智慧心声

SmartVoice

海克斯康数字智能应用文集

SmartVoice

海克斯康数字智能提供面向流程工业、海事和基础设施的行业数字化解决方案。

业务领域覆盖工程设计、采购、预制、建造、完工调试及设施运维全过程，以丰

富的产品组合和先进的技术理念长期以来为国内外客户提供持之以恒的解决方案

及服务。

在ARC咨询集团发布的《工业和基础设施工程设计工具全球市场前景分析》中，海

克斯康连续十余年被评为世界第一的工业一体化工程设计解决方案供应商。

秉承积极进取、合作共赢的态度，海克斯康将不断致力于中国行业用户的数字化转

型之实践，共同成就美好未来。

世界超过三分之二的工厂与设施的设计、建造和运维都使用了海克斯康的软件和解

决方案。

全球领导者

化工

三维模型电缆自动敷设在煤化工项目的应用和总结………………………………………………………… 10

Intergraph Smart® 3D 异地协同项目权限的介绍与管理…………………………………………………… 18

化工项目三维协同正向设计应用经验………………………………………………………………………… 24

基于C#语言的Intergraph Smart® 3D预埋件条件定制 …………………………………………………… 28

东华科技数字化项目管理平台（D·EPC）实施经验分享 …………………………………………………… 30

基于C#语言的SmartPlant® Foundation工程项目数据集成开发浅析 …………………………………… 33

Intergraph Smart® 3D与CAESAR II双向接口帮助林德工程提高准确性，加强质量控制 ……………… 36

朗盛通过HxGN EAM助力数据驱动的资产创新、可持续性和安全性……………………………………… 38

DSM通过优化报警提高工厂的安全水平和盈利能力 ……………………………………………………… 40

Techin公司采用CADWorx系列解决方案提高准确性、简化操作 ………………………………………… 42

比利时Vynova的工程生产力在全球新冠疫情期间不降反增 ……………………………………………… 45

石油和天然气

外载作用下小口径设备管嘴法兰校核方法的探讨…………………………………………………………… 48

使用接口提高Intergraph Smart® 3D石化工程数字化交付效益 …………………………………………… 54

Intergraph Smart® 3D管道轴测图批量处理程序的开发 …………………………………………………… 56

浅谈数据分析在Intergraph Smart® P&ID数字化设计管理中的应用 ……………………………………… 58

海克斯康数字智能CAESAR II助力中海沥青实现精密分馏装置应力分析 ………………………………… 63

Intergraph Smart® 3D管线、管段和管件明细表生成及拓展应用 ………………………………………… 64

生产过程安全与优化技术在塔里木乙烯项目中的实践……………………………………………………… 66

基于Python对Intergraph Smart® 3D Bulkload Utility的重新设计与实现 ……………………………… 70

现代企业的报警治理…………………………………………………………………………………………… 76

CAESAR II在Amiantit的SHARQ项目中发挥重要作用 ……………………………………………………… 81

德希尼布能源公司采用EcoSys™逐步实现项目控制过程数字化 ………………………………………… 82

戈德瑞吉工艺设备部凭借PV Elite实现合规，创最短工期记录 …………………………………………… 85

莫特麦克唐纳用CAESAR II顺利完成巴布亚新几内亚的管道项目 ………………………………………… 86

L&T千代田有限公司用海克斯康数字智能解决方案改善全球工程项目的交付 …………………………… 88

尼纳斯石油利用海克斯康智能工具实现炼油厂资产生命周期信息管理的数字化………………………… 91

PAS状态报警方案解决焦化装置问题 ………………………………………………………………………… 94

俄罗斯知名工程公司使用海克斯康数字智能解决方案为液化气设施提供零碰撞电气工程服务………… 96

HxGN EAM和Visual K促进DeNovo的数字化转型 ………………………………………………………… 98

海克斯康数字智能解决方案成为Velesstroy Ltd简化流程、提升生产业绩的必要组成部分 ………… 100

PAS助力亚太油气公司促进卓越运营 ……………………………………………………………………… 103

目录

Intergraph Smart® 3D自定义物项关联关系创建及管理方法 …………………………………………… 106

中广核EcoSys™平台三年应用小结 ……………………………………………………………………… 110

基于Label的Name Rule开发 ……………………………………………………………………………… 114

Contact Energy为操作员减少60%的异构控制系统报警工作量………………………………………… 117

Fusion For Energy使用EcoSys™管理欧洲的ITER项目出资 …………………………………………… 118

HxGN EAM Mobile让Invenergy的技术人员每人每天节约15分钟 ……………………………………… 120

核能和发电

Intergraph Smart® 3D邮轮栏杆参数化设计开发和应用 ………………………………………………… 124

扬帆起航，驶向未知的海洋………………………………………………………………………………… 128

Intergraph Smart® Materials在中海油LNG接收站工程EPC项目中的应用 …………………………… 130

Stressman Engineering用CAESAR II解决危险的高压振动问题 ……………………………………… 132

Code Tech International用海克斯康数字智能CADWorx及分析软件解决方案改善海上工程设计 …… 135

PAS有效的报警和边界管理优化海上平台投产环境 ……………………………………………………… 138

海事

As-Samra污水处理厂利用水务解决方案提高约旦水资源安全性 ……………………………………… 142

j5操作管理软件帮助伦敦市污水处理公司完成日志与记录的数字化转型……………………………… 144

Zinfra用CAESAR II详细分析矿山开采沉降 ……………………………………………………………… 146

Burns & McDonnell将EcoSys™作为项目管控的支柱技术 ……………………………………………… 148

Interfor公司应用HxGN EAM实现维修标准化，增强盈利能力 ………………………………………… 150

De Smet S. A. Engineers & Contractors用海克斯康数字智能解决方案应对替代燃料需求 ………… 152

电子材料公司通过部署PAS改变网络安全策略 …………………………………………………………… 154

西门子用CAESAR II为印度铝企节约500工时 …………………………………………………………… 155

PAS助力大型制浆造纸公司克服运营技术远程工作困难 ………………………………………………… 156

CEDO用CADWorx和CAESAR II成功完成快速设计项目 ………………………………………………… 157

拜耳集团采用海克斯康数字智能解决方案实现管道仪表流程图和三维模型数字化…………………… 158

其它

化工

化工行业当前面临的挑战是市场的可持续性——这意味着必须要提高运营效率。通过

海克斯康数字智能的化工厂设计、建造和运维解决方案，先进公司可以用更好的方式

设计和建造工厂，借此可以缩短上市时间和实现供应链优化。化工厂业主可以完全掌

控其宝贵的信息资产，从而提高化学品的生产或加工速度。业主可以用创记录的时间

建成工厂并投入运营。

10 SmartVoice

1. 前言

1.1 应用背景

随着中国煤化工项目规模的不断扩大、工程数字化交付的实

行，越来越多石油化工行业的工程公司、设计院和业主方对

电缆规格的统一性、电缆长度的准确度、电缆敷设路径的可

视化、电缆变更管理等，都提出了较高要求。

电缆自动敷设软件的使用，对节约人力成本，减少繁杂的

电缆测量工作，提高设计质量和工作效率，都具有积极的

意义。

1.2 产品概况

海克斯康提供测试版电缆自动敷设软件（目前只适用于

Smart 3D V2016 SQL版本），其工作原理和实施过程如下：

先定制电缆敷设相关数据库和配置系统文件，完成建模和

信号类型添加；然后加载电缆输入表，用软件扫描和校验

Smart 3D中已建立的电仪模型；接着，完成桥架/设备自动

拓扑，软件将自动寻找从起点设备至终点设备的较优路径，

完成电缆敷设和生成各类电缆表格。

1.3 应用范围和定制内容

东华工程科技股份有限公司（以下简称东华）与海克斯康开

展了战略合作，此次应用范围为CO变换单元及其电缆对应

的现场机柜间，进行电缆自动敷设的模型种类有分析柜、分

析小屋、压力/差压变送器、流量仪表、可燃/有毒气体检测

器、阀门、就地盘和控制机柜等。

期间，东华定制了电仪设备模型库、信号类型库和电缆类

型库，改写了Smart 3D的部分配置文件，对电仪模型进行

信号添加，实现了CO变换单元现场的电缆自动从模型Cable

Port口，按就近原则敷设进入同信号类型的桥架，再通过外

管廊上的主桥架汇入现场机柜间的控制机柜。

2. 电缆自动敷设前期工作

2.1 管理员工作

管理员工作包括应用项目的前期软件环境测试、电缆自动敷

设软件的安装和人员使用授权、各类库文件的定制和加载、

电缆输入表加载等。

2.2 库文件定制

2.2.1 电仪设备模型库

电仪设备模型库按Smart 3D常规方式进行定制，在Smart

3D正常建模即可。因敷设过程中需要选择模型设备的Cable

Port口进行信号添加，建议所有电仪模型均应带有Cable

Nozzle。虽Cable Nozzle也可后期手动添加，但工作效率较

低，此方式不推荐。

摘 要：东华工程科技股份有限公司首次在某煤化工项目中，应用了海克斯康提供的基于Intergraph Smart 3D的测试版电缆

自动敷设软件。本文介绍了电缆自动敷设的应用过程，展示了部分定制的数据库文件、三维模型的电缆敷设效果和

软件导出的电缆表格。本文还结合石油化工工程设计经验，总结了软件的应用情况，阐述了电缆自动敷设实现的先

决条件及相关要求，并对软件提出了优化建议。

涉及的海克斯康数字智能产品：Intergraph Smart® 3D （V2016 SQL）

三维模型电缆自动敷设在煤化工项目的应用和

总结

姚怡君，黄辰，汪世杰（东华工程科技股份有限公司）

化工

智慧心声 11

三维模型电缆自动敷设在煤化工项目的应用和总结

2.2.2 信号类型库

在“Append Cableway Codelist.xls”中，根据电缆的信号类型、电压等级等。

表1 信号类型库（部分）

信号类型短描述

SignalType ShortDescription

信号类型长描述

SignalType LongDescription

代码

Codelist Number

备注

Remark

AI-ia AI-ia 210001 4~20mA本安AI信号

AI-d AI-d 210002 4~20mA非本安AI信号

AO-ia AO-ia 210003 4~20mA本安AO信号

AO-d AO-d 210004 4~20mA非本安AO信号

DI-ia DI-ia 210005 4~20mA本安DI信号

DI-d DI-d 210006 4~20mA非本安DI信号

DO-d DO-d 210007 4~20mA非本安DO信号

E E 210008 24VDC电源

Pt100 Pt100 210009 Pt100热电阻信号

P-0.22 P-0.22 210011 220VAC电源

CR CR 210051 电气控制信号

LV LV 210052 电气低压电源

HV-10 HV-10 210054 10kV电气高压电源

HV-35 HV-35 210055 35kV电气高压电源

HV-110 HV-110 210056 110kV电气高压电源

2.2.3 电缆类型库

在“ Cabling.xls”中，填入电缆的型号、规格、描述、重量、电缆外径、信号类型、电压等级、使用材料等。

表2 电缆类型库（部分）

规格&型号

PartNumber

描述

PartDescription

重量

Weight

电缆外径

Diameter

电压等级

Voltage

1×2×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 多股铜芯聚乙烯绝缘聚乙烯护套钢丝铠装阻燃铜丝编织屏蔽计算

机软电缆 0.115 kg/m 10 mm 24

1×2×1.5mm2 ZC-ia-DJYYPR33 多股铜芯聚乙烯绝缘聚乙烯护套钢丝铠装阻燃铜丝编织屏蔽本安

计算机软电缆 0.115 kg/m 10 mm 24

1×2×2.5mm2 ZC-DJYYPR33 多股铜芯聚乙烯绝缘聚乙烯护套钢丝铠装阻燃铜丝编织屏蔽计算

机软电缆 0.149 kg/m 12.8 mm 24

1×3×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 多股铜芯聚乙烯绝缘聚乙烯护套钢丝铠装阻燃铜丝编织屏蔽计算

机软电缆 0.137 kg/m 11.5 mm 24

12×2×1.0mm2 ZC-DJYPYPR 多股铜芯聚乙烯绝缘聚乙烯护套阻燃铜丝编织分屏及总屏蔽计算

机软电缆 0.82 kg/m 30 mm 24

12×2×1.0mm2 ZC-ia-DJYPYPR 多股铜芯聚乙烯绝缘聚乙烯护套阻燃铜丝编织分屏及总屏蔽本安

计算机软电缆 0.82 kg/m 30 mm 24

8×3×1.0mm2 ZC-DJYPYPR 多股铜芯聚乙烯绝缘聚乙烯护套阻燃铜丝编织分屏及总屏蔽计算

机软电缆 0.742 kg/m 25 mm 24

3×2.5mm2 ZC-KYVP3 阻燃型铜芯聚乙烯绝缘铜线编织屏蔽聚乙烯护套控制电缆 0.191 kg/m 13 mm 220

24×1.5mm2 ZC-KYVP3 阻燃型铜芯聚乙烯绝缘铜线编织屏蔽聚乙烯护套控制电缆 0.394 kg/m 23 mm 220

12 SmartVoice

2.3 三维模型信号类型添加

参与电缆自动敷设的模型分为独立的电仪模型和管道上的仪

表模型，两者信号类型添加方式不同，详见下文。

（1）独立的电仪模型

即分析柜、分析小屋、分体式压力/差压变送器、分体式流

量仪表、可燃/有毒气体检测器、就地盘、控制机柜、桥

架、电气三箱和灯具等，是由自控/电气/电信专业设计人员

在Smart 3D中完成建模。

此类模型的信号类型在Properties-Category-Cable FillProperty-Signal Type中的下拉框进行选填，详见下图1。

图1 分析小屋模型的信号类型添加

（2）管道上的仪表模型

即一体式流量仪表、阀门等，是由布置管道专业设计人员在

Smart 3D中完成建模。

此类模型的信号类型在Properties-Category-StandardProperty-节点信号类型中输入，详见下图2。

图2 阀门模型的信号类型添加

2.4 电缆输入表填写及加载

电缆输入表即“Cable Template.xls”文件。设计人员应按

要求填写待敷设电缆的信息，包括电缆名称、信号类型、电

缆规格、起/终点设备位号等，详见下表3。

再由设计人员在软件的Validate Cable Schedule-Validate

File中校验已完成的电缆输入表。软件将自动扫描Smart 3D

中的模型，并与电缆输入表中的信息进行关联。电缆输入表

校验功能是电缆有效自动敷设的保障。

校验无误后，设计人员将表格提交管理员，由管理员将

“Cable Template.xls”加载进电缆敷设数据库。

表3 电缆输入表（部分）

序号

No.

电缆名称

Cable Name

信号类型

Signal Type

电缆规格

Cable Type

起始装置位号

From Tag

终点装置位号

To Tag

1 561-GT-4001-SC AI-d 1×3×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 561-GT-4001 6G

21 561-PT-4001-SiC AI-ia 1×2×1.5mm2 ZC-ia-DJYYPR33 561-PT-4001 2F

51 561-FT-4001-SC AI-d 1×2×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 561-FT-4001 1G

61 561-FT-4001-P P-0.22 3×2.5mm2 ZC-KYVP3 561-FT-4001 5G

77 561-AH-4001-SC AI-d 1×2×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 561-AH-4001 1F

85 561-AH-4001-P P-0.22 3×2.5mm2 ZC-KYVP3 561-AH-4001 5F

93 561-AH-4001-CC DI-d 1×2×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 561-AH-4001 3G

109 Gate Valve-0330-SiC AO-ia 1×2×1.5mm2 ZC-ia-DJYYPR33 Gate Valve-0330 2G

110 Gate Valve-0330-CC1 DI-d 1×2×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 Gate Valve-0330 3F

112 Gate Valve-0330-EC E 1×2×2.5mm2 ZC-DJYYPR33 Gate Valve-0330 4F

化工

智慧心声 13

3. 电缆自动敷设应用过程

3.1 桥架模型自动拓扑

桥架自动拓扑即连通桥架路径。桥架建模连续的情况下，软

件将自动在桥架中心线生成连接红线，表示桥架“通电”，

并在每块Cableway Feature的两端、中点和交接处自动放置

电缆节点Marker，如下图3。

该软件默认若桥架模型Port口未正确连接，则桥架自动拓扑

必不成功，需进行修改。建议使用规范的桥架接头，或在安

装空间受限时使用虚拟连接，下图3、4、5为桥架拓扑成功

的典型图。

图3 某段桥架的自动拓扑截图

3.2 设备自动拓扑

设备自动拓扑是以设备为中心点，自动寻找其设定范围

Range内，同信号类型桥架上最近的电缆节点Marker，将设

备与该电缆节点进行连通。设备拓扑成功，则设备中心至最

近的电缆节点之间会生成连接绿线，见下图6和7。

若设定范围Range内，能寻找到同信号类型的桥架但无电

缆节点，软件将自动放置新的电缆节点在与设备最近的桥

架上。

设定范围Range长度可以随意设置，因工艺单元和现场机柜

间的范围Range相差较大，建议设置Filter，分工段进行设

备自动拓扑。

设备至最近电缆节点的敷设路径和长度统计有Delta和

Linear两种方式。Delta为两点之间X+Y+Z的长度，Linear

为两点之间的斜直线距离。

图6 现场机柜间的设备自动拓扑截图

图7 CO变换单元的设备自动拓扑截图

3.3 电缆自动敷设

在软件中载入设备拓扑的信息，点击Route按钮，电缆将沿

起点设备、起点设备附近桥架上最近的电缆节点，桥架内部

通道、终点设备附近桥架上最近的电缆节点、终点设备的路

径，进行自动敷设。

以某分析小屋561-AH-4001为例，其附近有一趟信号电缆桥

架A（400mm宽×200mm高、标高+4.0m），和另一趟电

源电缆桥架B（200mm宽×100mm高、标高+4.5m）。

图8和图10为电缆561-AH-4001-SC（4~20mA非本安AI信

号）的敷设效果截图，电缆就近进入信号电缆桥架A，再沿

主桥架敷设进控制机柜。

图9为电缆561-AH-4001-P（220VAC电源）的敷设效果截

图，电缆就近进入电源电缆桥架B。

图4 桥架三通处的自动拓扑

截图

图5 桥架虚拟连接处的自动

拓扑截图

三维模型电缆自动敷设在煤化工项目的应用和总结

14 SmartVoice

图10 某分析小屋信号电缆自动敷设截图

个别电缆路径不通时，软件界面会显示Disconnected，可

用Check Topos进行检查，并做手动拓扑。

三维模型上默认电缆起点为模型中心点，小尺寸设备或仪表

可直接使用。若是分析小屋、机泵、撬装设备等较大成套设

备。可手动添加Cable Port到其指定位置，电缆将从指定的

Cable Port处开始敷设。

该软件的电缆自动敷设速度尚可，实测自动敷设120根电缆

时，用时35s。

3.4 导出电缆报表

电缆自动敷设完毕，该软件能通过过滤器筛选，选择全部、

某装置或某部分的电缆，导出多种电缆报表。石油化工行业

能直接使用的几种报表如下。

（1）电缆明细表

电缆明细表是按上表3电缆输入表中的电缆排序，自动导出

后续列信息，详见下表4。表4中包含表3的信息列，此处不

再列出。

前/后端预留长度分别指设备起点端和机柜终点端的备用电

缆长度，供现场施工安装使用，可在设备自动拓扑时进行

规定。

图8 某分析小屋信号电缆自

动敷设局部截图

图9 某分析小屋电源电缆自

动敷设局部截图

表4 电缆明细表（部分）

序号 电缆名称 切割长度（m） 前端预留长度（m） 后端预留长度（m） 上桥架长度（m） 下桥架长度（m）

1 561-GT-4001-SC 321 2 5 21.350 2.540

21 561-PT-4001-SiC 277 2 5 3.380 3.240

51 561-FT-4001-SC 274 2 5 12.740 2.540

61 561-FT-4001-P 274 2 5 13.540 2.390

77 561-AH-4001-SC 267 2 5 10.030 2.460

85 561-AH-4001-P 267 2 0 10.820 3.130

93 561-AH-4001-CC 274 2 5 10.030 3.170

109 Gate Valve-0330-SiC 241 2 5 9.250 3.320

110 Gate Valve-0330-CC1 240 2 5 9.250 3.150

111 Gate Valve-0330-CC2 240 2 5 9.250 3.150

112 Gate Valve-0330-EC 239 2 5 9.250 2.560

（2）电缆规格汇总表

电缆规格汇总表中统计了每种电缆的总长度和重量，详见下表5。

化工

智慧心声 15

表5 电缆规格汇总表（部分）

序号

No.

信号类型

Signal Type

电缆型号和规格

Specification & Model Code

电缆长度（m）

Cable Length

重量（kg）

Qty.

1 AI-d 1×3×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 5587 765.419

2 AI-ia 1×2×1.5mm2 ZC-ia-DJYYPR33 8239 947.485

3 AI-d 1×2×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 4808 552.92

4 P-0.22 3×2.5mm2 ZC-KYVP3 4769 910.879

5 DI-d 1×2×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 4286 492.89

6 AO-ia 1×2×1.5mm2 ZC-ia-DJYYPR33 2620 301.3

7 E 1×2×2.5mm2 ZC-DJYYPR33 1049 156.301

（3）电缆节点容量表

电缆节点容量表等同于电缆桥架平面布置图中的电缆剖面图，详见下表6。

表6 电缆节点容量表（部分）

序号

No.

电缆节点号

Node Name

桥架使用截面积

（mm2

）

Area of Use

桥架容量

（mm2

）

Capacity

填充率

（%）

Fill Ratio

电缆位号

Cable Tag

型号和规格

Specification & Model

外径

（mm）

Diameter

1 Cable Marker-073 676 20000 3.38% 561-FT-4001-P 3×2.5mm2 ZC-KYVP3 13

2 561-FT-4002-P 3×2.5mm2 ZC-KYVP3 13

3 561-AH-4001-P 3×2.5mm2 ZC-KYVP3 13

4 561-AP-4001-P 3×2.5mm2 ZC-KYVP3 13

（4）设备电缆信息表

设备电缆信息表是以每台仪表/设备为个体，列出其所有电缆的信息。

表7 设备电缆信息表（部分）

设备名称

TAG

电缆名称

Cable Name

信号类型

Signal Type

电缆规格

Cable Specification

电缆长度（米）

Length

561-AH-4001 561-AH-4001-CC DI-d 1×2×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 274

561-AH-4001-P P-0.22 3×2.5mm2 ZC-KYVP3 267

561-AH-4001-SC AI-d 1×2×1.5mm2 ZC-DJYYPR33 267

4. 应用情况总结

4.1 应用实现的先决条件

东华经过本次项目应用，确认了要在实际工程项目中应用海

克斯康测试版电缆自动敷设软件，并真正做到提质增效，至

少应满足如下先决条件：

4.1.1 Smart 3D的使用速度要求

电缆自动敷设软件是集成在Smart 3D软件内，操作工具栏

在其菜单栏上，可视作Smart 3D的一个插件。

若应用项目使用Smart 3D的速度慢或卡顿，电缆自动敷设软

件也会使用受限。建议用户公司对局域网网速、Smart 3D服

三维模型电缆自动敷设在煤化工项目的应用和总结

16 SmartVoice

务器和设计人员电脑等做好配置。另项目单元的层级、特大

工段建模的分区设置等应做好前期规划，实测若某个项目或

单元模型数量过多时，会影响Smart 3D使用速度。

4.1.2 应用项目的设计周期要求

使用电缆自动敷设软件的项目，应有充足的项目设计周期。

从上文2节和3节可看出，电缆自动敷设软件对桥架/设备

模型的名称、信号类型、桥架/设备拓扑连接等都有严格要

求，任一条件不满足，电缆均无法敷设成功，故应给设计人

员足够的时间建全所有模型，并检查核对。

4.1.3 人员的配备要求

软件管理员和项目技术人员配备应合理。

（1）管理员配备

因电缆敷设专业性较强，建议工程公司或设计院在电控室内

至少增加一名电缆敷设专职管理员，对接自控、电气、电信

三个专业的技术人员，完成上文2.1节的相关工作，做好软

件应用支持和软件培训。

（2）项目技术人员配备

自控、电气、电信三个专业应根据项目规模，分别配备足够

的设计、校核人员。设计人员应能熟练地使用Smart 3D进

行建模和抽表格，校核/审核人员应能熟练地使用Smart 3D

进行浏览。

4.2 与人工统计电缆的工作量比较

4.2.1 增加的工作量

要求设计人员在使用Smart 3D建模时更细化、精准。与电

缆敷设相关的所有设备、桥架的模型都应规范建立。

电缆输入表应填写正确、规范，桥架模型、设备模型、电缆

输入表三者上的信号类型必须一一对应。

因部分仪表安装在工艺管道上或成套设备上，故与其他专业

的设计交界面、沟通成本也会增加。

4.2.2 减少的工作量

使用该电缆自动敷设软件，技术人员不需要在CAD图纸上手

动测量电缆和电缆保护管的长度，也不需要绘制电缆桥架剖

面图，软件自动生成的电缆节点容量表包含了该部分信息，

详见上表6。

另电缆敷设成功后，若设备模型位置发生变化，软件会自动

提示电缆长度过期，提醒设计人员进行检查。设计人员点击

“Check Model”即可更新电缆长度，无需查看和记录修改

的模型、重新手动测量或修改电缆。

4.3 提高设计质量的方法

使用该电缆自动敷设软件，设备的电缆预留长度（Spare

Length）可以完全统一，避免因设计人员习惯不同而造成的

电缆余量不一致的情况。

在Smart 3D中进行三维电缆敷设，每根电缆的敷设路径和

周围情况清晰可见，能快速查看电缆敷设路径是否合适，对

造价较高的电力电缆敷设用处较大。

电缆自动敷设可以分工段、分部分完成，设计人员可以将电

缆分批次锁定、提交，有利于电缆分批采购和管理。

4.4 对设计流程的影响

在石油化工工程设计中，电缆敷设工作属于项目后期，通常

在工艺单元60%深度甚至90%深度模型审查后，才能开展。

如梁、柱、墙面、窗户、单元基础框架、设备平台、检修

/吊装区、集水坑等模型的位置，设备/管道上的仪表和阀

门等模型的位置和位号，这些外专业建模内容是否规范、

精准，会直接影响到电仪模型的布置，从而影响到电缆的

长度。

建议进行公司级设计流程梳理，对设备、布置管道、结构等

专业的建模进度、深度、准确性做正式规定，确保电仪建模

和电缆自动敷设工作顺利开展。

4.5 对设计分工的要求

使用电缆自动敷设软件，对工程公司、设计院的设计分工要

求更细，设计接口更多，并增加了权限分配的要求。

4.5.1 专业内部分工

建议明确软件管理员和设计人员的分工。设计人员主要完成

建模、电缆设计、电缆输入表校验等工作。要加载进Smart

3D数据库或电缆敷设数据库的文件，应由设计人员正式提

交文件至管理员，管理员完成加载并记录文件版次。

4.5.2 与外专业分工

Smart 3D中授权原则通常是谁建模谁有模型修改权限。

因电缆自动敷设需要在设备上添加信号类型，而信号类型相

关知识较专业，可将成套设备、机泵、 设备上仪表、管道

化工

智慧心声 17

上一体化仪表和阀门等模型的修改权限，授权给电控人员。

电控人员仅检查或输入信号类型，不得删除或修改模型其他

信息。

4.6 对软件的优化建议

结合石油化工工程设计经验，东华提出如下建议，希望软件

能进一步优化，使其更符合石油化工行业的使用习惯：

（1）电缆路径算法优化

对电力电缆等弯曲半径要求大的电缆，采用“手/自动结合”

的方式，能在设备起/终点段手动指定敷设路径或区域。

（2）增加自动导出电缆保护管或汇线槽材料功能

在电缆类型库中，根据电缆规格添加电缆保护管或汇线槽材

料信息。在软件操作界面增加电缆保护管或汇线槽选项，设

计人员可灵活选择是否导出电缆保护管或汇线槽材料。

（3）增加电缆变更管理

能在设计人员每次提交电缆时进行自动本分，并对不同版次

的电缆表做对比分析和变更标注。

（4）增加电缆估算功能

通过指定主要桥架路径、起点/终点设备的工段内最远坐

标、电缆的规格、根数和信号类型等，自动导出初步电缆材

料表，供项目报价参考。

（5）开发电缆分盘功能

可结合电缆设计经验、电缆制造特点、项目现场发料和施工

管理需求进行开发。

4.7 愿景

通过此次项目应用，东华认为海克斯康提供的测试版电缆自

动敷设软件的设计思路和使用方法基本可行。

三维电缆自动敷设软件在中国石油化工行业具有巨大的市

场。东华希望海克斯康能提供更完善的软件商品，更好地为

石油化工工程服务，实现业主方、工程公司、软件公司多方

共赢。

关于东华工程科技股份有限公司

东华工程科技股份有限公司位于中国安徽合肥，

隶属于中国国务院国资委直属中国化学工程集团

有限公司。东华科技源于1963年成立的原中国化

学工业部第三设计院，2001年实施股份制改造，

2007年在深圳证券交易所成功上市，是中国工程

勘察设计行业较早进行股份制改造并上市的现代

科技型企业。作为中国勘察设计百强企业，公司

连年获评“AAA级信用企业”和“国家级高新技

术企业”称号，早在2005年就被评为“全国文明

单位”。

东华科技拥有工程设计综合甲级、石油化工工程

施工总承包壹级，以及环保工程、规划设计等多

领域顶级资质。公司专业从事化工、石油化工、

新材料、新能源、生态环保、基础设施、生物医

药等多领域工程建设，提供研发、咨询、设计、

采购、施工管理、开车指导、工程监理、工程总

承包、PMC管理、运营等全过程服务。东华科

技以“项目经理负责制”和“工程项目精细化管

理”为核心，对工程项目建设全过程进行精细化

和数字化管理。

面对“碳达峰、碳中和”这场广泛而深刻的经济

社会系统性变革，新时代的东华科技坚定“一个

基本盘+三纵三横”的发展战略，聚焦技术集成、

工程承包、投资运营三大定位，纵向推进“差异

化、实业化、国际化”发展战略，横向布局“新

材料、新能源、新环保”产业领域，加快建设具

有国际竞争力的综合性工程公司。

三维模型电缆自动敷设在煤化工项目的应用和总结

18 SmartVoice

Intergraph Smart® 3D 异地协同项目权限的

介绍与管理

李海英（鹰图软件技术（青岛）有限公司）

引言

Intergraph Smart 3D异地协同项目有着带宽需求低、数据

库自身可以复制的低成本优势，允许全球范围内多个站点共

享同一个模型中的所有数据，从而使多个工作地点（或者多

家设计公司）在一个模型中进行设计工作。异地协同项目的

权限与独立工作的项目有所不同，本文将简述异地协同项目

的权限及权限管理。

1. 异地协同项目简介

异地协同项目是星形连接，主站点只有1个，卫星站点可以

是1至多个。SDB、SDB_Schema、CDB、CDB_Schema

由主站点到卫星站点单向传递，优势是可由主站点控制

Catalog数据。MDB是主站点与卫星站点双向传递，不同卫

星站点的模型先传到主站点，再通过主站点向其他卫星站点

分发，实现多地点共同协作建模。

RDB、RDB_Schema、View不传递，主站点、卫星站点各

自生成。ShareContent不传递，初始文件可由主站点发送

至卫星站点，确保ShareContent与主站点一致，如有更新

需要从主站点手动拷贝更新至卫星站点。

Smart 3D、SQL Server的版本需要Satellite与Host保持一

致，SQL Server必须企业版，其他软件清单同Work Alone服

务器的配置。

2. 异地协同项目的权限介绍

异地协同项目中不是所有操作都可以在各站点执行，有些操

作只能在主站点执行，有些操作有权限在各卫星站点执行，

这里进行简单阐述。

2.1 执行Duplicate/Consolidate Model for Workshare

命令

配置异地协同项目，要执行Duplicate Model for Workshare

命令，移除卫星站点时，需要执行Consolidate Model for

Workshare命令，这两个命令只能在主站点运行，卫星站点

不可执行。

2.2 创建权限组与权限组文件夹

权限组及文件夹只能在主站点创建，权限组或权限组文件夹

通过数据库的传递由主站点复制到卫星站点。

化工

智慧心声 19

2.3 更改权限组账户

主站点、卫星站点权限组的账户及权限都是在主站点进行添

加、删除、更改。账户信息通过数据复制由主站点传递至卫

星站点。

2.4 新建Location

由主站点为卫星站点新建Location，卫星站点无法新建

Location，点击Database > New > Location。

2.5 更改权限组的Location

异地协同环境配置完成后，各权限组的Location默认都

是主站点的Location。只有将Location更改为卫星站点的

Location，卫星站点才能使用这些权限组。而Location的

更改需要在主站点操作，右键点击权限组，打开属性，将

Location切换成其他站点的Location。

2.6 更改ShareContent

主站点可以更改Share Content，卫星站点只能手动更新，

从主站点Share Content中拷贝至卫星站点，无法通过

Catalog更新Label、Report等文件。

2.7 更改Catalog数据

Catalog由主站点向卫星站点单向传输，所以涉及到CDB

数据的增删或更改，只能由主站点进行。Catalog的管理

主要包括Bulkload、Catalog Filter、Copy to Catalog以及

Catalog Task的操作等。

以Bulkload新设备为例，在主站点将Excel导入CDB，网络

状态良好的情况下，卫星站点可以即时看到并使用该设备

建模。

Intergraph Smart® 3D 异地协同项目权限的介绍与管理

20 SmartVoice

图表定制涉及到Catalog Task（新建Label）、Bulkload

（导入Label、ISO图、报表模板等）、Catalog Filter（报表

所用到的Filter）、Copy to Catalog（图表模板、ISO风格包

等），由主站点完成并自动传递至卫星站点。

Label、图表还涉及到Sharecontent中的文件，这部分更新

需要打包发给卫星站点，更新在Sharecontent中同样的路

径下。

2.8 Regenerate Report Database

因RDB与RDB_Schema不传递，主站点与卫星站点需要各

自生成本站点的RDB。

2.9 执行Synchronize Model with Catalog命令

主卫站点都可执行Synchronize Model with Catalog，但卫

星站点不可以Mark out-of-date Occurrences，可以通过

Update out-of-date Occurrences解决卫星站点模型中部分

To Do List问题，Mark out-of-date Occurrences由主站点执

行。View不传递，需要各站点各自生成，另外，卫星站点也

可以通过View Generator更新Model或Catalog的Views。

2.10 碰撞检查

碰撞检查需要在主站点配置，然后由主站点传递至卫星

站点。

化工

智慧心声 21

2.11 运行Database Integrity命令

该命令只能在主站点运行，卫星站点不能运行该命令。

2.12 参考zvf模型至Smart 3D

在主站点添加参考模型，模型可以通过数据库传递，各卫星

站点均可看到该模型；在卫星站点添加参考模型，只有该卫

星站点可见，其他站点无法预览该参考模型。

2.13 配置Smart 3D模型的颜色

由主站点执行Import或Configure Default Colors以导入或配

置Smart 3D模型的颜色，网络正常的情况下可以即时传递

至卫星端。

3. Smart 3D的权限管理

3.1 配置Smart 3D权限

SQL的权限是各站点自己管理，访问Smart 3D的权限在主站

点PM中配置。首先，在主站点PM中，将主卫站点所需要的

权限组建好，为方便管理，权限组最好按照不同的文件夹标

示出是哪个站点所用。

每个权限组的Location默认都是主站点的Location，需要更

改为与各卫星站点匹配的location。

Intergraph Smart® 3D 异地协同项目权限的介绍与管理

22 SmartVoice

以 Sat1_Admin 为例，打开权限组的属性，左下角

Workshare Location通过下拉更改为Sat1_Beijing。

点击OK或Apply跳出如下弹框，点击OK即可。更改为卫星站

点的Location后，这个权限组只能由该卫星站点使用。主站

点也可通过更改Location将该权限组收回。

更改完成后如下：

接下来需要给每个权限组添加权限，因卫星站点的权限组是

在主站点修改，为方便管理，可由卫星站点提供域组，这样

卫星站点员工的变动，只需要在卫星站点将账户加入域组或

从域组删除，无需主站点频繁增删账户。

化工

智慧心声 23

图表文件夹权限组转让：

需要注意的是，一旦将权限组转让出去，该站点将无法对该

模型或过滤器或层级目录进行修改。

权限组配置完成后，打开各站点的Smart 3D验证权限：

3.2 转让Smart 3D的权限组

在Smart 3D独立项目中，模型或者过滤器的权限组可以由

管理员自由切换。异地协同项目进行过程中，也会遇到将模

型或过滤器或层级目录转让给其他站点的情况，这时仅仅

靠权限组下拉箭头是不能实现的。将过滤器、模型、树状层

级、图表等权限通过Transfer转让给到其他站点的操作如下

图所示。

过滤器权限组转让：

模型权限组转让（模型可以通过多选批量转让权限组）：

Intergraph Smart® 3D 异地协同项目权限的介绍与管理

24 SmartVoice

前言

随着时代技术的发展，数字化逐渐成为一个热门词汇，传统

企业纷纷向数字化转型。近年来大型化工企业都在致力于数

字化工厂建设，建设数字化工厂需要的数据大部分需要由工

程公司和供应商提供，包括三维模型、智能P&ID、智能仪

表数据以及建设期各类电子化的图纸文档资料，也就是现在

的数字化交付概念。数字化交付的核心是将工程项目建设期

的各项成果数据以及数据之间的关联关系最大限度的保留形

成以位号为核心的数据库。

数字化交付存在的问题

多年来，东华科技在利用数字化软件平台进行工厂设计方面

积累了大量的工程数字化经验。以东华科技采用海克斯康

SmartPlant Enterprise系列软件进行工程设计和数字化交

付为例，交付的主要内容包括智能P&ID、工厂三维模型、

智能仪表数据等。这些数据是各专业分别设计和发布的，数

据之间没有联系，而建立数字化工厂一个最重要的目标就是

要将各类数据、图表、文档等建立起关联，方便在数字化工

厂平台中调用。在传统设计流程中、数字化交付前，需要重

新建立各种图表数据之间的关联，在关联的时候经常会发现

大量的位号和数据不一致等问题，大量的修改和关联工作需

要占用大量的人力和工时。另外一方面因为关联工作的结果

是由计算机识别，所以任何微小的偏差都会造成关联的失

败，例如位号细微的差别（字母大小写、符号不一致）、数

据前后对应的数量的不一致以及缺失等。如果业主在数字化

交付时建立较为完整的数据检查机制，工程公司就要花费大

量人力和工时配合修改（具体项目案例如表1）。如果业主没

有要求，后续的数字化工厂建设方和数据集成商也需要完成上

述同样的工作，需耗费大量人力，可能造成进度拖延。这就成

为公司数字化交付的痛点，我们根据多年的摸索和实践，尝试

在工程设计中采用正向设计从根本上解决这个问题。

表1 某项目（非正向设计）数字化交付业主检查问题反馈

日期 工作内容

2020.7.2 业主第一轮检查，共查出错误41069项

2020.8.19 业主第二轮检查，共查出错误36313项

2020.10.13 业主第三轮检查，共查出错误21032项

2021.3.25 施工图第一轮内部检查完成，共查出错误7281项

2021.5.14 施工图第二轮内部检查完成，共查出错误2266项

2021.5.28 施工图第三轮内部检查完成，共查出错误694项

2021.7.1 施工图第四轮内部检查完成，共查出错误250项

2021.7.15 施工图第五轮内部检查完成，共查出错误84项

2021.7.23 整改完成，并上传至业主FTP服务器，由业主组织

检查

2021.8.9 业主检查完成，并确认施工图所有成品实现零错误

2021.9.3 完成零错误PDF版本文件提交，收到业主交付完成

报告

2021.11.17 启动竣工图第一轮内部检查

2021.11.24 第一轮竣工交付数据质量检查完成，共查出错误

1672个

2021.12.24 第二轮竣工交付数据质量检查完成，共查出错误

1048个

2022.1.24 业主第一轮检查完成，共查出错误249个

摘 要：简要介绍化工项目正向设计原理，探讨工程设计数据流的线上流程，研究正向设计的优势和存在的难点，对数字化

交付的影响，以及给出一些建议和解决方案，同时在具体项目中试点三维正向设计的实际应用。

涉及的海克斯康数字智能产品： Intergraph Smart® 3D；Intergraph Smart P&ID；Intergraph Smart Instrumentation；

SmartPlant® Foundation等

化工项目三维协同正向设计应用经验

史骐（东华工程科技股份有限公司）

化工

智慧心声 25

正向设计的项目应用

正向设计是指石化化工工程设计领域，利用上游工艺专业

智能P&ID图纸，作为下游布置管道三维设计工作数据源的

一种设计方法。我们在某项目的设计过程中采用正向设计，

上游工艺专业提供的智能P&ID不只是图形，还包含了大量

的设备管道数据。与传统的线下纸质或者线上电子版的条件

不同，正向设计采用智能P&ID实现真正的数据传递，极大

的提高了下游专业数据准确性，也提高了下游工作效率。下

游专业调用数据进行设计的过程中自然而然的建立起数据关

联，在提高质量同时，也省去了布置管道专业大量手动关联

的时间和精力。

类别 单位 数量

Smart P&ID图纸 A1张 241

设备 台 840

其中：动设备 台 404

静设备 台 436

控制阀 台 280

流量计 台 45

仪表一次元件 台 2420

特殊管件（编号） 个 717

管线 根 4582

图1 某项目智能P&ID数据内容

不仅是化工工艺专业，其它一些上下游兼顾的专业，例如

粉体、储运、水工艺等专业，都运用Smart P&ID绘制智能

P&ID，并指导后续的三维建模工作（如图2），取得了比较

好的效果。

图2 水工艺专业正向设计

我们尝试在项目汇总应用正向设计的过程中，同时也对公司

全专业三维建模的职责范围和建模顺序进行梳理。最大的变

化是让设备建模和结构建模工作回到真正的责任专业，不再

由布置管道来负责，提高了建模的准确性和权威性。另外一

方面对其他参与专业的建模深度和建模顺序，以及专业之间

的接口做了梳理，真正实现了全专业三维模型协同设计。最

终在项目应用中，我们形成了一个完整的三维协同正向设

计流程（参见图3），从工艺绘制智能P&ID再将设计数据发

布到SmartPlant Foundation，布置管道、设备、仪表专业

接收数据进行下一步工作，设备专业建立设备模型，布置管

道形成初步的布置方案，提土建条件，结构专业根据条件，

建立装置结构模型，最后全专业在此基础上进行建模，完成

30%模型审查。这个流程包含了正向设计流程，也包含了全

专业的三维协同设计，真正意义上建立起一个全专业的协同

设计平台。

图3 化工工程正向设计与传统设计的流程区别

正向设计让布置管道专业从繁琐的设备管道材料数据录入和

核对中解放出来，有时间真正做方案设计和优化，更加注重

布置方案合理性，优化管道走向和分布，从而取得更大的效

益。正向设计完成后，包含了关联性的三维模型可以直接发

布至数字化交付平台，高质量完成数字化交付工作。正向设

计相对传统设计方法的优劣参见表2。

表2 传统设计和正向设计的优劣

传统设计 正向设计

设计依据 纸质条件，或者电子版 数字化交付平台的数据

数据处理 人工判读，手动输入 自动获取，自动更新

设计流程 各自完成 依据上游数据

数据关联性 无关联，需要后关联处理 设计时自动关联

交付质量 统一交付数据，一致性低 分批交付、质量较高

设计周期 可以并行，周期较短 上下游周期相对较长

正向设计的难点

正向设计虽然有巨大的优点，但现实情况是推行正向设计困

难重重。从上图中最直观的印象就是正向设计流程变长、接

口更多，也增加设计管理的复杂性，根据多个项目的实施经

化工项目三维协同正向设计应用经验

26 SmartVoice

验看，目前推行正向设计有以下几个主要难点：

1、正向设计从工艺智能P&ID开始，也就是从数据源头开

始，智能P&ID为下游专业的设计提供数据和依据。智能化

P&ID不只是图纸绘制，还有大量的设备管道数据的录入，

工艺专业工作量增加较大，智能P&ID软件的学习也需要花

费时间，工艺专业设计人员有一定的抵触心理。

2、另外就像现在很多人仍然喜欢看纸质图纸一样，下游专

业仍然也是觉得纸质的或者电子版实体条件更为实际。按照

工程公司设计管理规定，仍然还需要实体条件，这也造成了

正向设计难以开展的重要原因。正向设计流程对传统的设计

条件接口管理和专业间的协作流程带来巨大的影响，工程公

司相应的设计管理制度都需要调整。

3、还有一个重要问题是正向设计对于工艺专业发布的智能

P&ID图纸质量要求极高。下游专业依据工艺提供的数据进

行设计，数据一旦错了下游专业不太好发现，也无法矫正，

可能一错到底，如果发现问题，也需要工艺修改数据并发

布，下游才能继续开展设计工作，如果数据质量不改进而反

复修改，就可能造成下游专业三维建模工作根本无法开展，

甚至影响进度。

4、更加现实的问题是国内项目整体建设周期非常短，留给

工程公司的设计时间本来就不多，在加上工程公司获得工

艺包和外部资料时间后，还需要工艺专业人员进行消化和

修改，并进行工程化的转换，工艺专业还需要在初期给各

个专业提供大量的条件。这时根本无法提供高质量的智能

P&ID，更多时候在项目设计结束的时候，工艺才能完成相

关完善的P&ID数据。这个时候三维建模基本结束，只能后

关联了。

正向设计的几点建议

现在工程项目周期越来越短、质量要求越来越高，推广正向

设计工作不是一蹴而就的，需要合适的时机和条件。我们根

据数字化项目工作多年的经验，提出一下几点建议：

1、选择合适的项目

进行正向设计的工程项目最好有基础工程设计阶段，有相

对完整的工艺P&ID图纸，并且P&ID图纸经过业主方审查，

这样的P&ID图纸转换为智能P&ID相对质量较高。同时在项

目执行阶段初期，要和业主充分沟通，尤其是有数字化交付

要求的业主，应尽早确定最终的工艺方案，要充分论述正向

设计在数字化交付方面巨大的优势，为工艺专业争取较多时

间，便于分批提供给下游专业高质量的智能P&ID。

2、项目进度计划优化

项目的进度计划管理应根据正向设计的特点做出相应的调

整，工艺专业绘制智能P&ID和数据录入增加不少的工作

量，计划执行上需要更多的时间，或者需要投入更多的人

力。对于下游专业，正向设计对布置管道设计工作有着正向

增益，相对可以压缩一定的时间。专业之间做好对接和策划

工作，对于项目的30%-60%-90%模型审查阶段，工艺应该

提供和发布不同版本和不同深度要求的智能P&ID，满足布

置管道专业的设计需求。

3、管理规定调整

正向设计部分条件完全可以走数据流传递到下游，与传统设

计流程是完全不一样的。但是现在的工程公司有一整套的作

业流程和管理规定，数字化的正向设计对传统流程是颠覆性

的，需要及时调整相关作业文件和管理规定，在制度上提供

保障。当然正如前面所述的那样需要选择合适的项目，在执

行层面也不能一刀切，也需要寻找合适的时机，可以先在部

分项目试点，为项目和参与人员提供激励和政策倾斜措施，

鼓励采用正向设计。

4、领导决心和设计团队执行力

对于大多数人来说，多年来的设计习惯和设计思维已经根深

蒂固，要改变传统的流程是相当困难的事情。但是就像当年

甩开绘图板用计算机CAD画图一样，转型阵痛不可避免，不

能适应可能就要淘汰。领导层要有足够的决心和眼光，适时

推进正向设计。对于项目团队来说，正向设计属于部分人增

加工作量，但也是为下游人员提供了便利，减轻了工作量，

避免了过去繁重的手动关联性工作，带来项目整体质量和效

率提升。专业之间也多一点理解，多一点奉献精神，最终带

来公司整体的提升，从而整体获益。

正向设计流程的数据全部通过线上传递，对上下游专业和部

门都带来了深远的影响，也是对传统设计理念和设计流程的

一个颠覆。但是可能现在还没有多少人感受到这种影响，一

方面是正向设计在石化化工工程设计行业的真正运用少之又

少，另外一方面大多数人还没有认识到正向设计在数字化交

付中的巨大收益。这种收益不只是对业主而言，对于工程公

司，正向设计也带来设计质量和整体效益的提升，对于数字

化交付工作也带来了巨大的便利。总之，正向设计未来大有

可为。

化工

智慧心声 27

关于东华工程科技股份有限公司

东华工程科技股份有限公司位于中国安徽合肥，

隶属于中国国务院国资委直属中国化学工程集团

有限公司。东华科技源于1963年成立的原中国化

学工业部第三设计院，2001年实施股份制改造，

2007年在深圳证券交易所成功上市，是中国工程

勘察设计行业较早进行股份制改造并上市的现代

科技型企业。作为中国勘察设计百强企业，公司

连年获评“AAA级信用企业”和“国家级高新技

术企业”称号，早在2005年就被评为“全国文明

单位”。

东华科技拥有工程设计综合甲级、石油化工工程

施工总承包壹级，以及环保工程、规划设计等多

领域顶级资质。公司专业从事化工、石油化工、

新材料、新能源、生态环保、基础设施、生物医

药等多领域工程建设，提供研发、咨询、设计、

采购、施工管理、开车指导、工程监理、工程总

承包、PMC管理、运营等全过程服务。东华科

技以“项目经理负责制”和“工程项目精细化管

理”为核心，对工程项目建设全过程进行精细化

和数字化管理。

面对“碳达峰、碳中和”这场广泛而深刻的经济

社会系统性变革，新时代的东华科技坚定“一个

基本盘+三纵三横”的发展战略，聚焦技术集成、

工程承包、投资运营三大定位，纵向推进“差异

化、实业化、国际化”发展战略，横向布局“新

材料、新能源、新环保”产业领域，加快建设具

有国际竞争力的综合性工程公司。

化工项目三维协同正向设计应用经验

28 SmartVoice

引言

土建条件图作为化工设计中管道专业向结构专业输出重要的

条件之一，其意义不言自明；而在混凝土结构的土建条件

中，通常预埋件的所占比例较大，预埋件关系着安装其上主

体结构生命力，如果预埋件基脚没有做好，其他的架构做得

再好也存在着风险，所以预埋件就一定要做好，因而如何实

现预埋件的快速准确提出对工程实际有着重要意义。

预埋件条件图可根据项目实际情况分别在设备布置图、管道

布置图及结构平面模板图的基础上绘制或直接从三维模型中

直接抽取后按模板图样式进行二次加工整理。对于前者在其

他图纸上填加补充，此法最为传统，但需要人为绘制及定位

预埋件，工作量较大，且不利于条件升版或是复用，对于目

前工厂规模越来越大、管架管墩越来越多的趋势而言，采用

此法明显会影响项目的进度；而第二种方法是稍微先进些的

做法，可以直接在模型绘制出预埋件外形，然而如果要实现

条件图的深度（如表示出受力信息，预埋件分类等）还需

要对模型进行深度优化做法，如需要在属性中增加注释等功

能，此法较为繁琐且要求大家对项目的统一规定的执行力要

求较高；同时目前Intergraph Smart 3D的模块功能暂无成

熟的预埋件模块，且在出图模块中对于矩形设备存在无法表

示中心线等问题。

笔者基于上述第二种三维模型抽图的方法，结合目前流行的

三维软件Smart 3D软件进行了二次开发，对流程进行优化

处理，并介绍具体实施思路。

1. 实施思路

1.1 设计要求

无论从模型的直观性亦或是从条件的准确性角度出发，首先

在模型中要绘制出具体的预埋件外形，而在条件成品中需要

明确每个预埋件具体的规格、定位及荷载信息，这样才能保

证工程设计项目条件的一致性。同时考虑条件的后续变更升

版，需要同时增加修改模式。

1.2 程序具体开发过程

针对设计的实际需要，相应的解决方案如图1示意：

图1 开发程序解决方案

从操作方便的角度出发将需要模型中多步操作的功能集中，

并在程序中进行优化辅助，按后期出图需要进行程序补充。

程序操作界面及功能说明如图2所示：

摘 要：为满足设计精细化的要求，编写本Intergraph Smart 3D预埋件条件定制程序。使用C#语言，通过给定参数直接生成

预埋件实体，再结合后期出图配置，实现预埋件条件的直接出图。结果表明，使用本程序后生成的条件文件，可满

足管道布置专业及土建专业需求。

涉及的海克斯康数字智能产品：Intergraph Smart® 3D

关键字：C#；预埋件；程序开发

基于C#语言的Intergraph Smart® 3D预埋件条件

定制

谢明明，镇权（中国五环工程有限公司）

化工

智慧心声 29

图2 程序操作界面及功能说明

程序执行流程图如图3所示：

图3 程序执行流程图

1.3 出图配置

出图整体的配置是基于Smart 3D自带平面出图功能，辅之

以匹配程序开发的属性接口特点进行补充完善。

具体配置过程如图4示意：

图4 出图配置过程

1.4 报表配置

使用传统COM报表即可实现，通过预设的Filter对预埋件进

行类型筛选，并将条件所需要的类型、规格、荷载及注释信

息表框出来，同时考虑条件图纸土建专业的复用性，同时增

加选型列并留空，以待土建专业设计完成后补充信息。

2. 成品文件

根据开发程序进行建模及配置后自动生成的预埋件条件文件

如图5所示：

图5 预埋件条件文件

3. 结语

经程序实际运行验证，在实际项目中使用本程序，可高效、

准确实现相关预埋件的创建及相关数据的录入，可以自动生

成预埋件条件图，并根据预埋件类型使用不同显示方法，为

工程实践提供便利；同时，本程序的开发思路可对今后相关

程序的开发提供借鉴。

存放路径

埋件类型

埋件规格尺寸

荷载/注释信息

新建/修改模式

关于中国五环工程有限公司

中国五环工程有限公司前身是创建于1958年的化学

工业部第四设计院，现为中央企业中国化学工程集团

（股份）有限公司的全资子公司，是国家高新技术企

业，五环公司是一家集技术研发、工程科技、工程服

务和实业运营为一体的国际工程公司，拥有工程设计

综合甲级资质，在氨及氨加工、磷化工、煤化工、石

油化工、天然气化工、油气储运、新材料、工业环保

等领域，是中国最具实力的工程公司之一，也是中国

对外工程承包商的排头兵，累计完成3000多项大中

型设计项目和300多项EPC项目，其中境外项目200多

项，共获得国家和省部级奖项320多项。

在新的发展阶段，五环公司将秉承“创建精品工程，

成就客户事业”的企业使命通过持续的技术进步和管

理创新，为客户提供先进的工程解决方案和一流的工

程技术服务，与社会各界携手走向美好未来！

基于C#语言的Intergraph Smart® 3D预埋件条件定制

30 SmartVoice

项目背景

东华工程科技股份有限公司（以下简称“东华科技”）隶属

于中国国务院国资委直属中国化学工程集团有限公司，东华

科技始终聚焦主责主业，以科技研发带动工程和实业发展，

积极探索实业领域绿色转型发展道路。

东华科技承接了安徽省淮北市遂溪工业园的焦炉煤气综合利

用项目。本项目以煤和焦炉煤气为原料，年产50万吨甲醇产

品。项目占地面积2806平方米，管道面积285万平方米。

项目挑战

该项目面临的挑战主要包括以下几个方面：

（1）项目过程包括三个部分：设计、采购和施工。三个部

分之间虽然有许多独立的数据交汇点，但三个部分之间的数

据流未打通；

（2）由于现场材料数量巨大，因此很难管理材料状态，并

支持决策，例如合理安排采购计划和配送计划；

（3）管道焊接数量统计的准确性难以保证；

（4）现场控制管道的焊接非常困难，因为焊工仓库、焊接

质量和焊接工艺之间未形成关联；

（5）现场施工进度计划与材料到货进度计划无法关联，无

法准确提供材料的准确需求；

（6）现场精加工项目多，交接流程管理混乱，管理难

度大。

海克斯康数字智能助力东华科技搭建数字化项目

管理平台

为了更好的进行项目精准管理，助力数字化转型，东华科技

利用海克斯康解决方案搭建了数字化项目管理平台（以下简

称“D·EPC”）。

平台功能全过程的数据管控、智慧材料管理（Intergraph

Smart Materials）、管道预制管理、（I n te rg ra p h

Spoolgen）、焊接质量管理（Intergraph Smart WQMS）、

智慧施工管理（Intergraph Smart Construction）、智慧完

工管理（Intergraph Smart Completions）、智能仓储等内

容。本文介绍了其中的一些内容。

1. 全流程数据平台

D·EPC平台打通了数据流。以SmartPlant Foundation

为数据核心，将设计数据和进度信息引入S m a r t P l a n t

Foundation，实现Smart Materials、Spoolgen、Smart

WQMS、Smart Construction和Smart Completions之间的

数据流通及操作，实现了数据输入的多用途效果。

2. 智慧材料管理（Intergraph Smart Materials）

为了实现材料的精细化管理，D·EPC通过Smart Materials建

立了ECEC物资编码数据库，实现了物资从请购到现场存配

的全过程在线管理。

图1 Smart Materials界面展示

典型实施案例：气化装置的建设是本项目的重点。在2020

年11月的最后十天，气化厂虽人力充足但材料短缺。利用

Smart Materials软件的预测和预留功能，项目组开展了以

下工作：（1）根据气化装置所需材料预测使用量都在已到

厂的物料中进行预留，从而确保气化装置所用物料的优先

东华科技数字化项目管理平台（D·EPC）实施

经验分享

海克斯康数字智能助力东华科技搭建数字化项目管理平台

（D·EPC）

化工

智慧心声 31

级；（2）根据管道编号选择气化装置的材料，以确保每条

预制管道的材料完整性；（3）如发现缺料，则复核材料采

购合同，督促厂家尽快发货。通过以上工作，解决了材料短

缺的问题，提高了管道预制的效率。解决了全厂物料到货延

迟45天对气化施工的影响，节约项目周期35天，效益显著。

3. 管道预制管理（Intergraph Spoolgen）

该项目使用焊接管理工具——Spoolgen进行管道预制和安

装设计，并将组装制造和施工信息添加到ISO中。

图2 在Spoolgen中添加焊点后的界面

典型案例：气化厂有1202张轴测图。施工单位人工统计工

作量为15个工日，焊接接头共计7.6万个。根据这一焊接

量，将有可能无法保证项目工期。因此，项目组使用焊接软

件Spoolgen进行复测，软件自动统计只需3个工日，准确统

计焊接接头为5万个。焊接数量的准确统计为后续施工进度

部署提供了重要支持。同时，与手工统计相比，软件统计大

大缩短了统计周期。

4. 焊接质量管理（Intergraph Smart WQMS）

本项目对气化装置的焊接工艺进行管理，效果如下图所

示。实现了焊工、焊接数量、焊接质量（合格率）的一体

化管理。

图3 焊接质量管理（Smart WQMS）界面

5. 智慧施工管理（Intergraph Smart Construction）

针对11月中旬材料进场不能满足施工进度的情况，本项

目于2020年1 2月初采用智慧施工管理软件——S m a r t

Construction，实现了设计、采购、施工和进度管理的一体

化，将施工进度与材料到货需求进行关联比较，提前预测材

料需求，提出后续未到货材料的到货进度。同时，对项目现

场状态、焊接质量、进度和各专业工时进行可视化管理。

图4 施工现场监控视频、4D施工进度显示及局部施工进度

显示图

图5 气化装置施工进度图

典型案例：项目组在使用施工管理软件Smart Construction

之后，对管道材料的进度进行了预测和比较。通过对比发

现，管道施工现场的高峰期是2021年4月至6月，而大口径

不锈钢管道的到货时间为2021年5月，不能满足现场施工的

要求，对现场施工进度有限制性的影响。据此，项目组第一

时间联系了材料供应商，最终确保所有材料在3月初运抵现

场，为后续施工节省至少30天时间。

6. 智慧完工管理（Intergraph Smart Completions）

为解决传统竣工过程中出现的竣工子项过多、交接过程管理

混乱等问题，本项目采用海克斯康Smart Completions解决

方案对竣工过程进行管理。

东华科技数字化项目管理平台（D·EPC）实施经验分享

32 SmartVoice

图6 完工交付界面

7. 智慧仓储管理

东华科技采用基于Smart Materials的智慧仓储管理系统，

实现了批量出入库、3D虚拟仓储、RFID及移动端使用、多

样材料报表和成本控制与分析等便捷功能，达到了“入库规

范化、出库透明化、库存透明化”的目标。利用先进的传感

器实时感应现场材料的位置信息，并可实时更新材料位置

信息，便于现场仓储管理人员快速定位查找材料。针对智慧

仓储管理系统的应用及二次开发不仅是东华科技科学高效地

进行仓储材料管理的崭新里程碑，同时也是东华科技对数字

化、标准化的进一步推进，对工作效率的提高和工程建设提

质增效都具有重要意义。

客户心声

海克斯康解决方案的适用性、灵活性及先进性令我们非常满

意，同时，海克斯康提供了持续且稳定的强力技术支持，这

些都为我们的数字化项目管理平台项目保驾护航。也通过文

中提及的解决方案的应用，助力我们大大缩短了工期，降低

了材料成本和施工成本，为工程精细化管理提供了重要支

撑，为我司信息化和数字化改造奠定了基础。未来东华科技

也将与海克斯康在数字化转型领域展开更多更深入的合作。

化工

智慧心声 33

引言

近年来，随着新软件和新技术应用的迅速发展，数字化工厂

的交付模式已逐渐成为工程项目新的交付方式。对此，各工

程公司的传统设计与管理模式也都面临着巨大的挑战。如何

搭建工程设计集成平台及实现工程数据的高效管理与整合，

实现工厂集成化与智能化设计，增强工程公司的核心竞争

力，已成为各工程公司都必须解决的难题。

1. SmartPlant Foundation概况介绍

海克斯康信息集成解决方案SmartPlant Foundation是

SmartPlant Enterprise解决方案的信息集成平台，为用户

提供企业级的工厂信息管理解决方案。该系统是专门为满足

工程承包商、工厂业主/运营商的需求而设计的系统，能够

提高工程项目和工厂运营信息的有效性、完整性、准确性。

SmartPlant Foundation将各个工程阶段的数据集成在一

起，包括设计、采购、收购、运营和维护，实现真正意义的

贯穿全生命周期的工厂信息管理，解决工厂整个生命周期中

的安全和环境问题。

2. 对象工程数据（TAG）整合管理的意义

一个真正意义上的数字化工厂系统应该包含一套完整的文档

和数据管理系统，能够对文档和与文档本身相关的信息进行

管理；同时能够有序地管理各种数据。数据与数据间能够关

联，数据和相关的文档也能科学有机的关联结合在一起，从

而形成一个有序、关联和高效的信息管理系统。

位号管理是SmartPlant Foundation解决方案的基础功能，

系统缺省定义了通用的工程位号的数据架构，在此基础上，

用户可以基于已有的架构或是根据需求进行重新定义，实现

在项目生命周期的各个阶段统一的位号类型、编码、属性，

同时对位号间关系、位号与其他工程数据（例如文档）之间

的关系进行高效管理（图1）。

图1 以位号（TAG）为核心的信息整合方案

3. 集成位号处理技术和方法

3.1 痛点描述

SmartPlant Foundation作为集成平台是非常灵活的，可以

与很多系统集成，可以通过其适配器接收来自其他系统发

布的数据，但当数据来源广泛时有时会存在Consolidated

Data位号重复（图2）的情况，此时可以通过集成设计关

联，也可以通过SmartPlant Foundation的Auto-Correlate

工作流进行。但对于最终仍有重复的位号无法通过工作流的

方式进行藕合则需要进行特殊处理。此时从项目应用及管理

的角度来讲，即出现了冗余数据，通过对数据库的查询可以

摘 要：中国五环工程有限公司选用海克斯康的SmartPlant Foundation作为数据管理平台，开展相关数字化交付工作。本文

主要介绍基于SmartPlant Foundation数据库采用C#语言开发进而开展工程数据处理的心得体会和技术总结，可为

项目的实施提供准确、有效的数据支撑，从而为项目数据集成交付的实现创造条件。

涉及的海克斯康数字智能产品：SmartPlant® Foundation

关键字：SmartPlant Foundation ；数据管理；C#；位号

基于C#语言的SmartPlant® Foundation工程

项目数据集成开发浅析

谢明明，镇权（中国五环工程有限公司）

基于C#语言的SmartPlant® Foundation工程项目数据集成开发浅析

34 SmartVoice

发现该对象源于不同的软件（图3红框标记）发布，该数据

会影响数据的唯一性，而当批量出现时，此时通过手工整合

处理的方式则既费力且易出错。

图2 Consolidated Data位号重复示意

图3 Consolidated Data重复位号数据库查询

3.2 功能实现

本文介绍的方法可用于SmartPlant Foundation内位号唯一

性校验后处理。具体思路为：

给定要处理的对象类型（如设备或仪表等），访问

SmartPlant Foundation数据库，将对应对象类型的

Consolidated Tag及其关联对象的Name及UID进行收集，在

C#程序中对每个TAG进行冗余判定，如果发现冗余对象，则

对该对象删除，同时将相关联对象重新关联到与其同名的非

冗余对象，在开发程序中将此两过程生成相应的XML配置文

件，后续利用SmartPlant Foundation加载工具将XML配置文

件导入SmartPlant Foundation即实现位号数据的信息整合。

总体工作流程如图4所示。

图4 总体工作流程

3.3 关键点分析

（1）数据有效性判定

在数据库读取数据时要注意CDW对象可能存在Temination

的情况，故需要加上Terminationuser is Null 的这个条件，

否则可能会对Tomb数据进行处理关联，造成未知的错误。

分类进行数据提取及处理

如设备、仪表等不同Class，建议分开进行处理，这样可以

有效避免数据量过多而导致程序运行时间过长。

图5所示即为在SmartPlant Foundation数据库中读取仪表

对象相关数据的关键语句。

图5 在SmartPlant Foundation数据库中读取仪表对象相关

数据

（2）XML配置

SmartPlant Foundation的操作机制需要在XML配置文件中

给定具体的UID，而该对象在系统内应该是唯一的，因此建

议在C#程序中进行批处理时，对于Delete操作取被删除位

号（即冗余位号）的UID加Delete前缀组成相应UID（图6示

意），对于Correlate操作取被删除位号（即冗余位号）与

相关联对象之间的Reluid加Correlate前缀组成相应UID（图

7示意），这样即可以保证操作自身的唯一性。

图6 XML配置文件-Delete操作

图7 XML配置文件-Correlate操作

化工

智慧心声 35

（3）程序扩展

本文介绍的程序还可以实现“别名”匹配，如Intergraph

Smart P&ID端输入的位号为01-CW-001，而在Intergraph

Smart 3D端输入的位号为01001/01-CW-001，即假定

Smart 3D中的位号规则中增加了工序一项，此时只需要在

匹配前选定工艺端的位号为“显示主类”，对Smart 3D端

输入的各类的位号进行辅助规则判断即可。

（4）注意事项

本文介绍的程序以CDW对象为核心进行了关系处理，在实际

项目中还需要考虑删除或重新关联位号所关联的域对象、文

档、工厂结构等关联关系，此时需要视项目的实际情况进行

数据库导出处理，具体操作与上述方法一致。

总结

使用本文介绍的工具可减少手工操作量并大大提高数据的集

成度，是对SmartPlant Foundation集成功能的有效补充。

如何不断加深对先进设计、管理软件底层数据各种关系的理

解，减少人工参与，提高设计准确性，将是我们在数字化转

型过程中致力之方向。

关于中国五环工程有限公司

中国五环工程有限公司前身是创建于1958年的化

学工业部第四设计院，现为中央企业中国化学工

程集团（股份）有限公司的全资子公司，是国家

高新技术企业，五环公司是一家集技术研发、工

程科技、工程服务和实业运营为一体的国际工程

公司，拥有工程设计综合甲级资质，在氨及氨加

工、磷化工、煤化工、石油化工、天然气化工、

油气储运、新材料、工业环保等领域，是中国最

具实力的工程公司之一，也是中国对外工程承包

商的排头兵，累计完成3000多项大中型设计项目

和300多项EPC项目，其中境外项目200多项，共

获得国家和省部级奖项320多项。

在新的发展阶段，五环公司将秉承“创建精品工

程，成就客户事业”的企业使命通过持续的技术

进步和管理创新，为客户提供先进的工程解决方

案和一流的工程技术服务，与社会各界携手走向

美好未来!

基于C#语言的SmartPlant® Foundation工程项目数据集成开发浅析

36 SmartVoice

公司名称：林德工程

网 址：www.linde-engineering.com

所属行业：工程设计、施工

所在国家：德国

涉及的海克斯康数字智能产品：

CAESAR II

Intergraph Smart® 3D

Intergraph Smart P&ID

Intergraph Smart Review

Intergraph Smart Instrumentation

SmartPlant® Foundation

主要优势：

管道应力模型建模时间缩短50%

优化CAD布置与应力模型之间的一致性

降低出错机率

管道设计师能验证管道敷设路线和支架

林德工程隶属于林德集团，是全球工厂工程设计和施工领域的知名技术企

业。通过承接全球交钥匙工业厂房的规划、项目开发和施工，林德工程积

累了丰富的化工工程专业知识和技术。

确定目标

林德工程是世界一流的工厂承包商，拥有1000多项化工工程设计专利，

完成过4000多个工厂项目。

过去，工程师分别将相似的数据输入各自的电脑。最近，林德工程加大力

度提升数据输入和数据处理的自动化水平，以期提高准确性，减少返工

量，提升工作流程效率。

管道设计、管道应力分析和结构设计对工厂的布置和造价影响很大。为了

创建CAD管道模型，进行计算机管道应力分析，必须处理大量的数据。林

德工程认为改进数据处理能产生积极的影响，因此与海克斯康合作创建综

合数据接口，支持海克斯康设计软件Intergraph Smart 3D与管道应力分

析软件CAESAR II之间的双向交互。

克服挑战

林德工程决定先解决Smart 3D与CAESAR II之间的接口问题。在林德工程

的原有工作流程中，管道设计组和应力分析组共同创建和确认管道布置与

管道支架概念，向结构组提供管道载荷。但是，小组之间的数据传输并不

流畅。管道应力组需要将ISO图的管道数据重新输入CAESAR II进行建模。

另一方面，管道设计组和结构组拿到的是纸质管道应力分析结果，必须通

过手动在各自的相关应用程序中基于分析结果完成设计调整，时间长，效

Intergraph Smart® 3D与CAESAR II双向接口

帮助林德工程提高准确性，加强质量控制

工程师节约了大量管道应力模型创建时间

化工

智慧心声 37

率低，实时性差。

相关解决方案将基于一个Piping Component File（PCF）文件的接口。PCF接口采用ASCII文本格式，包含

Smart 3D模型的管道数据，包括管道尺寸、组件类型、压力、温度、厚度等。在Smart 3D中基于管道布置

创建的PCF支持将管道数据无缝插入CAESAR II。为了提高接口效率，必须在开始分析前将所有需要的数据

输入Smart 3D。CAESAR II的PCF导入功能，能基于企业数据和项目数据定制相关映射文件，能映射单位和

材料，约束型式和支管元件类型，因此，CAESAR II管道数据文件可直接用于分析。

实现成果

新的接口支持相关专业之间的无缝数据传输，减少了数据的重复输入，提升了效率。从Smart 3D到

CAESAR II的PCF接口能提供大部分管道组件和工艺设计数据，转换企业数据，像经验丰富的应力工程师一

样在CAESAR II中创建管道模型，大幅节约应力模型的建模时间。

林德工程的管道应力经理Andreas Emrich说：“在第一批使用PCF接口的项目中，工程师的管道应力模型

建模时间最多可减少50%，CAD布置与应力模型之间的准确性大幅提升，不一致错误明显减少，生产力显

著提高。”

从Smart 3D到CAESAR II之间的接口准备就绪以后，工程师着手开发从CAESAR II到Smart 3D的接口，以

无缝传输应力分析结果，同时向所有Smart 3D用户提供应力报告数据，形成清晰的修订流程。只需要几步

操作就能通过CAESAR II创建访问结果数据库（MDB文件）。相关功能包括开放数据导出向导、设置修订

号、导出管道布置数据、选择载荷工况和约束汇总输出，包括支架载荷和支架名称。获取所有管道应力数

据以后，Intergraph Smart Review Publisher将MDB数据转换为Smart Review文件。Smart Review文件可

以与管道模型合并，生成三维模型的.svf文件。管道应力分析结果在三维模型中清晰可见，有助于管道设计

师和土木工程师开展管道布置的检查、审查和验证工作。Smart Review文件系统能向其他应用程序和专业

提供数据。

双向的接口产生了多重效益，包括所有用户都可以同时使用数据，更清晰地了解整个过程，增加获取报告

数据的几率，简化应力分析结果，提高管道设计师和土木/结构工程师的绩效和准确性。

展望未来

林德工程的近期计划是增加PCF的属性来进行应力分析，开展进一步工作扩展数据传输，在Smart 3D中标

记和跟踪应力分析的调整，提供自动管道支架、布置检查和支架载荷数据，以提高工作效率和准确性，最

大程度地节约时间，使林德工程所有实体的相关小组能够更灵活地合作，顺利解决日后在工厂设计中遇到

的各种挑战。

Intergraph Smart® 3D与CAESAR II双向接口帮助林德工程提高准确性，加强质量控制

38 SmartVoice

朗盛是一家集化学中间体、添加剂、特种化学品和塑料的研

发、生产和销售为一体的跨国企业。朗盛产品能保护人类、

动物和植物的健康，增加材料的耐用性和安全性，利用轻型

结构和现代移动性实现重要功能。

解决信息过载问题

朗盛拥有大量持续增加的数据，其中大部分数据对朗盛的全

球业务和资产密集型的化工行业具有重要意义。但是这些数

据不能在需要时随时随地获取，导致朗盛无法利用资产管理

推动创新，实现公司“让世界更安全”的企业目标以及在企

业运营中持续实施可持续发展计划。

为了全面优化资产管理流程，利用好关键数据，朗盛认识到

需要一个强大的资产管理系统，通过集中式解决方案进行数

据管理。朗盛还需要创新的跟踪工具，对所有租赁和自有运

输设备进行跟踪。朗盛还希望管理商业数据和技术数据，更

好地发现设备对业绩的潜在影响，帮助实现符合公司高管期

望的效果。

开启数字化转型

2019年，朗盛在EAM日内瓦峰会结束后不久开始实施数字

化转型。朗盛的主要决策者就HxGN EAM演示展开了一系列

讨论，最终认为HxGN EAM是最能满足公司需求的解决方

案。2020年12月，朗盛实施HxGN EAM解决方案上线并将

朗盛通过HxGN EAM助力数据驱动的资产创新、

可持续性和安全性

朗盛是一家全球领先的特种化学品公司，在33个国家设有办事处

公司名称：朗盛

网 址：www.lanxess.com

所属行业：化工

总 部：德国科隆

员工人数：33个国家和地区，14,800名员工

涉及的海克斯康数字智能产品：

HxGN EAM

Infor OS

Infor ION

Infor Document Management

Infor Birst®

业务挑战：

人工处理妨碍工作流程

难以符合复杂的安全和可持续发展规范

车队可用性可视化有限难以了解设施的可用性

数据访问和文档更新工作量大

业务成果：

加强团队和工厂职能部门间的协作

提高安全性和可持续性的合规性

提高对车队可用性、维修、生命周期和运营成本的可视化

实现文档的实时访问

化工

智慧心声 39

其作为车队管理的内部跟踪平台。

这使得朗盛用一个系统监控整个生产过程，还能分析数据，

获得设施运营、交货的客户满意度、车间工作流程和操作优

化方面的必要信息。

朗盛持续将其ERP系统的所有运输数据与HxGN EAM集成，

以更好地监督其车队资产，消除数据孤岛，改进运输策略规

划。到2022年，公司的所有数据都能通过Infor OS云操作平

台进行使用并与ERP系统同步。

朗盛的车队项目经理Linda Schwarma表示：“所有同事都

能访问数据，共享每一项资产的相同信息。这项功能是我们

获得的最大的益处之一。按照我们想要的方式配置系统的能

力是我们做出决定的关键，我们有很多需要集成的特殊流

程。”

扩大全局创新

朗盛在德国工厂全面实施了HxGN EAM，目前正在将HxGN

EAM的应用范围扩大到不同国家的所有工厂。由于每一家工

厂的情况不尽相同，每家工厂都需要有“提升和转变”的方

法。好在HxGN EAM具有高度的可扩展性，促进协作并找到

可轻松应用于所有工厂的新的增长机会。整个公司都受益于

更具预测性的模型，以避免故障，并规定不同类型的方法、

流程和自动化策略，以提高整个供应链的绩效和可靠性。

Schwarma说：“我们的目标是所有工厂的业务流程标准

化，让所有员工采用相同的工作方式，相互从对方的创新中

受益。”

朗盛从企业资产管理到资产绩效管理的演变改变了公司生产

类资产的管理方法，使朗盛通过HxGN EAM为客户、供应商

和合作伙伴带来更大的价值。

“HxGN EAM带来了改进。EAM系统使用方便，受

到大家的喜爱。我们可以采取更好的工作方式从而

提高工作效率。”

Linda Schwarma

朗盛仓库经理，罐式集装箱和功能项目负责人

“HxGN EAM通过各种配置选项和可变的扩展模块

实现定制化实施并满足我们的各项要求。”

Siegfried Wieferig

朗盛车队管理主管

在疫情中彻底改变运营方式

朗盛在新冠疫情期间部署了HxGN EAM，彻底改变了远程工

作方式，摆脱由旧版SQL数据库决定的工作流程。在HxGN

EAM的辅助下，朗盛比竞争对手更快地适应了疫情造成的中

断，解决了运输和供应链问题。

Schwarma说：“疫情期间，快捷的EAM系统给了我们极大

的帮助。疫情时期确实是一个非常疯狂的时期，但也是一个

非常成功的时期。现在，我们能更好地安排工作，并从中受

益。HxGN EAM带来了改变。大家都喜欢简单方便的EAM系

统。”朗盛利用HxGN EAM更好地了解其所有资产的状况和

可用性，更好地满足相关需求。

“EAM系统能快速做出响应，大量节约时间。”Schwarma

提到，“我们通过Infor OS云平台实时访问数据，更好地了

解整个供应链的计划情况。”

朗盛通过HxGN EAM助力数据驱动的资产创新、可持续性和安全性

40 SmartVoice

商业效益

· 帮助操作员了解设备运行情况，提高工作效率

· 提高工厂的安全生产水平和盈利能力

· 初期报警量减少70%

· 提高异常情况的响应速度和准确性

DSM Fibre Intermediates（以下简称“DSM”）是Royal

DSM的子公司，是国际大型生产企业，主要生产尼龙原料

己内酰胺。DSM在亚洲、欧洲和北美设有工厂，每年生产

近90万吨己内酰胺。DSM也是欧洲市场丙烯腈供应龙头企

业，世界排名第三。DSM还生产很多其他产品，包括硫酸

铵、环己酮、二氨基丁烷、吡咯烷和氰化钠等。

2015年初，Royal DSM宣布将DSM Fibre Intermediates作

为独立的公司分拆出去。分拆业务包括与知名投资顾问公司

CVC Capital Partners合作成立合资企业。CVC将拥有合资企

业的多数股权。

克服挑战

在复杂的运行过程中，设备操作员主要依靠报警系统发现异

常情况。性能不好的报警系统会给工厂的安全性和盈利能力

带来不必要的风险。可惜，操作员大多适应了现状，没有充

分认识到这种风险的程度。不过，DSM的情况有所不同。

己内酰胺工厂的报警系统未经优化，操作员不能有效地工

作，也不能有效地处理异常情况，导致各种报警问题，包括

正常运营和工厂故障期间的报警泛滥、持续报警和各种误报

警等。最终，报警系统非但不能很好地管理各项工艺流程，

反而影响了操作员的工作绩效，带来了很大的压力。DSM

认识到了运营风险，希望找到一种有效的解决方案。

解决方案

为了提高操作人员的绩效，提升设备的安全性和可靠性，

DSM优化控制部启动了报警系统改进项目。其目标是通过

实施一种集成了经过验证的最佳实践、先进的技术和适应企

业具体情况的解决方案来优化报警系统。

DSM 评估了多种现行解决方案，选择请海克斯康数

字智能指导这项综合报警管理计划，将海克斯康PAS

PlantState Integrity作为首选软件技术。DSM选择海克

斯康的原因包括：

1. 丰富的经验：过去20多年，海克斯康配合几百家化工流

程行业的客户优化了报警系统。行业权威指南《报警管理手

册》收录了海克斯康的报警系统优化经验。

2. 单一供应商：DSM的工厂使用了很多系统，包括

Emerson DeltaV。海克斯康支持异构供应商系统，有助于

客户采用全面解决方案。

3. 专业服务：海克斯康的售后服务广受好评。海克斯康的咨

询和部署方法设计良好，有利于发现改进报警管理的机会。

DSM通过优化报警提高工厂的安全水平和盈利能力

PAS PlantState Integrity™减少报警，帮助操作员了解设备运行

情况，提高工作效率

化工

智慧心声 41

海克斯康还及时提供维护和支持服务，能长期为DSM提供

服务，满足DSM的报警管理需求。

海克斯康以成熟的PAS七步实施方法为基础，制定了清晰的

计划，帮助DSM实现目标，迅速与操作人员建立良好的关

系。海克斯康团队发现了引起报警泛滥，给操作员造成压力

的不良因素和误报警。海克斯康先进行了初始报警分析、

文档编制和合理化调整，然后在两个月内部署了PlantState

Integrity。DSM的报警数量减少了70%。不过，DSM希望

用PAS软件进一步改进报警系统。

DSM的高级工艺工程师Udo Dehner说：“目前PlantState

Integrity运行正常，能让我们非常高效地分析报警和事件状

态，效果非常好。操作人员和工厂管理人员一致肯定了解决

方案的效果，也期待解决方案创造更多效益。报警系统改进

也极大地改善了操作人员的工作条件。”

DSM通过优化报警提高工厂的安全水平和盈利能力

42 SmartVoice

公司名称：

Techin Process Technologies Pvt Ltd

公司简介：

Techin Process Technologies Pvt Ltd （以

下简称“Techin”）主要提供化工厂的设

计和工程服务，客户遍布印度国内外。

所属行业：

精细化工、特种化工、石化、罐区、服

装、土木工程

所在国家：印度、中东

涉及的海克斯康数字智能产品：

CADWorx Plant Professional

CAESAR II

BricsCAD®

主要目标：

从其它CAD解决方案转换到CADWorx

时，学习曲线短，解决方案易学易用

使用方便，良好的培训和支持

价格合理

不同的解决方案能轻松集成，提升效

率，确保设计的准确性，符合设计规范

确定目标

Techin是位于印度孟买的设计工程服务公司，为客户化工厂设计项目交付各

种成果。Techin中标了为印度一家化工厂设计一个蒸馏装置的改造项目。

Techin要求解决方案能够生成非常详细的设计，支持参与项目的土木工程

设计团队、管道设计团队和机械设计团队之间的协作。业主强调设计需要

考虑安全性，并希望避免施工错误，以免影响项目造价和交付时间。

项目目标是在9个月内完成蒸馏装置，包括蒸馏塔、冷却装置、换热器和

反应器。升级改造项目将帮助Techin的业主增加工厂的化学品产量。

克服挑战

项目面临的主要挑战是要确保设计的安全标准，最大程度地减少错误。

出于这种考虑，Techin希望找到一种软件解决方案，帮助他们完成准确优

质的设计。由于工期紧，Techin希望解决方案支持等多种接口和工作协

同，以提高生产力，按时交付项目。易用性和费用也是影响Techin选择解

Techin公司采用CADWorx系列解决方案提高准

确性、简化操作

在CADWorx Plant Professional中设计的化工设备和结构平台示例

化工

智慧心声 43

决方案的重要因素。Techin评估了多个不同的

解决方案，最后决定放弃CAD解决方案，改用

海克斯康的CADWorx Plant Professional。

已经熟悉其他CAD软件的人员能轻松过渡到

CADWorx Plant Professional。Techin的设计

师和工程师参加了定制的短期课程培训，以初

步了解CADWorx Plant Professional。经过培

训，设计师和工程师发现他们能够快速使用替

换的CADWorx Plant Professional解决方案，几

天后便能用软件开展工作了。CADWorx Plant

Professional易于使用、功能丰富、灵活性强，

有助于在项目执行过程中节约时间和资源。

实现成果

项目的第一步是概念设计，包括用CADWorx

Plant Professional和BricsCAD深化初步三维设

计。Techin的业主强调设计必须最大程度地减

少施工错误，同时必须满足相关安全标准和行

业标准。

Techin在蒸馏装置的设计中充分考虑了业主的

要求。Techin和业主定期开会，讨论流程和需

求，审查概念设计，获取反馈，完善细节。

Techin在CADWorx Plant Professional中创建设

备和管道的详细设计。业主向Techin的设计团

队提供了工艺设计和管道等级。设计细节包括

对最小管径为1英寸（2.54厘米）的管道进行建

模。三维设计还包括土建电线架及仪表的平面

设计。

项目的第二步是应力分析。将CADWorx Plant

Professional的文件无缝传输至CAESAR II中进

行详细分析。

“海克斯康解决方案能生成高度详细的设计，学习曲线短，我们的团队能立即开展工作。在海克斯康解决方案

的协助下，我们也满足了业主特别强调的效率和准确性要求。”

Johnson George

Techin Process Technologies Pvt Ltd 总监

在CADWorx Plant Professional中设计的化工工艺三维管道示例

在CADWorx Plant Professional中设计的跨专业三维模型示例

Techin公司采用CADWorx系列解决方案提高准确性、简化操作

4 4 SmartVoice

CAESAR II使Techin能够根据35种国际管道标准和设备指南

进行测试。Techin先进行了应力分析，根据需要更改了一部

分路径，然后在CADWorx Plant Professional中重新建模，

最后生成的管道设计满足安全和规范应力要求。

施工结束后，Techin根据场地标记将三维设计模型提升为竣

工状态，以供业主使用。蒸馏装置的设计如期完成，满足了

客户的准确性和安全性要求。

“放弃其它CAD解决方案，改用海克斯康

CADWorx及分析软件解决方案是一个明智的决

策。海克斯康解决方案实现的三大效益是获得

集成功能、提高生产力、简化操作。”

Johnson George

Techin Process Technologies Pvt Ltd总监

在CADWorx Plant Professional中设计的跨专业三维模型示例

展望未来

Techin选择海克斯康解决方案是因为它们易于使用，能进

行详细准确的设计，以及CADWorx Plant Professional和

CAESAR II的集成性。解决方案使Techin迅速、准确地为业

主完成了化工蒸馏装置的详细设计，同时减少了错误，确保

了安全合规性。

Techin利用解决方案形成正确的设计，减少了化工蒸馏装置

项目设计阶段和施工阶段的返工量，根据业主的要求以合理

的费用如期完成设计。

解决方案优化了项目的各个工作流程，节约了大量的时间，

这是解决方案实现的最大效益。解决方案之间能相互集成，

具有灵活性，帮助Techin的团队和业主提高了流程的准确性

和生产力。在项目执行期间，只要Techin提出支持需求，海

克斯康的支持团队都会立即响应。

Techin将在以后的项目中继续使用简单易用的海克斯康

CADWorx Plant Professional软件、CAESAR II软件和

BricsCAD软件，利用它们的强大功能以合理的费用交付项

目，确保成果的准确性。

化工

智慧心声 45

商业效益

· 打破现场出入限制，一次性交付项目

· 提高自动化工程生产力

· 提高安全、可靠的运营能力

· 保护基本设备操作人员的安全和健康

Vynova是一家化工企业，在欧洲五个

国家设有生产基地，主要向各行各业的

制造企业提供氯碱化学品和PVC树脂。

其产品在大量工业品和消费品的生产中

发挥着关键作用。

克服挑战

面对突如其来的全球新冠疫情，

Vynova最需要解决的难题是确保持续

不间断地开展核心业务，包括按计划升

级关键系统，保障安全、可靠地进行化

学品生产。

过去13年来，海克斯康PAS Automation

Integrity工业控制系统配置管理功能一

直是比利时Vynova公司OT资产管理项

目的核心组件。Automation Integrity

帮助工厂的自动化工程师发现和解决配

置缺陷，避免事故，防止意外停机，对

保障工厂的生产力和安全性起到了重要

作用。

比利时Vynova计划升级Automation

Integrity，以利用其最新的增强功能。

正常情况下，海克斯康的专业服务工程

师会到现场执行升级操作。但是，为了

保护员工、客户和合作伙伴的健康，确

保能够继续运营，比利时Vynova突然实

施了现场出入限制，取消了与客户和供

应商的全部当面会议，禁止进入现场。

解决方案

海克斯康努力按照约定按时完成

Automation Integrity的升级。事实

上，海克斯康有着丰富的远程服务经

验。多年来，海克斯康曾因地理位置、

旅行限制、人身安全等原因无法进入设

施现场而为北美、欧洲、中东、亚太和

南美70多个国家/地区的各种客户提供

远程交付服务。

在得知不能进入现场以后，负责升级的

PAS专业服务工程师立即联系了Vynova

的高级自动化经理，提出把现场交付改

成远程交付，继续完成升级。

PAS的专业服务团队与Vynova的自动化

工程师们经验都很丰富，强强联手确

保远程升级方案满足Vynova公司及现

场的信息技术和OT网络安全政策和要

求。工作内容包括：

· 获得Vynova的书面远程访问同意

· 密切配合Vynova的信息技术团队和

OT安全团队确保正确地控制网络访

比利时Vynova的工程生产力在全球新冠疫情期间不降反增

海克斯康数字智能PAS Remote Services（远程服务）打破现场

出入限制，确保安全地按时交付项目

问和凭证

· 客户发起的安全文件传输

· 使用认可的协作工具进行实时协作

和监督

· 会议录制，以记录执行的工作

最后，海克斯康按约定的范围按时完

成了Automation Integrity的升级。

Vynova的自动化工程师对远程升级过

程和Automation Integrity的新增强功

能都很满意。升级提高了生产力，让工

程师们能够在不确定时期保障生产的安

全性和可靠性。负责项目的高级自动化

经理称赞道，海克斯康能力超群，远程

服务和现场服务一样出色。

比利时Vynova的工程生产力在全球新冠疫情期间不降反增

石油和天然气

海克斯康数字智能支持大型工厂的设计、建造、移交、试车、运营和维护，其中包括石

油和天然气自然资源的开采或加工工厂，以及海上平台的建造。石油和天然气炼制厂业

主可以排除计划外工厂停车，从而避免高昂的劳动力成本和生产损失。此外，他们还须

在遵守法律法规的情况下保持工厂运营。设计商和业主可以获得更好的决策支持能力，

并借此实现全球性设计、生命周期优化和炼制生产。

48 SmartVoice

外载作用下小口径设备管嘴法兰校核方法的探讨

1. 引言

螺栓法兰连接是在压力容器和压力管道中广泛应用的连接

形式[1]，由于其拆卸方便、结构简单在现代石化行业中的应

用越来越广泛[2-4]。螺栓法兰连接按其所对应的专业可以划

分为设备用法兰（容器法兰）、管道用法兰及设备与管道相

接的管嘴法兰。设备和配管两个专业在各自的法兰设计及选

用上根据本专业的需求形成了一套相对独立的设计习惯及

其所对应的国内外的标准体系，并在工程实践上得到了很

好的验证。在两专业相接的管嘴法兰处，由于设计习惯的

不同常常会产生很多交叉的问题。以国内某项目DN80的设

备管嘴法兰为例，该设备管嘴所接管道是催化剂返回线，

设备的设计温度424度，设计压力0.8MPa，设备筒体材质

为14CrMoR，接管材料为P11，管嘴法兰选用的是300LB、

RF面标准法兰。因为催化剂对管道的磨损较大，为延长管

道使用寿命，工艺专业要求管道尽量减少弯头的使用，并

将管道壁厚由Sch80升至Sch160。经计算管嘴法兰所承

受的外载分别是：径向弯矩M_L=3801N.m，环向力矩M_

c=1040N.m，扭矩M_T=1214N.m，该受力提交至设备专业

确认时发现，管嘴根部可以通过提高设备筒体壁厚或加大接

管壁厚来通过局部应力的校核，但是管嘴法兰无法通过当量

压力法的校核，需要将管嘴磅值由300LB提升至1500LB，

这结果显然是有些不合理，如果通过增加管道柔性的方式来

通过管嘴法兰校核则需要增加4至5个弯头及一定的直管段，

这就相当于增加4、5个磨损点来防止管嘴法兰泄露，这么做

显然也不够合理。在尝试使用其他校核方法解决该问题时得

出了截然不同的结果。哪种方法能够解决该问题的同时还能

够得到两个专业的认可，已成为本文重点讨论的问题。

2. 法兰的分类

2.1 设备用法兰

对于设备用法兰（容器法兰），主要是指除设备管嘴法兰

外的设备法兰。其设计准则主要分为两大体系，一类是以

ASME为代表的美洲法兰体系；另一类是欧盟法兰设计标准

EN1591[5]。前者的设计特征是基于法兰强度的计算，设计思

路是首先通过垫片系数m和y确定最小垫片力，确定预紧和操

作工况下法兰的螺栓荷载，最后进行法兰弹性强度校核[6]

；

后者是基于法兰密封紧密度的设计方法，验证安装工况和后

续工况下法兰、螺栓和垫片的紧密度和强度计算。

对于设备用法兰，具体工程应用情况是：非标法兰占一定的

比例、法兰直径较大、在设计过程中主要以承压的强度设计

为主、基本不考虑外载作用。比较有代表性的就是手孔、人

孔法兰及换热器管壳程连接处法兰，对于手孔、人孔法兰基

本不存在外载的作用，对于换热器管壳程连接处法兰即便有

外载作用在换热器管嘴上，相对于管壳程连接法兰的口径及

换热器的支撑方式，其外载影响效果折算至连接法兰处基本

可忽略，基于以上原因，设备用法兰在设计习惯上是暂不考

虑外载作用的情况。

摘 要：法兰按其在工程上所对应的专业可划分为设备用法兰、管道用法兰及设备与管道相接的管嘴法兰。简要说明这三类

法兰的设计特点，并介绍了设备和配管两专业在法兰校核上所侧重的方法。通过代表性的工程实例，得出外载作用下的管嘴

法兰采用各专业所侧重的不同校核方法产生的不同结果，在此基础上详细阐述了当量压力法，NC3658.3及EN1591法兰校核

方法的计算原理、各自特点及存在的问题，最后结合计算结果的对比、分析，为外载作用下小口径管嘴法兰校核方法的选择

提出了建议。

关键词：法兰校核；当量压力法；EN1591；NC3658.3

涉及的海克斯康数字智能产品：CAESAR II

张军文（中石化工程建设有限公司）