流程工廠設(shè)計(jì)軟件的關(guān)鍵技術(shù)研究及展望

李士才， 唐衛(wèi)清

（北京中科輔龍計(jì)算機(jī)技術(shù)股份有限公司，北京 100085）

流程工廠設(shè)計(jì)軟件的關(guān)鍵技術(shù)研究及展望

李士才， 唐衛(wèi)清

（北京中科輔龍計(jì)算機(jī)技術(shù)股份有限公司，北京 100085）

首先分析了流程工廠所涉及的專業(yè)領(lǐng)域以及設(shè)計(jì)過程的特點(diǎn)，從而推導(dǎo)出目前流程工廠設(shè)計(jì)軟件需要的主要關(guān)鍵技術(shù)和功能要求。從流程工廠設(shè)計(jì)軟件的圖形平臺(tái)的相關(guān)技術(shù)、協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)及要求、以及如何支持流程工廠全生命周期的管理3個(gè)方面探討了流程工廠軟件需要的主要技術(shù)和功能。然后分析了國內(nèi)外主流流程工廠設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展水平和采用的技術(shù)，并提出了國產(chǎn)流程工廠設(shè)計(jì)軟件和國外流程工廠設(shè)計(jì)軟件的差距。最后對(duì)國產(chǎn)流程工廠設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展做了展望和具體的期望。

流程工廠；CAD；圖形平臺(tái)；協(xié)同設(shè)計(jì)

制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要依托，制造業(yè)直接體現(xiàn)了一個(gè)國家的生產(chǎn)力水平。根據(jù)在生產(chǎn)中使用的物質(zhì)形態(tài)，制造業(yè)可劃分為離散制造和流程制造。

1） 離散制造：離散制造的產(chǎn)品往往由多個(gè)零件經(jīng)過一系列并不連續(xù)的工序加工最終裝配而成，電子、汽車、機(jī)械、消費(fèi)品、服裝加工等均屬于離散制造。

2） 流程制造：流程制造是指被加工對(duì)象不間斷地通過生產(chǎn)設(shè)備，通過一系列的加工裝置使原材料進(jìn)行化學(xué)或物理變化，最終得到產(chǎn)品，石油、石化、化工、冶金、輕工、紡織等屬于流程制造。

流程工廠一般是指通過有步驟的化學(xué)或物理手段生產(chǎn)產(chǎn)品的工廠，存在于大量的行業(yè)，如石化、化工、石油、輕工、核工業(yè)、船舶、電力等行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)中起著十分重要的作用。流程工廠的生命周期包括設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、運(yùn)營、改造四個(gè)階段，目前流程工廠領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與管理正在朝著協(xié)同化方向發(fā)展。

流程工廠設(shè)計(jì)軟件對(duì)流程工廠建設(shè)的作用集中體現(xiàn)為：加快建設(shè)進(jìn)度和降低建設(shè)成本；提高生產(chǎn)效率；降低生產(chǎn)成本；優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；節(jié)能環(huán)保；設(shè)計(jì)更加舒適的工作環(huán)境。

設(shè)計(jì)一個(gè)流程工廠是多專業(yè)協(xié)同工作的過程，主要包括的專業(yè)有：（1）工藝專業(yè)制定PFD、P&ID、UID、工藝設(shè)備表；（2）管道專業(yè)根據(jù)P&ID、UID完成管道配管研究、管道應(yīng)力分析、制定管道材料規(guī)格書及設(shè)計(jì)管道施工安裝圖等設(shè)計(jì)文件，并向其他專業(yè)提出相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)條件；（3）設(shè)備專業(yè)根據(jù)工藝要求，完成相關(guān)設(shè)備的制造圖；（4）建筑專業(yè)完成道路、地溝、建筑物、樓梯等的設(shè)計(jì)；（5）結(jié)構(gòu)專業(yè)完成工廠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等；（6）電氣專業(yè)完成工廠供電、照明、防雷、防靜電設(shè)計(jì)等；（7）自控專業(yè)根據(jù)工藝要求完成工廠的控制系統(tǒng)，包括儀表的選型，并給管道專業(yè)提出相關(guān)條件；（8）暖通空調(diào)專業(yè)完成采暖通風(fēng)的流程圖及布置圖；（9）給排水專業(yè)完成公用工程給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

以上專業(yè)領(lǐng)域涉及上百種專業(yè)設(shè)計(jì)工具以及管理軟件。從傳統(tǒng)的手工繪圖到現(xiàn)代最先進(jìn)的三維數(shù)字設(shè)計(jì)和管理，流程工廠設(shè)計(jì)軟件在設(shè)計(jì)過程中的價(jià)值集中體現(xiàn)在：減少設(shè)計(jì)圖紙錯(cuò)誤，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低工程成本；加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，提高設(shè)計(jì)復(fù)用率、提高設(shè)計(jì)效率，有效地控制管道安裝的質(zhì)量和進(jìn)度；自動(dòng)生成符合工程采購及材料施工組織需要的各類材料報(bào)表；自動(dòng)生成各種工程設(shè)計(jì)文件，減輕工程技術(shù)人員的工作量。

現(xiàn)代流程工廠的工廠規(guī)模、知識(shí)含量、技術(shù)含量、復(fù)雜化程度都越來越高，涵蓋流程工廠全生命周期的設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營管理，是CAD軟件技術(shù)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域?？梢哉f，在計(jì)算機(jī)技術(shù)已構(gòu)成產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最基本技術(shù)環(huán)境的今天，沒有先進(jìn)的CAD軟件工具，就不可能建設(shè)高品質(zhì)的現(xiàn)代化流程工廠。

流程工廠設(shè)計(jì)軟件是現(xiàn)代流程工廠從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營管理都不可缺少的基本技術(shù)工具，發(fā)展具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的流程工廠設(shè)計(jì)軟件，對(duì)提高中國流程工廠的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度，提升中國流程工廠的國際競爭力，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

本文詳細(xì)探討流程工廠設(shè)計(jì)軟件中需要的主要關(guān)鍵技術(shù)，最后對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)有的流程工廠設(shè)計(jì)軟件做簡要的分析，并展望國內(nèi)流程工廠設(shè)計(jì)軟件發(fā)展趨勢。

1 流程工廠設(shè)計(jì)軟件中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)

在流程工廠設(shè)計(jì)軟件中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有很多，目前最需要解決的關(guān)鍵技術(shù)體現(xiàn)在如下3個(gè)方面：

1） 流程工廠設(shè)計(jì)軟件的圖形平臺(tái)：目前的流程工廠設(shè)計(jì)領(lǐng)域在國內(nèi)外沒有一家企業(yè)推出一個(gè)通用的適合流程工廠設(shè)計(jì)軟件的圖形平臺(tái)，打造具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的流程工廠設(shè)計(jì)軟件圖形平臺(tái)是大勢所趨。

2） 協(xié)同設(shè)計(jì)：由于流程工廠設(shè)計(jì)涉及的專業(yè)多，各專業(yè)間需要互提各種設(shè)計(jì)條件，必要時(shí)還需要參照其他專業(yè)的三維設(shè)計(jì)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，這勢必使得協(xié)同設(shè)計(jì)成為流程工廠設(shè)計(jì)軟件的必備功能。

3） 流程工廠全生命周期的管理：在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、改擴(kuò)建等流程工廠全生命周期的各個(gè)階段，都要求流程工廠的相關(guān)數(shù)據(jù)得到有效傳遞，這就需要形成支持流程工廠全生命周期的數(shù)據(jù)模型，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理。

下面針對(duì)上述3個(gè)問題進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1.1 流程工廠設(shè)計(jì)軟件的圖形平臺(tái)

流程工廠設(shè)計(jì)軟件與機(jī)械設(shè)計(jì)軟件相比有非常大的不同，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1） 流程工廠的三維模型不需要精細(xì)圖形表達(dá)，圖1是一個(gè)流程工廠的三維模型，圖2是局部構(gòu)件的三維模型。從圖2中可以看出閥門的三維模型不需要和實(shí)際的閥門曲面完全一樣。流程工廠中的構(gòu)件，主要做到構(gòu)件間能通過外形相互區(qū)分就可以了。流程工廠中構(gòu)件核心數(shù)據(jù)在于其工程屬性以及構(gòu)件的分類。通過圖3中所示的18種基本體素就可以表達(dá)流程工廠中的構(gòu)件。

圖1 流程工廠三維模型

圖2 局部流程工廠三維模型

圖3 基本體素

2） 一個(gè)中等偏大規(guī)模的流程工廠三維模型規(guī)模如下：1000條左右的管線；4.1萬個(gè)構(gòu)件（一個(gè)閥門、一個(gè)管件、一個(gè)設(shè)備、一根柱等都算一個(gè)構(gòu)件）；87800多個(gè)基本體素；1000萬個(gè)三角面片。這就要求圖形平臺(tái)的顯示和處理能力要強(qiáng)。

3） 具有大量結(jié)構(gòu)化的工程屬性數(shù)據(jù)：三維流程工廠模型中非常重要的數(shù)據(jù)就是附屬在構(gòu)件上的工程屬性，這些屬性是結(jié)構(gòu)化的。如果沒有這些工程屬性，僅僅保存了幾何外形，則該模型等于沒用。

4） 具有很強(qiáng)的拓?fù)溥B接關(guān)系：流程工廠中的三維管道模型是通過管子、閥門、管件等構(gòu)件相互連接實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的物料傳遞，所以流程工廠三維模型中的構(gòu)件必須通過拓?fù)溥B接關(guān)系進(jìn)行連接形成流程工廠的拓?fù)淠Ｐ汀?/p>

基于上述流程工廠設(shè)計(jì)軟件和三維模型的特點(diǎn)，能支持上述特色要求的三維圖形平臺(tái)主要需要有如下特點(diǎn)：

1） 需要支持的幾何圖元是有限的：二維幾何圖形僅僅需要支持點(diǎn)、線段、圓、圓弧、橢圓、多段線、填充、文字；三維幾何體需要支持圖 3中的所有體素；三維網(wǎng)格面；標(biāo)注包括尺寸標(biāo)注、引線標(biāo)注、半徑標(biāo)注、直徑標(biāo)注、角度標(biāo)注。

2） 三維幾何體的操作支持交、并、差、平面切割。

3） 對(duì)三維幾何體的底層表達(dá)不做特殊要求，可以是面模型，也可以是體模型，只要能計(jì)算三維幾何體的體積和表面積等參數(shù)即可。

4） 顯示模式需要支持線框、真實(shí)感、消隱三種顯示模式。

5） 支持材質(zhì)、紋理、貼圖、透明等的顯示。

6） 支持多步Undo/Redo操作。

7） 同時(shí)支持圖形數(shù)據(jù)和非圖形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并支持這兩種數(shù)據(jù)間建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。

8） 需要支持的核心算法有：計(jì)算體積、面積、長度，求交算法，投影算法，三維圖形的消隱算法（生成矢量化的消隱圖），取得三維圖形的輪廓邊算法，三角剖分，碰撞檢查算法，正交圖形包圍盒和非正交圖形最小包圍盒。

9） 渲染引擎支持紋理和貼圖。

10） 渲染引擎支持生成漫游動(dòng)畫。

11） 大規(guī)模數(shù)據(jù)處理能力：三角面片處理能力達(dá)到3000萬個(gè)，交互旋轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到10幀/秒。具有二次開發(fā)接口。

12） 移動(dòng)設(shè)備的支持：支持iOS、Android、Windows 8等移動(dòng)操作系統(tǒng)。

根據(jù)上述需求和特點(diǎn)，能夠全面支持流程工廠設(shè)計(jì)軟件圖形平臺(tái)的基本架構(gòu)，如圖4所示：

圖4 支持流程工廠設(shè)計(jì)軟件的圖形平臺(tái)架構(gòu)

1.2 協(xié)同設(shè)計(jì)

在當(dāng)今各專業(yè)間協(xié)同要求越來越強(qiáng)烈的今天，流程工廠設(shè)計(jì)軟件支持協(xié)同設(shè)計(jì)已經(jīng)是迫在眉睫的事情。在流程工廠設(shè)計(jì)軟件中的協(xié)同主要包括兩種類型的協(xié)同：文檔的協(xié)同、設(shè)計(jì)過程的協(xié)同。其中文檔協(xié)同在國內(nèi)外有很多公司有各自的產(chǎn)品，這里不做討論，本節(jié)主要討論設(shè)計(jì)過程的協(xié)同。

由于流程工廠中涉及到工藝、設(shè)備、管道、建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水、自控、電氣、總圖等20多個(gè)專業(yè)，每個(gè)專業(yè)都有各自的設(shè)計(jì)工具，涉及的軟件種類有100種以上，要實(shí)現(xiàn)這些軟件間較為完整的協(xié)同，就要實(shí)現(xiàn)這些軟件之間的數(shù)據(jù)協(xié)同。

流程工廠中設(shè)計(jì)過程的協(xié)同主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1） 互提設(shè)計(jì)條件：在流程工廠的設(shè)計(jì)過程中各專業(yè)間要進(jìn)行設(shè)計(jì)條件的互提，設(shè)計(jì)條件主要以文檔的形式體現(xiàn)，并有相應(yīng)的審批流程。

2） 空間的占位管理：不同專業(yè)間相互參考其他專業(yè)的三維模型，例如配管專業(yè)在設(shè)計(jì)過程中需要參考建筑專業(yè)的三維模型，這樣就可以在配管設(shè)計(jì)的過程中避免管道和建筑構(gòu)件的碰撞問題，同時(shí)要求被參考的建筑三維模型可以是局部建模模型，建筑模型可以不是以整體方式參考。

3） 遠(yuǎn)程異地協(xié)作：解決不同設(shè)計(jì)部門、不同專業(yè)或者同一項(xiàng)目的不同設(shè)計(jì)企業(yè)共同完成同一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的協(xié)同難題。

4） 移動(dòng)協(xié)同和基于云計(jì)算的協(xié)同。

要實(shí)現(xiàn)上述的協(xié)同功能，流程工廠設(shè)計(jì)軟件必須在如下方面實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)：

1） 不僅支持文件級(jí)的協(xié)同，還要支持?jǐn)?shù)據(jù)級(jí)的協(xié)同：文件級(jí)協(xié)同設(shè)計(jì)處理的數(shù)據(jù)粒度僅僅到文件，實(shí)現(xiàn)多人在不同時(shí)刻操作同一文件的目的。文件級(jí)協(xié)同設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)就是可以處理異構(gòu)系統(tǒng)間的協(xié)同設(shè)計(jì)問題；數(shù)據(jù)級(jí)協(xié)同實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的集中數(shù)據(jù)庫管理，協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的操作粒度達(dá)到對(duì)象級(jí)別，多專業(yè)間基于專業(yè)內(nèi)對(duì)象數(shù)據(jù)的協(xié)同，這樣可以極大提高協(xié)同設(shè)計(jì)的效率，在任何設(shè)計(jì)階段都可以和其他設(shè)計(jì)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

2） 支持?jǐn)?shù)據(jù)按照對(duì)象的方式存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)

服務(wù)器中，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。

3） 支持多人同時(shí)操作網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中的模型信息，達(dá)到對(duì)象級(jí)操作。

4） 支持對(duì)象級(jí)的數(shù)據(jù)鎖定和解鎖機(jī)制。

5） 在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中支持對(duì)象級(jí)的版本管理。

6） 支持標(biāo)準(zhǔn)化的工作流模板，用戶通過很小的修改就可以適用用戶的特定需求。

7） 支持設(shè)計(jì)任務(wù)管理和項(xiàng)目管理。

8） 支持移動(dòng)終端上的模型瀏覽等操作。

9） 支持基于云計(jì)算的異地協(xié)同工作。

為了支持?jǐn)?shù)據(jù)級(jí)的協(xié)同，需要從數(shù)據(jù)模型的底層進(jìn)行支持，北京中科輔龍計(jì)算機(jī)技術(shù)股份有限公司開發(fā)的Coolink協(xié)同工作支撐平臺(tái)就可以解決該數(shù)據(jù)協(xié)同的問題，其具體的數(shù)據(jù)模型如圖5所示：

圖5 數(shù)據(jù)級(jí)協(xié)同的數(shù)據(jù)模型

1.3 流程工廠的全生命周期管理

現(xiàn)代數(shù)字化的流程工廠需要數(shù)據(jù)貫穿流程工廠的全生命周期，包括設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、改擴(kuò)建等幾個(gè)階段，要求相關(guān)的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)有效傳遞。這就給流程工廠設(shè)計(jì)軟件的數(shù)據(jù)模型提出了更高的要求，需要在該數(shù)據(jù)模型中不僅要支持設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，而且要提供對(duì)施工和運(yùn)營數(shù)據(jù)的支持，同時(shí)在其上提供綜合的管理數(shù)據(jù)的功能，最終達(dá)到設(shè)計(jì)和管理的數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和管理內(nèi)容的一致和統(tǒng)一。

流程工廠的全生命周期管理對(duì)流程工廠設(shè)計(jì)軟件的具體要求如下：

1） 支持從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營的流程工廠全生命周期的數(shù)據(jù)模型：在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營這3個(gè)階段各自所關(guān)心的數(shù)據(jù)的內(nèi)容是不同的，同時(shí)由于3個(gè)階段的分工非常明確，所以不同階段為下一階段提供的數(shù)據(jù)必定是經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)，從而各個(gè)階段間的數(shù)據(jù)傳遞過程包括了數(shù)據(jù)的裁剪、過濾，甚至包括數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

2） 構(gòu)建支持ISO 15926標(biāo)準(zhǔn)的流程工廠全生命周期的數(shù)據(jù)模型。

3） 保證信息在各個(gè)應(yīng)用程序間的一致性，不同專業(yè)間的完整性，異地間的可存取性。

4） 實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)的互聯(lián)、互通和共享。

5） 支持?jǐn)?shù)字化移交。

6） 支持全生命周期的變更管理。

7） 支持流程工廠的資產(chǎn)管理。

針對(duì)上述具體的要求，流程工廠全生命周期管理的基本架構(gòu)如圖6所示：

圖6 流程工廠全生命周期管理的基本架構(gòu)

2 國內(nèi)外流程工廠設(shè)計(jì)軟件的分析

目前國內(nèi)外有很多三維流程工廠設(shè)計(jì)軟件，國外軟件主要有：Intergraph公司的 PDS和SmartPlant、Bentley公司的OpenPlant、AVEVA公司的PDMS等。國內(nèi)軟件主要有：北京中科輔龍計(jì)算機(jī)技術(shù)股份有限公司的 PDSOFT 3DPiping、長沙優(yōu)易軟件開發(fā)有限公司的AutoPDMS、長沙思為軟件有限公司的Pdmax、上海易用科技有限公司的WinPDA、上海尤里卡數(shù)據(jù)系統(tǒng)中心的PDES等。

Intergraph公司的 SmartPlant集成了工廠設(shè)計(jì)中的幾個(gè)主要專業(yè)設(shè)計(jì)工具，同時(shí)提供了統(tǒng)一的工廠數(shù)據(jù)模型表達(dá)。SmartPlant?Foundation是整個(gè)工廠生命周期中數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)重復(fù)使用的中心；提供全球性的、并行的工程設(shè)計(jì)能力，允許多個(gè)專業(yè)在同一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫上同時(shí)進(jìn)行工作，這時(shí)所有對(duì)模型所做修改在所有用戶之間實(shí)時(shí)共享；具有先進(jìn)的變更管理工具；具有先進(jìn)的關(guān)系管理系統(tǒng)，智能管理對(duì)象間的相互關(guān)系，當(dāng)模型被修改時(shí)，相應(yīng)的部分會(huì)自己做出相應(yīng)的變化[1]。

AVEVA公司的PDMS是一體化多專業(yè)集成流程工廠設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。PDMS以數(shù)據(jù)庫為核心，不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)和圖形不統(tǒng)一的設(shè)計(jì)故障；修改三維模型后，相應(yīng)的圖紙標(biāo)注自動(dòng)更新。PDMS支持實(shí)時(shí)碰撞檢查；同一項(xiàng)目、同一空間的任何專業(yè)模型均參與碰撞分析。支持全球異地協(xié)同設(shè)計(jì)，可將不同地點(diǎn)的本地設(shè)計(jì)模型通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行同步，進(jìn)行實(shí)時(shí)異地協(xié)同設(shè)計(jì)[2]。

Bentley公司的三維工廠設(shè)計(jì)軟件OpenPlant是基于 ISO 15926數(shù)據(jù)模型開發(fā)的；AssetWise是一個(gè)信息建模、信息管理的平臺(tái)，也是一個(gè)提供信息交互和在線服務(wù)的平臺(tái)，包括：信息收集、變更管理、記錄管理，這是一個(gè)閉環(huán)，保證信息的完整性和一致性[3]。

從上述3家國外公司的軟件產(chǎn)品看，這3家國外的流程工廠軟件產(chǎn)品都具有如下特點(diǎn)：

1） 三維流程工廠設(shè)計(jì)基于的圖形平臺(tái)都是自主研發(fā)的圖形平臺(tái)（Intergraph和AVEVA的產(chǎn)品是采用自己的圖形引擎[4-5]，Bentley采用的是自己的Microstation圖形平臺(tái)）；

2） 都支持異地協(xié)同設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)級(jí)的協(xié)同設(shè)計(jì)；

3） 都具有基于ISO 15926標(biāo)準(zhǔn)的流程工廠全生命周期數(shù)據(jù)模型。

在國內(nèi)的流程工廠設(shè)計(jì)軟件中，北京中科輔龍計(jì)算機(jī)技術(shù)股份有限公司開發(fā)的 PDSOFT系列軟件是中國市場占有率第一的流程工廠設(shè)計(jì)軟件，PDSOFT系列軟件以配管設(shè)計(jì)為核心產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)形成了配管相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)軟件產(chǎn)品，如支吊架設(shè)計(jì)、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)、電纜橋架設(shè)計(jì)等專業(yè)設(shè)計(jì)工具，同時(shí)形成了具有項(xiàng)目管理、文檔管理、任務(wù)管理、流程管理等功能的文件級(jí)協(xié)同設(shè)計(jì)工具，該產(chǎn)品立足中國市場，滿足了國內(nèi)各類工程設(shè)計(jì)的要求，符合國內(nèi)工程用戶的設(shè)計(jì)習(xí)慣，支持國內(nèi)外各類設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 流程工廠設(shè)計(jì)軟件的展望

流程工廠設(shè)計(jì)軟件所涉及的行業(yè)都是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，通過發(fā)展具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三維流程工廠設(shè)計(jì)軟件既可以全面提高中國流程工廠的設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)包括設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營所有數(shù)據(jù)全生命周期的數(shù)字化智能工廠，又可以保障中國流程工廠數(shù)字化資產(chǎn)的安全。根據(jù)流程工廠軟件的發(fā)展趨勢，中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的流程工廠軟件必須具有以下特點(diǎn)：

1） 建立在完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三維圖形平臺(tái)基礎(chǔ)上，形成包括多專業(yè)設(shè)計(jì)工具三維流程工廠設(shè)計(jì)系統(tǒng)；

2） 流程工廠軟件的數(shù)據(jù)必須貫穿流程工廠全生命周期，保證數(shù)據(jù)的一致性、完整性和共享性；

3） 必須支持多人異地協(xié)同工作，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)級(jí)協(xié)同設(shè)計(jì)。

[1] Intergraph Corporation. SmartPlant? Enterprise[OL]. http://www.intergraph.com/ppm/spe.aspx

[2] AVEVA Group. AVEVA PDMS?[OL]. http://www. aveva.com/en/Products_and_Services/Product_Finder. aspx#open:34CB3956-1861-4715-AB4C-F62E8D68A F64

[3] Bentley Systems. Bentley OpenPlant: Plant Design Engineering in an Interoperable World[OL]. http://www. bentley.com/en-US/Products/OpenPlant/.

[4] Franz Kufner. SmartPlant Enterprise介紹[R]. SPE 2007-08 Update Shanghai May-Chinese.ppt. 2007.5

[5] AIA H. Edward Goldberg. Plant and Piping Software Design (AEC in Focus Column) [OL]. 2007.3.1. http://www.cadalyst.com/aec/plant-and-piping-softwar e-design-aec-focus-column-3529.

Research of Key Technology in Process Plant Design Software

Li Shicai, Tang Weiqing
( 1. Beijing Zhongke Fulong Computer Technology Co., Ltd, Beijing 100085, China )

The characteristics of business and design process are analyzed in process plant. The key technology and functional requirements of process plant design software is derived. Three key technologies of process plant design software are introduced. One is graphics platform technology, another is collaborative design, and the last one is life cycle management of process plant. The technology used in current process plant design systems is analyzed, and the difference between local plant design software and international plant design system are introduced. The suggestion for china’s future products is proposed at last.

process plant; CAD; graphics platform; collaborative design

TP 311.52

A

2095-302X (2013)05-0076-06

2013-03-25；定稿日期：2013-04-26

2012年國家重大科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（數(shù)字化三維工廠設(shè)計(jì)和管理系統(tǒng)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化）

李士才（1971 -），男，河北易縣人，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)镃AD、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、軟件建模、協(xié)同設(shè)計(jì)。

E-mail：lishicai@fulong.com.cn