PDMS软件在海上平台工程设计中的应用

摘要：pdms三维设计软件应用于海上平台工程的设计，全比例三维实体建模，并能与其他应用软件完美的结合，不但提高了工程设计的质量与效率，同时也提高了整个工程设计进度。本文以一个海上重油开采项目为例，主要介绍运用PDMS软件进行电气设计和优化的方法。

Abstract： PDMS 3D design software is used in the offshore platform engineering design， the proportional 3D entity modeling is used. It perfectly combines with other application softwares. It improves the quality and efficiency of the engineering design， and also improves the whole project design progress. This paper takes an offshore heavy oil exploration project as an example to mainly introduce the electrical design and optimization methods by using PDMS software.

关键词：PDMS；海上平台；三维模型；照明

Key words： PDMS；offshore platform；3D model；illumination

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）07-0146-03

0 引言

PDMS（Plant Design Management System）即工厂三维布置设计管理系统，该软件具有以下主要特点：①全比例三维实体建模，而且以所见即所得的方式建模，通过PDMS Design设立模型，并可通过Navisworks查看模型；②通过网络实现多专业实时协同设计、真实的现场环境，多个专业组可以协同设计以建立一个详细的3D工厂模型，每个设计者在设计过程中可以随时查看其它设计者正在干什么；③交互设计过程中，实时三维碰撞检查，PDMS能自动地在元件和各专业设计之间进行碰撞检查，在整体上保证设计结果的准确性；④拥有独立的数据库结构，元件盒设备信息全部可以存储在参数化的元件库中，不依赖第三方数据库；⑤开放的开发环境，利用programmable Macro Language可编程宏语言，可与通用数据库连接，其包括的PDMS Draft程序将PDMS与AutoCAD接口连接，可方便地将二者的图纸互相转换，PDMS输出的图形符合传统的工业标准，此外，它也可以按照设定的风格和样式输出各种标准的工程报告和材料、设备报表。

本项目是一个海上的重油开采项目，项目位于加拿大与纽芬兰340km处，此处水深100m，生产设施应能处理全生产领域发展需求的能力。包括钻井、生产原油、存储和输出、燃气管理、注水、产水管理、生活区、配套公用设施等；该生产设施由单一轴混凝土重力坝基础结构（GBS）支撑，GBS将设计成不仅能承受海冰、冰山的钢筋混凝土结构，并且能适应该项目区的气象和海洋条件，当GBS和上面的生产设施装配完，两者将在GBS的生产海域完成合并，合并后的结构将被拖往永久会址并进行安装。海上平台的设计十分复杂，对整体的结构重量要求相当严格，通过上面对PDMS的介绍，用PDMS完成海上平台的建模，能够准确了解各部分的精确位置，计算出整个结构的重量，对整个项目能否成功完成，起着十分重要的作用。

1 PDMS模型建立

①每一个用户都会分配到一个PDMS的用户名和密码，此密码可以有用户自己修改。

②小组成员将控制数据库的访问权限和小组的名字是一个综合数据库建设过程的一部分。每个用户将被分配给一组或若干组，这都基于其访问需求和在项目中充当的角色。这种分配方式将阻止用户修改任何其他专业的模型数据。

③小组成员是和其相应的数据库关联的，因此只有小组成员才有对本专业数据库有写的访问权限。基于数据库类型的不同，一个小组将会有不止一个数据库，例如Design、Draft等等。Design数据库包括本专业的模型内容，Draft数据库包括本专业的绘图内容。数据库名称和小组的分配将确保只批准小组成员有访问并写内容，这将确保数据的完整性。

④一个多数据库是用来组建数据库成为一个工作数据库集。两个初级的多数据库（Deaign和Draft）将创建成一个项目，这个多数据库的创建是基于项目的需求和要求，用来支持模型的交付。

⑤进入PDMS中元素的权限是按小组分配的。总体而言，必须是小组的成员才能进入其相应的专业数据库进行写操作，再进一步操作，可能被拒绝或数据访问控制。该操作基于元素的类型，属性设置，或两者的组合。普通的用户不允许创建Site或Zone，并不允许修改这属性层的任何设置。普通用通常只允许创建低于Zone的元素，这些元素包括设备、结构、管道、桥架等等。

2 PDMS的设计流程

由于笔者在本项目中负责电气专业工作，所以以照明图纸为例，介绍完成一张电气图纸的工作流程：

2.1 在其他专业完成大部分设计后，电气专业开始设计灯的布置，首先进入PDMS Design，加载进其他专业相关布置，找到加载灯具的位置，开始添加灯具（如图1）：在顶部菜单栏选择“Create”-Equipment，出现如图1所示工具条，选择添加类型为“LIGHT”，安装方式为“Deck Mounted”以及灯具支撑为“HEB-LD-29A”则出现如图所示的支撑图例（根据需要选择支撑及灯具种类），点击“properties”可以更改支撑属性（如图2）。点击“apply”完成灯具设定，在需要位置放置灯具，完成灯具的创建（如图3）。

2.2 灯具加载完成后，检查碰撞：在顶部菜单栏选择“utilities”- “Clash”出现工具栏（如图4），选择“Control”-“Check CE”，如果有问题，会在左边“Clash Lis”中显示出现的问题，点击右侧Navigate中第一个按钮，会出现出问题的模型位置，问题部分会显示成红色。

2.3 之后类型相同的灯具可以直接复制此灯具，移动位置并检查碰撞即可。

2.4 加载完成后，从PDMS中可以直接抽出所有灯具坐标的list，将此list直接导入AGI32计算照度是否符合要求，如不符合要求则需要对灯具位置、数量等进行调整，如符合要求则可生成平面图。

2.5 进入PDMS Draft界面，建立照明图模板（包括图框及key plan），将灯具、地板，房间墙壁、大型设备加载进来，update图纸即生成图纸，图纸中灯具的名字、回路号、高度以及回路引自哪个配电盘、走哪个桥架都会自动加载出来，避免人工填写发生错误（如图5）。

2.6 完成draft图纸后，需要将PDMS图纸转化成CAD格式，此时需走一个中间过程，先将图纸转化成.dxf格式，再用CAD打开.dxf格式图纸另存为CAD格式（注意不可将PDMS图纸直接转化成CAD格式，会发生乱码情况）。在用CAD打开.dxf文件时不带颜色的图纸，公司制作的一个插件，将图纸渲染上颜色和draft图纸保持一致。

3 PDMS软件的优点与存在的问题

3.1 PDMS软件的优点

通过PDMS软件在本项目设计中的运用，可以发现PDMS软件存在着许多优点，由于本人在此项目中担任电气设计，所以从电气方面总结优点如下：①全比例显示电气设备位置，查看设备位置是否合适以及是否与其他专业设备发生冲突，方便及时调整。②每个设计人员都可以以不同的用户名和密码进入，在权限范围内进行设计工作，并共享整个工程同步开展的土建、结构、建筑、电气桥架、开关柜、设备接口机其他人员完成的设计成果，避免设计人员之间缺乏交流而引起不必要的返工，并通过数据库权限设置可以控制各个设计人员的权限，充分体现多专业协同设计的平台。③施工图纸是在三维模型建好后，直接从模型中抽出，避免了平面图与三维模型存在差异而影响施工效果。④各专业的设计底图可以自行选择，在三维模型中抽出自己需要的底图，并且设定好后，只要Update就能获得最新的底图，不会因为其他专业修改了信息，而影响了自己图纸的设计，提高了图纸的质量。⑤可以很好的和Navisworks整合，可以方便的通过Naviswork漫游校审PDMS三维模型。

3.2 PDMS软件存在的问题

PDMS软件在海上平台设计中有诸多优点，但在实际项目应用中还存在以下几点需要改进：①PDMS Draft中不能像CAD一下样随意画各种线型，所以在做接地图纸时，需要做转成CAD并做一些处理后，才能在CAD中做接地图纸。②在向PDMS Draft图纸中添加设备时，不能一次添加一个list表，需要一个设备一个设备的添加，比较麻烦。③PDMS软件比较庞大，掌握比较难，需要花费大量的时间和精力进行练习和消化。④软件价格比较贵，只有投资比较大的项目才能负担的起这个费用。

4 结论

PDMS三维设计就是在计算机中建立能真正表现海上平台现实的三维模型。用其建立的各种设备、桥架、灯具、管道、结构的三维模型，能直观、真实地反映其在未来海上平台的空间关系，有利于设计的多方案比较、优选。对三维模型进行碰撞检查，避免在施工中出现一些不必要的麻烦。它能形象模拟施工进度和大型重要设备的安装过程，并可校验安装空间是否足够，保证安装质量，避免不必要的反工，从而缩短施工周期。

PDMS作为一种辅助工程设计的高级工具，其应用基础除了必要的计算机操作外，更重要的是设计者的专业素质；使用3D技术的必要性是毋庸置疑的，一个专业水平高并熟悉3D软件操作的设计者可以把设计水平发挥的淋漓尽致，高效准确。但仅仅看到3D软件在设计工作的作用还不够全面，在设计手段3D化全面普及的环境下，通过3D软件灵活的信息采集汇总，项目管理的科学化成为可能。项目的控制能力和执行效率大大提高。虽然项目的成败有很多制约因素，但是如果没有较为全面的3D技术应用，项目的内部成本很难得到有效的控制。国内外工程公司大量成功案例中无不强调3D技术的合理应用，从公司的管理层到项目的管理者和参与者都认同这种技术手段。

参考文献：

[1]吴承刚.PDMS软件在发电工程设计中的运用[J].新疆电力技术，2010，01.

[2]万金发.PDMS三维软件在工程设计中的应用[J].钢铁技术，2002，06.

[3]熊新强，陈雪松，付晓东，等.PDMS三维设计在油气田地面工程中的应用[J].石油工业计算机应用，2013，04.