SPF設(shè)計(jì)集成在石油工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用

張文軍

摘 要：SmartPlant Foundation是專門為工程公司、工廠業(yè)主、運(yùn)營(yíng)商設(shè)計(jì)的工程信息管理系統(tǒng)，能夠提高工程項(xiàng)目和工廠運(yùn)營(yíng)信息的有效性、完整性、準(zhǔn)確性。本文系統(tǒng)介紹了其設(shè)計(jì)集成功能在中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，為提高工作效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量帶來(lái)了極大便利。

關(guān)鍵詞：SPF；設(shè)計(jì)集成；IPD；DDP；EQD

1.引言

SmartPlant Foundation（SPF）軟件，是美國(guó)Intergraph公司SmartPlant Enterprise （SPE）體系軟件之一，是專門為工程公司、工廠業(yè)主、運(yùn)營(yíng)商設(shè)計(jì)的工程信息管理系統(tǒng)，能夠提高工程項(xiàng)目和工廠運(yùn)營(yíng)信息的有效性、完整性、準(zhǔn)確性。

作為一個(gè)設(shè)計(jì)專業(yè)軟件集成平臺(tái)，SPF可以實(shí)現(xiàn)SPE系統(tǒng)各個(gè)應(yīng)用軟件之間的數(shù)據(jù)共享和再利用。通過(guò)軟件集成，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)軟件之間數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳遞，取代目前手工數(shù)據(jù)輸入與傳遞方式，減少數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)的共享性、一致性、正確性和安全性。

目前，SPF的設(shè)計(jì)集成功能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已在中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司（公司）取得了一定的成果。

2.主要技術(shù)

2.1 Adapter

應(yīng)用軟件的集成是通過(guò)SmartPlant Adapter（適配器）技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。各個(gè)應(yīng)用軟件都有一個(gè)適配器，在這些應(yīng)用軟件的工具菜單中可以直接使用這些適配器。它是一種數(shù)據(jù)傳遞工具，通過(guò)文檔和數(shù)據(jù)的發(fā)布和接收，來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)間的實(shí)時(shí)通訊和數(shù)據(jù)交換。

任何集成的應(yīng)用軟件，不僅支持發(fā)布數(shù)據(jù)和文檔，同時(shí)也可以接受來(lái)自其他軟件的數(shù)據(jù)和文檔。當(dāng)各應(yīng)用軟件中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以文檔的形式進(jìn)行發(fā)布時(shí)，發(fā)布的文檔被適配器轉(zhuǎn)換成Xml格式的文件，從而被SPF識(shí)別，在SPF中創(chuàng)建文檔并將文檔中的數(shù)據(jù)寫入SPF相應(yīng)的域中；其他應(yīng)用軟件也可以通過(guò)自己的適配器來(lái)讀取SPF中的文檔，并轉(zhuǎn)換成可識(shí)別的Xml格式的文件，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的接收。在整個(gè)過(guò)程中，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)一次性輸入，即可被多次重復(fù)使用。

2.2 Schema Mapping

Schema Mapping是數(shù)據(jù)集成的一個(gè)關(guān)鍵要素，描述了軟件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的規(guī)則。SmartPlant Schema和Tool Map Schema都是Xml文件，它們分別包含了SPF和應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Schema Mapping通過(guò)關(guān)聯(lián)這兩個(gè)文件，將數(shù)據(jù)傳遞的規(guī)則寫入Tool Map Schema中。

而適配器就是通過(guò)讀取Tool Map Schema中的規(guī)則，將文檔轉(zhuǎn)換成可以被其他軟件識(shí)別的Xml文件的。當(dāng)一個(gè)軟件進(jìn)行文檔發(fā)布時(shí)，文檔必須按照這個(gè)規(guī)則轉(zhuǎn)換成Xml文件，經(jīng)由SmartPlant Schema對(duì)Xml文件中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)無(wú)誤之后，才能確保這個(gè)Xml文件能正常的上載到SPF，并被其他應(yīng)用軟件接收。

2.3 Domain

按照數(shù)據(jù)來(lái)源不同，SPF將數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)分割成不同的區(qū)域，這就是Domain（域）。域可以整合各個(gè)來(lái)源的數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)流通時(shí)重寫數(shù)據(jù)，許多個(gè)專業(yè)通過(guò)共享工程數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)同工作。使用“域”技術(shù)，各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可為其他專業(yè)可用，但不可由其更改，而不要求其所有內(nèi)容具有初始一致性。各個(gè)應(yīng)用軟件在SPF中都有專用的域，它們通過(guò)一個(gè)共享的域相互關(guān)聯(lián)。這個(gè)共享的域只保留數(shù)據(jù)流通過(guò)程中的最新數(shù)據(jù)，而不影響其他域的工程數(shù)據(jù)，可以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性管理。

3.開(kāi)發(fā)成果

3.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)流整理

基于SPF的數(shù)據(jù)集成功能，結(jié)合公司工程實(shí)際，研究了SPE各應(yīng)用軟件之間的數(shù)據(jù)傳遞規(guī)則，并整理了適合公司的數(shù)據(jù)流圖，這個(gè)數(shù)據(jù)流也是SPE應(yīng)用的基礎(chǔ)。

3.2 IPD的應(yīng)用

在SPF中，有一個(gè)IPDs（儀表工藝數(shù)據(jù)表）模塊，是工藝專業(yè)和儀表專業(yè)進(jìn)行儀表數(shù)據(jù)傳遞的重要通道。在SPF中對(duì)八類儀表類型通過(guò)Schema Editor進(jìn)行后臺(tái)配置后，工藝專業(yè)通過(guò)PID軟件填寫儀表Tag號(hào)和必要的工藝參數(shù)，發(fā)布到SPF中；工藝工程師在SPF中接收儀表Tag，根據(jù)儀表的不同工況給定工藝參數(shù)，填寫并發(fā)布數(shù)據(jù)表；儀表專業(yè)工程師需要首先從PID軟件接收儀表Tag號(hào)，然后接收IPD中相應(yīng)儀表的工藝數(shù)據(jù)，直接進(jìn)行儀表選型和計(jì)算。

3.3 DDP的應(yīng)用

DDP（Dimensional DataSheet For Piping）是內(nèi)嵌在SPI的增強(qiáng)功能模塊，可以將SPI中的儀表尺寸數(shù)據(jù)經(jīng)SPF發(fā)布到SP 3D，將儀表從二維自動(dòng)轉(zhuǎn)化為SP 3D中的三維模型，既免去了在3D中對(duì)儀表手工建模的麻煩，又便于在SP 3D中進(jìn)行碰撞檢查。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全部在線儀表的三維外形數(shù)據(jù)傳輸。儀表專業(yè)通過(guò)DDP模塊的使用，改變了傳統(tǒng)用紙質(zhì)文件提交儀表外形尺寸資料給配管專業(yè)的模式，使布置設(shè)計(jì)更加高效準(zhǔn)確。

3.4 EQD的開(kāi)發(fā)應(yīng)用

公司EQD（Equipment Datasheet，設(shè)備數(shù)據(jù)表）的自主開(kāi)發(fā)，是在大量的技術(shù)基礎(chǔ)工作的前提下進(jìn)行的。設(shè)備數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)在工藝和設(shè)備兩個(gè)專業(yè)之間流轉(zhuǎn)，由工藝專業(yè)和設(shè)備專業(yè)分別填寫。

EQD發(fā)布接收過(guò)程中，Adapter按照Tool Schema文件的Mapping規(guī)則，將EQD文檔轉(zhuǎn)換成Xml文件并上載到SPF相應(yīng)的域中供其他軟件使用。工藝專業(yè)通過(guò)PID軟件填寫設(shè)備Tag號(hào)和必要的工藝參數(shù)，發(fā)布到SPF中；工藝工程師在SPF中接收設(shè)備Tag并填寫數(shù)據(jù)表，再將數(shù)據(jù)表發(fā)布至SPF中設(shè)備專業(yè)的域中；設(shè)備專業(yè)工程師在SPF中接收設(shè)備Tag并填寫數(shù)據(jù)表，再將數(shù)據(jù)表發(fā)布至SPF中工藝專業(yè)的域中。

使用完善的設(shè)備數(shù)據(jù)表功能，能夠提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中的設(shè)備相關(guān)的設(shè)計(jì)、管理、變更、采購(gòu)、報(bào)表、移交等。

4.優(yōu)勢(shì)分析

SPF設(shè)計(jì)集成功能的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）可以最大限度的共享各種數(shù)據(jù)，使得一次性手工輸入的各種數(shù)據(jù)可以被整個(gè)集成系統(tǒng)共享使用；

2）可實(shí)現(xiàn)有效的版本控制，保證各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和文檔件的可追溯性；

3）對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性檢驗(yàn)，減少數(shù)據(jù)錯(cuò)誤；

4）實(shí)現(xiàn)多專業(yè)在同一平臺(tái)上流水線式、異地協(xié)同的作業(yè)方式；

5）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和文檔傳遞的及時(shí)有效，設(shè)計(jì)過(guò)程的有序管理。

5.總結(jié)與展望

本文從開(kāi)發(fā)主要技術(shù)、開(kāi)發(fā)成果及優(yōu)勢(shì)分析、具體應(yīng)用等幾個(gè)方面介紹了SPF設(shè)計(jì)集成在石油工程設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。SPF的應(yīng)用使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和文檔的傳遞更加及時(shí)有效，能更加有序地管理設(shè)計(jì)過(guò)程，為提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和工作效率帶來(lái)了極大的便利。

目前，公司設(shè)計(jì)集成方面的研究成果，尤其是設(shè)備數(shù)據(jù)表功能在全球工程公司中處于領(lǐng)先地位。為了保證設(shè)計(jì)集成的數(shù)據(jù)高效、順暢和高質(zhì)量流轉(zhuǎn)、共享，將會(huì)在在實(shí)際項(xiàng)目中探索更為合理的專業(yè)接口和設(shè)計(jì)流程，最大限度的發(fā)揮設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)的作用。endprint