邓雁秋 唐肖云
机械工业第六设计研究院有限公司
摘要：本文分析了在进行工业厂房三维设计时系统软件所必需具备的功能和作用；并对工业厂房三维系统设计程序和管理规定做了初步的论述；就工业厂房三维设计体系的建立作了初步的探索。
关键词：软件；三维；CAD；工业厂房；三维设计体系；管理
1 概述
随着电子科技的发展，计算机技术已经成为各行各业必不可少的工具。就设计行业而言，计算机在工程设计和管理中的应用已经逐步成为衡量工程设计水平的标志之一。虽经十余年的探索和开发，但国内设计单位在整体使用水平上还没有显著的突破。
随着硬件技术的迅速发展，近年来一些国际知名的软件公司逐步开发和完善了一批能够付之于工业工厂设计的三维整体设计系统。这些设计系统突破了传统的在二维平面进行图纸设计的概念，将工程设计转化到在一个真正的三维电子空间建立工厂实体模型的实践。这些工厂设计系统由于其多种的优越性，已经广泛地为西方的一些大型工程和咨询公司所使用。我们所熟知的一些国际知名的设备供货集团（如西门子、三菱、ALSTOM等公司）及一些大型的工程公司都在近年装备了先进的三维工厂设计系统。在我国，航空航天、电力、石油化工行业的一些设计单位也率先采用这一设计技术，并将其成功应用于国内的设计工程项目中。
2 三维设计软件概况
三维设计软件目前按行业划分，有如下几类：
1.机械行业的三维设计软件 机械行业是三维应用最广泛、发展最成熟的行业，3D软件群雄逐鹿，高手辈出。如高端的Pro/E，CATIA，中端的SolidWorks，UG，Solid Edge，I-DEAS，低端的Inventor。国产的CAXA。
2.建筑行业的三维设计软件 建筑行业也是工程设计行业应用三维设计最有潜力的行业，建筑领域软件很多，又分成自主平台开发的和基于第三方平台二次开发的两种情况。如Autodesk目前力推的Revit，是将Pro/E的架构应用到建筑行业而形成的，Bentley开发的Triforma是基于Bentley公司的CAD平台Microstation，芬兰Tekla公司的钢结构详图软件XSteel在钢结构领域具有最多的用户，现在又发展成了XStructure。国产的有天正建筑软件，是基于AutoCAD开发的。
3.工厂设计行业的三维设计软件 这个领域主要有3种系统，即英国的AVEVA公司开发的PDMS、美国Intergraph公司开发的PDS（基于Microstation）和SmartPlant、美国Bentley公司的PlantSpace（基于Microstation）和AutoPLANT（基于AutoCAD）。国产的有优易AutoPDMS和中科辅龙PDSOFT，都是基于AutoCAD开发的。实际上，三维机械CAD软件也是可以做三维工厂设计的，CATIA和CV尤其强一点，但很少有上规模的工厂设计实践应用。
3 工业厂房三维设计体系
从三维模型的角度看，工厂是建筑结构、管道、电气、设备等大量元素的集合，三维工厂设计管理系统软件可用于高效率地设计和管理工厂的这些元素。因此，随着现代化社会对资源节约和效率提升永无止境的追求，对三维工厂设计管理系统软件的需求必然越来越强烈。
三维工厂设计系统是目前世界上通用的先进工厂设计工具，对工程项目而言，它不仅可
以缩短工程设计时间，提高设计质量、减少设计差错，而且能与工程采购，施工管理及工厂的运营维护形成一个整体。
随着近年来微机软、硬技术及网络技术的迅猛发展及普及，使我们有可能摆脱昂贵的工作站平台，在相对廉价的微机网络上开展三维设计。选择一套好的三维设计系统软件，往往能达到事半功倍的效果。
对于现代化工业厂房的设计来说，其系统多，而且复杂，设计接口多，设计周期长，工程数据量庞大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在选择工业厂房三维设计系统软件时，应主要考虑如下几个方面的因素．
3.1 功能性
满足工业厂房三维设计的要求、系统模块齐全、各模块功能完善，系统要满足处理工业厂房庞大数据库的要求。
3.2 易用性
安装方便，易于管理。易学易用、编辑及修改容易。三维布置设计的模块为智能化特征驱动，各工种能方便地根据本工种内不同的技术要求选取不同的部件。
软件智能化程度高，操作简单，使用方便，设计、修改功能强，包括具有图形编辑功能并可以Undo／Redo。元件库和等级表是一切三维设计软件的基础，因此元件库和等级表应易于维护并可以通过交互式建模方式直接生成复杂元件．
3.3 先进性
图形与数据一体化已成为当今三维工厂设计系统的主流。三维工厂设计系统必须不以“图形为中心（Graphic Centric），而是以“数据为中心（Data Centric）。基于单一数据源如元件库与设计模型应为参考关系，修改元件库设计模型实时更新；图纸与设计模型应为参考关系，修改设计模型时图纸标注只需更新；能够有效维护焊点、连接点、管件号、管段号的历史等等。设计环境应为高效三维实体环境，并支持实时碰撞检查。使用的三维设计系统要可以在微机上运行，降低硬件初始配置和升级成本。
3.4 开放性
三维设计系统要高度集成，要更加方便用户开发和应用，软件的开放程度更高，易客户
化，与其它软件的数据转换和接口要方便。易于将各种格式元件库及等级表转为三维设计元件库及等级表。
3.5 协同性
现代化工业厂房三维设计系统建立在同一网络上，系统license的设置和管理为网络并发多用户协作。应全面支持自动的异地协同设计，也可以进行远距离数据共享和传输，远距离设计协调及施工配合。系统应提供包括系统设计和布置设计的异地协同设计及管理功能，使本部、现场及设计、设备、施工分包商的项目工程数据实现中央管理、异地动态实时更新及协同一致。可以把按权限将项目数据分配到任意位置，如现场及设计、设备、施工分包商．可以设置同步时间间隔，，自动传输异地问项目数据的变化，保持设计一致性。可以根据项目数据位置需要而配置网络地址，支持当地局域网连接和用户组的管理．支持离线设计，并可在项目需要时将离线设计数据同中央数据。提供安全检测，错误恢复，状态信息报告等功能．提供网络容错功能在网络中断时各地仍能继续工作，当网络恢复时，数据重新自动更新。
3.6 普及性
目前国内工业厂房三维设计基本使用AVEVA公司的VANTAGE PDMS及lntetgraph公司的PDS，另外还有少量用户使用CSA公司的PlantCMS、Bentley公司的PlanlSpace和一些自主开发的系统，如法马通（Framatome）原使用的PDL等。
普及应用的软件拥有广大的用户群和大量的实际项目应用经验，并由专业软件公司维护也减少了公司的I]r投入。如用户问有行业协作将更可以高效提高应用水平． 目前全球范围的趋势为逐渐将自主开发的软件替换为专业软件，如法马通于1998年将原使用的自主开发的PDL转向使用VANrAGE PDMS．工业厂房项目庞大，专业多，设计工作量大，周期长，使用三维设计系统的人员多，数据量庞大。采用普及的三维应用软件可以有效降低项目风险。
3.7 强大的本地技术支持
三维设计软件涉及了基本所有的布置设计专业，是一个大的系统应用，必须要具备强大的本地技术支持及深层次技术发展能力．
4 三维工厂设计技术的在工业设计领域的应用前景
三维模型设计的主要优点主要集中于：建立动态的工业厂房模型；进行碰撞检查；自动生成设计图纸和统计表等文件；提供整套电子文件。利用三维设计系统可以从根本上提高工业设计单位设计技术水平，为用户提供现代化的优质的设计成品，为工业项目审查设计方案、控制设计质量、控制材料采购、控制投资成本等提供了先进的手段。通过对计算机三维设计软件的推广使用，部分设计单位正在初步探索一套工业项目三维设计体系，提高设计单位的核心竞争能力，同时也提高了整个工业设计行业的设计水平，提高设计质量，加快设计进度，通过合理地配置人力，提高了设计效率，从而节省资金提高设计单位的行业竞争力。因此，计算机三维设计在工业设计领域的应用前景是非常光明的。
参考文献：
[1]胡玉清等.PDS工厂设计系统用户手册[M].武汉：中南电力设计院，1999年.
[2]陈桂松等.PDMS工厂设计管理系统11.2版基本配管设计[M].湖南省电力勘测设计院，2000.
[3]李国斌等.AutoPLANT管道和工厂设计软件用户手册[M].湖南省电力勘测设计院，1995.
[4]何登富等.PlantSpace工厂设计系统用户手册[M].广东省电力设计研究院，2000.
论文作者:邓雁秋,唐肖云
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿
论文发表时间:2015/12/8
标签：系统论文; 工厂论文; 三维设计论文; 厂房论文; 工业论文; 软件论文; 数据论文; 《基层建设》2015年17期供稿论文;