关于完善PDMS建模管理流程提高质量控制的研究

关于完善PDMS建模管理流程提高质量控制的研究

陈丽1董春辉2 邢伟 3付雷4 马宇5

（中国核动力研究设计院设计所四室 四川 成都 610041）

摘要: PDMS即Plant Design Management System,它是以数据为中心，在计算机上创建全比例的三维模型软件。PDMS在核电站建设的设计阶段起着重要的辅助设计作用。为了控制设计质量，传统设计文件的出版都需经过校对、审核流程，以保证设计符合技术要求。本文通过分析PDMS质量控制方面存在的缺点，根据工程设计实践经验，在PDMS软件开发，加强功能模块完善的基础上，对设计管理程序提出改进方案，以提高PDMS平台中设计的质量。

关键词:  PDMS；软件开发；管理程序；质量控制

1 前言

随着科学技术的发展，传统的2D设计在不断的向3D设计转变。相比传统的2D设计模式，直接在三维空间中进行构思和设计模型的设计方式更直观，其设计程序与现场的实际施工过程相似，更有利于设计人员避免传统设计中容易出现的错、漏、碰、缺，有效提高了设计质量和效率，使项目周期大大缩短，更能充分发挥设计人员的设计水平。但软件功能的完善是一个渐进的过程。目前PDMS在设计管理程序上还存在一些不足。PDMS软件没有质保流程功能，对于模型中设计方案的校对、审核流程，软件无法记录，完全依靠人工进行记录，设计方案也有随时被修改的风险，不易控制设计质量，缺乏可追溯性。因此，本文根据工程设计经验，提出在软件开发的基础上进行设计各个阶段管理流程控制，进一步提供设计质量。

2  PDMS设计流程管理存在的问题

PDMS软件有三维布置设计、异地同步设计、碰撞管理、自动提交资料、漫游模拟、交互式标准库、数据库查询等功能。具有多用户设计、进行碰撞、输出各类图纸、模型美观、1:1模拟项目等特点，见图1。其中三维设计和异地同步设计在工程设计阶段应用最多，功能是否完善对设计质量的控制影响最大。根据工程设计实践经验发现，在流程控制中存在较大的不足。

图1  PDMS功能图

2.1 三维布置设计流程管理

PDMS软件中的三维模型是根据圆柱、矩形、圆台、圆盘、管嘴等基本体通过“搭积木”的方式拼接成一个完整的三维模型。设计者可以根据本专业的需求，在PDMS中根据设计需求建立设备、工艺管道、电气、通风等模型，并根据上游设计要求将相关三维模型放置到合理位置。从而实现由二维转变为三维设计，让整个设计方案更加直观，见图2。PDMS在辅助设计方面起到了重要的作用。

图2 阀门、管道模型

在三维布置设计过程中，设计人员根据上游设计输入（独立的设计输入文件或PDMS中已有的土建、工艺管道、设备、检修虚拟空间、通行虚拟空间模型）完成设计初步方案后，口头告知校审人员进行校审。在初步方案校审的过程中，设计输入基本是不完整的，各专业模型也长期处于未固化状态。随着设计的深入，会有新的设计输入文件得到补充，其他专业方案模型也在不断的调整，本专业设计人员也随时根据设计输入的变动对本专业物项进行调整，这就导致设计方案的修改不易得到校审的质量控制。在三维设计阶段的校审流程，校审意见反馈在PDMS软件中的都没形成记录，设计方案的修改过程的难以追踪记录，缺少可追溯性，不利于经验反馈。

2.2 异地同步设计流程管理

每一个项目的设计过程都会涉及多个设计院、多个专业参与。各设计院则可以通过网络在PDMS软件平台下，同时开展工艺、管道、设备、结构、电仪等专业的设计和布置工作。实现多专业同时协同设计，实时地共享空间，真实地模拟现场环境，极大避免现场的干涉率。

图3 多专业异地同步设计

目前PDMS异地同步设计需要定期更新各专业设计方案。在更新周期内，各专业设计人员都在对各自专业的设计方案进行修改，在下一次更新后，各专业物项可能存在干涉，此时需要分析问题存在的原因，寻找解决方案。由于目前PDMS软件异地同步设计功能没有一个较好的流程管理，每一次更新，其他专业的物项都有可能在变化，是否对本专业产生影响，没有提示，即便碰撞了也不会自动生成报告，完全依靠设计人员的主动检查，且难以追踪问题产生的根本原因。在核电站的异地同步设计中，具有专业多、物项复杂、空间狭小、布置优先等级不同等特点，如没有较好的设计管理流程限制，各专业协调设计效率、质量都难以得到保证。

3  PDMS设计流程管理改进方案

针对目前PDMS三维布置设计、异地同步设计存在的不足，从流程管理方面提出以下两点改进方案，以提高设计质量的控制。

3.1  PDMS三维布置设计流程管理改进

以电缆桥架布置流程为例：编写根据设计输入进行初步方案设计，三维建模，完成初步设计方案，三维模型校审流程，方案确定，再根据二维出图原则进行抽图，编制成规范的图纸文件。再对2D图纸进行校对、审核签字等流程，完成设计文件的出版。在三维布置设计中，对于在PDMS软件中设计方案的校对、审核，软件平台没有功能性记录，不易控制设计质量。应提升软件开发，完善编校审流程功能。在保证质量控制的条件下，由于设计效率和对PDMS功能要求不同的方面考虑，提出以下两种对三维布置设计流程管理改进的方案。

方案一是根据核电站工程设计阶段实际条件，设计人员完成初步设计方案后，开发专门的提交校审流程功能模块，冻结所有本专业编写设计范围内的数据，不能再更改，由校对人员进行校对，提出修改意见记录，返编写，此时编写才能修改模型。如校对无意见，可直接提交审核，数据仍处于不可修改状态，由审核给出修改意见记录后返编写，此时编写可修改设计模型，重新完成上述的流程，具体流程见图4。各专业设计上游条件是动态变化的，本专业需要时时变更数据，但处于校审流程中的设计无法及时更新，校审根据最新上游数据核实时发现编写设计错误等问题，等校审返意见后再进行修改。该方案的优点是可对三维设计质量进行完全控制，满足质保要求。

图4 三维布置设计流程管理程序方案一

方案二是编写完成设计后，提交校对，对编写设计范围内的数据进行完整的保存、记录，校对仅对提交内容进行校对。此时编写仍能够修改模型，完成动态改进，保存修改记录，如此时已完成校审流程，编写仅对修改部分的内容提交校审。如未完成相应的流程，编写将根据校审意见再次进行修改模型，软件自动保存上一次提交编写后的所有修改记录，完成编写设计后，再提交校审流程。校审时可关注流程提交后是否有相应的修改记录，从而确保校审方案是否为最新设计。设计完毕出版图纸后，在施工阶段过程中收到我上游设计信息输入，导致修改电缆桥架的，可在系统中录入修改依据，校审及后期做到有据可查，做到三维和现场变更单信息输入一致，更好追踪变更原因。具体流程详见图5。该方案需保存大量的修改数据，校审流程较多，需编校审人员时时跟踪各专业设计的变化，以确保各专业设计的准确性。该方案优点是可确保设计质量控制，动态优化设计方案，提高工作效率，修改依据查询更简洁、便利，有利于各项目设计的经验反馈。

图5三维布置设计流程管理程序方案二

3.2  PDMS异地同步设计流程管理改进

对于异地同步设计，在完善三维布置设计流程管理的基础上，建立各专业间设计方案变更管理流程功能模块，要求对每一次更新的数据都进行记录，自动生成方案修改报告，各专业可对报告进行核实，以便快速识别其他专业方案的修改是否对本专业产生影响，高效高质量完成专业方案协同设计。

4  总结

核电站布置涉及多个单位、多个专业协同合作，为确保各专业顺利开展项目工作、提高建模质量，增加三维软件校审流程势在必行。PDMS平台改进设计方案单一专业的校对和审核的管理流程、多专业综合管理流程功能，以便相关变更依据更便于查询、追踪，提高建模质量及合理性，避免了设计返工的情况，有效提高设计人员工作效率和设计质量，减少人力浪费，同时保证了工程进度。