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流程模拟数据自动生成 PFD软件AXSYS.Process
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流程模拟数据自动生成 PFD软件AXSYS.Process

(一)AXSYS。Process是什么?

    上图是一个协同的工作环境,以 AXSYS。Process 为中心的概念设计集成数据库解决方案。概述一下概念设计过程中的重要的集成工作流程:

  • HYSYS, Aspen Plus, Pro II, UniSim Design, METSIM 等其他模拟软件中导入数据, 自动生成 PFD
  • 把热交换器数据传送到 HTFS 或者 HTRI 等换热器设计工具中,自动得到结果
  • Excel 数据表浏览和更新同一个换热器的信息结果
  • 可以从 PFD 自动生成 PID
  • 可以通过同时激活多个图形或数据窗口,在 AXSYS 数据库中浏览并编辑数据

(二)为什么要用AXSYS。Process?

    上图是项目全生命周期的典型阶段,从可行性研究开始,一直到项目移交,以及最终的工厂运营。

  1. 第一阶段是商业评估阶段:此阶段通常在管理层考虑是否做该项目之前就开始了。在这一阶段要考虑到更高级别的项目决策,同时也要对实现商业目标过程中遇到的设计、施工以及运营等问题做出可行性判断。
  2. 接着是工艺选择( Process Selection )阶段:这是整个项目中确定工艺的第一阶段,需要考虑到 CAPEX 和 OPEX ,建立一个设计基础,也就是将来的工程设计基础。
  3. 然后是确定项目规定( Project Definition )阶段:此阶段完成了基本的工程信息的确立,确定主要的工艺设备类型,以及它们的最初尺寸和建造材料等等 。
  4. 最后是项目执行( Project Execution )阶段:详细的项目设计,采购和施工等过程都集中在这一阶段。

    因为如果没有一个清晰的投资回报分析( Return On Investment case ),那么在项目执行阶段就不会得到足够的投资。 在过程行业中通常公认:在工艺选择和项目规定这些决策过程中,项目资本成本的80%以上都是稳定不变的。如果在 Front-End 阶段匆忙决策或者疏于考虑,那么一些重要的设计和维护情况可能会被忽略,这将导致以后为弥补缺陷所带来的高额成本。 因此让我们仔细研究一下 Front-End Engineering 过程重点工作流程问题。

    传统的实现 Front-End Engineering 的方法是把这一过程分成两个部分,左边部分通常被看作概念设计阶段,右边部分则是基础工程阶段。两部分之间是项目成本评估( Project Cost Estimate ),只有在成本评估的结果在能承受的风险范围之内,项目才能继续往下一个阶段进行。 因此在概念工艺阶段要对大部分重复的设计情况进行评估。

  1. 首先通过对工艺的模拟得出工厂内的热和料的协调平衡,并把模拟所得到的数据同现有的设备结合起来。 这是通过手动操作把工艺模拟结果输出成对应的 Process Flow Diagrams (or PFD's) ,表示出主要设备的类型、设计条件,以及主要工艺的热、料平衡信息。一旦完成 PFD ,就可以移交给仪表工程师,由他们来制定 Process Control Diagrams (commonly referred to as preliminary Piping & Instrumentation Drawings or P&ID's)。
  2. 接下来的步骤是通过使用更加严格的热量设计工具(比如 HTFS 和 HTRI )对某些临界热交换设备进行额定值的确定。这是劳动密集阶段,必须按公式输入数据并对所得结果进行分析。
  3. 最后需要生成工艺设备数据表Process Equipment Data Sheets ,也就是设备的主要报告比如设备列表等等。

    所有这些主要步骤都包含大量的数据复制和手工输入数据的工作,这就容易产生错误,并导致后续阶段的延期。 因此我们的重点致力于 Conceptual Process Engineering workflow, 使其变得更加有效,并且保证下游阶段的设计工作基于一个最佳工艺条件。记住如果在概念设计阶段花费你 10 美元来实现一个改动,那么在详细设计阶段要实现同样的改动将会花费10美元,二在施工阶段可能就会花费 100 美元。因此在所有项目中 FEED 的重要性在于从 CAPEX 投资中寻找最佳的 ROI

(三) 使用 AXSYS.Process 的好处

  • 降低将近 50% 的成本投入
    1. 自动生成交付文件( PFD )
    2. 真实数据的集成和整合,消除了重复输入
    3. 发挥标准工程软件的优势
    4. 充分利用已有的 Excel 工作表
    5. 以共享方式,多用户同时操作
  • 保证设计一致性
    1. 基于标准 Excel 数据表
    2. 用户定制流程
    3. 同以前设计作比较
    4. 帮助定义新的 Best Practices
  • 变更跟踪
    1. 完整的变更报告

(四)怎么使用 AXSYS.Process

  • 怎样来实现这种层次的协同操作呢?
    1. 首先,所有参与概念设计的专业都使用一个项目数据环境。这个数据库可容纳各个专业的不同数据,保证设计创建期间具有足够的维护权利。
    2. 其次,我们使用一个叫做中心数据的方式来沟通项目数据和不同的交付方式。这暗示着我们的项目提交产品,比如 Data Sheets 和工艺流程图(比 PFD 和 PID),都起源于数据库,这样就保证了项目交付产品之间的一致性和同步性。有内置的追踪设计更改和设计版本周期的功能,是设计变更更加方便。
    3. 对工艺工程师来说,通过同所有主要工艺模拟软件的集成迅速得出热料平衡数据非常关键。对于天然气客户,我们可以与 HYSYS, PRO II and UniSim Design 集成,对于石油石化用户,我们可以与 HYSYS, PRO II and UniSim Design 集成,对于冶金和采矿用户,我们可以同 METSIM 集成。
    4. 更进一步确保能把从历史项目中得到的 Best Design Practices 重新用于新的设计,软件提供整合初始PID 的功能,通过自动生成图纸来缩短设计浏览的时间。
    5. 最后也是最重要的是,同 Excel 的集成。在所有的行业中这是最基本的一点,就是如果没有同 Excel 程序的双向集成,那么这一新型的工作流程的经济之处也就无从体现。我们在项目数据库中提供 Excel-add-in 功能,那么所有现有的 Excel 应用程序通过配置都可以在数据库上运行。
  • 便于工艺工程师使用的图形界面
    1. 工艺工程师可以修改由 AXSYS 程序生成的 PFD and P&ID's ,其中包括 Drag & Drop 功能 、 In-Place 编辑功能 、目标缩放、自定义图形符号、智能化管道路由、智能化连接点、同时显示多个图形窗口
    2. 快速标注重要的设计信息 (e.g. 热料平衡表 Equipment Design conditions)
    3. 最重要的是,可以缩短工艺组和其他 CAD 组之间的周期时间

  • 自带的 Revision & Change 管理:其主要优点有定义和管理版本、更改跟踪、跟踪图形和数据信息、高亮显示更改 、报表更改、保存历史版本

 


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