文｜徐文杰 李華鋒

隨著設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，各方面的要求不斷的提高，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到工廠設(shè)計(jì)之中。數(shù)字化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)是數(shù)據(jù)化的模型，以工程的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)工程的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等過程進(jìn)行掌控，完成整個(gè)工程的全生命周期管理。OpenPlant 系列軟件是Bentley公司推出的全新工廠數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包含 OpenPlant PowerPID（OPPID）、OpenPlant Modeler（OPM）、OpenPlant Isometrics Manager（OPIM）等軟件及模塊。這些軟件都遵循ISO15926的標(biāo)準(zhǔn)，使得二維及三維工廠設(shè)計(jì)工程實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)據(jù)互用，其開放式數(shù)據(jù)架構(gòu)還可與其他使用ISO15926的設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)互用。

客戶化定制

OpenPlant Modeler V8i軟件是首款基于ISO15926的三維CAD工廠建模軟件，并包含電氣及HVAC模塊，與現(xiàn)有的“三維管道”應(yīng)用軟件相比，功能更多，效率更高。在OPM軟件原有功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行的客戶化定制，可以使其功能更加符合工廠設(shè)計(jì)的實(shí)際需求。

OPM軟件自帶部分參數(shù)化設(shè)備，使用時(shí)非常方便，只需要點(diǎn)擊相關(guān)參數(shù)化設(shè)備按鈕，輸入相應(yīng)設(shè)備控制參數(shù)，即可生成參數(shù)化設(shè)備模型。工程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)備種類較多，形狀變化較大，采用參數(shù)化設(shè)備模型很難全部實(shí)現(xiàn)，因此在軟件的使用過程中，需要根據(jù)工程需要，定制相應(yīng)設(shè)備。

設(shè)備定制的主要工作集中在修改軟件schema，添加新的設(shè)備類及屬性。新建設(shè)備類分為兩種情況：一是軟件中已有的設(shè)備類，如泵、罐體、換熱器、風(fēng)機(jī)等，該類設(shè)備可在原有設(shè)備下新建子類；二是軟件中不存在的設(shè)備類，如汽輪機(jī)、除塵器、煙囪等，而這些設(shè)備則需完全新建。定制成果如圖1所示。

圖1 客戶化定制設(shè)備成果

圖2 管道等級(jí)庫(kù)定制成果

管道的等級(jí)（SPEC）劃分是工廠設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作，對(duì)管道的設(shè)計(jì)、施工及工程造價(jià)具有重要意義。SPEC碼為管道的等級(jí)代碼，依據(jù)材料代碼、壓力等級(jí)代碼、最大壓力代碼、介質(zhì)代碼四個(gè)代碼編制。根據(jù)《火力發(fā)電廠汽水管道零件及部件典型設(shè)計(jì)手冊(cè)》（GD2000），完成了汽水管道的等級(jí)庫(kù)的開發(fā)，每個(gè)等級(jí)生成單獨(dú)的.mdb文件供程序調(diào)用。汽水管道等級(jí)庫(kù)的定制成果如圖2所示。

表1 閥門類型及型號(hào)

閥門庫(kù)也是管道元件庫(kù)的一個(gè)重要組成部分，根據(jù)湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院火力發(fā)電廠數(shù)字化設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，在OpenPlant 軟件原有閥門的基礎(chǔ)上增加了火力發(fā)電廠熱機(jī)專業(yè)常用的閥門庫(kù)，通過編寫dll動(dòng)態(tài)庫(kù)對(duì)閥門外形進(jìn)行精細(xì)的描述，并建立了與閥門相對(duì)應(yīng)的ISO圖例。為方便對(duì)閥門數(shù)據(jù)管理及后期設(shè)計(jì)時(shí)用戶調(diào)用方便，將閥門進(jìn)行歸類，截至目前，已開發(fā)完成主要閥門類型和型號(hào)如表1所示。

OpenPlant PowerPID V8i軟件是唯一一款工廠與儀表(P&ID)軟件，它也是基于開放式的ISO15926標(biāo)準(zhǔn)，功能強(qiáng)大、易于使用。

OPPID的定制步驟為，首先修改項(xiàng)目文件夾下的.cel文件，將工廠系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)常用的圖例符號(hào)存放于.cel文件中，然后修改相應(yīng)的schema，實(shí)現(xiàn)繪制P&ID圖時(shí)對(duì)定制圖例符號(hào)的調(diào)用?？紤]到OPPID與OPM之間數(shù)據(jù)交互的問題，需要把OPM中新建的設(shè)備、閥門類在OPPID的schema中進(jìn)行創(chuàng)建，保持一一對(duì)應(yīng)。

OpenPlant Isometrics Manager軟件是對(duì)OPM所建立的數(shù)字化模型實(shí)時(shí)提取和整合相關(guān)信息的軸測(cè)圖（ISO圖）生成工具，它有兩種工作模式：?jiǎn)螜C(jī)模式和服務(wù)器模式。在單機(jī)模式下，數(shù)字化管線模型應(yīng)先由OPM轉(zhuǎn)成i-model格式文件，再將生成的i-model文件導(dǎo)入到OPIM生成軸測(cè)圖；在服務(wù)器工作模式下，通過與ProjectWise集成，OPIM可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抽取ISO圖，并且還可實(shí)現(xiàn)對(duì)ISO圖的發(fā)布和版本管理。

OPIM的客戶化定制主要為ISO圖圖例定制及管道零部件屬性調(diào)用定制。ISO圖調(diào)用的圖例存放于圖例庫(kù)（Cell libraries）中，OPIM允許用戶依據(jù)出圖習(xí)慣自定義圖例，ISO圖例存放在兩個(gè).cel文件中，其中custom.cel中存放的是用戶自定義的圖例庫(kù)，程序優(yōu)先調(diào)用此庫(kù)，如果沒有找到相應(yīng)的圖例，則搜索lisocomp.cel。管道零部件屬性的調(diào)用則需要修改種子文件及配置文件，從而保證抽取的ISO圖表達(dá)的完整性。

數(shù)據(jù)交互

i-model是Bentley公司開發(fā)的對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施信息進(jìn)行開放式交換的文件格式，幾乎所有Bentley軟件之間的數(shù)據(jù)信息傳遞都可通過i-model來實(shí)現(xiàn)，（其他平臺(tái)的數(shù)據(jù)也可以用i-model來交互）包括OPPID與OPM之間的數(shù)據(jù)交互。OPPID與OPM數(shù)據(jù)交互的主要功能為：以設(shè)計(jì)人員繪制的P&ID圖為基礎(chǔ)，對(duì)二三維對(duì)象之間的對(duì)象基本屬性和連接關(guān)系進(jìn)行繼承，對(duì)可能出現(xiàn)的工程設(shè)計(jì)問題及人為建模錯(cuò)誤等進(jìn)行標(biāo)示，便于設(shè)計(jì)人員做出判斷和更改。

設(shè)計(jì)人員在OPPID軟件中根據(jù)本單位出圖習(xí)慣的要求及工程需求完成P&ID圖繪制，繪制完成后，需要對(duì)系統(tǒng)圖進(jìn)行檢查，檢查無誤后，即可將P&ID圖發(fā)布成i-model，然后將i-model參考到OPM。Items目錄樹會(huì)一一列出i-model中存在設(shè)備、管道、閥門等各種元件，OPM與OPPID數(shù)據(jù)交互如圖3所示。

要實(shí)現(xiàn)OPPID軟件與OPM軟件的數(shù)據(jù)交互，兩款軟件必須使用完全相同的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以將OPM軟件Specs Databases文件夾下定制好的.mdb文件直接復(fù)制OPPID軟件相應(yīng)文件夾下。

OPPID與OPM數(shù)據(jù)交互流程如圖4所示，OPM在參考i-model并確認(rèn)信息無誤后，就可以在OPM中新建元件。OPM提供了兩種方式新建元件：

1）對(duì)于管帶管道、閥門等零部件，直接在目錄樹管件節(jié)點(diǎn)點(diǎn)擊右鍵，選擇相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)及類型進(jìn)行創(chuàng)建。

圖3 OPM與OPPID數(shù)據(jù)交互

圖4 OPPID與OPM數(shù)據(jù)交互流程

2）對(duì)于用基本體搭建出元件模型（主要為設(shè)備模型），需使用自定義設(shè)備（Create Custom Component）功能定義設(shè)備，通過Browse獲取i-model中的數(shù)據(jù)。

在使用用方法2）創(chuàng)建過程中會(huì)出現(xiàn)黃色警告標(biāo)識(shí)，表示二三維校驗(yàn)失敗。其原因是，該設(shè)備在OPM和OPPID中的屬性信息不完全吻合。當(dāng)在OPPID中創(chuàng)建設(shè)備，設(shè)備會(huì)自動(dòng)新建一個(gè)GUID（Globally Unique Identifier，全局唯一標(biāo)識(shí)符，只讀屬性）。而后在OPM中自定義該設(shè)備，會(huì)生成一個(gè)新的GUID。通過Browser獲取并寫入i-model信息時(shí)，無法寫入GUID（該元件在OPPID中生成的GUID）信息，從而導(dǎo)致校驗(yàn)失敗?，F(xiàn)階段可以通過修改schema，將OPM中GUID只讀屬性改為可寫屬性，可以解決上述問題。

從上述問題中可以看出OpenPlant的思想：在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，所有元件都是唯一的，其對(duì)應(yīng)的屬性信息也是唯一的，而且每個(gè)元件的屬性信息均應(yīng)在PID繪制階段輸入。

OpenPlant系列軟件為工廠設(shè)計(jì)提供了一套完整的解決方案，在使用過程中需要根據(jù)實(shí)際需求對(duì)軟件進(jìn)行客戶化定制。結(jié)合湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院實(shí)際情況，筆者重點(diǎn)介紹了Bentley工廠設(shè)計(jì)系統(tǒng)各軟件客戶化定制，同時(shí)探討了系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件與布置設(shè)計(jì)軟件的數(shù)據(jù)交互問題。通過對(duì)軟件的客戶化定制，可有效提高軟件的適用性及設(shè)計(jì)人員的工作效率；不同軟件之間的數(shù)據(jù)交互功能可保證工藝系統(tǒng)圖與三維模型之間的邏輯關(guān)系一致，提高了設(shè)計(jì)的精度。