数字化的工程设计

作者:Hans-Jürgen Bitterma 文章来源:PROCESS德文版 发布时间:2011-11-02


图1 在设计流程设备时,好的信息数据流管理是项目成功的关键

集成整个工程设备设计工具是流程设备设计工具发展的趋势。本文重点介绍了一些在实践中成功应用的流程设备设计的解决方案。

工程设计人员希望通过数字化设计的理念绘制流程生产设备的三维模型。通过模拟,设计师能够在开始流程设备生产制造之前对流程设备的设计进行改进和优化,设计出多个不同配置的变形形式。有了这种理念可以更快地制造出新的流程设备产品,并以最快的速度投放市场,尤其是在医药产品生产领域中。流畅的数据流在数字化设计中是最基本的要求,畅通无阻的数据管理能够保障更高的效率,尤其是在采用分工合作的设计方式进行设计时。如今,流程设备的设计工程师们所使用仿真模拟工具的功能越来越齐全,例如性能强大的智能化工程设计工具——3D-CAD/CAE系统。

Aucotec公司推出的Engineering Base(EB)软件,能够保证自动化技术和电子技术领域中许多数据与其他领域的数据一致。例如,在EB中绘制的布线后的电动机可以在机械3D-CAD中找到。基于中央数据库,使得EB这一以数据库为驱动的系统平台能够对所有的项目内容和数据进行链接和耦合,例如把3D-CAD的数据链接到一起。这是同步合作设计和快速导航(包括跨学科之间的导航)的先决条件。一个项目的所有数据信息都保存在EB数据库平台中,能够同时建立起各个子项目的链接。这一工具打破了机械制造、过程控制技术、布线设计和电力分配之间的限制,起到了协调工具的作用。

奥地利Kanzler大学教授Gunter Hadwiger先生对EB大加赞赏:“不用使用额外的其他软件和工具,我在EB工程设计平台中几乎找到了高效流程工艺技术设计所需的所有功能。”

信息的管理

拜耳技术服务公司(BTS)指出,信息数据的管理是流程设备项目成功实施的关键。拜耳技术服务公司研发的工艺工程数据库PEDW具有非常好的数据交换性能,能够保障不同工程设计领域和经营领域之间高效、准确的数据交换。

Aveva公司同样强调了数字化数据流的重要性,在流程设备制造过程中有非常多的外部数据需要收集和处理。他们带来的Plant解决方案,是一个综合性的工程应用解决方案,兼容了开放式、灵活的寿命周期管理解决方案。Aveva相信,Plant是能够快速反应、最具有生产能力、最安全的设计工具集,它能够设计制造不同大小和各种复杂程度的流程设备,并能够为设备的使用运行提供帮助。

在各个生产车间里,输送技术起着重要的作用,输送系统的好坏直接影响到生产效率。“在进行车间布局规划时,应在尽可能短的时间里拿出尽可能多的输送系统制造方案供选择。经过比较各种解决方案的性能并考虑可行性,我们最终选择了VenturisIT的输送技术模块,长期以来我们一直使用这一输送技术模块。使用这一模块后我们能够在用户规定的期限内为他们提供相应的3D设计方案和可视化的图像。我们在争取项目的决定性阶段就能把输送系统和流程设备的外形图直接呈现在最终用户面前。”Angele工程设计室的Matthias Kellermann先生说。利用这一模块能够节约的时间与输送设备的种类有关,例如利用这一模块设计电动悬挂传送带时可节约50%的设计时间。


图2 “我在EB工程设计平台中几乎找到了高效流程工艺技术设计所需的所有功能。”
——Gunter Hadwiger,奥地利Kanzler大学教授

风险分析

Leuze公司研发设计的安全防护工程软件Safexpert能够完成风险分析和风险评估,并且它的操作非常简便。最新的7.0版本还考虑了最新颁布的标准,例如:2006/42/EG机床设计指南或者EN ISO 13849-1标准。另外,新版的7.0软件还兼容了新的危害风险表和与当前标准、技术规范的词条对照表,并设有与专业软件Sistema的通信接口。

综合业务

西门子推出的Comos是一个贯穿工业设备和工业机床整个使用寿命周期的设备管理系统。这一系统结合了规划设计和使用运行,这样保证了高效的工作流程、较高的生产能力和较好的产品质量。软件的基础是对象化,各个对象都有详细的说明,并利用图像表达。所有属于对象的数据都有图形和数据的描述,这些描述构成了一个整体的数据库,即一个对象。

Intergraph公司推出的SmartPlant Enterprise是一个把规划设计、制造、材料管理、工程数据管理集成到一起的解决方案。它适合于在流程工业、船舶制造、电厂建设、近海勘探等工业领域,应用在大型设备的安全运行、维护保养以及资产全寿命周期管理(cPLM)中使用。这一智能、可调的软件解决方案以数据为基础,并考虑了设备的安全风险,实现了全球化的数据共享。使用SmartPlant Enterprise之后,可以很快地形成工程设计的基础并在整个设备寿命周期中加以管理。Eka Chemicals公司工程技术部总经理Tommy Högman先生在谈到他们选择SmartPlant Enterprise的原因时说:“这是一个简化生产经营工作量的较大投资。SmartPlant Enterprise帮助我们提高了生产能力,从而提高了企业的竞争力。”

ITandFactory公司推出的Cadison也是一款满足数字化设计要求的产品。这不是一款侧重于CAD技术的解决方案,而是以项目为主导集成了流程设备项目的工程设计,支持数据库的解决方案。中央数据库自动的对所有数据进行平衡,并保持平衡后的数据不变。使用Cadison软件后,无论是从哪一步开始设计,只需把某数据输入一次就可以随时共享给项目中的其他参与者。它拥有补充模块——Matpipe,有了这一补充模块后设计师可以选用任意厂家提供的不同材料和不同等级的管件产品,并对其进行管理。管理的对象可以是简单的3D实体,也可以是复杂的参数赋值的模型,还可以是2D符号或者电气设备的生成图形。Staber公司的工程师Jochen Ehrhardt说:“长期以来,我们利用Cadison Matpipe系统完成了大量不同管道的设计任务,节约了30%的设计时间。”


图3 “我们利用Cadison Matpipe系统完成了大量不同管道的设计任务,节约了30%的设计时间。”
——Jochen Ehrhardt,Staber公司负责人

文件记录管理

在工业企业中,利用Windows资源管理器保存文件是传统的文件保存方式。但如果能把电子邮件稍加改变按照项目或者按照图纸的文件夹进行保存会带来更多的方便。Axavia系列产品提供了一种新的解决方案,使用户能够在复杂的环境中轻松的处理各种文件。在项目开始时,用户只需一次性设置好参与人员。利用这一软件工具建立项目,只要设置好框架条件,就可以保证文件记录可追朔。通过把联系人、供应商和更多项目文件夹链接为一个项目,与项目有关的文件会按照事先的规定自动保存到相关的文件夹中。

小结

市场竞争日益激烈,流程设备的设计者应该有更高的工作效率。要使平行设计工作过程更加畅通、高效,企业就必须建立一个完善的IT系统方案,同时企业的组织机构也要做相应的调整。

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