化工工程设计的三维数字化移交技术应用

崔 宁

(中海油石化工程有限公司，山东 济南 250000)

化工工程设计行业在长期的发展过程中目前竞争也逐渐激烈，设计面临的市场环境更为复杂，尤其企业应当加大对技术的研发，三维数字化移交技术的应用为化工工程设计提供了新的发展方向与发展思路。

1 三维数字化移交技术

三维数字化移交技术在不同的行业中有着不同的涵义与体现，在数字化工厂的运行过程中能够实现有效的生产运营、工程设计、环保安全与机动设备维护，在三维可视化技术的运用之下，便于企业对各种数据的及时监测与管理，促进了企业资产信息全生命周期管理与维护。能够精确、及时而完整地掌握工厂的运营维护情况，对各种工艺属性、几何属性等进行全面把握。三维数字化目标是建立数字化工厂、实现工程设计数字化移交。这对化工工程的建立与运营提供了重要的参考依据，能够对参建方提交的各种电子文档、纸质资料进行有效的格式转换，加强质量校验与信息集成。为工厂管理与系统运行提供重要支持，为企业构建工程数据与三维模型，提升其中运行的细粒度、高度关联性与结构化，在数字化工厂的运行过程中实现与物理工厂的有效对应。数字化移交技术目前在我国已经具有了一定范围的运用，中海油、中石化与中石油均已开始搭建数字化工厂。在化工工程中运用数字化移交技术也是大势所趋[1]。

2 三维数字化移交技术软件平台

英国数字化工厂的建立与实施过程中运用了AVEVA，AVEVANET Portal(VENT) 等软件平台。在90 年代初期，美国S&L公司设计了Plades2000系统，以数据库与三维模型系统的建立实现了有效地数据集成与设计协同。

为了简化工程设计过程，INGTEGRAPH公司开发了SMART-PLANT 3D系统，能够实现对数据、规则的有效驱动，为工厂设计软件系统，便于工厂的维护[2]。美国AUTODESK公司创建了先进的三维设计方式，开展了有效的 AutoCAD 软件平台，开发出了AutoCAD Plant3D系统。

北京中科辅龙公司实现了工程三维数字化移交，开发了三维可视化客户端，能够有效融合PDSOFT、Smart Plant、PDS、PDMS软件系统。深圳维远泰克在数字化工厂的设计方面发挥了重要作用，有效促进了施工建设、勘察设计、规划、运营管理等，在专业数据与基础信息的维护与使用层面上具有显著作用。

3 三维数字化移交关键技术

要求充分加强信息的采集和处理，在信息导入过程中运用到了Java 语言开发数据管理系统、 MySQL 数据库，如此能够实现 PDMS 三维模型中的数据在接口程序中将其转化为 XML 文件，在数字化交付平台中进行信息处理与分析。在基础数据管理系统中包含了信息统计、数据校验、数据集成等多种功能，在其综合运用之下，最终有效开发数字化移交平台。图1展示了其具体的开发流程。三维数字化移交关键技术包括MySQL 数据库与生成XML 文件、SVG 格式等。

图1 数字化移交平台开发流程图

3.1 MySQL 数据库

MySQL 数据库具有速度快、体积小、总体拥有成本低的使用优势，在不同的表分别存放关联数据库中的数据，提升了系统运用的灵活性。为系统运行搭建了一个良好的开发环境，包含了Apache、开放源码与PHP，应用范围较大。

3.2 生成XML 文件

XML 即可扩展标示语言，是一种用户可以自定义的语言，在数据访问中运用了Tomcat服务器，数据交换手段选择了Tomcat服务器，在XML文件中包含了文件信息、字符串，XML文件生成之后将其传送至后台数据库，实现信息保存。

3.3 SVG 格式

对二维矢量图形描述过程中运用到了SVG，其为一种图形格式，Adobe公司同时开发了PDF格式与SVG格式两种公开标准格式，构成了目前网络通用的电子出版发布媒体格式。具有永久性、不可更改性的特征，能够打印，在使用过程中能够保持原始资料内容的一致性、完整性、准确性。在与AVEVA的辅助脚本作用下能够实现热点技术的数据超链接，在运用过程中能够实现与模型数据的相互连接，智能性更强。在数据浏览中可以采用多种方式。在控制回路图设计、接线图设计、工艺系统流程图设计过程中均有着重要的应用空间。能够同时相互查找、相互检索管道三维模型的挂接与其它文档，较为便捷[3]。

4 三维数字化移交技术在化工工程设计中的应用

三维数字化移交技术在化工工程设计中的应用主要包括收集客户资料、采集已建成工程资料，设计数据库、生成文件、格式处理等。

4.1 收集客户资料

三维数字化移交技术在化工工程设计中重要的应用方式之一即是数据采集，客户会结合自身的需求确定设计工程的用途、布置各类工程设施，对其进行汇总和分析，从而有效提升工程设计的科学性与和合理性。在对数据采集进行分析与汇总过程中三维数字化移交技术具有重要作用。设计人员可以充分研究与分析客户提供资料与要求，并利用专业化的软件进行分析，为工程设计提供依据。化工工程设计过程中也要求逐步提升自动化程度与智能化程度，三维数字化移交技术的运用能够实现对资料的输入、分析与整理，但是难以实现对资料的自动采集，在运用过程中还是需要设计人员进行数据采集。这种设计方式的运用有效提升了化工设计的速度和效率，使得工程设计工作更加地科学化与合理化[4]。

4.2 采集已建成工程资料

三维数字化移交技术的运用能够实现对现有设计成果的有效信息采集与分析处理，将记录到的信息输送到数据库之中。同时方便了设计人员及时调用数据信息，在相关软件的运用之下实现有效的数据信息对比。快速地分析出一些相似度较高的数据，从而对此进行有效调用。

4.3 加强装置浏览

由装置监测窗口、表格监测视图窗口、三维模型目录窗口、信息窗口共同构成了 装置浏览模块。三维模型目录窗口的运用能够查看三维工厂的工艺系统结构，具有模型目录的信息。装置监测窗口显示三维模型，由监测点的工程信息以及其他相关文档构成了信息窗口，由监测点与其他运行数据构成了表格监测视图窗口，在工艺单元的显示上以表格形式呈现。由工艺单元监测窗口、表格监测视图窗口与工艺流程图目录窗口共同构成了工艺流程模块，三维数字化移交技术的运用能够加强装置浏览与促进智能工艺流程的进行。

4.4 生成数据库

在设计图的收集、记录过程中数据库具有重要作用，目前在在化工工程设计中运用三维数字化移交技术，一般选择My SQL数据库，具有运行速度快、占用空间小的使用优势。使用过程中弥补了常规数据库中难以实现查找相关结构的缺点，My SQL数据库运行中在不同的列表中分别存放工程设计的不同结构，将列表形式进行了极致发挥，能够实现对文件的快速查找，促进了数据的稳定高效运行。

4.5 生成文件

在设计完成之后，用户在具体的实施过程中，需要结合自身工程的实际开展情况进行一定调整，而在调整与建设过程中一般需要相关设计人员的指导，由此在生成工程设计文件过程中要求充分考虑这一因素，提升工程结果的最终有效使用，因此需要对文件进行一定限制与设计。为了促进客户能够独立查阅工程设计结果，一般选用XML文件生成方式。为了促进对文件的充分保存，要求按照化学工程的设计规范储存相关字符，对工程设计中各项数据进行查阅的过程中采用Tomcat服务器进行访问处理，并移交XML文件。对文件进行直接性操作以便于客户的直接查阅，并且在前台中展现软件的设计结果。

4.6 格式处理

在文件保存中一般采用SVG格式，其具有较强的可交换性，便于客户的打印，这在三维化移交技术的运用过程中具有显著优势。SVG格式与PDF格式具有相似点，同时能够被客户打印与移交。在化工工程设计中一般具有大量的设备与各类管线，SVG格式的运用能够对此进行有效展示，同时具有很好的兼容性，能够与其他格式进行有效联系与应用，客户可以结合自身使用的系统进行设计，这种格式的运用对化工工程建设具有显著作用。

4.7 促进安全生产

三维数字化移交技术在化工工程设计中可以进行有效的工艺过程管理、应急处理、操作流程管理以及消防安全支持管理等。在管理模块中可自行定义操作流程，并演示操作流程，能够对系统运行过程中出现的故障进行有效处理，建立相应的故障处理方案，并对故障处理方案进行有效演示与执行，将其涵盖到应急处理方案之中，结合具体系统的运行情况建立相应的应急预案处理措施，并对此进行有效地参数设置。通过数字化移交平台的建立，实现对化工工程运行情况的及时监测与有效管理，促进项目的施工管理过程与运行，同时为后期的工程施工工作提供数据支持，使得使用者能够更为方便便捷地管理，降低运营成本，提升经营效益。

5 结束语

在化工工程设计中采用三维数字化移交技术是行业发展的必然要求，能够优化设计工作，目前三维数字化移交关键技术包括MySQL数据库与生成XML文件、SVG格式等。三维数字化移交技术在化工工程设计中的应用要求收集客户资料、采集已建成工程资料，设计数据库、生成文件，一般选用XML文件生成方式，按照化学工程的设计规范储存相关字符，对工程设计中各项数据进行查阅过程中采用Tomcat服务器进行访问处理，并移交XML文件。进行格式处理，SVG格式具有较强的可交换性，便于客户的打印，能够有效展示挂点、电路图与各类管线等，能够有效降低经营成本，提高工作效率。