软件在冶金工程设计的应用

一、前言

随着社会的进步、信息化程度的不断深入和设计手段的不断发展，从手工绘图发展到计算机二维辅助设计，设计效率成倍地提高。然而传统的二维设计手段已不能满足冶金行业进一步发展的要求，需要更完美的设计功能及设计质量，更高效的团队沟通与交流，更合理的工程施工方式，及更详细的项目全生命周期的运维管理。

2009年因某海外工程的设计中材料量出现较大偏差，中冶京诚工程技术有限公司决定开展三维工程设计，首次引进Bentley软件，开展了施工图的三维复现，实现了Bentley软件在冶金行业的首次应用，同时取得一定的成功，获得全球Be大奖。在接下来的几年里，受冶金行业大环境的影响，公司只是断断续续地应用Bentley软件开展三维设计。直到2015年，公司成立BIM工作组，并确定将Bentley软件作为工程三维设计平台的应用软件，三维协同设计体系开始有规划地系统建设。

二、Bentley软件介绍

Bentley是一家全球领先的软件研发公司，其核心业务是满足负责建造和管理全球基础设施，包括工业、电厂、公用事业网络、公路、桥梁以及机场等领域的需求。Bentley软件包含工程各阶段、全过程的设计与管理。

对于设计阶段，Bentley软件的协同管理平台为Projectwise，由构建在一个开放平台上的集成应用程序和服务组成，旨在确保各工作流程和项目团队成员之间的信息共享，从而实现数据互用性和协同工作。

Bentley软件的图形平台为Microstation，面向不同的行业有不同的专业应用软件。例如管道专业主要应用OpenPlant系列软件，其包括OpenPlant P&ID、OpenPlant Modeler、OpenPlant Isometrics Manage、OpenPlant Support Engineering、OpenPlant Orthographic Manager和AutoPIPE 共6个模块。

三、Bentley软件在冶金电炉项目的应用

1.项目概述

特国新建电炉方坯连铸工程，包括设计、采购、施工、培训、开车等全面EPC总承包交钥匙工程，年产80万t方坯，炼钢车间主要工艺设施配有：140t的电炉1座，140tLF炉1座；连铸车间主要工艺设施配有：六机六流方坯连铸机1台；还包括一系列辅助生产设施。

2.搭建三维协同设计环境

Bentley ProjectWise（简称PW）模块主要用来进行项目管理及协同设计。由PW管理员负责创建项目，并按照《京诚公司钢铁工程项目咨询、设计文件档号/图号编制规定》《京诚公司钢铁工程项目设计子项分解管理办法》创建项目目录，同时根据项目参与人职责赋予权限。

特国电炉项目主要分为五级目录：一级目录：根据项目的阶段划分，定义为“施工图设计”（见图1a）；二级目录：根据项目内容划分，定义为“公司（工厂）级” （见图1b）；三级目录：根据项目主体生产单元划分，定义为“车间系统级”（见图1c）；四级目录：根据项目的参与专业划分，定义为“专业级”（见图1d）；五级目录：根据项目工作内容划分，分别定义为“三维模型”“校审文件夹”“二维图样”“互提资料”和“专业公共资料”（见图1e）。

图1 电路项目五级目录a）一级目录 b）二级目录 c）三级目录 d）四级目录 e）五级目录

“三维模型”主要用于按套图存放设计人的设计模型。

“校审文件夹”包括专业内审核及专业间会审两个文件夹，分别用于存放模型审核文件及会审文件。专业设计人应将模型质量审核表及模型会审表分别存放至专业内审核及专业间会审文件夹内。

“二维图样”包括切图文件及设计成品文件夹。切图文件夹用于存放过程切图文件，设计成品文件夹用于存放最终成品图样文件。专业设计人应将图样文件按套图存放至设计成品文件夹下。

“互提资料”主要用于提资文件的管理。

“专业公共资料”主要用于专业内资源共享，设计人之间可共享项目资料。

3.搭建构筑物模型

冶金行业的构筑物模型主要分为建筑模型、混凝土模型和钢结构模型（见图2～图4）。B e n t l e y AECOsim Building Designer（简称ABD）解决建筑模型和混凝土模型的创建，Bentley Power Prostructures（简称PS）解决钢结构模型的创建。

构筑物模型设计流程大致介绍：建筑专业在ABD中使用创建轴网功能，创建该项目的轴网，其他专业在PW中参考轴网文件，进行正向设计。建筑专业通过三维建模，可实现门、窗、彩板等工程量的统计；混凝土专业通过三维建模，能够实现混凝土量的统计；钢结构专业在PS软件中进行钢结构大样建模，三维详图需在其他软件中实现。

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