三維設計的應用現狀和發展趨勢研究

王其松+李愛花

摘要：文章對石油行業、化纖行業等領域所采用的三維設計軟件進行了簡要的探討與分析，明確了PDMS，PDS，PDSOFT這3種三維設計軟件的特點與共通性，并指出當前我國在三維設計軟件應用過程中存在的問題。文章針對材料編碼體系及數據庫的不健全、三維設計各專業協同設計配合程度不高、研發進度緩慢等問題作出了闡述，明確其解決策略，并對三維設計的未來發展趨勢進行了簡要的探討。

關鍵詞：三維設計；應用現狀；發展趨勢

近些年來，隨著計算機技術在各個領域中的應用，涌現出了一大批的新型技術，而三維設計技術也在這些新型技術當中脫穎而出。三維設計技術通過計算機中的三維設計軟件，能夠將設計者所想象出的元件模型生動逼真地顯示出來，從而使產品生產能依據三維模型作為指導基礎進行生產，大大提高了產品的自身性能。如今，三維設計技術己經在工程設計領域中得到了非常廣泛的應用，并且發揮出了不可替代的作用。但是，由于各行各業所使用的三維軟件眾多，功能也參差不齊。因此，三維設計在各個領域當中的應用狀況和發展也都有所不同。本文通過對石油行業及化纖行業等主流三維設計軟件的應用現狀進行分析，對三維設計的發展趨勢作出探討。

1 目前我國三維設計軟件的應用環境及軟件分析

在當前我國石油行業及化纖行業領域，其主流三維設計軟件主要包括工廠設計管理系統（PlantDesignManagementSystem，PDMS），工廠設計系統（PlantDesignSystem，PDS），三維工廠設計軟件（PlantDesignSoftware，PDSOFT）這3款軟件，接下來筆者對這3款主流三維設計軟件進行簡要的分析。

1.1 PDS軟件探究

PDS三維設計軟件是由CAD生產廠商進行開發的主流軟件之一，它具有集成化的設計理念，其功能十分強大，不僅有許多設計模塊，其數據庫也較為完善，是一款具備多種功能的軟件。它能對管道模型進行設計，也能對設備模型進行設計，并且還具有平面圖截取、形成材料報告等多種功能，并且其設計極為準確，具備高度的自動化與智能化。如今，PDS被普遍的應用于碰撞和干擾檢查，以此避免因設計失誤發生碰撞或干擾問題。PDS軟件所設計出的模型能夠更加方便設計人員與技術員的溝通與協調，并且設計審查時能夠更加直觀地展示實際情景，有利于技術人員對設計模型進行技術研宄工作，從而保障了業主能夠更加全面客觀地作出決策。PDS三維設計軟件在我國的發展時間很長，許多大型石化裝置的設計工作基本都是由PDS設計軟件所設計的。

1.2 PDMS軟件探究

PDMS三維設計軟件是由AVEVA生產廠商進行研發的，它的涵蓋范圍非常廣，基本涉及工廠設計的所有專業，并且實現了多專業協同設計，能夠被廣泛地應用于碰撞檢查。PDMS三維設計軟件最初是將配管作為主體專業的，但它在其他多個專業中也能進行三維建模設計。這就使其不僅能夠進行配管專業的三維管道設計，還能對土建、設備、儀表等其他專業進行三維外形實體模型的設計，實現了管道與其他結構，如管道與鋼結構、管道與基礎等的協同設計，對于避免管道與各結構間的碰撞和干擾問題，具有十分重要的作用。：PDMS相比于PDS三維設計軟件，其引入國內的時間較短，不過它卻具有結構簡單易操作的優勢，所以其發展速度較快。但是PDMS也有缺點，就是數據結構簡單引起的數據安全性問題，PDMS的數據安全性較差，不過在新版本中對其數據安全性進行了相應的優化。

1.3 PDSOFT軟件探究

PDSOFT三維設計軟件是由我國國內的一家技術公司進行自主研發的，因此它具有自主知識產權，PDSOFT三維設計軟件的功能也很強大，它能實現建筑、設備、電纜、管道等多個專業的協同設計，其適用性極強。如今PDSOFT三維設計軟件己經被廣泛應用于輕工、化工、核工業、鋼鐵等眾多領域。PDSOFT三維設計軟件能夠建立真實的三維工廠模型，并且具備較高的功能性和智能性，其建立出的三維模型，直觀、精確，并且各個零件的位置都能做到一目了然，因此，能被用于碰撞和干擾檢查，以及對圖紙進行自動標注，自動生成統計材料報表等，不僅大大縮減了工作量，也保證了準確性。PDSOFT三維設計軟件價格較低，并且在國內應用十分廣泛，對一些簡單項目的設計效率非常高，而且其部署和實施效率非常快，因此具備了廣闊的發展前景。

2 當前我國在三維設計應用中存在的問題2.1材料編碼體系與數據庫的不健全

在當前我國三維設計應用中，材料編碼體系與數據庫的不健全是較為突出的問題，其主要體現在數據庫人員在進行管道材料編寫工作時，沒有統一的規定對其進行明確，而材料編寫則完全依靠的是個人習慣，因此具備無規律性。而且不同數據庫人員對同一管道材料或項目的描述都不一致，雖然意思相同，但是文字的先后順序確完全不同，也因此給業主在進行管道材料采購時帶來了較大的困難，而這也使其在進行材料匯總表生成時，對相關材料的描述難以統一，并且缺乏嚴謹性。此外，材料編碼體系的不統一，也使描述不一的材料編碼難以被重復使用，也由此大大增加了工作量。

2.2 各專業協調配合程度不高

在三維設計軟件應用過程中，各專業協調配合程度不高也是突出問題之一。由于三維軟件數量較多，應用水平的不一致及受到傳統設計思想和現代設計方法沖突的影響，在國內三維設計當中，只有極少數的三維設計軟件能對PDMS模型進行設計，而其余大部分專業都沒有很好地參與到設計環節當中去，并且三維建模的時候，不僅管道設計是由配管工程師進行設計的，其他結構也都是由配管工程師進行設計的，而其他多數專業基本沒有參與到建模設計當中，致使三維模型的應用效果大幅降低。

2.3 三維設計軟件研發進度緩慢，標準建設落后

由于三維設計人員的自身教育情況參差不齊，再加上項目進度較為緊張，設計人員為了能夠早日出圖，便忽視對三維模型的真實反映情況及一致性檢查等，致使三維模型的優勢難以發揮出來，另外，三維設計的配套管理體系標準建設仍舊較為落后，這也使模型的品質難以得到有效保障。還有，雖然三維設計軟件的適用性較強，應用也比較廣泛，但由于公司規定的不一致性，因此在應用上區別很大，對其進行針對性研發的難度較大。再加上對三維設計軟件進行二次研發的企業數量較少，二次研發資金投入不足，使得我國在三維設計軟件研發進度緩慢。endprint

3 三維設計未來發展趨勢

三維設計在將來必然會朝著以下幾個方向進行發展。

3.1 以企業作為管理單位，建立材料編碼體系與相關數據庫三維設計品質的提高，離不開完善的數據庫，而三維設計的未來發展趨勢必然會形成健全全面的材料編碼體系與數據庫，其材料編碼體系將能夠在同一平臺進行管理，統一對元件庫的描述，使其能夠依據各專業特點，形成適用于所有專業的統一工作平臺。而且能夠針對不同企業的特點，大幅度加強自身的適用性，實現了適用于所有專業包括采購和現場施工的材料編碼體系。

3.2 形成規范化、統一化三維設計平臺，實現統一平臺三維設計協同合作

在不久的未來，各專業的三維設計軟件的應用水平將進行高度的統一，并能積極有效地降低傳統設計理念和現代設計方法的沖突，使三維設計更具長遠發展的潛力，將促進各專業在三維軟件當中的協同設計，打破原有的設計思想，真正形成規范化、統一化的三維設計平臺。

3.3 強化三維設計二次研發工作，優化軟件綜合性能

針對二次研發進度緩慢的問題，在將來我國對三維設計軟件必將強化其二次研發工作，來優化軟件綜合性能，以此提高軟件的綜合性能，使軟件的功能更加完善，并以此實現同一平臺無縫數據傳遞，使設計人員能夠更加快速地生成各類圖紙，提升出圖效率，并且將極大地縮減工作量。

3.4 對三維設計流程、崗位與制度進行積極的優化調整

在不久的將來，三維設計流程將更加完善，崗位與制度將得到更加積極的優化與調整，并建立三維協同平臺和模型品質控制流程，從而真正增強各專業的協同設計能力，并且將能貫穿設計的所有環節，從根本上增強模型審查效率。

4 結語

總之，三維設計軟件在各行各業的應用需要多個專業對其進行協同設計，而這也必然會成為未來的發展趨勢，三維設計軟件在各行各業的應用對于整個行業來說，都代表著其整體設計水平的不斷提高，并且使其產品品質得到大幅度提高，促進了各領域的經濟發展水平，滿足了我國對產品質量的高要求，實現了與國際進行接軌。因此，為了實現未來三維設計發展的美好前景，需要我們的共同努力。

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