47摘要本文通过介绍三维工厂设计软件PDS的结构、功能和工作原理，让更多的工程设计人员了解三维工厂设计的理念；作者在多年从事PDS软件系统管理和三维工厂模型设计的应用过程中，对PDS软件有了较深入地理解，对解决三维工厂模型设计过程中出现的诸多问题积累了宝贵的经验；作者希望通过这篇文章的介绍，让更多的用户懂得如何才能有效地发挥PDS软件在三维工厂设计中的作用，提高设计质量，并为业主建造一个优质、高效的现代化工厂。1. 引言PDS(Plant Design System)软件是美国INTERGRAPH公司开发的三维工厂设计软件产品。是当今世界上最著名和应用最广泛的三维工厂设计软件。三维工厂设计是今后工程设计发展的必然趋势，更是衡量一个工程公司技术实力的重要因素。PDS软件是一个集成化的、多专业参与的协同设计应用系统，可以快速帮助各专业设计人员完成施工图工作；可以进行模型碰撞检查；打破专业界限，使各专业之间有机地联系起来，从而减少了施工现场因错、漏、碰、缺等设计原因而产生的修改工作，大大提高了工作效率和设计质量。采用PDS设计，不仅对设计阶段有好处，对采购过程、施工图阶段和工厂今后的维护也大有益处。PDS设计可直观地向业主展示工厂或装置区建成后的实际情景，有利于业主更直观、更准确、更快捷地做出决策，进行工程施工进度控制及生产维护。关于华陆工程科技有限责任公司：华陆工程科技有限责任公司拥有工程设计甲级综合资质，业务范围包括投资、融资、咨询、设计、技术研发、采购、施工管理、项目管理、工程总承包、进出口代理等；服务范围包括国防化工、石油化工、天然气化工、煤化工、精细化工、有机化工、无机化工、电力、医药、轻工、纺织化纤、建材、城市规划、市政公用设施等领域。尤其为我国国防化工和大型化工基地以及大化肥装置的建设做出了重大贡献，多次受到国务院、中央军委通令嘉奖，先后获国家和部省级奖励300余项。华陆公司是国际咨询工程联合会（FIDIC）及中国工程咨询协会（CNAEC）的团体会员，拥有对外承包工程资格证书。1996年通过ISO 9001质量体系认证，2004年获得GB/T24001环境管理体系认证证书及GB/T28001职业健康安全管理体系认证证书。所属行业：化工涉及的鹰图产品：• PDS• SmartPlant Review• SmartPlant P&ID如何发挥PDS软件在三维工厂设计中的作用作者：高大寨，郑新兰（华陆工程科技有限责任公司）

48SmartVoice2. PDS应用现状我们公司于1996年引进PDS软件，截止目前利用PDS软件完成的工程项目有40余项，参与专业包括：工艺专业（SmartPlant P&ID）、管道专业、结构专业、电气专业、仪表专业（SmartPlant Instrumentation）等。PDS项目涉及化工、石化、海洋石油、光伏产品等领域；产品涵盖：1-4丁二醇、甲醇、丁辛醇、 MDI、合成氨、甲烷氯化物、多晶硅、海上平台、HDI、异丁烯、乙醇胺、醋酸、空分装置、甲酸、煤化工等产品。3. PDS软件的组织结构与功能3.1 PDS软件的组成为了给用户提供更好的、更强大的三维工厂设计应用解决方案，PDS为用户提供了一整套的三维工厂设计所需的专业模块，各专业模块既可以单独运行，也可以在PDS集成环境下工作。为了方便各专业间的数据共享与传递，随时检查设计的合理性，减少不必要的错误，建议所有参加PDS设计的专业在统一的PDS环境下工作，充分发挥专业间的协同作用。PDS软件主要包括以下几个模块：• 管道设计模块（Piping Design）：该模块用于三维管道模型的建立，是抽取空视图、生成管道布置图和管道专业材料清单的基础。三维管道模型见图3-1所示：图3-1• 设备模块（Equipment Modeling）：该模块用于三维设备模型的建立，是生成设备布置图、管道布置图、管口方位图的基础。三维设备模型见图3-2所示：图3-2• 结构模块（FrameWorks）：该模块用于建立三维结构模型，是生成结构平立剖面图、管道布置图、结构专业材料清单的基础。三维结构模型见图3-3所示：图3-3• 采暖通风模块（HVAC Modeling）：该模块用于建立三维采暖通风模型，是生成暖通平立剖面图、管道布置图、暖通专业材料清单的基础。三维采暖通风模型见图3-4所示：图3-4• 电缆桥架模块（Electrical Raceway）：该模块用于建立三维电缆桥架模型，是生成电缆桥架平立剖面图、管道布置图、电缆桥架材料清单的基础。见图3-5所示：图3-5• 单管图提取模块（Isometric Drawing Manager ）：该模块用于抽取管道空视图，并交付施工单位进行现场预制和安装。空视图中的所有数据均来自于三维管道模型和项目数据库。见图3-6所示：如何发挥PDS软件在三维工厂设计中的作用

49图3-6• 图纸管理模块（Drawing Manager）：该模块用于从三维模型中生成相关专业的平立剖面图，以指导施工单位进行现场安装。图3-7所示为烟台万华项目所生成的一张管道平面布置图：图3-7• 三模型审查（DesignReview、S m a r t P l a n t Review）：该模块用来进行设计检查，校审人可以脱开PDS软件环境，利用SmartPlant Review软件检查三维模型的设计进度、设计数据的正确性、各专业间模型是否存在碰撞等。图3-8所示为河南神马KA油装置项目模型：图3-8• 碰撞检查模块（Interference Manager）：该模块用于检查三维工厂模型各专业是否存在碰撞现象，设计人员可以随时检查、及时修改，以确保施工现场安装的顺利进行，提高设计质量。• 材料报告模块（Report Manager ）：该模块用于生成建造该工厂所需要的材料报告，并交付采购人员进行材料采购，以确保材料的正确性和准确性。• 参考数据库管理模块（Reference Data Manager）：该模块用于建立三维工厂模型所必需的设计数据，包括：管道材料等级库、管道材料描述库、标准注释库、物理尺寸库等。该模块是PDS软件的数据管理中心，是决定PDS软件能否顺利使用的关键所在。3.2 PDS软件工作逻辑图PDS不能够独立运行，其必须运行在BENTLEY公司的图形支持平台MicroStation/J环境中，图形文件存于项目模型文件夹下，设计数据保存于后台数据库中，并通过RIS接口访问数据库（见图3-9）。图3-93.3 PDS软件运行网络拓扑结构PDS是基于S/C模式的三维工厂设计应用系统，服务器包括PDS项目服务器、PDS许可证服务器、用户注册与登录管理服务器、项目数据备份服务器等（见图3-10）；合理的网络规划和安全可靠的服务器是PDS稳定运行的保障。图3-10PDS工厂设计系统RIS接口数据库MICROSTATION/J图形平台Relational Interface System操作系统：Windows 2000 Server、Windows 2003 ServerWindows 2000 Professional, and Windows XP ProfessionalSQL ServerOracleClients客户端PDS项目服务器PDC主域服务器License Server许可证服务器ClientsServers客户端服务器群

50SmartVoice4. PDS项目的确定PDS软件租赁费用比较昂贵，对计算机配置要求较高，使用成本较高，因此，并非所有项目都适合用PDS。下面是作者从事多年PDS项目的一些建议。4.1 适宜采用PDS设计的项目• 可重复利用的工程项目；• 为公司发展赢得声誉的典型或重点工程项目；• 总承包项目；• 甲方指定使用PDS设计的项目；• 需要大量出空视图的项目。4.2 不适宜使用PDS设计的项目• 工艺流程不成熟或多变的项目；• 工期不固定的项目；• 存在太多夹套管的项目；• 大量的倾斜管线；• 以机运和粉体工程为主导的项目。5. PDS项目实施步骤合理的实施方法和步骤是确保PDS项目顺利开展的关键，主要体现在如下几个方面。5.1 PDS项目组织结构PDS是一个庞大而复杂的多专业参与的三维工厂设计集成系统，没有一个好的项目组织结构，将会严重制约PDS的应用，影响整个项目的设计质量和工程进度。经过多年PDS项目运作的成功经验，我们建议采用图6-1所示的项目组织结构开展PDS项目并确严格规定人员职责，做到让专业的人，从事专业的工作。图5-15.2 PDS系统管理完善的系统管理是顺利实施PDS项目的关键，而顺畅的网络环境和应用软件的正确配置是完成PDS项目设计的基础，只有这样才能保证所有参与PDS设计人员有一个良好的系统环境。合理的人员授权是保证多专业协同设计的数据安全保障，可以避免人为因素造成的误操作，或项目数据丢失。用户的权限越大，对项目造成的危害越大，因此，应根据人员参与项目角色的不同，授予不同的权限。完善可靠的项目数据备份是必不可少的，是保证项目可靠运行的重要手段。不要在用户操作模型的情况下进行项目数据备份工作。为了防止因服务器硬盘故障导致的数据丢失，应定期将服务器上的数据备份到磁带上或刻录到光盘上，以确保项目数据万无一失。PDS系统管理工作贯穿于工程项目的全过程，是保障PDS成功应用的一项必不可少而又繁琐的日常工作，千万不能疏忽大意。5.3 PDS项目建立PDS项目建立首先要进行必要的初始化参数设定，如：管线号表示方法、文本大小、工艺参数、模型分区和模型命名规则、坐标系定义、坐标表示方法等。如果设置不当，对整个项目影响较大，尤其对最后生成施工图会带来很大影响。这样势必会增加大量的重复劳动，影响工程项目进度。因此，为了保证快速、准确地建立PDS项目，建议采用模板化的项目建立方法，以便实现PDS项目建立的标准化、通用化。5.4 参考数据库的建立参考数据库是进行PDS设计的核心，没有数据库支持的PDS，什么也干不了。因此，建立丰富而准确的数据库信息最为关键。在工程项目运作过程中，PDS需要建立正确的管道等级数据库、材料描述库、物理尺寸库、标准注释库等，并可根据实际工程需要随时补充相应数据，以满足工程设计需要。各专业数据库，一般由本专业人员创建，数据库的正确性直接影响到PDS模型建立是否成功，也直接影响模型材料汇总的准确性。要建立一套完整的参考数据库，用户不但要熟悉PDS数据库结构、各种数据库表的命名方法和数据格式，而且要制定统一的产品编码规则、统一的产品标识，这样，经过不断积累，就会形成一个庞大的工程数据库，为今后快速启动PDS项目提供可靠的数据来源，为PDS项目顺利开展打下坚PDS项目组织结构项目经理Project ManagerPDS技术负责人PDS Supervisor专业负责人Discipline SupervisorPDS项目管理员PDS Project ManagerPDS系统管理员PDS System Manager工厂设计工程师PDS Engineer建模人员PDS Modeler如何发挥PDS软件在三维工厂设计中的作用

51实的基础。5.5 三维模型审查三维模型审查不同于传统的设计图纸审查，它更加直观、准确，是确保三维设计工作进展顺利的有效手段，项目经理或专业负责人应该定期进行三维模型审查。一方面可以了解目前的设计进度，另一方面可以发现设计过程中存在的问题，如：布置是否合理、不同专业间有无碰撞、设计数据是否正确、是否存在漏项等。合理的三维模型审查计划是保证项目顺利完工的有效方法，建议将三维模型建立的30%、60%和90%作为三维模型审查的阶段性工作。不可在整个三维模型建立完成后再进行全厂模型审查，这样将对设计中的查错、查漏和碰撞检查、数据一致性检查等带来很多麻烦，甚至严重影响设计质量和工程进度。5.6 PDS用户化工作建立三维模型的终极目标就是要生成正确的施工图和准确的材料报告。而用户化工作就是为了实现这一目标而进行的。为了满足工程设计实际需要，用户化工作在PDS设计工作中是十分必要的，其中包括管段图的用户化、平立剖面图和材料报告的用户化等。在提取管段图时，应合理配置管段图参数控制文件（OPTIONS文件），它包含有大量的控制开关，包括设计数据提取，图形颜色、线型、线宽定义，图面文本样式与大小设定，图形符号样式，文本节点定义，图框与图签内容定义等。用户化工作也是PDS应用标准化工作的一部分，是关系到设计成品质量的关键所在。5.7 PDS技术支持团队PDS是一个多专业参与的、集多种功能于一身的集成化应用系统，要完全掌握该软件并非易事。对于设计人员来说，其精力主要集中在方案设计、设计优化和工程设计等范畴，他们对软件的使用很难保证持续性.要用好PDS，就需要建立一个强大的技术支持团队。该团队成员必须具备刻苦专研、敬业奉献的精神。该技术支持团队是工程设计人员的坚强技术后盾，是保证PDS顺利应用的技术保障，也是企业在三维设计技术上保持可持续发展的技术依托。6. 结论• 利用PDS完成工程项目，对于提高工程设计质量、工作效率、经济效益以及提高工程技术人员的技术水平都起到了十分重要的作用；是工程公司技术实力的体现。• PDS仅仅是一种工具，不可能代替设计人员的工作，也不要希望PDS什么工作都能干，要充分发挥PDS的作用，必须引起相关专业领导与项目经理的高度重视，并必须制定一套完善的项目实施与管理制度。• 必须加强对项目经理的知识更新，项目经理在某种意义上来讲，决定着该项目的运作方式，以项目驱动带动PDS技术发展是行之有效的方法。• 不是什么项目都适合采用PDS进行设计。盲目的上PDS项目，可能导致项目运转缓慢、影响项目进度并会造成严重的浪费。因此，要合理、科学地选取PDS项目。• 要用好PDS软件，必须建立一套完整的工程数据库，包括PDS参考数据库的建立、项目标准化工作制定与实施、项目所用种子文件的统一规定等，并且在使用中不断积累应用数据和实践经验。• 要用好PDS软件，必须拥有一支能吃苦、肯钻研、懂技术并具有奉献精神的团队。参考文献《PDS 3D Theory User’s Guide》· I n t e r g r a p h Corporation·November 2005《Project Administrator Reference Guide》·Intergraph Corporation·November 2005《PDS Project Setup Technical Reference》·Intergraph Corporation·November 2005作者简介高大寨：男，教授级高级工程师，华陆工程科技有限责任公司信息中心主任工程师；1987年参加工作，一直从事计算机软件开发与管理工作，1996年至今一直从事三维工厂设计软件开发和技术支持工作并负责公司三维工厂设计软件的应用推广工作。郑新兰：女，高级工程师，华陆工程科技有限责任公司信息中心三维应用组组长；2000年参加工作，计算机专业学士学位，在职硕士。一直从事计算机软件开发工作。2008年至今一直从事鹰图公司系列软件（PDS、SmartPlant系列软件）的技术支持、系统管理和工程项目三维软件应用推广工作。