齐东周，朱春生，曲 艳

（中远船务工程集团有限公司，辽宁大连 116600）

嵌入式自动管路出图系统AM软件二次开发

齐东周，朱春生，曲 艳

（中远船务工程集团有限公司，辽宁大连 116600）

DANA FPSO项目是中远船务签署的英国DANA石油公司的FPSO项目，是国内第一个独立进行油气工艺模块的设计和生产的交钥匙合同，保障项目按期交付意义重大。在使用AM软件进行管路设计出图时发现管路小票图信息缺失或错误，需手动进行修改和统计，严重影响了项目设计工期和生产进度，针对该问题，组织专项小组进行嵌入式自动管路出图系统的开发，以提高设计出图质量，全面克服了DANA项目管路出图问题，缩短了建造工期，确保项目进度的顺利推进。

DANA FPSO；交钥匙合同；AM软件；二次开发

0 引言

管路系统作为FPSO的“动脉”角色，在FPSO产品中扮演着至关重要的角色。管路系统涉及种类繁多，应力计算复杂，安全系数要求高，且管路长达几万米，在狭小的空间内布置极其困难。作为中远船务第一个交钥匙的EPC项目，是国内第一个独立进行油气工艺模块的设计和生产，周期短、任务重，因此保障项目如期交付意义重大。AM软件系统是AVEVA公司按照统一标准开发的设计软件，无法适应每一个船厂的设计模式和建造流程。中远船务在设计过程中出现了一系列诸如管路小票信息不全、统计功能信息缺失、未有船东要求的标准格式等问题，严重制约了FPSO项目推进进程。为有效提升生产进度，缩短设计工期，要从技术源头抓起，解决项目推进缓慢问题。

1 背景介绍

1.1 FPSO管路相关知识

FPSO（ Floating Production Storage and Offloading），即浮式储油卸油装置，可对原油进行初步加工并储存，被称为海上石油工厂。管路系统是实现其功能的重要组成部分，主要包括生产流程管系、油气储存及外输管系和公用管系等[1]。

生产流程管系不同于其他管系，它是把来自油井的油气水等混合液经FPSO舷侧立管引至上部模块，经过加工处理后形成合格的原油或天然气，管路中的介质多是压力极高、腐蚀性极强的油或气。按照美国腐蚀工程师协会标准 NACE MR0175/76-2003的要求，生产流程管系中的管材应大部分采用不锈钢、双相不锈钢以及钛合金等抗腐蚀性材料，这些管材及其附件多需从国外进口，采购成本很高。因此在管系生产设计阶段，应提高设计质量，避免产生不必要的浪费。管材采购时要提供准确的材料清单，标明所需材料的标准、数量和证书要求等。管段制作时，管子小票信息要详细准确，包括制作所需管材的标准、数量和重量，管段附件的标准、连接形式，以及整个管段焊接信息、PED（压力容器）认证要求、涂装和保护要求等，从而有效减少管段制作中的废返现象，降低船舶建造成本。

1.2 AM软件出图系统介绍

AM软件是在TRIBON软件基础上开发的一款新的三维建模设计软件，已在船舶行业得到了广泛应用。它集成了PDMS（数字化三维工厂设计系统）的精华和TRIBON M3船体设计模块的优势，具有操作简易性、系统美观性、人机交互方便性等优点，可以达到数据、模型一体化，专业之间平台协商一体化，实现精准及无碰撞设计[2]。

但AM软件系统是AVEVA公司按照统一标准开发的设计软件，无法适应每一个船厂的设计模式和建造流程，需要对软件进行二次开发以满足相应船厂的设计和生产需要[3]。

1.3 DANA FPSO项目介绍

DANA FPSO项目是中远船务集团下属企业南通中远船务签署的英国DANA石油公司的FPSO项目，是国内第一个交钥匙合同中独立进行油气工艺模块的设计和生产，标志着中远船务完全进入了一个高端技术、高附件值、高利润率的FPSO技术生产制造领域，保障项目按期交付的意义重大。但在使用AM软件进行管路设计出图时发现管路小票图信息缺失或错误，需手动进行修改；设计物量需人工一个个进行统计，耗费大量的人力和设计工时，增加了设计差错率，大大降低了设计输出效率，严重影响项目设计工期和生产进度的推进。

为此，针对DANA FPSO项目管路出图的一系列问题，组织了专项小组开发嵌入式自动管路出图系统，提高设计出图质量，降低生产返修成本，全面克服DANA项目管路出图问题，以缩短建造工期，确保产品生产进度顺利推进。该项目模型图见图1。

图1 DANA FPSO项目模型图

2 系统开发目标研究

2.1 设计图纸内容

1）管子图纸中，发现尺寸标注、加工制作和焊接信息的添加不正确、不完善；

2）每份图纸（共有上万份图纸）都需经过大量的手工修改，仅此一项就需耗费上万工时。

3）DANA项目中四大模块为上部油气处理管路清理模块P10、油水气分离模块P20、压缩机处理模块P30、海水回注模块P40，其中仅P10油气处理管路清理模块的材料报表，手工统计预估就需要将近两个月的时间来完成。

2.2 AM设计软件

AM软件系统初始化对设计出图的设置相对简单，造成一些信息设置受限，使管子制作的部分生产信息缺失，经调查发现主要体现在：焊接、弯管制作、管子附件的安装等信息错误或缺失。

AM软件系统出图模板设置中最多能填10个

数值，但DANA FPSO项目管路系统管子ISO（轴测图）图中一根管线就有多个ISO，许多设计信息数值需要手工添加避免设计输出信息缺失。

2.3 设计员工能力

1）由于本项目船东要求，设计人员基本都是第一次使用AM软件进行生产设计。

2）设计人员相对比较年轻，大部分是刚毕业的应届大学生及一些2年～3年工作经验的新招聘员工，设计经验缺乏。

3 AM软件二次开发设计

针对DANA FPSO项目管路出图效率低下，图纸信息缺乏，需进行手动进行修改等问题进行问题原因分析。发现造成管路出图效率低下的主要原因共有五条，分别是：缺少软件开发能力；虚拟服务器造成丢失；不满足管路出图要求；不满足ISO出图要求；AM软件初始化不到位。针对上述分析问题，对AM软件系统进行二次开发，开发嵌入式自动管路出图系统，以提高出图效率，提高设计质量。对DANA FPSO项目中使用的AM软件进行出图系统二次开发（见图2），完整配置DANA FPSO AM设计系统的报表、小票图纸、ISO出图图纸、MDS支架的搭建和出图信息，并进行了相关程序的开发。主要包括以下四部分内容：

1）确立信息化开发语言，PML2语言，确立出图开发方向和预期达到的目标；

2）确立开发报表的格式；

3）制订出图系统的模板；

4）制订系统的命名规则对AM软件进行二次开发。

通过采用 PML2语言（Programmable Macro Language可编程宏语言，是一种基于面向对象（Object Oriented）概念的编程语言）编制自动统计程序，对管材、管附件进行统计汇总和托盘报表领料和制作；针对ISO属性轴测图信息添加的不完全、管子小票尺寸标注原图错误百出、管支架需手动命名等问题，采用PML2语言编制程序完善了自动化添加和自动命名功能[4]。

图2 AM软件二次开发程序

4 开发界面及应用效果

4.1 AM软件二次开发

在软件开发后的界面中（见图3），管路出图程序嵌入AM系统软件，并用图形用户界面显示，使其更加人性化和简易化，操作简单容易上手。红色框处为软件二次开发的菜单按钮界面。

对于管材、管附件、托盘报表统计效果，以前需在计算机中针对3D模型一个一个查找管材和管附件及托盘报表数据，然后进行输出，现在只需点击相应工具按钮，由电脑自动化统计代替人工手动查找统计。

管子小票尺寸标注、ISO属性和管支架自动命名出图效果，信息全面，内容清晰，经南通现场生产验证，完全满足生产加工的需要。

图3 AM软件二次开发界面

4.2 提高出图效率

1）直接效益—减少出图时间

（1）管路出图方面：小票图和ISO轴测图管子附件名、焊接信息、加工信息实现自动出图，自动标注位置信息，不再需要手动修改每份图纸。经南通中远船务统计，出图效率大幅提高，准确率达到98%以上（万份图纸中仅有124处简单小修改），节省了19 870个设计工时。

（2）管路支架自动命名和托盘：为DANA项目节省了15 000个设计工时，加快现场管子和支架搭建的速度，压缩了整个工期。

（3）物料自动报表的开发：解决了手动统计慢且不准确的现象，现在管子附件清单准确无误，据统计可节约大约3 000个工时；同时提高了物料订货的准确性，避免材料订货的浪费。

（4）开发程序和系统设置：提高管子和轮机专业的效率，整体节省了56 000个工时。

2）间接效益—减少现场返工

（1）管子建模由于对托盘报表和物料汇总自动报表进行软件二次开发，以前需要手动进行统计添加的设计模块，现在自动出图、自动报表，速度和准确度大幅提高，管子加工数据信息准确率达到98%以上，现场反馈基本没有设计出图差错（仅偶尔进行现场技术澄清），完全满足现场加工生产需要；间接减少了材料订货的浪费，节约了大量资金。

（2）管子支架自动命名，便于现场核对和查找，节约了大量现场查找和核对的时间。

5 结论

通过对三维建模设计软件AM系统的二次开发，成功解决DANA项目设计过程中管路出图尺寸标注、加工制作和焊接信息缺失，管路附件和管支架等手动统计困难、耗时耗力，以及数据库丢失、引起停工等技术问题和风险，压缩了两个月的工期，为DANA项目的顺利推进赢取了宝贵时间。更为后期根据企业需求统一进行生产设计出图系统的二次开发和应用，减少了时间和人力成本上的浪费，提高了生产效率。

[1]桑松, 林焰, 纪卓尚.浮式生产储油装置（FPSO）技术经济评价指标分析及论证[J].船舶, 2005.(2): 9-14.

[2]孙良, 褚朱宏.TRIBON M3装配计划的应用及开发[J].江苏船舶, 2011(3): 39-41.

[3]傅作民, 孙建.TRIBON舾装二次开发应用探索[C]//2008年MIS/S&A学术交流会议论文集.2008.

[4]栾丰一, 陈佳名, 潘秋艳.AM软件功能研究及实船设计应用[C]//2011年CAD/CAM学术交流会议论文集.2011.

Secondary Development of AM Software for Embedded Automatic Pipeline Drawing System

Qi Dong-zhou, Zhu Chun-sheng, Qu Yan
(COSCO Shipyard Group Co., Ltd., Liaoning Dalian 116600, China)

The DANA FPSO project is signed by COSCO-shipyard with British DANA Petroleum Company, which is the first domestic turnkey contract with independent design and production of oil and gas process module.Ensuring the project delivery on time is of great significance.During the pipeline design and drawing by AM software, it occurs the diagram information missing or mistake, which need to be manually modified and counted and seriously impact the project design period and production schedule.In view of the problem, a special team is organized to develop the embedded automatic pipeline drawing system in order to improve the design quality, overcome the problems in the DANA project piping drawing process, and reduce the production period.It ensures the smooth progress of the project.

DANA FPSO; turnkey contract; AM software; secondary development

TP31

A

10.14141/j.31-1981.2016.02.008

齐东周（1981—），男，工程师，硕士，研究方向：船舶及海洋工程装备系统设计、工艺、设备总体布置。