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三维工厂解决方案

 

 

设计行业IT发展      

近几十年来,计算机在工程设计中的应用有飞跃的发展,使得传统的手工二维设计模式遇到了前所未有的挑战。随着计算机硬件技术的发展,工程设计用的计算机由大型机到工作站,再由工作站发展到微机。同时计算机应用技术(软件)也在不断的发展,电子计算机辅助工程设计的功能由单一功能发展到多功能,再由多功能发展到综合功能。计算机在工程设计的早期只是用于单个设备的工艺计算或设备强度计算。而今天的计算机系统可以进行整个装置工艺流程的全流程模拟计算;模拟装置的运行工况;进行装置生产的最佳化;用于操作人员的培训等等。

由于工程公司的主要利润来自工程承包,而在工程承包中材料的控制至关重要,所以计算机配管材料统计在工程公司计算机应用中首先得到广泛的发展;然后,利用计算机制图,节省设计工时,有配管图生成配管材料统计;配管设计由二维平面设计发展到三维配管模型设计。其功能由单一发展到完成整个专业的设计,再由一个专业到多个专业连在一起。

采用计算机辅助设计时,管道可以是单线,也可以是双线表示,这由操作人员选用。根据操作可由三维配管模型抽出二维平,立面图,管段图或打印三维配管图。

业务特点及问题分析

当前的趋势是大家使用的计算机制图软件都是AutoCADAutoCAD是一个通用的制图软件,与人工制图相比,采用AutoCAD制图修改方便,图面质量高;相对于三维计算机辅助设计来讲,投资少,见效块,便于推广。但他有的技术上的不足,不能对所设计的工程进行碰撞检查,设计速度明显比三维设计慢,需用其他辅助软件才能进行配管材料的统计,无法共享数据库。

从三维模型的角度看,工厂是建筑结构、管道、电气、设备等大量元素的集合,三维工厂设计管理系统软件可用于高效率地设计和管理工厂的这些元素。因此,随着现代化社会对资源节约和效率提升永无止境的追求,对三维工厂设计管理系统软件的需求必然越来越强烈。道、暖通空调HVAC、建筑结构、电气、设备等多专业的集成设计成为未来工程设计行业设计工具发展的必然趋势。

Bentley在解决三维工厂方案时,基于不同的平台,提出了两款产品,openplant和autoplant,前者的工作平台是MicroStation,后者是AutoCAD。以下以autoplant为例,进行细分。

AutoPLANT产品由美国BENTLEY公司(原属美国REBIS公司,为AUTOCAD平台全球第一大开发商)出品,运行在AutoCAD2000-2014平台上的工厂设计软件。第一个版本于80年代初期发布,历经20多年的发展,目前在全球90多个国家工程公司广泛应用,据国际权威统计机构Daratech2003年度,2004年度统计,AutoPLANT连续两年荣获“装机量全球第一”工厂设计软件的荣誉,每天全球有超过70000个授权在世界各地运行。

AutoPLANT 软件近年来在吸取各种软件的长处、优点的基础上,通过改进、优化其设计理念,发展也十分迅速,其功能已逐步逼近工作站级三维工厂设计软件,在国际上已被公认为权威的三大三维工厂设计软件之一。

    AutoPLANT系列工厂设计软件包括工艺流程设计(P&ID),设备设计(Equipment)、 管道设计(Piping)、钢结构(ProSteel)、电气控制(promis-e)、仪表(Instrumentation)、管线应力分析(AutoPIPE)及结构应力分析(STAAD)等。

为什选择Autoplant

1.1 、AutoPLANT产品由美国BENTLEY公司(原属美国REBIS公司,为AUTOCAD平台全球第一大开发商)出品,第一个版本于80年代初期发布,历经20多年的发展,据国际权威统计机构Daratech2003年度,2004年度统计,AutoPLANT连续两年荣获“装机量全球第一”工厂设计软件的荣誉。AutoPLANT是业界公认的优秀三维工厂设计软件,值得信赖。

1.2、AutoPLANT是基于AtuoCAD平台的成熟产品,一线设计人员都有良好的操作基础和经验,推广后会可以迅速被掌握,实现从二维设计到三维设计的平滑过渡;

1.3、AtuoPLANT一直以来是化工行业中最为流行的三维设计软件,面市已有20多年,实际使用用户广泛,有很多同等规模同等业务范围用户的实际案例可参考;

1.4、Bentley的Professional Service技术支持团队多年来协助众多化工行业用户上线使用AutoPLANT,对于在应用AutoPLANT基础之上如何组建项目团队,专业间如何配合等方面能够给出建设性意见并可提供专业的三维项目实施咨询服务,协助新用户成功过渡到三维平台。

1.5、AutoPLANT价格合理,模块配置灵活,使用单位用小的投入就能获得高回报。

1.6、AutoPLANT拥有完善的标准库,包括国外的ANSI-ASMI,JIS,DIN等等常用标准库,另外也包含完善的国内规范库,如HG,GB,SY,SH,GD等, AutoPLANT规范库的制作维护也最为方便。

1.7、独有的二三维工作流,用户可以利用AutoPLANT的一致性检查工具,保证P&ID图纸与三维图纸模型的一致性,避免漏项缺项错项等情况的发生,确保设计质量和设计效率。

1.8、AutoPLANT所独有的全自动切图模块PlantWAVE,为市面上保有量最大的二维平立面图自动标注软件,使得平立剖图的制作由10~20小时/张压缩到1~5分钟/张。(PDS和PDMS也都使用PlantWAVE作为切图模块,而非使用各自软件自带的切图功能。)

1.9、Bentley公司拥有众多业界权威产品,产品间兼容性高,有助于用户实现真正意义的协同设计。STAAD/CHINA和AutoPIPE分别是工业行业最具影响力的工程结构分析软件和管道应力分析软件,AutoPLANT可以和这两款软件实现紧密的数据交互和无缝连接,避免各专业在分析设计阶段与三维布置阶段多次录入所产生的错误和工时的增加,在AutoPLANT系统中轻松实现专业间信息的协同与共享。

1.10、众多用户在重金购买一套系统2-3年后往往面临现有系统无法满足不断提升的业务需求,陷入放弃还是继续将就的尴尬境地。Bentley公司致力于给用户提供立足长远的软件解决方案,拥有针对工厂全生命周期的工程内容创建解决方案AutoPLANT,也拥有目前在国内各设计工程公司中最为流行的工程内容管理解决方案ProjectWise,当用户有提升项目管理水平需求时,二者能够完全无缝的进行整合,实现更为高效的协同或并行设计,帮助用户迈入国际水平行列。

方案涉及产品

产品名称

功能模块简介

AutoPlant Piping

三维管道设计建模模块

AutoPlant Equipment

三维设备建模模块

AutoPlant Raceway

三维电缆桥架设计模块

AutoPlant Isometrics

智能管道ISO

AutoPlant P&ID

工艺流程图、仪表设计模块

Bentley AutoPIPE

管道应力分析

Bentley Structural(ProSteel)

三维钢结构建模模块

STAAD/CHINA

结构应力分析

Promis-e

电气自控模块

Bentley Navigator

漫游设计检视模块

Bentley ProjectWise

项目内容管理协同管理解决方案

 

 

各模块关系

 

 

软件功能

Bentley ProjectWise(项目内容管理协同管理解决方案)

       在工厂生命周期,“工程文档管理”系统提供重要的厂房资料,相关人员可以及时地查看厂房的任何设备编号(Tag)的属性及相关文档。

Ø提供一个快速浏览和智能管理的环境

Ø用户可以根据任何设备编号来查看和提取重要厂房信息

Ø可以预览P&ID图纸以及相关文件

Ø可以显示元件的关连性,提供一个图形化的分层式结构来表示设备及管线间的关系。

Ø厂房资料的生命周期管理,图形及资料于设计及施工完成后,可以迅速用于厂房的操作及维护。

Ø使用Add-Ins的API可以连接至外部的资料库

Ø文件管理工具可以让设备或元件关联至任何文件,文件的归档功能可以严格管理所有文件的版本控制。

AutoPLANT Piping(三维管道设计)

AutoPLANT Piping是以AutoCAD为平台来建立的3D管线系统。它提供一个交谈式界面,在3D的环境来布置管线。3D模型建立之后、Piping可以生成平立面图、管线施工图(Isometrics)及材料统计报表等。

Ø依管道等级库来配管(Specification Driven) – Piping 提供ANSI, JIS, DIN, AWWA, PVC, HDPE, PP, CPVC,PVDF,PP..等国际标准库,以及GB、HG、SH和GD等国内标准库。可以规范中的尺寸及材料参数来画图,并确保所画的图符合工程规范要求。

Ø优越的使用界面、菜单、工具栏,确保用户可以很快上手。功能如自动配置法兰、自动配置弯头、三通及管道配置等,可以很快的建立3D管道系统。

Ø优越的编辑功能除了强大的3D管线建立的功能外,Piping 也提供优越的编辑功能,如管径及等级的变更,管号及介质的变更以及管件的删除及修复等。

Ø精确的材料统计和成本计算是采用3D系统最大的好处之一。AutoPLANT Piping可以产生每一段管子的切管长度(Cutting Length)、管子的总长、管件的数量,螺栓垫片的长度及数量,以及焊道的大小及数量等。材料表可以输出至30多种不同格式,如Word,Excel,HTML文件。

 

 

 

AutoPLANT Equipment(三维设备设计)

AutoPLANT Equipment内建许多3D参数化的标准设备及管嘴。每一个设备都连接到外部数据库,因此您可以建立设备相关设计参数以供将来数据查询和应用。

 

Ø参数化的设备– 利用参数的资料来建立设备

Ø标准设备型式– 内建广泛的标准设备型式,包括泵,容器及换热器等。

Ø自定义的设备– 内建许多基本单元(Primitives)让用户可以自定义新的设备,此外Equipment也开放所有设备的原始VB代码,用户可以依照来建立自己的标准设备。另外也可以用AutoCAD, MicroStation或其他3D的软件来建立,并导入到AutoPLANT Equipment来。

Ø智能化的管嘴– 内建完整的管嘴(Nozzle)类别。参数化的设计,让您更容易定位管嘴的位置、方向,以及事后的修改。此外Equipment可以生成所有设备上管嘴(连接点)的报表,包括空间位置、方向和管嘴尺寸等。

Ø2D 到3D的界面– 因为Equipment于P&ID共用于以同一个项目数据库,因此您可以参考P&ID图来放置设备,以确定P&ID于3D设备图的一致性

 

AutoPLANT Raceway(电缆桥架设计)

ØAutoPLANT Raceways 是一种基于AutoCAD 的程序,使用该程序,您可以快速布置和设计智能三维电缆桥架与管道。它可以使您在生成和维护智能三维AutoPLANT Raceways 模型时感到前所未有的轻松。AutoPLANT Raceways 具有等级驱动的管道、电缆桥架和内嵌仪表。此应用程序是管道应用程序的可用组件模块的子集。

ØAutoPLANT Raceways 旨在缩短制图时间,使以往耗时冗长的任务实现自动化,从而使您工作起来更加轻松。

AutoPlant Isometrics(智能管道ISO图)

Ø自动生成等角图-AutoPLANT Isometrics模块与AutoPLANT Piping模块完全集成,这确保了用于创建管道等角图的数据的完整性。

Ø库。使用手动等角制图模式可对使用自动功能创建的等角图进行编辑和清理。

Ø手动等角制图- 从头开始生成等角图。输入和布置选项与AutoPLANT Piping 应用程序所使用的相同,组件信息基于外部规范数据种物料报告格式-
可以多种格式对直接从数据库获得的准确物料数量进行汇总以满足多种需要。

AutoPLANT P&ID(工艺流程图、仪器仪表设计)  

 AutoPLANT P&ID是以AutoCAD为平台,来建立智能化的P&ID图,并且连接到外部关系型数据库。这个数据库与所有AutoPLANT其他模块共享同一个项目数据库。AutoPLANT P&ID适合于大型、中型及小型的工程公司和业主,提供他们们设计工艺厂房的一个重要工具。

ØManager、I&W、Datasheet、Hookup还是在3D的环境里。

Ø快速绘图参数化的绘图功能加快绘图速度,主要功能包括符号管理器Symbol Manager、图形化菜数据库的存储方式– P&ID 支持于较小项目的Microsoft Access 或MSDE 及用于大型项目的Microsoft SQL Server 或Oracle。外部的数据库加强了资料的共享,无论是在Data 单(Icon Menus) 、工具栏(Toolbars)及方便的修改工具。高级的工具包括自动断线及修复,管线标示自动修改及属性显示控制等

Ø符号及标准组件内建超过400个以上的ISA标准符号。完整管线及仪表线性,包括主管线(Major)、次工艺管线(Minor) 、讯号线(Pneumatic)及电器线(Electrical)等。系统也内建DIN标准线性及符号。此外Block Manager工具可以用来修改符号外形,及建立自己的标准组件。

Bentley AutoPIPE道应力分析)

 AutoPIPE 是一套直接基于Windows 操作平台的工程分析软件,包括静态和动态条件下管线应力的计算,法兰分析,管道支吊架设计,设备管嘴荷载分析。AutoPIPE 已经被大家公认为,自从1986以后,商业使用最广泛的软件之一。AutoPIPE 严格的品质保证确保了在实践中对那些来自很多基于工作站的大型软件的审计考验。因此,AutoPIPE 成了为数不多的基于管道设计,且通过了美国核规范严格认证的单机软件之一。

AutoPIPE可以与AutoPLANT系统紧密地进行数据交互,从而大大节省工时,避免了多次录入所产生的错误。

AutoPLANT Structural(ProSteel 3D结构设计)

AutoPLANT Structural是基于AutoCAD平台开发的专业三维钢结构建模、详图和生产控制的软件系统。用户可以在ProSteel 3D软件中方便地建立各种钢结构的三维模型,系统自动生成所有的施工图、加工详图和材料表。ProSteel 3D提供了丰富的数据接口,可以连接结构计算软件、数控机床、钢结构生产计划和管理软件。

目前,ProSteel软件已被广泛应用于世界各地的多高层建筑、民用建筑、大型体育场馆、工业建筑、桥梁、近海工程和其它钢结构工程中,在全球二十多个国家拥有超过7,000家专业用户AutoPLANT Structural区分为Modeler,Engineering 及Professional版本,以提供不同深度的设计功能给适当的设计人员。与STAAD有双向接口,可以直接读取STAAD的分析文件。

STAAD/CHINA(结构应力分析)

国际化的通用结构分析与设计软件STAAD/CHINA是由美国世界著名的工程咨询和CAD软件开发公司— REI从上世纪七十年代开始开发的通用有限元结构分析与设计软件,到2005年底统计,在全球近百个国家中已超过160,000用户。在中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会首批审批登记和2004年重新审定的钢结构工程设计软件中,STAAD/CHINA被评为适应于国内与国外工程的软件。2005年8月,BENTLEY工程软件有限公司并购了美国的REI公司。

STAAD/CHINA主要具有以下功能:               

Ø强大的三维图形建模与可视化前后处理功能

Ø超强的有限元分析能力,可对钢、木、铝、砼等各种材料构成的框架、塔架、桁架、网架(壳)、悬索等各类结构进行线性、非线性静力、反应谱及时程反应分析

Ø国际化的通用结构设计软件,程序中内置了世界20多个国家的标准型钢库供用户直接选用,也可由用户自定义截面库,并可按照美、英、日、欧洲等世界主要国家和地区的结构设计规范进行设计

Ø可按中国现行的结构设计规范,如《建筑抗震设计规范》GB50011-2001、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001、《钢结构设计规范》GB 50017-2003、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102:2002等进行设计

Ø普通钢结构连接节点的设计与优化

Ø完善的工程文档管理系统

Ø结构荷载向导自动生成风荷载、地震作用和吊车荷载

Ø方便灵活的自动荷载组合功能

Ø增强的普通钢结构构件设计优化

Ø组合梁设计模块

Ø带夹层与吊车的门式刚架建模、设计与绘图

Ø可与Prosteel以及其他国际通用的详图绘制软件数据接

promis-e(电气自控设计)

promis-e作为计算机辅助工程电气设计工具的开路先锋,在工程控制系统设计市场引发了一场自动化设计的革命。在电力行业,promis-e为工程设计、施工、运营及维护管理提供了统一的解决方案,完全以数据库为基础,将项目的各个不同部分的设计信息和图纸纳入一个系统平台,所有的项目信息和图纸具有逻辑关联,整个项目的信息将得到继承与传递。promis-e还可以自动生成材料表,端子排安装接线图,电气设备布置图,二次安装接线图,电缆清册,其目的是减少手工劳动,从而自动完成电气设计的全过程拥有promis-e将使你的工作变得异常轻松,从中你可以获得以下益处:

Ø提高设计质量和效率

Ø完全遵循设计规范,方便建立设计标准化体系

Ø具有完善的项目管理功能

Ø支持主流设计标准IEC、JIC、GB

Ø设计成果多种格式输出DWG、DGN、PDF、EXCEL… …

Ø商用数据库平台Access、SQL、Oracle

Ø数据库完全开放,扩充维护简单方便

Ø以数据库为核心,方便与其它软件搭建集成设计平台

Bentley Navigator(漫游,碰撞和模拟)

ProjectWise Navigator可以让用户轻易的浏览复杂的三维模型。高效率的图形处理引擎可以让你在着色模式下实时漫游于工厂里。ProjectWise Navigator同时支持DWG、DGN及其他通用的三维模型格式。 在ProjectWise Navigator还可以进行碰撞检查,施工进度模拟,吊装模拟,贴材质、打灯光以及输出精美的图片和动画。

PlantWAVE(全自动切图)

PlantWAVE是一款功能强大的全自动标注软件,它建立在工程技术知识基础上,全自动生成带标注的二维管道平立面图。

PlantWAVE的特点:

Ø快速生成平立面图纸

Ø使用简单,能够快速入手,2D图纸的消影由PlantWAVE完成

Ø管道可以自由选择单双线表达方式

Ø在“项目”的环境中管理图纸

Ø所有设置都保存在“项目”配置文件当中,并且可移植到其他项目当中以保证所有图纸标注样式的一致性

Ø设置灵活多样,用户可根据自己的工作习惯来设定消影标注样式

Ø强大的图面自由空间搜索引擎,高质量的图纸输出

Ø可批处理消影、自动标注图纸

Ø输出格式灵活,可输出DWG或DGN格式

Ø详细的动画教程,通俗易懂

Ø可设定登陆权限,便于管理并保证图纸标注内容样式的统一性

 

PlantWAVE能为您带来的效益

Ø大幅削减制图所需时间

Ø生产效率比以前约提高了100

Ø节约手工制作二维平面图时间,使工程师能致力于三维模型设计

 

案   例

国电脱硝系统(原龙源电力) 哈萨克天然气处理厂
制浆造纸项目 制浆造纸项目

 

 

渤中28-1海洋石油平台 滩海三用工作船
珠海联成苯酐厂 浙江DOP项目
 
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