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流程模擬數據自動生成 PFD軟件AXSYS.Process

流程模擬數據自動生成 PFD軟件AXSYS.Process

(一)AXSYS.Process是什么?

    上圖是一個協同的工作環境,以 AXSYS.Process 為中心的概念設計集成數據庫解決方案。概述一下概念設計過程中的重要的集成工作流程:

  • HYSYS, Aspen Plus, Pro II, UniSim Design, METSIM 等其他模擬軟件中導入數據, 自動生成 PFD
  • 把熱交換器數據傳送到 HTFS 或者 HTRI 等換熱器設計工具中,自動得到結果
  • Excel 數據表瀏覽和更新同一個換熱器的信息結果
  • 可以從 PFD 自動生成 PID
  • 可以通過同時激活多個圖形或數據窗口,在 AXSYS 數據庫中瀏覽并編輯數據

(二)為什么要用AXSYS.Process?

    上圖是項目全生命周期的典型階段,從可行性研究開始,一直到項目移交,以及最終的工廠運營。

  1. 第一階段是商業評估階段:此階段通常在管理層考慮是否做該項目之前就開始了。在這一階段要考慮到更高級別的項目決策,同時也要對實現商業目標過程中遇到的設計、施工以及運營等問題做出可行性判斷。
  2. 接著是工藝選擇( Process Selection )階段:這是整個項目中確定工藝的第一階段,需要考慮到 CAPEX 和 OPEX ,建立一個設計基礎,也就是將來的工程設計基礎。
  3. 然后是確定項目規定( Project Definition )階段:此階段完成了基本的工程信息的確立,確定主要的工藝設備類型,以及它們的最初尺寸和建造材料等等 。
  4. 最后是項目執行( Project Execution )階段:詳細的項目設計,采購和施工等過程都集中在這一階段。

    因為如果沒有一個清晰的投資回報分析( Return On Investment case ),那么在項目執行階段就不會得到足夠的投資。 在過程行業中通常公認:在工藝選擇和項目規定這些決策過程中,項目資本成本的80%以上都是穩定不變的。如果在 Front-End 階段匆忙決策或者疏于考慮,那么一些重要的設計和維護情況可能會被忽略,這將導致以后為彌補缺陷所帶來的高額成本。 因此讓我們仔細研究一下 Front-End Engineering 過程重點工作流程問題。

    傳統的實現 Front-End Engineering 的方法是把這一過程分成兩個部分,左邊部分通常被看作概念設計階段,右邊部分則是基礎工程階段。兩部分之間是項目成本評估( Project Cost Estimate ),只有在成本評估的結果在能承受的風險范圍之內,項目才能繼續往下一個階段進行。 因此在概念工藝階段要對大部分重復的設計情況進行評估。

  1. 首先通過對工藝的模擬得出工廠內的熱和料的協調平衡,并把模擬所得到的數據同現有的設備結合起來。 這是通過手動操作把工藝模擬結果輸出成對應的 Process Flow Diagrams (or PFD's) ,表示出主要設備的類型、設計條件,以及主要工藝的熱、料平衡信息。一旦完成 PFD ,就可以移交給儀表工程師,由他們來制定 Process Control Diagrams (commonly referred to as preliminary Piping & Instrumentation Drawings or P&ID's).
  2. 接下來的步驟是通過使用更加嚴格的熱量設計工具(比如 HTFS 和 HTRI )對某些臨界熱交換設備進行額定值的確定。這是勞動密集階段,必須按公式輸入數據并對所得結果進行分析。
  3. 最后需要生成工藝設備數據表Process Equipment Data Sheets ,也就是設備的主要報告比如設備列表等等。

    所有這些主要步驟都包含大量的數據復制和手工輸入數據的工作,這就容易產生錯誤,并導致后續階段的延期。 因此我們的重點致力于 Conceptual Process Engineering workflow, 使其變得更加有效,并且保證下游階段的設計工作基于一個上佳工藝條件。記住如果在概念設計階段花費你 10 美元來實現一個改動,那么在詳細設計階段要實現同樣的改動將會花費10美元,二在施工階段可能就會花費 100 美元。因此在所有項目中 FEED 的重要性在于從 CAPEX 投資中尋找上佳的 ROI 。

(三) 使用 AXSYS.Process 的好處

  • 降低成本投入
    1. 自動生成交付文件( PFD )
    2. 真實數據的集成和整合,消除了重復輸入
    3. 發揮標準工程軟件的優勢
    4. 充分利用已有的 Excel 工作表
    5. 以共享方式,多用戶同時操作
  • 保證設計一致性
    1. 基于標準 Excel 數據表
    2. 用戶定制流程
    3. 同以前設計作比較
    4. 幫助定義新的 Best Practices
  • 變更跟蹤
    1. 完整的變更報告

(四)怎么使用 AXSYS.Process

  • 怎樣來實現這種層次的協同操作呢?
    1. 首先,所有參與概念設計的專業都使用一個項目數據環境。這個數據庫可容納各個專業的不同數據,保證設計創建期間具有足夠的維護權利。
    2. 其次,我們使用一個叫做中心數據的方式來溝通項目數據和不同的交付方式。這暗示著我們的項目提交產品,比如 Data Sheets 和工藝流程圖(比 PFD 和 PID),都起源于數據庫,這樣就保證了項目交付產品之間的一致性和同步性。有內置的追蹤設計更改和設計版本周期的功能,是設計變更更加方便。
    3. 對工藝工程師來說,通過同主要工藝模擬軟件的集成迅速得出熱料平衡數據非常關鍵。對于天然氣客戶,我們可以與 HYSYS, PRO II and UniSim Design 集成,對于石油石化用戶,我們可以與 HYSYS, PRO II and UniSim Design 集成,對于冶金和采礦用戶,我們可以同 METSIM 集成。
    4. 更進一步確保能把從歷史項目中得到的 Best Design Practices 重新用于新的設計,軟件提供整合初始PID 的功能,通過自動生成圖紙來縮短設計瀏覽的時間。
    5. 最后重要的是,同 Excel 的集成。在行業中這是基本的一點,就是如果沒有同 Excel 程序的雙向集成,那么這一新型的工作流程的經濟之處也就無從體現。我們在項目數據庫中提供 Excel-add-in 功能,那么所有現有的 Excel 應用程序通過配置都可以在數據庫上運行。
  • 便于工藝工程師使用的圖形界面
    1. 工藝工程師可以修改由 AXSYS 程序生成的 PFD and P&ID's ,其中包括 Drag & Drop 功能 、 In-Place 編輯功能 、目標縮放、自定義圖形符號、智能化管道路由、智能化連接點、同時顯示多個圖形窗口
    2. 快速標注重要的設計信息 (e.g. 熱料平衡表 Equipment Design conditions)
    3. 重要的是,可以縮短工藝組和其他 CAD 組之間的周期時間

  • 自帶的 Revision & Change 管理:其主要優點有定義和管理版本、更改跟蹤、跟蹤圖形和數據信息、高亮顯示更改 、報表更改、保存歷史版本

 


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