电厂多平台数字化协同设计研究

电厂多平台数字化协同设计研究

发表时间：2019-01-08T17:07:04.077Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：宿维忠梁辉鲍秀玲

[导读]

（中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司河北石家庄 050031）

1 引言

数字化协同设计是目前电厂设计技术的前沿，也是设计技术发展的必然趋势。电厂涉及各专业在统一的平台上进行数字化协同设计，从而减少各专业之间及专业内部由于沟通不畅或沟通不及时导致的错、漏、碰、缺等问题，实现所有数据信息的唯一性，实现一处修改其他随之处理，提升设计效率和设计质量。

而在电厂实际设计过程中，涉及到机、电、土、水等多个专业，由于各专业的特殊性，目前比较成熟的几大数字化设计平台如PDMS、SmartPlant 3D、Substation、Revit等只能满足电厂设计过程中涉及到的一个或者几个专业的数字化协同，不能满足所有专业的数字化协同设计需求；如果强行要求所有专业采用同一个平台进行数字化设计，在提高一个或几个专业设计效率的同时会降低其他专业的设计效率，反而降低整体设计效率。

2 国内电力行业数字化设计现状

国内电力行业发电设计板块大部分采用英国A VEV A公司的PDMS平台进行数字化布置设计，在工艺设备、管道的布置设计方面取得了很好的应用效果；但是该平台最初是针对设备和管道布置设计需求开发的工程设计平台，在其他专业尤其是土建专业的设计、建模、出图等方面先天不足。近十多年来，有很多电力设计单位和软件公司针对该问题进行过不少的开发，但都没有取得较好的效果。

近几年，Autodesk公司的Revit平台在民用建筑领域从设计到工程建设过程都在大范围的应用，这证明Revit平台在土建专业应用效果良好且发展前景广阔；国内部分电力设计院也开始采用Revit平台进行土建专业的数字化设计，但是PDMS平台和Revit平台之间模型及数据没有有效互通，工艺和土建专业的数字化协同主要是通过土建翻模或者文件级模型导入PDMS实现专业间的碰撞检查，对土建专业来说重复工作量大，设计效率低下，因模型更新不及时导致的图模不一致、碰撞检查结果错误等情况时有发生，更谈不上专业间的数字化协同设计。

因此，打通两平台之间的数据库层级的数据通道，对于解决目前电力设计行业工艺土建两专业的数字化协同设计具有重大意义。

本文主要介绍采用中间数据库做为桥梁，通过开发实现PDMS和Revit两平台的数据互通，最终实现工艺专业和土建专业的数字化协同设计的技术路线和方案。

3 PDMS与Revit平台协同设计研究

3.1 研究内容

1）通过提取PDMS和Revit两平台中任一端的模型数据信息，对模型数据信息进行分析优化并推送到中间数据库中，另一端通过读取数据库中的信息生成相应的模型和数据；即：两平台之间任一端发布模型数据，另一端读取模型数据即可实现二者模型数据的实时更新；

2）在Revit里面，创建一个数据层次管理界面，所有模型/数据的层次、归属要按卷册（电厂设计过程中的管理单位）划分，并按二者的数据类型对照表与PDMS保持一致；

3）模型/数据的发布要以卷册为单位，对于升版的模型/数据，发布端发布模型/数据时，每一个对象都要记录其较上一版的增、删、改等操作信息；接收端更新模型/数据时，只对有增、删、改的对象进行相应的操作，以保证更新效率；

4）模型/数据的发布、接收、更新应由专人完成，所以Revit里面要有主设人角色，每一个卷册要有卷册负责人角色；只有卷册负责人可以对其负责的卷册模型/数据进行发布、接收、更新的操作，主设人负责对卷册设定卷册负责人；

5）对于土建专业数字化设计所需的标准元件，两平台之间数据库通过匹配表自动进行匹配；对于非标准的异形件，通过程序实现数据及模型互通。

3.2技术方案

在PDMS和Revit两平台中，每一个对象都有唯一的编号，我们称之为ID；在中间数据库中建立两平台对象唯一编号的对照表，并以此为纽带实现两平台对象之间的一一对应；通过属性对照表进行两平台之间数据模型各种属性如位置、方向、归属等的相互转换和对应；对于两平台之间通过各自标准数据库建立的数据模型，通过PDMS元件库和Revit族库匹配表进行两平台之间数据模型的参数化匹配；对于两平台非标准的异形体，通过解析几何模型实现相互转换；两平台以卷册为单位发布模型，同步记录发布人、发布时间、版本等信息，以此实现两平台数据模型转换的版本管理。

图1 PDMS与Revit平台协同设计技术方案

3.3 实施过程

3.3.1模块划分

该方案按大的功能可划分为Revit平台模型/数据发布和接收、PDMS平台模型/数据发布和接收、项目管理三个主要模块。

Revit平台模型/数据发布和接收是通过API在Revit上进行二次开发，实现模型的导入、导出、增量更新以及土建专业的收资处理；PDMS平台模型/数据发布和接收是通过API在PDMS上进行二次开发，实现模型的导入、导出及增量更新；项目管理是独立的可执行程序，

实现项目、卷册、用户及权限管理。

3.3.2数据库设计

该方案以SQLServer为数据库作为桥梁，所有项目采用一个公用库进行用户、权限、元件库和族库匹配、属性等的管理；每个项目采用单独的数据库进行卷册、模型、版本等管理。

公用数据库为所有项目共用，存储了用户信息、项目信息、权限信息以及PDMS元件库与Revit族库匹配所用的各种信息。这些信息独立于项目，因此单独提出作为一个公用的数据库。

模型数据库为项目独有，每个项目都有自己的模型数据库，其中存储有该项目各个卷册各个版本的全量模型信息。每个版本的模型数据由几个表格组成，版本之间由后缀来进行表名的区分。

3.3.3模型导出和导入

模型导出是从PDMS或者Revit平台中读取模型数据并写入到SQL Server数据库中。在导出过程中，首先需要读取公用数据库中的权限信息和版次信息，以便得到授权并获取即将导出的版本号及表格后缀。此后即可在Revit或者PDMS平台中获取当前卷册内的模型信息，并进行转换，实现到SQL Server数据库中的数据写入。

模型导入则是将SQL Server数据库中的模型信息按照项目、卷册、版本等写入到PDMS或者Revit平台中。在导入过程中，首先需要读取公用数据库中的权限信息和版次信息，以便得到授权并获取正确的模型表格后缀。此后即可在模型数据库中读取到正确的模型信息并进行数据转换，实现到PDMS或者Revit平台中的模型展现。

3.3.5项目管理

项目管理是独立的可执行程序，实现项目、用户及权限管理。基于微软.net平台，采用C#编码编写，系统设计采用面向对象分层设计方案，数据持久层采用Castle.ActiveRecord框架，数据库采用SQL，界面设计应用了Devexpress控件。主要实现项目、卷册、用户及权限管理。

4总结

通过该方案的实施结果来看，通过开发实现PDMS和Revit两平台之间的数字化协同设计是完全可行的；电厂数字化设计平台PDMS、SmartPlant 3D、Substation、Revit等互相之间也可以采用相同或者类似的技术路线实现数字化协同设计，对推动全电厂全专业数字化协同设计具有重大意义。