基于PML语言的三维设计质量控制流程优化

基于 PML语言的三维设计质量控制流程优化

付晓东 白如雪 王文雨  冯延勇  王茜

中国石油工程建设有限公司华北分公司 配管及设备室

摘 要：油气田地面工程设计项目正逐步由传统的二维设计转向三维全专业协同设计，同时带来质量控制流程的重点，由原来的二维设计成果转向三维数据库及模型。分析剖解PDMS三维设计的整体过程，利用PML、VBA等二次开发语言，可开发相关辅助设计与校审工具，强化数据库建立及模型自审等过程，实现整体质量控制的最优化。

关键词：PDMS；PML；质量控制；流程优化；三维设计

在油气田地面工程项目的详细设计过程中，配管专业设计在整个体系中属于比较关键的环节。随着工程设计的周期越来越紧张，而质量、安全与费用控制要求又不能松懈，因此对于整个设计的效率要求就更高。配管设计既受上游工艺专业的流程、总图专业的平面制约，又需要对下游结构、电信仪等专业提出精确委托，作为承上启下的专业，承担了不少繁杂又高标准要求的工作^[1]。近年来，随着科学技术的不断发展，伴随着建设单位对数字化、信息化的要求越来越高，三维设计逐渐在油气田地面各类工程设计项目中得到应用，但是由传统的二维设计转向三维设计之后，不仅在软件操作方面大大改变，而且对原有的工作流程也产生了不少影响。尤其是设计质量控制的校审环节，由原来的对输出成果，如二维图纸、设备材料表等文件进行校审，逐渐转向了和三维模型相关的校审，如二三维校验、数据一致性检查、碰撞检查、模型校审与会审等。对于校审过程的变化，应尽量通过信息化、数字化手段，加强利用计算机辅助，逐步取代人为检查的方式，提升设计质量与效率^[2]。

PDMS三维设计软件是英国AVEVA 公司开发的工厂工程一体化设计系统，目前在国内已被广泛应用于石油、化工、冶炼、建筑、电力等行业。PML 是指Programmable Macro Language（可编程宏语言），使用PML语言可以根据需要灵活开发出自己的PDMS程序。通过对PDMS三维设计系统的深入研究，利用PML语言开发相关的辅助校审工具，优化校审环节，可大大提升工程设计质量，减少设计周期和投资^[3]。

1 三维设计校审流程的优化

在油气田地面工程项目的设计过程中，对于配管专业的设计质量控制非常关键。配管专业的文件质量，将直接影响到现场实际管道安装、施工的精确度和效率。对于采用PDMS三维设计的项目，与传统的二维设计相比，校审思路有比较大的变化。三维设计首先是基于PDMS的数据库和模型设计，模型搭建完毕后，在模型的基础上，进行材料统计、出具设备与管道布置图、管道轴侧图，而后续的这些操作，一般都是通过软件自带功能或二次开发程序进行的自动化操作。这就意味着只要模型和数据库没有错误，所出的材料表及图纸等设计成果一般就不会有错误。因此，三维设计的校审重心，应从传统的文件、图纸校审，转移到数据库及模型校审。

2 三维设计数据库校审流程优化

2.1 数据库搭建与校审的整体工作流程

PDMS三维设计项目的数据库创建工作，一般分为两个部分，一是数据库结构、用户权限的配置，二是元件库与等级库的搭建。为了提升工作效率，简化设计流程，需在相关类型项目的经验下，通过管道等级及数据库创建过程的标准化，实现数据的准确性。在标准化的基础上，通过数据导入工具及校审模式调整两个手段，既保证相关等级数据录入的准确性，又简化校审人的工作量，实现真正意义上的“三维校审”工作流程优化。

2.2 标准化建库流程

数据库结构搭建过程的标准化，与工程项目的类别及规模有关系。对于采用PDMS设计的大型项目，一般一个项目形成一套PDMS数据库Project，如LNG液化工厂、储气库等类型；而对于工程公司需要开展大量比较类似的中小型项目的三维设计，可以将多个项目集成到一个Project下，使用PDMS的多MDB (Multiple Database)管理模式，提升建库效率及服务器空间利用率，如天然气管道站场、小型油气田场站等类型。

2.3 等级库导入工具

三维设计的核心基础数据存储在PDMS的元件库与等级库中，其本质是对管道等级的数字化。利用基于VBA语言的Excel导入工具，将管道等级表中的所有管道元件的材料描述直接输入库中，可避免人为手工创建等级产生错误，提升设计质量。如图1所示，保温等级、管道数据表和分支表均可以采用Excel和VBA编程处理后，直接导入PDMS数据库实现数据的一次录入。

2.4 数据库等级导出工具

由于管道壁厚等数字型参数已通过导入方式进入数据库，因此PDMS等级的校审将集中检查各个等级下各个口径的详细描述与材料描述是否正确。利用PML语言可制作“管道等级描述导出工具”，一键实现管道等级数据的导出，口径自动合并，可快速提升校审效率。

图1PDMS三维设计等级库相关数据导入工具 图2基于PML语言开发的PDMS等级导出工具

3 基于PML语言的模型自检工具

在数据库搭建完成之后，将进入具体的三维设计、建模环节。由于建模后的出图、出料均采用自动化的二次开发插件完成，因此模型的准确度对最终成果的质量影响最高，校审重点将由原二维设计针对成果（图纸、料单等文件）的校审，转移至三维设计针对模型的校审。为了提升模型的质量，一般通过设计人自审、校审人校审及专业组/项目组/公司级模型审查三大环节分级控制。由于设计数据的产生是由设计人建模及设计过程中产生的，作为源头，设计人自审环节的优劣在整个过程中至关重要。根据PDMS三维设计模型数据特点，结合建模操作规律，利用PML语言开发“模型自审工具”，可大大提升质量控制水平。图3为基于PML语言的模型自检工具的主要审查流程说明。

图3 基于PML语言开发的PDMS模型自检工具

4 结论

通过油气田地面工程设计项目实施过程中得到的经验，明显感到，由于三维设计数字化、模型化的特点，其管理与质量控制模式与传统二维项目有显著不同。一是体现在工作流程上，应根据其数据库及出图、出料自动化的特点，将校审重点转移至等级库和模型校审；二是可以利用PML、VBA等语言，二次开发相关的插件，更加、便携的辅助设计与校审过程，达到提升整个项目设计质量的目的。根据在相关项目中的实践表明，以上工作流程和二次开发产品，大大提升了设计文件质量，优化了设计的整体运行过程，对油气田地面工程设计技术有很好的启发意义。

参考文献

[1]皮赞, 赵博, 张启程,等. 三维数字样机设计质量控制方法[C]// 中国宇航学会;中国航天科技集团公司. 中国宇航学会;中国航天科技集团公司, 2013.

[2]张博, 陈冬霞. 利用PML语言开发PDMS建模[J]. 数字技术与应用, 2014, 000(006):189-189.

[3]熊新强, 陈雪松, 付晓东,等. PDMS三维设计在油气田地面工程中的应用[J]. 石油工业计算机应用, 2013(04):37-39.

作者简介：付晓东，男，河北任丘人，工程师，硕士，主要从事油气田地面工程的配管专业设计与三维软件管理工作