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管道材料编码标准化开发及应用庞东，张怡，王喜全，王秀中国寰球工程有限公司北京分公司，北京100012doi:10.3969/j.issn.1001-2206.2018.S.037摘要：随着三维协同设计的推广应用和工程建设全生命周期软件平台建设工作的不断推进，在设计选材、三维设计建模、材料统计、物资采购、施工材料控制、运营检维修与备料等全过程中，标准化材料编码的应用尤显迫切。阐述了中国寰球工程有限公司北京分公司有关管道材料编码在工程设计中的标准化开发、应用及取得的成果，为三维协同设计、数字化交付提供了数据基础和理论依据。关键词：管道材料编码；标准化；SPRD；管道等级数据库StandardizationdevelopmentandapplicationofpipingmaterialcodePANGDong，ZHANGYi，WANGXiquan，WANGXiu
BeijingBranchofChinaHuanqiuConstructing&EngineeringCo.，Ltd.，Beijing100012，China
Abstract：Withthepopularizationandapplicationof3Dcollaborativedesignandsteadyprogressofthefulllifecyclesoftwareplatformconstruction，applicationofstandardizedmaterialcodeisespeciallyurgentinthewholeprocessofmaterialselection，3Dmodeling，materialstatistics，materialprocurement，materialcontrol，operation，maintenanceandpreparation.Thispaperelaboratesthepipingmaterialcodestandardizationdevelopment，applicationandachievementofBeijingHuanqiuCorporationinengineeringdesign，whichprovidethebasicdataandtheoreticalbasisforthe3Dcollaborativedesignanddigitizingdelivery.
Keywords：pipingmaterialcode；standardization；SPRD；pipingclassdatabase
现代工程设计中，越来越多的公司采用SP3D、PDMS、PDS等三维设计软件进行设计，PDS和SP3D是Intergraph（鹰图）开发的，PDMS是AVEVA公司开发的，它们都是用管道等级驱动编码数据库进行三维建模设计。管道材料编码数据库作为设计、采购、材控、施工和运营检维修的数据基础，为三维设计提供可靠、系统的管道等级数据库，保证设计的质量，同时管道材料编码传递给采购管理软件对材料进行管理，在EPC总承包项目全生命周期应用中发挥着重要的作用[1]。料编码给所有元件都进行了分类和标识，为三维设计和后期的采购和施工管理、运营检维修提供了便利，减少了数据人工录入和校对的工作，提高了工作效率。1管道材料编码规则
SP3D、PDMS、PDS模型中所有管道元件都带有唯一编码，它存在于模型、图纸、材料表等设计文件中，如图1所示，贯穿于设计、采购、材控、施工、运营检维修等各个阶段。每个编码都代表了这个元件的具体属性，根据材料编码规则制定。管道材料编码规则是编码体系的核心，规范了材料分类、属性定义、长、短描述，是建立合理有效材料编码库的基础。材图1
SP3D模型中阀门材料编码示意
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中国寰球工程有限公司北京分公司（以下简称北京寰球）管道材料编码分为三类：CommodityCode，ItemCode，IdentCode。1.1CommodityCodeCommodityCode，简称CC码，是一组有属性含义的字母/数字的组合，根据每类管道材料元件的属性需求，编制相应的编码规则，每位字母或数字都有具体含义，表达材料的基本属性，形成统一的编码风格，但是不包含口径和壁厚信息。扇设设设材料标准（MaterialsSTD）设设设制造标准（ManufactureSTD）设CC码=
缮设设制造方式（ManufactureType）设设设设端面类型（Ends）
设设设…其他（Alias）
墒
设设…其他（Alias）
1.2IdentCodeIdentCode为元件唯一标识码，由CommodityCode+Geometric生成，带入不包括在CC码之内的尺寸规格，如口径、壁厚等信息。用IdentCode作为元件唯一标识码来体现编码的几何信息，使每个元件与编码一一对应，实现真正意义上的一物一码。材料编码（CC码）
IdentCode=
+
壁厚+口径信息（SCH+DN）
1.3ItemCode嗓ItemCode由CommodityCode+SCH生成，由字母和数字组成，前半部分字母为逻辑码，有意义；后半部分数字为流水码，无实际意义，描述包含壁厚信息，不包含口径嗓。材料编码（CC码）
ItemCode=
+
壁厚信息（SCH）
在使用CommodityCode码和IdentCode的过程中，作为采购编码来说，CommodityCode不包含壁厚和尺寸信息，描述信息过于简单，需要添加多项辅助信息才能完成采购；IdentCode又过于详细，作为采购编码，材料表篇幅过长，内容过于细化，工厂实施困难。在两类编码之间，北京寰球引入了ItemCode，即在CommodityCode的基础上添加壁厚值（SCH），生成ItemCode，这样只添加一列口径信息，即可完成采购材料单，如图2所示，内容更加简12018年9月
洁实用，代码位数少，有逻辑码信息，容易识别，工厂实施使用较为方便。图2管道采购材料单示意
CommodityCode，ItemCode，IdentCode三者关系如图3所示，数据对比如图4所示。+壁厚
+口径
图3CommodityCode，ItemCode，IdentCode关系
图4CommodityCode，ItemCode，IdentCode数据对比示意
2标准化开发
2.1编码规则统一中国寰球工程有限公司（以下简称寰球公司）各分公司都制定了编码规则，对于分类、材质、标准等属性都有不同的定义，当共同合作一个项目时，就会发生同属寰球公司但材料编码不一致的情况，一物多码，一码多物，材料编码发生混淆，造成材料编码在采购管理和材料控制过程中运维成本的增加。因而，北京寰球根据自身的工程使用经验和十余年数据库软件的数据基础，并结合分公司的使用情况，对编码规则和属性进行整合，经过反复修改和添加，形成了一套适用于设计、采购、材控和施工管理，乃至运庞东等：管道材料编码标准化开发及应用
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营检维修的管道材料编码规则，包括管子、管件、法兰、垫片、螺栓/螺母、阀门、特殊件等29个大类，320余个小类管道元件。通过多个项目的积累，完善了国标元件、非标元件、非金属元件等材料标准和尺寸属性的信息，满足长输管道、油气田、炼油、化工、LNG、煤化工等上中下游各类项目的需要，保证了材料编码的一致性，降低编码维护成本，实现了提质增效。2.2编码平台统一寰球公司各分公司分别采用不同的编码平台，包括SPRD（SmartPlantReferenceData）、自主开发平台、手动编制等，各平台之间数据不能通用，且对应不同的三维设计软件编码平台数据没有共享。基于这种情况，北京寰球根据各分公司的应用情况，结合国际工程设计发展的需求，以及与三维设计软件的兼容性，于2015年初开始统一使用管道数据库软件SPRD，把十余年来积累的编码软件后台数据库和使用经验应用到SPRD平台，在保证项目执行的同时适应公司今后的业务发展。经过两年多的应用和开发，完成了管道材料编码体系在SPRD软件的建立和应用，结合项目等级数据库完成了设计软件SP3D、PDMS、PDS接口的开发，成功应用于上中下游30余个项目，共涉及1000余个管道等级，满足了三维工程设计的需要。编码平台的统一保证了数据的一致性和统一性，为三维设计建模提供了统一的管道等级数据库。2.3软件平台开发（1）SPRD简介。SPRD是鹰图公司开发用于工程编码系统的数据库软件，包含了材料编码库、标准尺寸库、管道等级库的建立和维护，同时通过北京寰球的开发也实现与三维设计软件SP3D、PDMS、PDS的接口，通过管道等级数据库的重复利用，提高项目管道等级数据库的创建效率[2]。（2）SPRD操作流程。SPRD操作界面相对复杂，需要在多个界面下操作，这样对于初学者来说需要记住多种操作指令才能完成数据库的建立工作，培训周期比较长，且容易出现操作错误，北京寰球在借鉴鹰图公司建库工作模式的基础上，对操作流程进行梳理[3]，建立了SPRD的工作流程图，如图5所示。实现了对关键节点进行控制，并对软件的尺寸数据库进行了补充和完善，及时对后台数据库每一个操作步骤进行审核。图5SPRD工作流程示意
（3）SPRD与三维设计软件接口程序开发。SP3D/PDS和SPRD虽然同为鹰图公司产品，但因涉及ItemCode的添加和三维数据库文件的参数需求不同，北京寰球也进行了二次开发，完成了SP3D/PDS接口的配置；而SPRD与PDMS分属不同公司，接口有很多问题，北京寰球经过多次开发，完成了PDMS接口的配置，实现了SPRD同时与SP3D、PDMS、PDS三个设计软件的接口程序，如图6所示，导出管道等级数据库文件，满足了业主对三维协同设计及数字化交付的需求。图6SPRD三维软件接口及导出报告接口
（4）管道材料编码审批流程。北京寰球开发了SPRD编码提交审批程序，建立了项目级编码向公司级编码申请提交，审核和创建完成的流程，如图7所示，保证了公司级编码数据库的一致性和准确性，编码不会重复创建，减少冗余和错误的产生，为材料编码库的持续扩充和维护提供了程序保证。（5）数据查询中心。SPRD平台的CommodityCode，ItemCode和IdentCode不在同一操作界面生成，不能同时查询到这三类编码，经过二次开发，通过Oracle数据库平台，北京寰球建立了编码数据中心，实现了三类编码同步检索，方便了对编码的控制和查询，对于冗余编码进行批量删除。第44卷增刊
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图7
管道材料编码数据库分布式架构
（6）SPRD平台数据补充。补充了国标管子、管件、法兰、阀门的属性和尺寸等信息共20000余项，弥补了SPRD自带平台数据库的不足，为国标项目的运行提供了完备的数据库基础；补充大口径（>NPS48）HQ标准管件尺寸信息共5000余条，参考以往乙烯、煤制油等十余套大型装置的项目经验，并结合SH标准。AWWA标准和制造厂情况，编制HQ大口径管件尺寸标准，为装置大型化后的管道元件提供数据基础；补充SP3D通用尺寸表（PlainPipingGenericData，PipingGenericDataBolted，PipingGenericDataFemale）信息40000余条，保证SP3D数据库的导出；补充320余个小类管道元件的PDMS和PDS三维数据库接口信息。3应用成果
3.1管道材料等级数据库管道材料编码标准化工作之初，发现在多个项目等级数据库创建过程中，同类的项目即使采用的等级是相同的，但是因为设计人员不同，做了多次重复创建，造成了大量的人工时浪费。在舟山炼化项目策划阶段，寰球公司采用统一的管道等级编号，对同类项目进行了等级整合的工作，实现设计工作的统一与优化，管道等级数据库得到充分利用。现在北京寰球已经形成了以下项目标准等级库，如表1所示，实现了项目级等级库的集中统一管理与维护，为进一步实现材料全生命周期管理奠定了坚实基础，强化和提升了材料编码库的应用效率和效果。1662018年9月
表1
北京寰球标准等级库情况
项目名称等级量三维设计软件乙烯类项目70SP3D聚合类等级（PP，FDPE，HDPE）80SP3D化工类等级（丁二烯、苯乙烯、丙烷脱氢、乙二醇）70SP3D公共工程类项目40SP3D油田类项目30SP3D油气长输类项目10SP3D/PDMS炼油类项目（常减压、柴油加氢裂化、催化汽油加氢、航煤精制、轻汽油醚化）100PDMSLNG类项目15PDMS中海壳牌POD类项目40PDS精细化工类项目50PDS3.2管道材料设计文件工程项目要求SPRD不仅是编码数据库平台，更可以用作管道材料设计平台，在建立等级库的同时，也完成三维数据库的创建；在创建管道材料编码和三维软件接口的同时，还能导出管道等级报告和阀门数据表，如图8、图9所示。北京寰球通过二次开发，实现了等级报告与三维数据库文件的同步更新，导出的等级报告和阀门规格书可直接应用于工程项目设计，不需要再进行人工手动编制，提高了工作效率。3.3管道材料编码操作手册为了保证SPRD平台和管道材料编码的规范化运行，同时也实现SPRD操作的QHSE管理，北京寰球编制了《SPRD管道材料建库手册》等6套操作手册，范围涉及编码规则编制、编码建立、管理、运维等，健全了管道材料编码数据库建立程序，为建立制度化、规范化、体系化的材料编码管理提供了保证。3.4异地协同化部署大型炼化一体化项目，需要多个公司协作完成不同装置的三维设计，如果各自采用不同的编码平台，或者同样的平台但是数据库不能同步更新，就会造成编码重复，一物多码，同一个大项目下的编码五花八门，后期无法实现对编码统一管理。针对多地多公司协同设计的情况，研发并实施编码数据库分布式部署，如图7所示，北京寰球与各个分公司材料编码库的同步复制，减少了其他分公司的平台重复建设，为庞东等：管道材料编码标准化开发及应用
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图8管道等级报告示意
图9阀门规格书示意
异地协同应用打下了坚实的基础，实现了物资编码的统一编制和统一管理。项目管理水平，促进了信息化建设，增进了企业核心竞争力，为工程项目实现数字化交付和智能化工厂建设的推广和应用打下了坚实的数据基础。4结论
管道材料编码标准化可以实现编码软件平台使用价值的最大化，不仅为上游的数据库建立和等级输出等提供基础支持，同时也为下游的材料控制和项目的材料估算等工作提供有力保障。材料编码数据库是工程设计、采购、施工的数据基础，贯穿整个工程设计流程，对为其提供准确可靠的数据具有重要的意义。但是材料编码数据库的建立过程非常复杂繁琐，耗费大量的人力和时间。使用统一的管道材料编码和管道等级数据库，在提高设计质量的同时，能够缩短设计周期，减少人工时消耗，降低库存，提高材料利用率[4]，显著提高了经济效益。管道材料编码标准化的工作推进了材料管理的标准化、体系化进程，大大提升了物资集中管控能力和参考文献
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作者简介：庞
东（1982-），男，辽宁葫芦岛人，高级工程师，2005年毕业于北京化工大学，从事管道材料设计工作。Email：pangdong@hqcec.com收稿日期：2018-05-08
编辑：陈国祥
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