三維數(shù)字化移交技術(shù)在化工項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用剖析

李世杰

摘 要：隨著化工工程設(shè)計(jì)行業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，設(shè)計(jì)企業(yè)將面臨更為復(fù)雜的市場(chǎng)環(huán)境。技術(shù)進(jìn)步是設(shè)計(jì)企業(yè)生存和發(fā)展的必然選擇，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)速度慢，數(shù)據(jù)精度低； 雖然三維設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用日趨成熟且快速發(fā)展，但無論對(duì)業(yè)主還是工程公司，查閱浩如煙海的工程文件資料都是一件非常費(fèi)時(shí)的事，且業(yè)主對(duì)數(shù)字化的要求越來越高，所以全面數(shù)字化工廠的設(shè)計(jì)將成為必然趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：化工工程設(shè)計(jì)；三維；數(shù)字化；移交技術(shù)

前言

近年來，社會(huì)經(jīng)濟(jì)和信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各種新型技術(shù)手段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各項(xiàng)生產(chǎn)實(shí)踐過程中。但是，我們必須注意到，由于各種主客觀限制性因素的存在，項(xiàng)目建設(shè)中的孤島效應(yīng)以及重復(fù)建設(shè)的情況日益明顯。就當(dāng)前來說，三維數(shù)字化移交技術(shù)的應(yīng)用有利于完善數(shù)據(jù)關(guān)系系統(tǒng)，有效解決數(shù)據(jù)重復(fù)建設(shè)的情況。

1 三維數(shù)據(jù)化移交技術(shù)概述

三維數(shù)字化移交技術(shù)是利用數(shù)字化設(shè)計(jì)手段進(jìn)行移交，技術(shù)應(yīng)用較為直觀、智能，效率較高。三維數(shù)字化移交技術(shù)的應(yīng)用是一種開創(chuàng)性的思路及理念，對(duì)水電工程等化學(xué)工程項(xiàng)目的建設(shè)意義重大。同時(shí)，三維數(shù)字化移交技術(shù)的應(yīng)用也有利于打破工程項(xiàng)目建設(shè)中的信息瓶頸，從而進(jìn)行全局統(tǒng)籌與規(guī)劃，保持信息的真實(shí)性。

實(shí)際上來說，三維數(shù)字化移交技術(shù)首先要對(duì)項(xiàng)目建設(shè)中的數(shù)據(jù)內(nèi)容和形式進(jìn)行統(tǒng)一定義，從而使所有數(shù)據(jù)信息都具有通用性性質(zhì)，為數(shù)據(jù)復(fù)制和共享提供有利條件。同時(shí)，三維數(shù)字化移交技術(shù)還可以將原先符合規(guī)范的研究成果移交給該項(xiàng)目的業(yè)主或其他單位，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的充分利用，避免數(shù)據(jù)中的重復(fù)建設(shè)工作，節(jié)省人力、物力等方面的投資。相比傳統(tǒng)的資料移交方式，三維數(shù)字化移交技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯，數(shù)據(jù)庫(kù)非常強(qiáng)大，有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化或者非結(jié)構(gòu)化的管理。在三維數(shù)字化移交技術(shù)的支持下，工作人員可以利用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)等進(jìn)行二維或者三維圖的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行場(chǎng)地布置，從而完成各種計(jì)算過程和材料統(tǒng)計(jì)的校驗(yàn)工作，以便出具施工設(shè)計(jì)圖?？傊?，三維數(shù)字化移交技術(shù)的應(yīng)用可以優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)的質(zhì)量；可以將項(xiàng)目設(shè)計(jì)的信息與后期建設(shè)階段、運(yùn)營(yíng)管理階段全面結(jié)合，有利于實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)的數(shù)字化運(yùn)營(yíng)。

2 三維數(shù)字化移交技術(shù)在化工項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 總體目標(biāo)

在工程項(xiàng)目建設(shè)之初，項(xiàng)目單位首先要確立項(xiàng)目建設(shè)的總體目標(biāo)：項(xiàng)目建設(shè)主要采用三維設(shè)計(jì)手段來構(gòu)建信息化的三維模型，從而實(shí)現(xiàn)工程全周期的數(shù)字化工作。首先，項(xiàng)目單位要根據(jù)設(shè)計(jì)單位的現(xiàn)有資料建立工程項(xiàng)目的數(shù)字化信息模型，從而為工程項(xiàng)目的可視化管理工作提供強(qiáng)大支持。其次，要完善工程建設(shè)的數(shù)據(jù)庫(kù)以及數(shù)據(jù)中心，并將原先的二維設(shè)計(jì)及管理模式等所產(chǎn)生的文檔、數(shù)據(jù)記錄等，與目前的三維數(shù)字化模型聯(lián)系起來，為工程項(xiàng)目運(yùn)行維護(hù)管理等工作提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐，從根本上降低工程項(xiàng)目投入的人力、物力資源等。最后，進(jìn)行化工項(xiàng)目的三維數(shù)字化移交，充分利用其他單位的共享信息，借鑒科學(xué)的研究成果，構(gòu)建全生命周期的管理系統(tǒng)。

2.2 化工工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中三維數(shù)字化移交技術(shù)應(yīng)用的步驟

為了充分發(fā)揮三維數(shù)字化移交技術(shù)的作用，化工工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程中，工作人員應(yīng)該嚴(yán)格遵循移交技術(shù)應(yīng)用的原則，有步驟地進(jìn)行各項(xiàng)工作。三維數(shù)字化移交技術(shù)是以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，以三維數(shù)據(jù)模型為主要依托。一般來說，化工工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中三維數(shù)字化移交技術(shù)應(yīng)用的具體步驟如下。

第一，建立三維模型。工作人員在化工項(xiàng)目設(shè)計(jì)中要采用三維設(shè)計(jì)手段，并在各個(gè)專業(yè)的全面配合下，充分利用模擬軟件、三維工廠設(shè)計(jì)軟件、電纜敷設(shè)管理軟件以及跨建筑領(lǐng)域的建設(shè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料等，從而建立起化工工程項(xiàng)目的三維模型。

第二，要做好不同設(shè)備之間的碰撞檢查工作。在安裝好三維模型后，工作人員要對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行碰撞檢查，包括建筑結(jié)構(gòu)與發(fā)電設(shè)備、管線、電纜與門窗等部件之間的碰撞。通過碰撞檢查，工作人員可以及時(shí)修改設(shè)計(jì)模型，進(jìn)一步降低施工風(fēng)險(xiǎn)，提高建筑工程項(xiàng)目的施工效率。

第三，做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。為了充分利用三維數(shù)據(jù)移交技術(shù)，工作人員要收集、整理各項(xiàng)資料，并將這些資料錄入新建好的化工工程項(xiàng)目的三維模型，同時(shí)將這些資料與過去的已錄入資料結(jié)合。錄入的資料要包括項(xiàng)目設(shè)計(jì)的合同、項(xiàng)目設(shè)計(jì)的資料、項(xiàng)目設(shè)計(jì)的圖檔等。

第四，做好對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的加工工作。為了保證信息的充分整合，工作人員要對(duì)前期導(dǎo)入的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和分析，從而將這些信息分解為各種數(shù)據(jù)模型的原型。之后，要發(fā)現(xiàn)和建立數(shù)據(jù)原型間的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型，建立項(xiàng)目建設(shè)的臺(tái)賬報(bào)表系統(tǒng)。而加工過程主要涉及系統(tǒng)分解、空間分解、工作單位分解、材料分解以及設(shè)備類型分解等，整個(gè)過程較為復(fù)雜。

第五，加快各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)加工完成后，要被整合錄入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心。工作人員首先要建立各種信息編碼的體系，明確信息采集的具體要求，并對(duì)信息采集的流程和規(guī)范進(jìn)行確認(rèn)；將所采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及圖案關(guān)聯(lián)起來，從而有效查詢和統(tǒng)計(jì)各類圖紙及設(shè)備材料等，提高查詢工作的效率；建立合理的數(shù)據(jù)審批流程，設(shè)立三維數(shù)據(jù)移交規(guī)則，并設(shè)定數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)審批流程，明確質(zhì)量檢驗(yàn)和移交的具體規(guī)則，明確數(shù)據(jù)審批的權(quán)限等；要實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目集成數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)文檔的數(shù)字化移交，從而做好設(shè)計(jì)資料的質(zhì)量檢驗(yàn)和移交控制工作。

在化工項(xiàng)目數(shù)字化移交模型的應(yīng)用過程中，項(xiàng)目單位主要采用博超軟件對(duì)相關(guān)部分進(jìn)行電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)和計(jì)量工作，整理出所需要的電纜清冊(cè)表，并將這些信息導(dǎo)入軟件進(jìn)行計(jì)算，從而由軟件自動(dòng)進(jìn)行電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)工作。通過該設(shè)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)每一根電纜的具體走向和路徑等，及時(shí)糾正錯(cuò)誤。通過數(shù)據(jù)模型，工作人員可以查找橋架的相關(guān)信息，并利用三維模型找到項(xiàng)目的相應(yīng)框架。工作人員只需點(diǎn)擊電纜就可以找到電纜的連接設(shè)備或者橋梁等。就當(dāng)前來說，很多項(xiàng)目單位都已經(jīng)采用了三維數(shù)字化移交技術(shù)，有效促進(jìn)了項(xiàng)目建設(shè)管理手段和設(shè)計(jì)手段的創(chuàng)新。但是，我們也要意識(shí)到，三維數(shù)字化移交技術(shù)的應(yīng)用還沒有形成統(tǒng)一的行業(yè)規(guī)范。

3 三維數(shù)字化移交技術(shù)的應(yīng)用前景

三維數(shù)字化移交技術(shù)的應(yīng)用有效打破了工程項(xiàng)目建設(shè)的信息瓶頸，做好了全局統(tǒng)籌與規(guī)劃，從而滿足項(xiàng)目建設(shè)的使用要求。三維數(shù)字化移交技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。首先，有利于實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目信息的綜合、高效查詢。三維數(shù)字化移交技術(shù)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐體系，通過數(shù)據(jù)挖掘等手段，構(gòu)建工程項(xiàng)目的綜合查詢系統(tǒng)。工作人員秩序要錄入相關(guān)的口徑，就能進(jìn)行自由查詢。其次，有利于加強(qiáng)對(duì)施工進(jìn)度的管理。工作人員可以利用各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在分析的基礎(chǔ)上充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬施工進(jìn)度，從而對(duì)施工進(jìn)度形成直觀化印象。最后，做好項(xiàng)目設(shè)計(jì)的多維度成本分析。三維數(shù)字化移交技術(shù)采用AVEVA NET 系統(tǒng)，極大提高了數(shù)據(jù)分析和匯總的能力，降低了短周期成本分析的工作量，提高了工作效率。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，以電子文件、相關(guān)施工數(shù)據(jù)、三維模型為主的數(shù)字化工程設(shè)計(jì)移交，已經(jīng)成為化工工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一項(xiàng)新興業(yè)務(wù)和發(fā)展方向； 通過數(shù)字化管理平臺(tái)，能大幅提高工作效率，降低經(jīng)營(yíng)成本。三維數(shù)字化移交技術(shù)在化工工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的應(yīng)用十分廣泛，未來也將發(fā)揮更為重要的作用。

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