三维设计的应用现状和发展趋势研究

    王其松+李爱花

    摘要：文章对石油行业、化纤行业等领域所采用的三维设计软件进行了简要的探讨与分析，明确了PDMS，PDS，PDSOFT這3种三维设计软件的特点与共通性，并指出当前我国在三维设计软件应用过程中存在的问题。文章针对材料编码体系及数据库的不健全、三维设计各专业协同设计配合程度不高、研发进度缓慢等问题作出了阐述，明确其解决策略，并对三维设计的未来发展趋势进行了简要的探讨。

    关键词：三维设计；应用现状；发展趋势

    近些年来，随着计算机技术在各个领域中的应用，涌现出了一大批的新型技术，而三维设计技术也在这些新型技术当中脱颖而出。三维设计技术通过计算机中的三维设计软件，能够将设计者所想象出的元件模型生动逼真地显示出来，从而使产品生产能依据三维模型作为指导基础进行生产，大大提高了产品的自身性能。如今，三维设计技术己经在工程设计领域中得到了非常广泛的应用，并且发挥出了不可替代的作用。但是，由于各行各业所使用的三维软件众多，功能也参差不齐。因此，三维设计在各个领域当中的应用状况和发展也都有所不同。本文通过对石油行业及化纤行业等主流三维设计软件的应用现状进行分析，对三维设计的发展趋势作出探讨。

    1 目前我国三维设计软件的应用环境及软件分析

    在当前我国石油行业及化纤行业领域，其主流三维设计软件主要包括工厂设计管理系统（PlantDesignManagementSystem，PDMS），工厂设计系统（PlantDesignSystem，PDS），三维工厂设计软件（PlantDesignSoftware，PDSOFT）这3款软件，接下来笔者对这3款主流三维设计软件进行简要的分析。

    1.1 PDS软件探究

    PDS三维设计软件是由CAD生产厂商进行开发的主流软件之一，它具有集成化的设计理念，其功能十分强大，不仅有许多设计模块，其数据库也较为完善，是一款具备多种功能的软件。它能对管道模型进行设计，也能对设备模型进行设计，并且还具有平面图截取、形成材料报告等多种功能，并且其设计极为准确，具备高度的自动化与智能化。如今，PDS被普遍的应用于碰撞和干扰检查，以此避免因设计失误发生碰撞或干扰问题。PDS软件所设计出的模型能够更加方便设计人员与技术员的沟通与协调，并且设计审查时能够更加直观地展示实际情景，有利于技术人员对设计模型进行技术研宄工作，从而保障了业主能够更加全面客观地作出决策。PDS三维设计软件在我国的发展时间很长，许多大型石化装置的设计工作基本都是由PDS设计软件所设计的。

    1.2 PDMS软件探究

    PDMS三维设计软件是由AVEVA生产厂商进行研发的，它的涵盖范围非常广，基本涉及工厂设计的所有专业，并且实现了多专业协同设计，能够被广泛地应用于碰撞检查。PDMS三维设计软件最初是将配管作为主体专业的，但它在其他多个专业中也能进行三维建模设计。这就使其不仅能够进行配管专业的三维管道设计，还能对土建、设备、仪表等其他专业进行三维外形实体模型的设计，实现了管道与其他结构，如管道与钢结构、管道与基础等的协同设计，对于避免管道与各结构间的碰撞和干扰问题，具有十分重要的作用。：PDMS相比于PDS三维设计软件，其引入国内的时间较短，不过它却具有结构简单易操作的优势，所以其发展速度较快。但是PDMS也有缺点，就是数据结构简单引起的数据安全性问题，PDMS的数据安全性较差，不过在新版本中对其数据安全性进行了相应的优化。

    1.3 PDSOFT软件探究

    PDSOFT三维设计软件是由我国国内的一家技术公司进行自主研发的，因此它具有自主知识产权，PDSOFT三维设计软件的功能也很强大，它能实现建筑、设备、电缆、管道等多个专业的协同设计，其适用性极强。如今PDSOFT三维设计软件己经被广泛应用于轻工、化工、核工业、钢铁等众多领域。PDSOFT三维设计软件能够建立真实的三维工厂模型，并且具备较高的功能性和智能性，其建立出的三维模型，直观、精确，并且各个零件的位置都能做到一目了然，因此，能被用于碰撞和干扰检查，以及对图纸进行自动标注，自动生成统计材料报表等，不仅大大缩减了工作量，也保证了准确性。PDSOFT三维设计软件价格较低，并且在国内应用十分广泛，对一些简单项目的设计效率非常高，而且其部署和实施效率非常快，因此具备了广阔的发展前景。

    2 当前我国在三维设计应用中存在的问题2.1材料编码体系与数据库的不健全

    在当前我国三维设计应用中，材料编码体系与数据库的不健全是较为突出的问题，其主要体现在数据库人员在进行管道材料编写工作时，没有统一的规定对其进行明确，而材料编写则完全依靠的是个人习惯，因此具备无规律性。而且不同数据库人员对同一管道材料或项目的描述都不一致，虽然意思相同，但是文字的先后顺序确完全不同，也因此给业主在进行管道材料采购时带来了较大的困难，而这也使其在进行材料汇总表生成时，对相关材料的描述难以统一，并且缺乏严谨性。此外，材料编码体系的不统一，也使描述不一的材料编码难以被重复使用，也由此大大增加了工作量。

    2.2 各专业协调配合程度不高

    在三维设计软件应用过程中，各专业协调配合程度不高也是突出问题之一。由于三维软件数量较多，应用水平的不一致及受到传统设计思想和现代设计方法冲突的影响，在国内三维设计当中，只有极少数的三维设计软件能对PDMS模型进行设计，而其余大部分专业都没有很好地参与到设计环节当中去，并且三维建模的时候，不仅管道设计是由配管工程师进行设计的，其他结构也都是由配管工程师进行设计的，而其他多数专业基本没有参与到建模设计当中，致使三维模型的应用效果大幅降低。

    2.3 三维设计软件研发进度缓慢，标准建设落后

    由于三维设计人员的自身教育情况参差不齐，再加上项目进度较为紧张，设计人员为了能够早日出图，便忽视对三维模型的真实反映情况及一致性检查等，致使三维模型的优势难以发挥出来，另外，三维设计的配套管理体系标准建设仍旧较为落后，这也使模型的品质难以得到有效保障。还有，虽然三维设计软件的适用性较强，应用也比较广泛，但由于公司规定的不一致性，因此在应用上区别很大，对其进行针对性研发的难度较大。再加上对三维设计软件进行二次研发的企业数量较少，二次研发资金投入不足，使得我国在三维设计软件研发进度缓慢。

    3 三维设计未来发展趋势

    三维设计在将来必然会朝着以下几个方向进行发展。

    3.1 以企业作为管理单位，建立材料编码体系与相关数据库三维设计品质的提高，离不开完善的数据库，而三维设计的未来发展趋势必然会形成健全全面的材料编码体系与数据库，其材料编码体系将能够在同一平台进行管理，统一对元件库的描述，使其能够依据各专业特点，形成适用于所有专业的统一工作平台。而且能够针对不同企业的特点，大幅度加强自身的适用性，实现了适用于所有专业包括采购和现场施工的材料编码体系。

    3.2 形成规范化、统一化三维设计平台，实现统一平台三维设计协同合作

    在不久的未来，各专业的三维设计软件的应用水平将进行高度的统一，并能积极有效地降低传统设计理念和现代设计方法的冲突，使三维设计更具长远发展的潜力，将促进各专业在三维软件当中的协同设计，打破原有的设计思想，真正形成规范化、统一化的三维设计平台。

    3.3 强化三维设计二次研发工作，优化软件综合性能

    针对二次研发进度缓慢的问题，在将来我国对三维设计软件必将强化其二次研发工作，来优化软件综合性能，以此提高软件的综合性能，使软件的功能更加完善，并以此实现同一平台无缝数据传递，使设计人员能够更加快速地生成各类图纸，提升出图效率，并且将极大地缩减工作量。

    3.4 对三维设计流程、岗位与制度进行积极的优化调整

    在不久的将来，三维设计流程将更加完善，岗位与制度将得到更加积极的优化与调整，并建立三维协同平台和模型品质控制流程，从而真正增强各专业的协同设计能力，并且将能贯穿设计的所有环节，从根本上增强模型审查效率。

    4 结语

    总之，三维设计软件在各行各业的应用需要多個专业对其进行协同设计，而这也必然会成为未来的发展趋势，三维设计软件在各行各业的应用对于整个行业来说，都代表着其整体设计水平的不断提高，并且使其产品品质得到大幅度提高，促进了各领域的经济发展水平，满足了我国对产品质量的高要求，实现了与国际进行接轨。因此，为了实现未来三维设计发展的美好前景，需要我们的共同努力。

    [参考文献]

    [1]胡志刚，黄拼搏，周振宇，等.医学三维可视化技术在肝癌切除术中的应用现状及发展趋势[J].中国实用外科杂志，2016（6）：11-15.

    [2]李青元，张洛宜，曹代勇，等.三维地质建模的用途、现状、问题、趋势与建议[J].地质与勘探，2016（4）：8-13.

    [3]赵恒，郭建明，郑建京，等.三维构造演化研究进展及其应用前景[J].沉积与特提斯地质，2015（2）：22-26.