PDMS設計

先進設計技術的應用(機務、土建、電氣三維設計的應用)

PDMS設計平臺基本介紹



PDMS(Plant Design Management System)是英國CADCentre公司的旗艦產品,廣泛應用于熱電廠、發電廠、石油天然氣、海洋石油平臺、石化、核電站和廢水處理工廠設計等領域。目前許多工程公司都開始使用PDMS系統。PDMS是一種三維工廠設計系統。在PDMS,多個專業組可以協同設計以建立一個詳細的三維數字工廠模型,每個設計者在設計過程中都可以隨時查看其它設計者正在干什么,同時,元件信息全部可以存儲在參數化的元件庫中。PDMS能自動地在元件和各專業設計之間進行碰撞檢查,從而在整體上保證設計結果的準確性。


一、PDMS設計平臺的優勢


在三維的環境界面下,工程設計人員可十分清楚和形象地了解周圍的環境,猶如親臨現場一般,給設計布置方案的優化工作提供了極佳的平臺。另外一個主要目的是在設計階段消除碰撞現象,目前,大多數工程公司普遍意識到施工過程中碰撞帶來的成本損失和提高設計質量帶來的效益。

設計階段是控制整個項目建設成本的關鍵階段,設計質量、設計成本控制的好壞將直接決定承建商的效益。三維模型技術及工程設計信息集成系統的應用是提高設計水平的重要手段?,F階段,在國內外項目中,業主出于自身利益的考慮甚至在合同中要求承包商采用這些技術手段并且作為參與投標的基本條件之一。三維設計技術的應用引起一系列設計管理、施工組織的重大變革,也是電力設計企業提高設計質量、優化系統布置的基本條件之一。

具體優勢:

1)有效提高設計質量,真正在電腦中模擬三維施工現場,理論上可解決各工種物件之間碰撞問題,極大減少修改返工。

二維設計與三維設計相比顯然存在以下缺點:

1)設計平面布置圖時需要想象其空間走向,這有一個三維向二維轉換過程,而下一步依照平面布置圖來出等軸圖時又有一個二維向三維轉換過程,二三維來回切換不直觀并且需要空間想象力,繁瑣易出錯。

2)各個圖紙相互獨立,看不出某個房間的整體布置情況,設計出等軸圖后,很難檢查管道之間,管道與周邊物體是否沖突,在平面圖上很難發現各專業間打架問題。

3)若對平面圖進行綜合評審,浪費大量的時間和人力。

4)所有圖形只是矢量圖而非可靈活調用的數據。

2 三維設計是一個以數據為核心的三維模型和二維圖紙的一體化設計平臺。

采用三維關聯設計技術,高效率生成符合標準的工程圖紙,圖紙成品生成是其強項,從三維模型中可生成單管軸側圖、管段裝配圖、平斷面布置總圖、設備布置圖、各種其他圖紙如:卷冊目錄、材料報表圖等。并且可以按照工程的需求,定制出滿足工程需要的各種圖紙生成規則和工具,生成的圖紙直接或僅僅需要少許修改就可成為一張成品圖,圖中包含自動的尺寸標注,材料表等等。設計修改后,已生成圖紙不需重新標注,只需刷新即可,并可高亮顯示修改部分(包括平面圖和ISO圖)。軟件內核已集成AutoCAD以滿足所有出圖需要:

——如果希望出圖及改版時數據一致性聯動,即改版時不希望重新標注,可直接出圖

——如果只習慣在圖形平臺上出圖,可以直接輸出AutoCADMicrostation格式

——在AutoCAD中標注后,如三維模型修改則可以分層(Layer)更新已經經AutoCAD手工標注的圖紙

以下列出在VANTAGE PDMS模型基礎上可直接生成的施工圖成品范圍:

管道:平面綜合布置總圖、專業平立面及軸側布置圖、管道單管圖、管段下料圖、材料報表、支吊架安裝圖及支架鋼結構詳圖、漫游校審成品、網上發布成品

設備:平面綜合布置總圖、專業平立面及軸側布置圖、設備安裝圖、材料報表、

3)可大幅度壓縮建造工期。

設計階段:三維可視化、高效率生成符合標準的工程圖紙(平、剖、等軸圖等等)、無碰撞檢查、數據資料互提、材料統計自動化、單一數據庫共享避免重復輸入;

采購階段:材料參數自由方便提取、統計;

預制安裝階段:與計劃軟件直接接口、三維模型可作為進度協調控制的有力助手、廠隊質量計劃數據直接提??;

調試階段:三維模型的充分利用;甚至還可以作為培訓及日后運行維修的現場模擬。資料顯示,著名的阿爾斯通電力公司 Alstom Power使用VANTAGE PDMS在全球范圍內使用設計了1000多個電廠,并在電廠項目的建造與施工各階段使用VANTAGE PDMS模型,使電站施工周期大大縮短。

4)較大幅度降低工程造價。

首先減少工期本身就是降低了工程造價,由于設計準確性提高,無需花人力再設計平面布置圖和數量龐大的等軸圖,碰撞引起的返工修改大大減少,進度協調變容易,材料采購統計準確避免人為失誤浪費較少等等,據經驗數據統計顯示,在設計和建設過程中可大幅度提高項目效益:

  ——減少20-30% 設計時間

  ——<1% 管道錯誤

  ——提高30% 設計效率

  ——減少10-30% 質量損失/更改時間

  ——減少10% 裝配成本

  ——減少15-20% 調試工時

  ——減少10-20% 計算機部門成本

  ——材料裕量由8-10%減少到2-3%


二、PDMS設計流程


1)施工圖前期資料收集階段

當項目進入施工圖前期的施工給圖階段,三維模型開始介入具體設計中。在工程項目開展之前,工程材料庫和規范庫(以標準庫GD87、GD2000、出圖格式庫、材料格式庫、中國電力標準數據庫為基礎)創建在項目中,并在設計過程中進行動態維護,以保證設計人員選擇材料的規范性和標準化,從根本上保證對材料的控制。

2)區域協作和模型檢查

PDMS可以采用區域設計的方式實現各專業的協作設計,每天可由系統管理員進行一次碰撞檢查,發現問題后經設總提交各專業詳查,及時溝通解決。

3)中間評審和模型校核

當模型完成后,需要進行一次中間評審和模型校核,內容包括:查看是否滿足合同要求、設計輸入的原始資料是否準確、是否滿足設計綜合進度、接口資料是否封閉、碰撞是否消除、設計深度是否滿足要求、布置是否合理等。并通過系統提供的一致性檢查工具對模型進行一致性檢查,各專業設計人員根據評審結果調整模型。

4)設計最終評審

評審組對整個項目,整個設計過程和設計結果進行評審總結,并將模型備份歸檔。

5)施工階段的材料控制

模型可通過接口與材料控制軟件包實現數據共享,可以把所需材料的規格、數量等數據直接用于定貨。上述所有圖紙工作都應通過質量保證工作流程來保證質量,所有修改通過模型完成。


三、對三維模型設計的質量保證要求


三維設計和傳統設計一樣必須遵循企業的質量手冊和作業程序。在傳統設計要求的基礎上,增加了以下要求:對設計數據安全保證提出要求,制定計算機備份安全保證措施。三維設計的特點便是多專業的協作,在未來還增加項目數據狀態自動管理功能,對專業間資料提取過程的質量控制作業程序提出新的要求。


四、三維設計的業績


我院三維設計開始于2014年,PDMS設計平臺應用業績及設計模型展示:

1)臨沂陽光熱力西部供熱中心

3x260t/h流化床鍋爐+2xB30汽輪發電機


2)新疆梅花氨基酸供熱站

4x480t/h流化床鍋爐+2xC50+2xB30汽輪發電機+3xB27汽機拖動壓縮機組


3)華龍熱電搬遷擴建項目

3x130t/h鍋爐+C15+B15汽輪發電機


4)濰坊恒天海龍環保提升改造項目

2x150t/h流化床鍋爐+B30汽輪發電機


(5) 印尼PLN NTT純凝發電項目

2x75t/h循環流化床鍋爐+2x16.5MW 汽輪發電機



五、結論


三維模型技術是借鑒國外的先進技術和先進項目管理思路以歐美發達國家工程公司的項目技術管理和設計流程為基礎的,三維模型設計技術的應用是一個更科學、更高效的組織管理結構和流水作業程序。

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