳螺栓。如圖1所示：

1.2建立設(shè)備模型檢修空間

傳統(tǒng)電廠三維設(shè)備模型中未添加檢修空間，但是在實(shí)際設(shè)備安裝及檢修時(shí)都需要一定的檢修空間，目的是為了確保三維全廠碰撞檢查的真實(shí)性和防止出現(xiàn)占用檢修通道情況的發(fā)生 。以便提高設(shè)計(jì)精度，減少現(xiàn)場(chǎng)返工對(duì)工程造成的影響。如圖2所示

1.3設(shè)備模型保溫空間的建立

電廠中像加熱器類等設(shè)備外表都會(huì)包覆一層保溫材料，根據(jù)運(yùn)行溫度不同，設(shè)備保溫材料的厚度也不同。在現(xiàn)實(shí)電廠設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)備的設(shè)計(jì)布置是需要加入保溫層。而傳統(tǒng)工程中對(duì)設(shè)備模型未做保溫層添加，這樣就降低了三維模型設(shè)計(jì)在碰撞檢查中的準(zhǔn)確性。所以在模型設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們以虛體的形式表現(xiàn)保溫層，從外觀上看保溫部分具有一定的透明度，保溫層可以隱藏，不影響查看設(shè)備本體外形。

1.4 細(xì)化設(shè)備建模層次及設(shè)備信息化設(shè)計(jì)

（1）傳統(tǒng)項(xiàng)目中，對(duì)設(shè)備建模層次沒(méi)有明確的規(guī)定。為規(guī)范設(shè)備模型設(shè)計(jì)方法，固化設(shè)備模型層次，明確設(shè)備模型拆分規(guī)則，滿足精細(xì)化、規(guī)范化、專業(yè)化的要求。現(xiàn)在按照設(shè)備的結(jié)構(gòu)、組成、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備到貨組態(tài)、設(shè)備檢修狀態(tài)等條件，把模型的設(shè)計(jì)深度精細(xì)到部件級(jí)甚至元件級(jí)。根據(jù)設(shè)備到貨情況，設(shè)備拆分大致分為：整體到貨設(shè)備拆分、非整體到貨設(shè)備拆分。下面以鍋爐為例，按照鍋爐安裝組態(tài)可拆分為：

（2）設(shè)備信息化的設(shè)計(jì)要求對(duì)設(shè)備本身所涉及的屬性有個(gè)完整程度上的填充，使設(shè)備本體和設(shè)備本身所涉及的相關(guān)信息關(guān)聯(lián)起來(lái)，便于采購(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)及問(wèn)題反饋，也便于工程的質(zhì)量檢查。

2.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備庫(kù)的組建

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備庫(kù)搜集了以往工程所做設(shè)備模型，對(duì)其進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，按不同機(jī)組、不同型號(hào)、不同廠家等信息對(duì)設(shè)備庫(kù)內(nèi)層次進(jìn)行劃分。如在投標(biāo)工程中可根據(jù)機(jī)組大小、廠家等信息對(duì)所需的相似設(shè)備進(jìn)行調(diào)取，即縮短了重新建模設(shè)計(jì)的時(shí)間，又提高了工作效率，為投標(biāo)工程的順利進(jìn)行爭(zhēng)取了時(shí)間。在工程中標(biāo)后的設(shè)計(jì)過(guò)程中同樣適用。

3.在數(shù)字化電廠項(xiàng)目中的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)三維模型規(guī)范化的設(shè)計(jì)與研究，使三維設(shè)備模型更符合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝運(yùn)行要求，并已實(shí)現(xiàn)在萊州數(shù)字化項(xiàng)目中的應(yīng)用，無(wú)論是在前期的設(shè)計(jì)、采購(gòu)還是后期的維護(hù)、運(yùn)營(yíng)階段都具有顯著的效果。

三維設(shè)備模型可視化的優(yōu)點(diǎn)可運(yùn)用在對(duì)需求者的培訓(xùn)中，通過(guò)直觀的方式展示給大家，生動(dòng)逼真的模擬現(xiàn)實(shí)電廠設(shè)備。讓學(xué)員直觀認(rèn)識(shí)和理解電廠各專業(yè)設(shè)計(jì)范圍和設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理，提高學(xué)習(xí)效率。還可以提前模擬現(xiàn)場(chǎng)安裝、檢修，在檢修施工前對(duì)設(shè)備拆裝、起吊、大部件擺放方案進(jìn)行模擬，提高方案的準(zhǔn)確度，縮短檢修時(shí)間，節(jié)約檢修成本，保證安裝質(zhì)量。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)設(shè)備模型設(shè)計(jì)深度的研究與創(chuàng)新，提高了模型設(shè)計(jì)的質(zhì)量，減少了現(xiàn)場(chǎng)碰撞，縮短了傳統(tǒng)建模工作時(shí)間，提高了模型設(shè)計(jì)效率，使設(shè)備模型三維設(shè)計(jì)更加專業(yè)化，進(jìn)一步推進(jìn)了數(shù)字化電廠的進(jìn)程，提高了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。