海工产品管系生产设计后处理开发

曹　璐　崔建成

(广船国际技术中心)

海工产品管系生产设计后处理开发

曹璐崔建成

(广船国际技术中心)

本文介绍了海工FPSO项目管系生产设计过程中的数据在AM系统和PDM系统中的应用情况。并结合我司管系加工、制作、安装的实际情况，阐述了海工产品管系生产设计流程、数据处理和工程开发。

AM系统 管系生产设计 二次开发

0　前言

海工产品与普通船舶产品在管系生产设计上有着较大区别。海工产品更注重每道工序的可追溯性，因此在生产设计过程中无论是数据的组织形式、出图模式、清单套表的格式等都有不小的差别。海工产品多采用ISO图（Isometric Drawing）区别于普通船舶的管子制作小票来指导管系制作和施工。管系ISO图同时具备了制作、安装、试压、附件信息等功能，其具有图面信息量大、加工和安装信息详尽、附件和焊缝可追溯性等特点。这些特点对AM系统部件库和规格书的建立、设计思路和方法、出图操作以及后续图纸升版，提出了严格的要求。

1　AM系统工程项目规划

海工产品的AM系统工程项目规划与普通船舶项目基本相同，规划内容包括定义:Team（组）、User（用户）、DB（数据库）、MDB(数据库组）。另外还有Project（创建新工程）、引用标准工程的基础数据库、DAC（Data Access Control）设置、部件库和规格书的建立等。由于海工产品采用美标没有现成的标准工程数据库可以引用，因此前期花了大量人力和精力力对标准工程数据库进行建立。

表1　海工FPSO产品生活模块单元设计和安装常用美标统计表

1.1美标采集与研究

海工产品与普通船舶产品的显著特征就是使用的标准不同，即便是生活模块单元也采用与石油加工单元同样的管路设计和制造标准。这就使得对美国标准的研究和正确使用成为踏进海工产品的第一步，无论是ASME(美国机械工程师学会)、ASTM(美国材料与实验学会)、API(美国石油学会)、ANSI（美国国家标准学会）等相关标准都成为必须攻克的难关。

1.2AM系统部件库和规格书的建立

部件库是建模的基础，任何物量的产生都是和部件库里的部件一一对应的，这样可以保证物资系统里部件ID码的唯一性。规格书起到指针的作用，并将同一类别的部件进行划分，方便设计人员进行选用。见图1。

图 1 AM系统设计数据传递形式

海工产品的部件库和规格书的数据形式也基本上是按照上述原则进行划分和建立的。在建立过程中考虑到海工产品的特殊性，制订了《海工产品AM系统管系部件编码》以区别与普通船舶产品管系部件在AM系统中的建立。同时为了确保后续在ISO图模块出图以及自动提取材料汇总表，满足国际高标准海工产品要求以及船东个性化的需求，在部件库建立的时候中增加了多个自定义属性信息，并制订《海工产品AM系统管系部件自定义属性规划表》来对增加的自定义属性进行统一管理及使用。

1.3海工产品AM系统管系生产设计流程

海工产品的AM系统管系生产设计流程在制订的时候需要考虑海工产品的特殊性，譬如管路生产设计图纸的升版频繁、修改部件的可追溯、每条焊缝的可追溯、管路及附件的信息详实等要求。因此在设计流程的制订上要充分照顾到每个版本模型修改所产生的物量增减、焊缝编号的唯一性、不同版本下同一管路部件的可追溯性、不相同版本下未发生变化部件的独立性等特殊要求。将各个环节统一考虑，在普通船舶管系生产设计流程的基础上进行扩展从而满足海工产品的需求，主要包括新建管路处理流程、装配管删除处理流程、管路删除流程、装配管修改流程等。每种流程都有指定的操作流程予以对应，保证整个管系生产设计流程数据的完整性和可追溯性。

同时通过对设计流程的优化及完善，不断减少设计人员的操作步骤以及后台数据处理的信息量，以提高管系生产设计建模和出图效率，缩短设计周期。

2　模型数据处理和开发

虽然海工产品的三个项目都没有通过PDM系统对模型数据进行组织和管理，但技术中心还是依照海工流程的采购清单模式（MTO）和套用我司自己的托盘、套表样式进行了PDM系统的功能开发和对模型数据进行组织和有序管理，并生成相应的套表和清单。

2.1工艺数据处理

图2　海工产品AM系统管系生产设计总流程图

图3　装配管修改设计流程

工艺数据处理功能实现把模型数据进行数据分类，存放于相应的数据库或数据表中，为后续输出BOM表提供条件。FPSO项目的工艺数据处理功能与船舶产品有较大区别，主要表现在增加MTO信息处理业务（包含管路工艺检查、新旧数据对比及版本记录等），记录着产品物量变化过程，并做到对物量变化的可追溯。

2.2ISO图输出

管系ISO图就是将一条或多条装配管组成的管路（包括管路上的管段、管附件、连接件等）用正轴测投影的方法投射到一个投影面上所得到的图形集合和相关信息描述，用于指导管路的制作、安装、报验等工作。它是以管系P&ID图（管系原理图）、ROUTING图（管路走向图）等为依据进行设绘。ISO图作为一种国际通用的图纸，应用于各种海工产品与装备行业，达到打造优质精品工程的目的。

ISO出图从“伊利亚贝拉”项目到“玛丽卡”、“萨卡里玛”项目一直都在不停的进行完善和优化。更多的操作通过计算机完成、减少人工干预的成份，提高出图效率和出图的正确性。图4和图5是“伊利亚贝拉”项目和“玛丽卡”项目管系ISO出图的样张对比。无论从内容、信息组织形式、表达方式、阅读的方便性等方面都有不小的进步，而且“伊利亚贝拉”项目的ISO出图还处于半自动化阶段，整个出图有一半工作量需要设计人员手工在CAD软件里调整完成。而到了“玛丽卡”项目已经实现完全在AM系统下完成，不需要再导入CAD软件里做调整，大大提高出图效率和准确性。

目前，管系ISO图图面的内容主要包括封页、总体说明、管线清单、ISO图、材料表、尺寸标注、技术说明和图例等。

图4　伊利亚贝拉ISO图

图5　玛丽卡ISO图

2.3MTO报表输出

MTO报表用于记录管路部件物量应用情况，跟踪管路修改的物量变化，见图6。报表内容包括部件信息和部件所属管路：部件信息包括部件名称、部件规格、部件尺寸、数量、重量等；管路信息包括管路号、管路版本、分段（区域）等。

早起在进行MTO报表输出数据开发时考虑到MTO报表要送审船东，格式上严格按照海工模式的规范，因此通过制作水晶报表方式输出。但从实际操作上来看，物资采购无法等到生产设计结束后再出MTO，因此PDM系统的报表输出功能只用作整个项目设计物量统计和实际物资采购数量的对比用。

图6　PDM系统下生成的管路附件MTO样张

2.4托盘、清单套表

托盘、清单套表完全是为了满足我司生产组织形式而在设计早期对PDM系统数据进行开发的清单，见图7。随着FPSO项目的深入，逐渐发现托盘、清单套表等无法满足海工项目生产组织形式，尤其是FPSO、钻井平台这类狭义海工产品。因此，后期只用作设计物量与实际物量比对之用。

图7　PDM系统下生成的管路托盘和清单套表

3　结束语

虽然FPSO项目已经成功交付业主使用，但在海工模式下管系生产设计数据开发与研究还存在优化和完善的空间。相信通过不断的努力，一定可以使我们管系生产设计数据处理方式更加贴近海工产品的实际需求，从而提高设计效率，缩短设计周期。

10.3969/j.issn.2095-4506.2016.03.009

曹 璐（1981--），男，工程师，船舶设计。崔建成（1988--），男，助理工程师，船舶设计。

（2016-5-31）