欧特克AutoCAD Plant 3D软件在制药工程建设领域的设计创新

在大力倡导QbD(Quality by Design,质量源于设计)的制药工程领域,国外成熟企业非常重视设计工作。目前,三维设计在工程设计中得到了广泛的认同,因为三维技术不仅可以展示直观的数据模型,还可以通过一系列自动化手段将复杂的工作交由计算机完成,大大提升工作效率。广州龙沙工程咨询有限公司(简称“龙沙工程公司”)作为瑞士龙沙集团(Lonza)在中国的工程力量,就已经在生物制药工程项目中大力开展三维设计的应用。本刊记者借欧特克2010年 AU“大师汇”活动之际,采访到瑞士龙沙集团在中国的工程力量——广州龙沙工程咨询有限公司,与其技术骨干探讨了生物制药工程项目中三维设计的应用价值。

龙沙工程公司是瑞士龙沙集团于2009年在中国设立的全资子公司。公司成立后,依托瑞士龙沙集团多年的制药业生产经验和技术积累,龙沙工程公司为化工、制药及环保等领域的客户提供工程及咨询服务,除了常规设计、工程物料采购、施工现场管理等服务外,还提供针对cGMP生产的验证服务,以及模块化设备的制造和废弃物焚烧设施的设计、制造和安装服务,目前公司已经陆续和多个外部客户达成了合作协议。

龙沙工程公司总工程师张彤向本刊记者介绍了公司的项目运营情况,“瑞士龙沙集团进入中国后,第一个项目是位于广州市区的烟酰胺项目。随后,中国龙沙先后在江苏溧阳、广州南沙和江苏南京投资了多个项目。目前在建的有南沙的烟酰胺项目和南京的PMDA项目等。”

三维设计理念迎战传统设计

在制药领域,每个项目都有其特殊性,所以需要不同专业的人员进行充分设计,通过不断地论证和改进,使整个工程合理优化。为了达到这些目标,软件本身要拥有强大的力量,时刻满足工程设计师们的要求。因此在选择三维设计软件的时候,公司专门成立了包括专业工程设计师和国外专家在内的工作小组,对市场上几款热门的产品进行了筛选比较,其中包括了国内外几款知名的产品。龙沙工程公司CAD管理员林耀光介绍,“筛选的要点是结合公司的实际情况,按照重要性排列,包括实操测试、技术服务、与其他软件的接口情况、软件实现功能范围、价格以及市场占有率等。经过综合评测并打分, AutoCAD Plant 3D最终胜出,可以说无论从技术还是价格方面,AutoCAD Plant 3D都具有很大的优势。”

公司在南沙的API(活性医药成分)工厂、中央公用设施、SSP工厂(小规模试验车间)以及左旋肉碱工厂都使用了三维设计软件。“相比二维设计,三维模型能更直观地反映工厂的管道走向情况,设计者可以在模型上及时发现配管过程中出现的不足并立即修改。通过软件自带的材料统计功能,为工程采购提供重要的依据,避免盲目采购。”林耀光总结了在具体的项目执行过程中,三维设计之于二维设计的突出优点。

基于熟悉的AutoCAD平台

AutoCAD Plant 3D潜在的数据可直接与三维模型、管道、仪表、ISO图、平立面图等进行数据交换,以保证信息的一致性和及时准确性,工程师也可以在图纸内部快速查询并编辑信息。龙沙工程公司原来一直都使用AutoCAD进行设计,工程师对欧特克的相关软件感觉非常熟悉与亲切,所以在欧特克代理商达美盛工程师短短几天的专业培训之后,学员就可以容易地绘制出简单的工厂模型。

“由于AutoCAD Plant 3D 和 AutoCAD P&ID都是基于AutoCAD平台,并不需要昂贵的服务器和数据库系统,所有的CAD命令都可以应用。AutoCAD Plant 3D的等级驱动技术和现代化的界面,使得建模和管道、设备、结构支架的编辑,以及其他工厂管件更加简单。总体看来,这种二维到三维的平稳迁移过渡还是非常顺利的。”林耀光介绍说。

“由于AutoCAD Plant 3D和AutoCAD P&ID软件平台统一,并可以集成在软件套件里面,信息在不同的专业间即时共享,极大提高了二维和三维设计的沟通效率,”林耀光进一步表示,使用这个功能,工程师在创建与修改工艺和仪表图后,三维模型可以实时保持和他们的数据交互。

更加方便快捷地出图

龙沙公司最近在做一个纯化水和注射用水系统的设计及施工顾问,项目负责人李开斌介绍,该项目中从建筑物到工艺管道设计都使用了欧特克的产品。李开斌总结了在项目的具体设计过程中对两款软件的使用印象,“比如在标准设备的建模中,软件提供了参数化的图形,只要输入相应的尺寸即可完成出图。

绘制管道时,只需输入每一点的坐标和管道长度即可,甚至还可通过线转化为管道来实现,管道也可自动添加弯头。此外,在建模过程中,通过插件Autodesk Navisworks实时检查模型,会相对减少一些不必要的修改工作。”

AutoCAD Plant 3D拥有智能Isometric轴侧图和orthographic平立面图功能,“轴测图的出图效果很好,出图速度非常快,图面清楚整洁;管道设备模型与建筑模型分开绘制,同时又可相互参照,这对于管道设备的定位很方便,”管道专业负责人蔡庆强回忆说,“AutoCAD Plant 3D在进行项目设置时非常方便,软件里可以新建一些输入框,只要一次性输入就可以通过链接方式把内容显示在不同的图纸上。”

人性化的参数设置

元件数据库的建立是一件枯燥而容易出错的工作,欧特克公司提供了已经参数化的管件、阀门,方便进行目录与规格的编辑。在龙沙工程公司位于南沙的新项目Omega plus烟酰胺工厂应用中工程师感受颇深,CAD管理员林耀光介绍,“在目录发生变更时,可通过同步规格与目录进行更新,如果规格中的管件发生变更,会在模型中给予提醒。Spec Editor支持参数复制粘贴的功能,相比手工输入,节约了超过50%的工作量,并大幅降低错误发生的概率。而在数据维护阶段,更可以利用Excel强大的批量数据处理功能来修改,然后反向导入到系统里面。”

在项目初始时,使用项目设置功能可以快速帮助工程师定义好相关的项目属性,“比如说项目编号和等级库,等级库里规定管道和管件的规格库。我们需要识别和添加不同的标准以及自定义管件型号,在设计工作开始时,工具栏中就可以看到并直接使用了。所有的这些设置,在项目的进行过程中都可以修改和更新。” 林耀光对这些人性化的辅助功能印象深刻。

对三维软件的体验还远远不止这些,蔡庆强说:“材料清单和报表可以很容易地生成,直接共享给整个项目团队,便携式的 AutoCAD Plant 3D的DWG文件可以被其他专业的工程师直接用AutoCAD打开,这些数据可以直接输出到类似于应力分析,或者管段预制等其他软件中。AutoCAD Plant 3D模型可以和Autodesk Navisworks无缝集成,完成设计检视,渲染和碰撞检查等工作。”

对客户需求的快速反应

Autodesk Subscription维护合约(简称速博)中心是一个供速博客户使用的在线应用工具,专门用于简化许可证管理和报告流程,以提高工作效率。中心包括多种独有的社区功能,更新合同和添加用户的流程工作也快速了很多,蔡庆强表示,“欧特克的速博中心有非常专业的人员提供支持,能够快速响应客户的技术请求,速博中心会记录我们项目组提出的问题,其他人登陆后也可以方便地查看,这样极大方便了同事之间的技术交流,同时也节约了因重复提问而造成的不必要浪费。”另外,作为欧特克代理商的北京达美盛软件有限公司,蔡庆强对他们的服务也非常满意,“他们拥有丰富的项目经验,结合强大的技术力量,开发出了许多非常实用的工具,例如eZReportor自动统计材料报表的工具、eZOrtho自动切图标注的工具等,从实际应用上为我们公司提供了非常专业的意见和帮助。”

未来发展

目前,公司的各个项目都在顺利地实施过程中, AutoCAD Plant 3D 和AutoCAD P&ID这两款工厂设计软件帮助工程设计人员更容易、更精确、更有效地完成整个复杂工厂项目。CAD管理员林耀光认为,整个公司的人都可以感受到AutoCAD Plant 3D 和AutoCAD P&ID为设计业务带来的优势。“随着公司业务的发展,我们将继续与欧特克公司紧密合作,如有可能会购买更多的软件产品。”


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