吳曉雪

（大慶油田自動化儀表有限公司，黑龍江 大慶 163000）

近年來，隨著我國信息化以及數(shù)字化技術(shù)水平的不斷提升，國內(nèi)工程設計方案及環(huán)境發(fā)生了翻天覆地的變化。結(jié)合當前設計情況來看，傳統(tǒng)以人工設計為主的模式已經(jīng)難以適用于當前數(shù)字化發(fā)展背景當中。為進一步提升工程項目設計效率，設計人員主張運用數(shù)字化設計方式實現(xiàn)對工程項目設計工作的統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。與傳統(tǒng)設計方式不同，基于數(shù)字化技術(shù)的設計方式可以聯(lián)合不同專業(yè)設計人員與相關(guān)部門協(xié)同合作，根據(jù)業(yè)主以及施工方需求，動態(tài)獲取工程設計信息。并以動態(tài)化工程設計方式，加速推進工程項目施工進度，保障工程質(zhì)量安全。以油田地面工程項目設計工作為例，該設計工作可細為多個階段以及分項工程，設計期間常常會產(chǎn)生大量交叉性問題以及關(guān)聯(lián)問題，如果單純按照傳統(tǒng)設計方式進行針對性處理，不僅會增多設計變更問題，同時也會延長開發(fā)周期。為規(guī)避這一問題，油田地面工程項目設計人員主張利用數(shù)字化設計方式簡化設計任務，提高設計效率。

1 重建油田地面工程設計流程，構(gòu)建虛擬、網(wǎng)絡化的設計環(huán)境

與傳統(tǒng)二維平面設計方法不同，數(shù)字化設計方式可通過采用并行的設計方案，對油田地面工程設計流程進行重新整合與分析，促使工程設計流程變得更加扁平化與合理化。一般來說，油田地面工程所涉及的流程內(nèi)容主要以3D網(wǎng)絡及虛擬協(xié)同設計平臺為核心點，通過協(xié)同發(fā)展多種因素，重新整合設計流程，保障油田地面工程設計工作的科學性與合理性。

與此同時，數(shù)字化設計方式可以為油田地面工程設計流程構(gòu)建虛擬、網(wǎng)絡化的設計環(huán)境，設計人員可在該環(huán)境中對油田地面工程設計流程進行重新梳理與定位。并通過確立多個分項設計任務，將知識信息以及可視化應用于其中，為油田地面工程設計工作提供良好的虛擬化及網(wǎng)絡化環(huán)境。

2 利用三維設計優(yōu)勢，實現(xiàn)虛擬裝配設計過程

2.1 借助協(xié)同設計理念，實現(xiàn)對零部件以及裝配體的三維定義

虛擬裝配設計基本上可以視為油田地面工程設計體系的重要內(nèi)容，在設計應用過程中，設計人員可利用三維設計優(yōu)勢，實現(xiàn)對虛擬裝配過程的模擬分析。舉例而言，設計人員可主動結(jié)合三維設計優(yōu)勢，實現(xiàn)對設計過程的動態(tài)模擬分析。并將分析反饋結(jié)果，以物理模擬以及運動模擬方式進行展示。一般來說，在對油田地面工程實施數(shù)字化設計工作時，設計人員可借助三維設計手段對總裝配圖進行不同層次領域的研究與分析。

如可以對零部件以及裝配體進行三維定義，并在裝配體中構(gòu)建多種參照關(guān)系，促使各個零件體可以實現(xiàn)三維化裝配與設計過程。在此過程中，設計人員可從裝配設計文件中對各個設計流程進行動態(tài)掌握與分析。并根據(jù)分析反饋結(jié)果，做好協(xié)同設計工作。其中，設計人員可根據(jù)實際情況進行修正，并結(jié)合設計工作進度有效形成裝配件。

2.2 利用自上而下的設計方法，實現(xiàn)高效工程設計過程

設計人員可利用自上而下的設計方法，實現(xiàn)對各個零部件的多點關(guān)聯(lián)，及時確定零部件相互間的聯(lián)接關(guān)系以及對位關(guān)系。舉例而言，在開展油田地面工程設計工作時，設計人員可根據(jù)生產(chǎn)工藝流程以及管線設備情況進行合理布置，并重點針對管件控制元件及走向進行科學設計。

除此之外，因地面工程設備在規(guī)格型號以及布局結(jié)構(gòu)方面存在不同，在控制流程以及工程造價方面也會存在一定差別。對此，設計人員應該主動利用數(shù)字化設計技術(shù)，確立科學合理的設計方案。并主動要求用戶參與進來，盡量在網(wǎng)絡化以及可視化設計環(huán)境中，實現(xiàn)對設計方案設計參數(shù)的調(diào)整處理。這樣一來，可以更加方便業(yè)主與施工單位之間的協(xié)同管理，完成高效工程設計過程。

3 按照數(shù)字化虛擬設計原則，構(gòu)建科學、合理的工程設計模型

3.1 數(shù)字化三維模型的構(gòu)建分析

數(shù)字化虛擬設計主要以開發(fā)模型為核心要點，在構(gòu)建數(shù)字化三維模型的過程中，設計人員可通過與其他資源進行協(xié)同使用，以網(wǎng)絡化設計資源共享方式實現(xiàn)建模分析過程。與常規(guī)建模分析方式不同，數(shù)字化三維模型可以防止設計人員重復建模，實現(xiàn)高效設計過程。其中，對于油田地面工程設計而言，供應商可以為用戶提供外部模型。

此時，工程設計人員可利用網(wǎng)絡實現(xiàn)對設計文件的下載處理。除此之外，在油田地面工程項目設計期間，設計人員可針對裝配件模型內(nèi)部尤其是電動機以及控制閥，進行三維模擬裝配。根據(jù)裝配反饋情況，對油田地面工程實際運行情況進行動態(tài)把握。如果發(fā)現(xiàn)設計不合理或者其他隱患問題，設計人員應該及時對相關(guān)數(shù)據(jù)進行調(diào)整，以防止對油田地面工程建設效果造成不利影響。

3.2 零件體三維模型的構(gòu)建分析

結(jié)合當前數(shù)字化設計情況來看，多數(shù)零件體三維模型在構(gòu)建方面變得越來越容易。再加上軟件開發(fā)工具逐漸朝向大眾化方向駛進，促使三維數(shù)字模型在工程設計中可以更好地發(fā)揮出高效化與人性化優(yōu)勢。在具體設計過程中，設計人員可按照工程設計意圖，主動結(jié)合工程草圖相關(guān)性能參數(shù)，實現(xiàn)對零件體三維模型的有效構(gòu)建。在構(gòu)建分析過程中，設計人員可根據(jù)零件體三維模型的展示情況，對相關(guān)細節(jié)要點進行科學設計與優(yōu)化分析。

在此過程中，設計人員可對模型參數(shù)進行更換調(diào)整，或者也可以將平面視圖作為基礎，構(gòu)建科學合理的三維模型。與以往工程設計經(jīng)驗相比，數(shù)字化設計方式無論是在設計效率還是在設計質(zhì)量方面均得到明顯加強。舉例而言，設計人員可利用CAD數(shù)字化設計軟件對材料類型以及力學環(huán)境等參數(shù)數(shù)據(jù)進行合理確定與分析。并根據(jù)分析反饋情況，構(gòu)建科學合理的三維表現(xiàn)形式，根據(jù)模型情況，對相關(guān)細節(jié)要點進行合理調(diào)整。除此之外，在設計分析期間，設計人員可以根據(jù)油田地面工程實際需求對相關(guān)數(shù)據(jù)進行適當調(diào)整，以保障最終設計的結(jié)果滿足油田地面工程實際需求。

3.3 結(jié)合實際需求，調(diào)整參數(shù)數(shù)據(jù)

油田地面工程及相關(guān)設計文件可使用命令或者操作方式，從三維模塊庫中提取相關(guān)數(shù)據(jù)，目的在于促使工程設計圖文件與三維模型之間始終保持良好的平行關(guān)系。一般來說，設計模型發(fā)生變化就意味著結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)生改變。這樣一來，工程圖內(nèi)相對應的尺寸也會發(fā)生變化。與傳統(tǒng)平面二維設計相比，基于數(shù)字化設計方式的油田地面工程模型可根據(jù)現(xiàn)場實際需求對相關(guān)參數(shù)進行改變。

舉例而言，如果用戶在施工建設之前需要對設備規(guī)格型號進行更改處理，只需要對設計文件中三維模型參數(shù)進行替換處理，就可以達到預期的更改效果。同時，相關(guān)設計人員也可以根據(jù)工程實際需求以及現(xiàn)場實際條件，對相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容進行適當修改與完善，以保障工程模型設計更加科學合理。

4 結(jié)語

總而言之，傳統(tǒng)二維平面設計方法已經(jīng)難以適用于當前數(shù)字化設計背景中。在這樣的發(fā)展態(tài)勢下，設計人員應該主動利用數(shù)字化設計方式，以交互式繪制化設置為主要特點，實現(xiàn)對設計內(nèi)容的三維可視化處理。結(jié)合當前應用情況來看，隨著數(shù)字化設計方式的不斷推廣與應用，以油田地面工程為首的工程項目設計工作無論是在設計效率還是在設計質(zhì)量方面均得到了明顯加強，具有重要的應用。鑒于數(shù)字化設計方式的重要性，建議在今后的發(fā)展中，油田地面工程項目應該主動結(jié)合多個學科專業(yè)以及實際施工環(huán)境，制定科學合理的設計方案。并在此基礎上，主動加強工程設計人員的團結(jié)協(xié)作效率，促使設計流程變得更加簡化。相信在全體人員的不斷努力下，數(shù)字化設計在油田地面工程領域以及其他領域中將會得到更好的應用與發(fā)展。