近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，涌現(xiàn)出一大批新技術(shù)，三維設(shè)計(jì)技術(shù)也從這些新技術(shù)中涌現(xiàn)出來。三維設(shè)計(jì)技術(shù)可以通過計(jì)算機(jī)中的三維設(shè)計(jì)軟件，將設(shè)計(jì)師想象出來的零部件模型形象地展現(xiàn)出來，從而以三維模型為指導(dǎo)依據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)，以及產(chǎn)品自身的性能大大改善。如今，鄭州三維設(shè)計(jì)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，發(fā)揮了不可替代的作用。但是，由于各行各業(yè)使用的3D軟件數(shù)量眾多，功能也參差不齊。因此，三維設(shè)計(jì)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展也各不相同。本文分析了主流三維設(shè)計(jì)軟件在石油行業(yè)、化纖行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討了3D設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。
1、我國目前3D設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用環(huán)境及軟件分析
在目前我國石油工業(yè)和化纖工業(yè)領(lǐng)域，其主流的3D設(shè)計(jì)軟件主要有工廠設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)（Plant Design Management System，PDMS）、工廠設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Plant Design System，PDS）、3D工廠設(shè)計(jì)軟件（ Plant Design Software，PDSOFT）這3個(gè)軟件，接下來筆者就簡(jiǎn)單分析一下這3個(gè)主流的3D設(shè)計(jì)軟件。
1.1 PDS軟件探索
PDS 3D設(shè)計(jì)軟件是CAD廠商開發(fā)的主流軟件之一。它具有一體化的設(shè)計(jì)理念，其功能非常強(qiáng)大。它不僅有很多設(shè)計(jì)模塊，而且它的數(shù)據(jù)庫也比較完整。它是一個(gè)多功能的軟件。它可以設(shè)計(jì)管道模型和設(shè)備模型。它還具有截取平面圖、形成材料報(bào)告等多項(xiàng)功能，其設(shè)計(jì)極其精準(zhǔn)，自動(dòng)化程度和智能化程度很高。目前，PDS被廣泛用于碰撞和干擾檢測(cè)，以避免由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤導(dǎo)致的碰撞或干擾問題。 PDS軟件設(shè)計(jì)的模型更便于設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員之間的溝通和協(xié)調(diào)，在設(shè)計(jì)評(píng)審時(shí)能更直觀地展示實(shí)際情況，有利于技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)模型的技術(shù)研究工作，從而保證業(yè)主可以更好地全面客觀地做出決策。 PDS三維設(shè)計(jì)軟件在我國發(fā)展已久，許多大型石化裝置的設(shè)計(jì)工作基本都是用PDS設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的。
1.2 PDMS軟件探索
PDMS 3D 設(shè)計(jì)軟件由 AVEVA 制造商開發(fā)。涵蓋面廣，基本涉及工廠設(shè)計(jì)的所有專業(yè)，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，可廣泛應(yīng)用于碰撞檢測(cè)。 PDMS 3D設(shè)計(jì)軟件***初以管道為主要專業(yè)，但它也可以進(jìn)行其他許多專業(yè)的3D建模和設(shè)計(jì)。這使得不僅可以設(shè)計(jì)管道的三維管道，還可以設(shè)計(jì)土木工程、設(shè)備、儀表等的三維實(shí)體模型，實(shí)現(xiàn)管道和其他結(jié)構(gòu)，如管道和鋼結(jié)構(gòu)、管道管道的協(xié)同設(shè)計(jì)對(duì)于避免管道與各種結(jié)構(gòu)之間的碰撞和干擾問題具有非常重要的作用。 ：與PDS三維設(shè)計(jì)軟件相比，PDMS引入國內(nèi)的時(shí)間較短，但具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，因此開發(fā)速度較快。但是，PDMS也有不足之處，即簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)帶來的數(shù)據(jù)安全問題。 PDMS的數(shù)據(jù)安全性較差，但在新版本中對(duì)其數(shù)據(jù)安全性進(jìn)行了優(yōu)化。
1.3 PDSOFT軟件探索
PDSOFT 3D設(shè)計(jì)軟件由國內(nèi)科技公司自主研發(fā)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 PDSOFT 3D 設(shè)計(jì)軟件也非常強(qiáng)大。可實(shí)現(xiàn)建筑、設(shè)備、電纜、管道等多個(gè)行業(yè)的協(xié)同。設(shè)計(jì)，其適用性極強(qiáng)。如今，PDSOFT 3D設(shè)計(jì)軟件已廣泛應(yīng)用于輕工、化工、核工業(yè)、鋼鐵等諸多領(lǐng)域。 PDSOFT 3D設(shè)計(jì)軟件可以構(gòu)建真實(shí)的3D工廠模型，具有很高的功能性和智能化。它構(gòu)建的3D模型直觀準(zhǔn)確，各部分位置一目了然，因此可用于碰撞和干涉檢查、圖紙自動(dòng)標(biāo)記、材料統(tǒng)計(jì)報(bào)告自動(dòng)生成等，不既大大減少了工作量，又保證了準(zhǔn)確性。 PDSOFT 3D設(shè)計(jì)軟件價(jià)格低廉，在國內(nèi)應(yīng)用廣泛。一些簡(jiǎn)單項(xiàng)目的設(shè)計(jì)效率非常高，其部署和實(shí)施效率非常快，因此具有廣闊的發(fā)展前景。
2 、我國3D設(shè)計(jì)應(yīng)用目前存在的問題
2.1 物料編碼系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫不足
在我國目前的3D設(shè)計(jì)應(yīng)用中，材料編碼系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫不足是較為突出的問題。這主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫人員在編排管道材料時(shí)，沒有統(tǒng)一的規(guī)定來明確，材料編排完全是靠個(gè)人習(xí)慣，所以有不規(guī)范的地方。此外，不同數(shù)據(jù)庫人員對(duì)同一管道材料或項(xiàng)目的描述也不一致。雖然意思相同，但字的順序卻完全不同，給業(yè)主購買管道材料帶來了更大的困難。生成物料匯總表時(shí)，相關(guān)物料的描述難以統(tǒng)一，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性。此外，素材編碼體系的不一致性也使得不同描述的素材編碼難以重復(fù)使用，大大增加了工作量。
2.2 各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)合作程度不高
在3D設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用過程中，各學(xué)科之間缺乏協(xié)調(diào)也是突出的問題之一。由于3D軟件數(shù)量眾多、應(yīng)用層面的不一致以及傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的沖突，國內(nèi)3D設(shè)計(jì)中只有極少數(shù)3D設(shè)計(jì)軟件可以設(shè)計(jì)PDMS模型，而大部分其他專業(yè)沒有很好地參與設(shè)計(jì)過程，3D建模時(shí)，不僅管道設(shè)計(jì)是管道工程師設(shè)計(jì)的，其他結(jié)構(gòu)也是管道工程師設(shè)計(jì)的，其他大部分專業(yè)基本沒有參與施工.在模具設(shè)計(jì)中，三維模型的應(yīng)用效果大大降低。
2.3 3D設(shè)計(jì)軟件開發(fā)進(jìn)度緩慢，標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)落后
由于3D設(shè)計(jì)師受教育程度參差不齊，項(xiàng)目進(jìn)度緊，設(shè)計(jì)師為了能早點(diǎn)出圖而忽略了3D模型的真實(shí)反映和一致性檢查，使得3D模型的優(yōu)勢(shì)難以發(fā)揮。此外，3D設(shè)計(jì)配套管理體系的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)還比較落后，也難以有效保證模型的質(zhì)量。另外，雖然三維設(shè)計(jì)軟件的適用性比較強(qiáng)，應(yīng)用比較廣泛，但是由于公司規(guī)定的不統(tǒng)一，應(yīng)用差異很大，很難有針對(duì)性的進(jìn)行研發(fā)。此外，對(duì)3D設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行二次研發(fā)的企業(yè)數(shù)量較少，二次研發(fā)經(jīng)費(fèi)不足，使得我國在3D設(shè)計(jì)軟件研發(fā)方面進(jìn)展緩慢。
