三維設(shè)計(jì)軟件PDMS與SP3D的應(yīng)用比較

石雷 杭玲玲

摘 要：本文主要通過對(duì)現(xiàn)在主流的設(shè)計(jì)軟件：PDMS與SP3D對(duì)化工設(shè)備、管道、結(jié)構(gòu)建模等方面的設(shè)計(jì)對(duì)軟件的使用進(jìn)行補(bǔ)繳。通過比較，了解三維軟件PDMS與SP3D在提高工作效率、保證設(shè)計(jì)質(zhì)量等相關(guān)方面所起到的不同作用。在設(shè)計(jì)中，合理選擇不同的軟件可以帶來不同的設(shè)計(jì)需要，選擇三維軟件對(duì)相對(duì)復(fù)雜的工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以避免工程項(xiàng)目中所發(fā)生的碰撞問題，同時(shí)還可以對(duì)幫助減少施工階段的設(shè)計(jì)變更以及在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修改時(shí)的工作量，這樣才能使三維軟件為工程設(shè)計(jì)工作更好的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：三維設(shè)計(jì)軟件;PDMS;SP3D;應(yīng)用比較

前言在我國(guó)設(shè)計(jì)軟件的使用中，普遍使用的是三維模型設(shè)計(jì)軟件和英國(guó)VAEVA公司設(shè)計(jì)的Plant Design Managcmcnte System軟件，即我們經(jīng)常說的PDMS軟件，以及美國(guó)Iterrgaraph公司設(shè)計(jì)的Plant Design Systen軟件、Smart Plant 3D（即SP3D）軟件和Bentley公司設(shè)計(jì)的Project Wise TM、Autodesk公司設(shè)計(jì)的Revit TMMEP軟件等。此篇文章主要針對(duì)英國(guó)VAEVA公司設(shè)計(jì)的PDMS（Plant Design Managcmcnte System）軟件和美國(guó)Iterrgaraph公司設(shè)計(jì)的SP3D（Smart Plant 3D）軟件進(jìn)行比較。

1 概述

所謂三維設(shè)計(jì)就是通過三維系統(tǒng)（PDMS、SP3D等）軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，三維軟件主要是基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，其軟件具備程序化、參數(shù)化、智能化、模塊化三維模型，通過直觀的三維環(huán)境共建共同平臺(tái)，將所設(shè)計(jì)的工藝、管道、設(shè)備、結(jié)構(gòu)、儀器、公用工程等相關(guān)專業(yè)進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)，同時(shí)還將整個(gè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程、工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一體化管理融合，并將整個(gè)工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)收集、整理輸入到管理平臺(tái)系統(tǒng)。

PDMS設(shè)計(jì)軟件的其設(shè)計(jì)模塊主要包括：項(xiàng)目的管理模塊、應(yīng)用模塊、元件庫(kù)模塊、等級(jí)庫(kù)模塊、設(shè)計(jì)模塊、設(shè)計(jì)分析模塊、出圖模塊以及在管理中的下料模塊。其中，在這些專業(yè)設(shè)計(jì)模塊中，與設(shè)計(jì)相關(guān)的專業(yè)模塊有：工藝、管道、土建、結(jié)構(gòu)、暖通、電纜橋架、支吊架等。

SP3D設(shè)計(jì)軟件的其設(shè)計(jì)模塊主要包括：電氣模塊、設(shè)計(jì)模塊、設(shè)計(jì)分析模塊、出圖模塊、管段部分的下料模塊、注線模塊、支吊架模塊、HVAG模塊、管道模塊、參考數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、空間管理模塊、結(jié)構(gòu)模塊等。

在PDMS設(shè)計(jì)軟件與SP3D設(shè)計(jì)軟件量大設(shè)計(jì)軟件建模初期，其不同點(diǎn)在于軸網(wǎng)系統(tǒng)的不相同。PDMS軟件是通過設(shè)備定位、管道定位、地面定位等三大定位方式為其提供參考定位。而SP3D設(shè)計(jì)軟件相對(duì)于其他軟件不同，它具有獨(dú)立的注線模塊兒，通過軟件建立的軸網(wǎng)系統(tǒng)可以作為整個(gè)布局的參考坐標(biāo)以及定位系統(tǒng)[1]。這樣就可以為后續(xù)的設(shè)計(jì)、管道、結(jié)構(gòu)等相關(guān)的布置提供相映的定位條件。

通過對(duì)軟件的后續(xù)開發(fā)，PDMS設(shè)計(jì)軟件與SP3D設(shè)計(jì)軟件都已經(jīng)具備了智能系統(tǒng)，并在大工程中大量廣泛使用。這樣不僅提高了各個(gè)專業(yè)間的一致性，同時(shí)在使用智能系統(tǒng)后，工藝專業(yè)可以定義設(shè)備，管道，閥門，儀表等材料屬性。這樣就可以為后續(xù)的相關(guān)設(shè)計(jì)布置以及管道布置提供了可靠依據(jù)和信息，同時(shí)還可以自動(dòng)生成管道數(shù)據(jù)報(bào)表、設(shè)備一覽表、儀表數(shù)據(jù)報(bào)表等。通過智能系統(tǒng)可以為三維模具設(shè)備、管道、儀表之間的相互校驗(yàn)提供了基礎(chǔ)理論依據(jù)。同時(shí)，采用校驗(yàn)工具對(duì)三維模型的一次性進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果以報(bào)表形式體現(xiàn)出來。

2 設(shè)備建模

PDMS設(shè)計(jì)軟件的設(shè)備生成模塊有四種：基本設(shè)備模塊、參數(shù)化設(shè)備模塊、讀取宏文件模塊、搭積木等。PDMS的基礎(chǔ)模塊有六種結(jié)合方式：立式設(shè)備、臥式設(shè)備、管殼式換熱器、儲(chǔ)罐、空冷氣、泵。但這幾種設(shè)備不可以通過參數(shù)頁面直接修改，而參數(shù)化設(shè)備模塊則可以通過頁面進(jìn)行修改，通過填入相應(yīng)的參數(shù)基數(shù)，設(shè)備模塊將自動(dòng)生成化變更，并投入使用。

在SP3D設(shè)計(jì)軟件的設(shè)備建設(shè)中同樣可以加入?yún)?shù)化設(shè)備、非參數(shù)化設(shè)備，通過導(dǎo)入外部外來文件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。其中參數(shù)化設(shè)備的類型又分為電器設(shè)備、土建設(shè)備、暖通設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、工藝設(shè)備以及安全設(shè)備等。

與PDMS設(shè)計(jì)軟件相比較，SP3D設(shè)計(jì)軟件所具備的參數(shù)化設(shè)備類型比相對(duì)較多，也比較豐富。參數(shù)設(shè)計(jì)相對(duì)也比較豐富、全面。

3 管道建模

PDMS設(shè)計(jì)軟件中的管道數(shù)據(jù)庫(kù)，是由管系（Pipe）分支（Branch）、元件（Flange）共同組成的。其中，一個(gè)管系（Pipe）可以由很多個(gè)分支（Branch）、所構(gòu)建而成，也就是說在一個(gè)管系（Pipe）之下的多個(gè)分支（Branch）相互之間一定存在著必然聯(lián)系。而每個(gè)分支（Branch）也具有自己的節(jié)制流向定義管道的起點(diǎn)和終點(diǎn)[2]，因此，在創(chuàng)建管道模型時(shí)，就要先定義管系（Pipe）的屬性，這樣才可以將分支（Branch）自動(dòng)命名并繼承所有關(guān)系的相關(guān)屬性。

SP3D軟件設(shè)計(jì)中管道系統(tǒng)（Pipeline）文件是由一系列的PipeRun所組成。當(dāng)管子出現(xiàn)分支或者管子的管徑發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)自動(dòng)生成新的管段，當(dāng)然，也可以根據(jù)需求通過人為的方式增加新的管段。PipeRun的下一級(jí)是PipeFeatures[3]，相對(duì)之前添加了管子、管件、閥門以及相關(guān)的管道儀器表等特殊部件。而在SP3D設(shè)計(jì)軟件中，對(duì)閥門連接處的墊片設(shè)計(jì)是自動(dòng)生成的，這不僅僅減少了工作人員的工作量，同時(shí)還避免的錯(cuò)誤的發(fā)生。同樣，在SP3D設(shè)計(jì)軟件中的八字盲板等設(shè)計(jì)，是可以通過設(shè)計(jì)選項(xiàng)選擇對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行開關(guān)，這樣就可以從三維模型中更加直觀的進(jìn)行查看。SP3D也提供的多種方式，例如：管中心、管底、保溫層外徑等;當(dāng)然也可以通過軟件的管道定位功能與其他相關(guān)設(shè)備和結(jié)構(gòu)的偏移值來實(shí)現(xiàn)對(duì)管道模型的布置定位。SP3D設(shè)計(jì)軟件中還添加了批量焊縫、拆卸法蘭、添加焊點(diǎn)、管道開孔、建環(huán)管等相應(yīng)功能。

結(jié)束語：通過對(duì)三維設(shè)計(jì)軟件PDMS與SP3D的相比較可以發(fā)現(xiàn)，這兩大設(shè)計(jì)軟件均可以對(duì)建模創(chuàng)建出更加直觀化的設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)化的設(shè)計(jì)、自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，在建模過程中要合理的選擇運(yùn)用三維軟件，這樣才能保證在復(fù)雜的裝置設(shè)計(jì)的過程中，有效保證三維實(shí)體模型的逼真性，有利于解決項(xiàng)目中出現(xiàn)的各種問題，并通過自動(dòng)化碰撞檢測(cè)機(jī)制，自動(dòng)生成圖紙文案以及各類相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)表，同時(shí)也減少了施工階段對(duì)設(shè)計(jì)的修改和現(xiàn)場(chǎng)變更，只有這樣才能保證三維設(shè)計(jì)軟件更好的為工程設(shè)計(jì)和服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張旭東，初建祥，張彥彪，楊震，倪思遠(yuǎn)，齊益祿，范浩博.三維設(shè)計(jì)技術(shù)在變電站電纜敷設(shè)中的實(shí)踐應(yīng)用探究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（20）：46-47.

[2]周二彪，李忠政，趙軍，李清，朱如意.基于三維引擎的變電站二次系統(tǒng)三維模型庫(kù)設(shè)計(jì)及管理系統(tǒng)[J].電氣技術(shù)，2020，21（08）：58-65.

[3]Qiang Tu，Huan-wen Ding，Hu Chen，Qiu-ju Miao，Xuan Yang，Kang Li，Kai Zhang，Zeng-hui Wu，Yong Tang，Hong Xia，Jian-zhong Xu. Three-Dimensional–Printed Individualized Guiding Templates for Surgical Correction of Severe Kyphoscoliosis Secondary to Ankylosing Spondylitis： Outcomes of 9 Cases[J]. World Neurosurgery，2019，130.

（1.南京微偲通環(huán)境工程有限公司，2.南京菲恩工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210000）