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莱赛尔工程中CADWorx三维协同设计的平台结构及优势

时间:2021-03-25作者:李倩王立强房铠
本文导读:这是一篇关于莱赛尔工程中CADWorx三维协同设计的平台结构及优势的文章,随着莱赛尔工程关键设备的国产化,工程建设受制约的因素逐渐减少,设计周期也相应缩短。传统的二维设计方式是以绘图软件如Auto CAD和办公软件office为主的分散设计,设计人员需要多个平、立、剖面图来解释建筑与设备

  摘    要: 介绍了三维设计软件CADWorx相比于传统二维设计软件AutoCAD的优势,探讨了三维设计软件在Lyocell工程领域多专业协同设计的必要性,并通过设计实例说明应用CADWorx三维设计软件进行建模、碰撞检查、生成ISO图、自动生成材料表等过程,展现了跨专业、多层次的协同设计。

  关键词: CADWorx软件; Lyocell工程; 三维协同设计;

  Abstract: Compared with the traditional 2 D design software Auto CAD, the advantages of 3 D design soft-ware CADWorx are introduced. The necessity of multi-disciplinary collaborative design of CADWorx inLyocell engineering field is discussed. Through the modeling, collision inspection, ISO generation, automat-ic generation of material list and others, the application of CADWorx 3 D design software is illustrated, show-ing multi-disciplinary and multi-level collaborative design.

  Keyword: CADWorx software; Lyocell engineering; 3D collaborative design;

  作为“21世纪绿色纤维”,在当前资源、环境日益严峻的大背景下,莱赛尔纤维因其具有独特的绿色、环保、可降解的特性,发展前景十分广阔,受到投资者的广泛青睐。

  随着莱赛尔工程关键设备的国产化,工程建设受制约的因素逐渐减少,设计周期也相应缩短。传统的二维设计方式是以绘图软件如Auto CAD和办公软件office为主的分散设计,设计人员需要多个平、立、剖面图来解释建筑与设备、管道间的空间位置关系。另外,由于二维设计的视图限制所带来的设计误差,有可能会导致在施工过程中产生变更,进而产生材料浪费、工时消耗及工期延误,管理模式也很难满足高产能、大规模的项目需求。

  三维协同设计则是以面向对象、数据支撑、标准驱动的软件为平台,通过软件库文件的调用,在三维环境下各专业可同时进行设计,并自动生成各类施工图纸及材料统计文件,节省工程设计人员的时间成本,形成一个完整直观的虚拟工厂。三维设计的根本在于设计效率的提高与精准度的可控化,能够实现多专业和跨地区的协同设计,从而打破地域和信息方面的限制。

  CADWorx三维设计软件在我国的石油化工、海洋、核电、环保等领域工程项目的设计、采购及施工中应用越来越广泛,逐渐与国外接轨,并逐渐在纺织工程中开展使用。

  1、 CADWorx三维协同设计平台结构

  CADWorx三维设计软件具有多专业协同设计的功能,它拥有专业的数据库、文件库,能够实现设备模块与PV Elite压力容器设计软件、管道3D模型与应力分析软件CAESARⅡ之间的双向接口。
 

地摊经济存在的问题及解决策略
 

  CADWorx三维协同设计平台结构如图1所示。

  图1 三维协同设计平台结构图
图1 三维协同设计平台结构图

  2 、CADWorx三维协同设计优势

  三维设计软件有着二维设计软件所无法比拟的优越性,它能够实现从二维软件单纯的辅助绘图到三维软件多角度辅助设计的质的飞跃,能够生成漫游模型文件来满足三维校审或供业主方可视化运维及培训等需要,并且解决新技术应用同繁重设计任务之间的现实矛盾问题。

  2.1、 工程师思维过程和设计模型的统一,三维立体可视化

  二维设计过程中,工程师需要将头脑中的三维空间转化成二维平面图,主要体现在平立面上的投影及画线、画弧等图面表达方式,稍有不慎就会转化不完整,出现漏错;施工过程中安装公司技术人员又需要将二维平面图再想象成三维空间后才能进行施工;两次转化的过程难免出现差错。CAD-Worx三维设计可以更加高效直观地表达工程师的设计思想,而形成的三维立体模型也更有利于施工,提高效率。

  2.2 、软件接受度高

  CADWorx三维软件完全兼容Auto CAD的所有命令,对大多数设计者来说有Auto CAD的使用经历,界面非常熟悉,经过简单的培训即可使用,接受程度高,尤其对于有设计经验的工程师不会因为操作不习惯而产生排斥心理。

  CADWorx三维软件的设备模块与PV Elite压力设计软件设有的双向接口,无论任何一方修改内容,都可以在两个软件间同步修改,生成可视立体化实体,并且带有属性参数,如设备大小、位号、设备管口信息等,为后续生成的单线图完整性提供了有利的保障。

  另外,CADWorx三维软件的管道模块与管道应力分析软件CAESARⅡ之间的无缝对接,使得在进行管道应力计算时,可以快速地从CADWorx三维设计软件中导入,自动建立管道分析模型,节省大量条件提资时间,同时减少手动输入可能带来的错误。

  2.3、 缩短设计周期

  基础设计阶段可以会同各专业进行三维整体规划,把握大方向,能够避免复杂问题带来的重大变更。

  协同设计过程中,各专业间的不合理或碰撞能够在早期的设计过程中被发现,从而避免返工;通过三维软件传递和反馈各专业间的条件提资,模型和数据在各专业间共享[1],不仅节省时间,而且不会出现版本之间混淆的问题。

  传统的二维设计方式,依靠设校审的空间想象检查碰撞,无疑是低效的,且难免会有遗漏。CADWorx具有强大的碰撞检测模块,模块具有灵活且全面的检测规则,可由设计人员根据实际情况进行碰撞检测规则设置,也可以自主决定保温层是否参与碰撞检查。通过碰撞检测,能够及时发现和纠正设计中产生的问题,提高设计质量和项目管理效率。

  材料管理过程中,利用CADWorx三维软件的标注功能将修改的元件添加相应字段,在单线图和材料表BOM中可以得到体现,再利用办公软件Excel的有关函数如Lookup等[2],可以快速得到对比结果,增减变化一目了然,将设计人员从繁琐的重复工作中解脱出来,从而把重点转移到设计中的技术性问题上来,极大地提高了效率。

  不论从设计者思维的直观表达还是校审过程,都能够大大缩短周期;三维模型直观地展示给施工人员,更易于理解、方便交流,节省设计人员现场支持的工时。

  2.4 、设计标准化

  数据库建设是三维设计工作的重中之重,CADWorx三维设计软件的效率取决于数据库的准确性和适应性,数据库的统一规范化促进了设计标准化的发展。

  CADWorx三维设计软件中内置了上百个公制、英制等级,通过等级可以驱动参数化元件;自带的相关标准目录,兼具灵活性和便捷性。数据库文件和模型文件关联,可实时自动更新。

  数据库建立需要较长时间的积累和多个项目的反复完善,也要对厂家的资料数据不断更新和补充,最终形成完整的、准确的数据库。

  2.5 、版本管理便捷

  二维平面图由CADWorx三维模型投影而成,CADWorx三维软件具有平面压制和视图剖切功能,可以根据设计需要分区域分层出图,可在3D模型中任意定义平、立面剖切范围和视图,不同视角间能够无缝衔接,数据更新由软件自动完成,避免漏改、错改等现象,高效准确,版次管理方便。

  另外,CADworx三维软件可以生成很小的漫游文件[3],可方便传给管理者和业主,从而提升设计成果价值。

  3 、应用实例

  莱赛尔工程特点是工艺设备较多,为了节约用地,需要紧凑布局,并且对空间利用率的要求较高。如某莱赛尔工程项目的纺丝机设备,结构复杂、空间小,且工艺仪表管口众多、高低分布,因此配套管道数量众多、互相穿插,管道布置错综复杂,工艺、管道、暖通、电缆桥架等各专业之间的协调配合需求十分强烈。二维设计中极易出现碰撞,如图2所示单独俯视图无法满足施工要求,需要使用平、立、剖面等不同视图才能表述清楚,如图3所示,使用三维模型能够非常直观地体现出管道走向等。

  图2 某莱赛尔工程项目部分二维纺丝机平面图
图2 某莱赛尔工程项目部分二维纺丝机平面图

  图3 某莱赛尔工程项目部分三维纺丝机模型
图3 某莱赛尔工程项目部分三维纺丝机模型

  某莱赛尔工程项目过滤器的配管,设备占地面积小、管线复杂、阀门众多,可利用的配管空间有限,且Z轴方向重叠较多,如图4单纯依靠二维俯视图无法满足施工要求,需要多个平、立、剖面视图解释,而如图5所示三维模型显示则非常直观。

  图4 某莱赛尔工程项目部分过滤器平面图
图4 某莱赛尔工程项目部分过滤器平面图

  图5 某莱赛尔工程项目部分三维过滤器模型
图5 某莱赛尔工程项目部分三维过滤器模型

  长期以来管线ISO图主要采用Auto CAD进行手工设计,存在人力投入多、效率低、设计错误难以控制的缺点。CADWorx三维设计软件能够根据三维模型批量生成ISO图,在图纸生成的同时通过后台设置可自动生成施工料单,也可根据用户需求定制ISO图图框,如图6所示。这种工作方式差错率小、效率高,能够实现三维设计与现场施工的直接对接。

  由于三维协同设计在莱赛尔工程领域的应用时间较短,在设计过程中难免存在一些不足,如数据库不完善、三维校审记录不便捷等,在以后的项目中需要不断改进和提高,同时深化三维协同设计,逐步深化莱赛尔工程三维设计工作,为三维协同设计在本领域中的进一步应用奠定坚实的基础。

  4 、结语

  多专业的三维协同设计在莱赛尔项目中能起到优化设计、提高效率和效益的重要作用。发展三维数字化设计和移交,通过数据传递渗入工程项目的每个环节,三维技术的应用、数字化交付的推进,促进了设计、采购、施工等阶段的深度融合。CAD-Worx三维软件使得Lyocell工程设计真正地向着多专业协同、项目优化管理、与施工合作的方向发展,实现了设计、施工、生成、维护等信息。相比传统的设计模式,三维协同设计可以更好地服务于工程建设的全生命周期,包括工厂运营,使设计产品有效增值。

  图6 某莱赛尔工程项目ISO图
图6 某莱赛尔工程项目ISO图

  参考文献

  [1] 朱春田.石油化工多专业三维协同设计与设计模式变革[J].石油化工设计, 2006, 26(2):3-6.
  [2] 濮宇凌. CADWorx在小型化工EPC项目中的应用[J].化工时刊,2017, 31(3):39-42.
  [3] 于轶,郭大生.三维设计软件在化纤领域多专业协同设计的探讨[J].聚酯工业, 2013, 26(5):5-7.

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