三維協同在管道工程領域應用探析

摘 要：我國現階段經濟發展中石油有著不可替代的作用，石油化工的安裝環節卻總是出現大量的施工問題，這個時候對于工程設計階段改變的探討的進行就有了必要性。管道安裝在石油化工中屬于十分復雜的意向，管道安裝質量的好壞直接影響運輸石油原料這一環節的進行。通過對于工程施工時所出現的安裝問題，從而讓分析設計上形成缺陷的原因。三維協同是近幾年來石油管道安裝時經常使用的設計技術，它能夠從根本上提高石油管道的安全性，減少現場問題，并且也為打造智能化的工廠奠定了基礎。

關鍵詞：工程設計;三維協同;管道工程

1 ?從施工問題窺析設計需求

1.1管道設計時存在工藝設計以及結構設計上技術銜接不夠規范。在涉及管道式，工藝與自制流程圖的繪制技術要求不夠完善，導致在需要的物品到達現場時才發現于工藝與自制流程圖中的部分在線儀表規格不一致。這樣的問題會導致現場管道接口必須進行修改才能夠安裝儀器，但是管道專業修改量大致使工期延長。

1.2在設計師結構設計不夠嚴謹，石油化工裝置設計師對于管道專業以及結構專業的要求較高。結構專業是以管道專業的荷載條件為基礎進行設計的。結構專業的設計若有缺漏則會導致管道模型與結構施工圖紙不一致，從而導致管架無法支撐。但是若是采用三維協同設計，則可以減少涉及的缺漏，從而表面此類現象的發生。

1.3管道的設計與安全梯沖突。管道設計或者結構設計未將所有的設計元素構建到所涉及的模型中，使得現場安裝時發現一些管道于結構設施有沖突，這樣也會影響一些操作的實施以及逃生通道的安裝。若是實現三維協同設計，管道專業就會在正確的機構尺寸以及空間中構建自身模型，從而避免操作人員的逃生出現問題，也會避免出現一些管道無法鋪設會這是出現在長直爬梯處。

1.4管道專業與儀表專業，電氣專業的協調性不夠，在化工裝置中，管道設計所包含的相關元件主要是減溫減壓器、開關閥、控制閥、流量計、溫度計、限流孔板、壓力計、液位計和在線分析儀等。管道專業需將儀表專業確定的各類儀表元件型號、外形尺寸構建在模型中。同時，儀表和電氣專業完善的接線、電纜、橋架等數據資料也需提供給管道專業。管道專業與儀表、電氣專業在施工過程中產生的主要問題是管道與儀表技術接口不匹配、與電纜橋架碰撞。

1.5管道接口與相關儀表不匹配。儀表元件的大小規格于管道連接的閥門規格容易出現不匹配的問題。在安裝儀表的時候還會發現許多溫度計插入的深度不夠，其中主要的原因是因為在進行管道設計師沒有對儀表的要求進行校驗，使得儀表專業未曾參與整個管道模型的構建，使得相關儀表的信息無法校驗。其次，管道總是與儀表以及電器槽盒沖突，這會導致一些管道處保溫層無法施工，影響電纜信號的傳輸。

綜上所述，管道施工問題與管道設計時考慮不周全、專業參與不全面息息相關，因此在管道設計階段，亟需一種全專業，且可以綜合考慮施工過程的直觀設計方法。

2 ?全專業三維協同必要性

2.1提供統一參與的設計平臺。使得所有參與管道施工的專業人員都可以在統一平臺上進行多用戶端的設計，甚至能夠實現跨地域協同工作，使得整個設計的效率大大提高。傳統的管道工程設計中，所有專業的工作都相對具有獨立性，難以進行共同的設計探討，設計工作的輸出條件全是上下游傳遞，不能夠實現實時共享信息。但是使用三維協同設計之后，每個專業在設計的過程中能夠實現在線得到其他專業的設計信息，這樣每個專業在發現問題時能夠及時的溝通、解決，從而減少各個專業在溝通不及時商所導致出現的錯誤問題，提升設計效率以及設計質量。

2.2實現了設計與管理的精細化。精細化的設計代表著每一個工程元件都可以在模型中真實的搭建，從而提高產品的準確性。業主也可以隨時查看設計進度以及工程模型，以便于及時提出修改建議，提高設計的準確性，也能夠避免浪費材料。

2.3直觀化設計，設計的模型不再是抽象的二維平面圖而是三維的實體模型，這樣能夠使得參與工程設計的各方人員讀懂設計，對設計提出只管的建議于意見，有利于減少施工后所出現的問題，也為業主的決策提供了有力的支持。同時也能夠讓設計變得更加自動化和智能化，三維設計軟件可以對設計圖進行涉及檢查，也能夠后進行應力計算還可以對設計數據進行自動讀取，這樣方便業主們自主進行查看。

3 ?三維協同的特點

3.1三維協同對比與傳統設計，數據共享性增加了。三維協同設計能夠確保系統單點數據的錄用，這樣能夠保證數據的唯一性以及共享性。參與項目的各個專業也能夠集成模型中數字的屬性，更加直觀的看到數據能夠實現相關數據的到處和導入，保證不破壞原文檔的完整性。數據共享也使得大家可以共享設計進度，效率能夠得到顯著的提升。

3.2三維協同軟件的共享性也十分強大，能夠與各類設計軟件實現數據共享，防止設計信息文檔的丟失，保證了其完整性，并且可以記錄所有步驟，設計完成及時出現問題也能夠追溯不同時間的節點資料。三維協同設計也能夠保證設計的精準性，在文檔信息進行共享后，各個專業不僅能夠把握設計的進度也可以細化設計，從而保證了三維模型于的成品圖以及實施后的現場區域保持高度的一致性，這樣也能夠保證不浪費原材料，不拖延完工期，節約工程造價從而滿足客戶的需求。

3.3 三維協同能夠為業主提供可靠的指導通道，業主不需要經常性的進入施工現場，可以在三維協同設計的軟件上模擬安裝和指導施工，這樣也能夠實時的解決施工過程中所遇到的實際問題。

4 ?三維協同設計的應用展望

三維協同設計在行業日漸激烈的競爭中脫穎而出，就是因為能夠創立數字化交付，實現智能化工廠。它的先進性能夠實現數據管控，流程管控和實時監察等功能，為業主和工程設計公司共同追求的數字化、智能化管理奠定基礎。

結語：

全專業三維協同設計能夠提供可視以及精準的服務平臺，不僅能夠實現施工時各個專業的協同合作，查缺補漏等。還能夠避免許多設計時的安裝問題，從根本上提高了設計的效率以及設計水平，實現數字化的管理，提高管理效率。

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作者簡介：

馮睿，出生年月：1983.11.26，性別：女，民族：漢，籍貫：天津市，學歷：本科，職稱：初級，研究方向：機械工程