浅谈PDMS软件在工厂设计中的应用

兰轩睿，董哲,徐扬，郭春帅

（天津渤化工程有限公司，天津 300193）

本文将主要分析PDMS工厂设计管理软件在工厂设计时的应用。

1 PDMS在化工厂设计中的应用

1.1 工程项目的建立

1）使用PDMS软件进行工程设计的首要工作是在服务器上生成一系列项目共享目录，设置项目环境变量并为项目人员设置访问权限和路径。

2）项目管理员登录Admin（项目管理）模块设置项目信息。创建Team（定义组）、Database（数据库）、MDB（工作区）和User（用户）层级，并进行权限分配。Team通常根据不同专业、区域进行分类。Database从属于Team，需要管理员新建、拷贝或参考外部数据库。MDB是由多个Database组成的一个数据库组，其包括了User所能调用的所有数据。User从属于Team，其使用者只能操作自己所属定义组的数据，对其他定义组的数据只有读取权限而无法进行修改。

1.2 数据库的建立

数据库是PDMS设计的核心，需要专业数据库维护人员建立一个准确可靠且全面的数据库，其主要由元件库和等级库构成。

1）元件库。元件库作为数据库的基础，其储存有项目所需所有元件的尺寸信息，并应按照统一规定进行命名编码。数据库维护人员通过对元件的点集、形集、描述、尺寸的录入将其储存于元件库中。此外对于法兰连接的元件，还需关联螺栓集。

2）等级库。在具备完整，准确的元件库后，数据库维护人员需要创建等级文件以关联等级库和设计人员在本等级下可调用的元件库。

1.3 主要设计专业建模

PDMS软件是一种多专业协同设计的三维模型软件，其中管道专业是三维建模的核心，其他的重要专业包括土建、设备、仪表、电气、水暖等。在软件中可以显示出整个工厂的三维模型，并真实的反映现场实际状况。受限于设计人员设计习惯，软件使用水平等因素，目前部分项目仅由管道专业使用PDMS进行设计，但全专业三维设计是未来的发展趋势，下文简单介绍各主要专业的设计方式。

1.3.1 土建专业

土建专业设计人员依据工艺、设备专业的条件，进行结构相关数据的计算，并依计算结果进行三维建模工作。进入PDMS的Design模块，选择Structure菜单进行各种结构模型的创建，包括梁柱、门窗、平台、斜梯、直爬梯等等基本结构。如需在PDMS中实现重心计算等功能，可进行二次开发。

1.3.2 设备专业

设备建模可以通过创建Standard Equipment Template（标准设备模板）、Parametric Equipment Template（参数化设备模板）、Create Primitive（创建基本体）和Input Macro File（导入宏文件）四种方式进行。通常使用标准设备模板或参数化设备模板方法，对预设参数进行设定，来创建标准设备或简单外形设备。此类方式高效便捷，但不适用于非标准设备和复杂设备。创建基本体方式可理解为“拼积木”，通过创建基本体将其组合成所需的设备外形。此方法操作复杂但外形准确，适用于非标准设备。对于在其他项目中已有近似模型的设备可以通过导入宏文件方式进行复用。在设备创建完成后，再根据设备布置图在三维模型中进行定位。

1.3.3 管道专业

管道设计是PDMS软件设计的重点，其工作量可达到项目总工作量的一半。设计人员依次创建Pipe、Branch、Component三个层级，先设定管道的等级，公称直径，保温保冷，而后定义管子的头/尾，再顺序/逆序创建各个管件，管件之间会自动生成直管连接。

在管道设计过程中可手动进行设计检查，包括数据一致性检查、碰撞检查和轴测图检查。数据一致性检查是检查各管件端面连接方式是否匹配，管径是否一致，其在空间内是否角相、轴相对齐，直管段长度是否符合预设最小值。碰撞检查则是检测选定的管道在三维空间中是否与其他管道、设备、结构、维修、操作空间等发生碰撞，软件会弹出错误报告视窗，并在三维模型中高亮显示以提示设计者进行修改。设计人员还可以手动调整碰撞检查参数如接触间隙值、重叠值和误差值来调整检查精度。上述两项检查可以基本排除设计时出现的错误，为进一步确保最终轴测图的准确，设计人员在完成每个管线后应进行轴测图检查，如出现“FAIL”提示则意味着管线存在错误需进一步修改。

1.3.4 其他专业

PDMS软件也可用于仪表、电气、暖通、给排水等专业的建模工作。仪表电气专业可以通过Design模块进行仪表、电缆、桥架建模，暖通、给排水专业也可以进行管线铺设。但PDMS对于这些专业的支持不够强大，通常需要数据库维护人员进行一定程度的二次开发和后台处理来提高实现部分需要的功能。

1.4 设计文件生成

设计人员通过Draft（平面出图）和Isodraft（轴测图出图）模块生成最终的设计文件，并在图纸上进行标注。Draft模块可用于从不同标高或截面切取管道平面布置图，Isodraft模块可以批量抽取管线轴测图，并可以通过Report（材料表）自动输出材料报表。尽管PDMS软件出图能满足项目的基本需求，但其也存在自动标注混乱、自动切分出的ISO图不易阅读、图纸表格格式不符合设计单位内部规定等等问题，而这就需要进行定制或软件开发。

1.5 三维模型漫游

虽然PDMS软件可以直接观察三维模型，但其并不适合对业主进行展示。在设计完成后可以将三维模型导出成.rvm格式，再将其导入配备的Review软件或其他模型预览软件进行漫游演示。此类模型预览软件能更好的以多视角进行三维模型展示，常用于模型审查。

2 存在缺陷

2.1 目前PDMS软件自带数据库为美国标准。对于国内项目，需要数据库维护人员耗费大量时间进行国标数据库的录入。

2.2 各专业协同不足。PDMS软件需要设计人员具备一定的英文和计算机操作能力，同时其对仪表、电气、暖通等专业的支持不足，目前部分设计人员对其操作也不够熟悉。这使得全专业协同难以实现，部分项目仅工艺管道专业进行三维设计。

2.3 需要专门的数据维护人员。PDMS是以数据库为核心的设计软件，其建立和维护需要大量的人工时，同时对维护人员的技术水平也有较高要求。而传统设计单位并无此类专职人员，这加大了此类软件普及的难度。

2.4 二次开发难度较大。尽管PDMS软件提供客户定制和二次开发的功能，但此类开发难度较大，需要专职人员具备优秀的计算机编程能力。这对进一步提高工作效率、实现新功能带来了很大的障碍。

3 结语

在工厂设计行业中，为提高竞争力，相关设计企业已广泛采用更先进的三维设计方法。与传统设计方式相比，PDMS软件通过其可视化的操作、多专业协同、支持二次开发等特点，已被广范采用以提高设计文件准确率、降低工作量、缩短工时，并受到广大设计人员的认可。