在現(xiàn)代大型工程項目中，項目規(guī)模越來越大，所涉及的資金和總人工時也日益增多；絕大部分項目不僅流程復雜，專業(yè)配備齊全，而且為了減少風險和取得更好的經(jīng)濟效益，對項目工期也有著嚴格的要求。在這樣的背景下，無論是業(yè)主還是工程公司，都在想方設法地建設團隊，理順專業(yè)職責和專業(yè)間的條件關系，力圖加強專業(yè)間的協(xié)同工作，降低成本和縮短工期。在設計經(jīng)理的帶領下，各個專業(yè)負責人進行協(xié)商，共同完成專業(yè)間條件關系表，以期對各專業(yè)提出和接受條件的時間節(jié)點達成一致性。這些措施有效地從人員和制度上，對專業(yè)間的協(xié)同工作給予了保障；但與此同時，僅僅這兩方面的工作還是不夠的，在各專業(yè)間依然存在大量的重復勞動，各專業(yè)間文件的傳遞仍需要批量傳遞，因此，工程公司需要更加高效的專業(yè)間協(xié)作，來提高工作質(zhì)量和工作效率。
面向?qū)ο笫荂OMOS軟件平臺理念的基礎，在該軟件平臺中，工廠各設備組件都能有全面的描述，并且以逼真的圖形方式顯示出來，對包括與設備組件相關的所有數(shù)據(jù)進行圖形化、數(shù)據(jù)化的描述，構成了數(shù)據(jù)庫中的單個單元，即對象。由于完整的工廠信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，因此工程設計和運背階段涉及的所有專業(yè)和部門始終能訪問指定付象的相同數(shù)據(jù)、這樣一來每位用戶就可在相關設計文檔中直接看到對象或文檔的更改內(nèi)容，相關數(shù)據(jù)表、列表和其他文檔均與相應對象關聯(lián)，在不同文檔類型和各個對象之間可輕松進行導航。所有工廠設備組件都完美地契合，從而使項目工作更為高效準確。
COMOS軟件平臺為所有專業(yè)始終保持一致性和透明性的數(shù)據(jù)，本地化的流程管理及單一數(shù)據(jù)庫使得下游專業(yè)可提前介入設計，縮短項目周期，而提高項目效率，數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)到哪個專業(yè)，共花費了多長時間，管理部門一目了然。從項目管理的角度，可以清晰看到數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的狀態(tài)，為后續(xù)的流程管理和優(yōu)化提供了真實可靠的數(shù)據(jù)基礎。
在COMOS軟件平臺中，F(xiàn)EED模塊用于開展前期工藝包設計，隨后工藝包數(shù)據(jù)可以通過接口傳遞給COMOS P&ID模塊，然后開始進行工程項目的基礎設計。基礎設計開始以后，以項目的P&ID圖作為工程設計的源頭，所建立的設備、管道、儀表等對象及其屬性被其他的專業(yè)和后續(xù)設計及工廠管理、運營階段反復使用和關聯(lián)。P&ID圖完成以后，電氣、自控專業(yè)在該平臺建立電氣設備和儀表的位號對象，再使用其中的EI&C模塊進行電儀專業(yè)工程設計，自控設計人員在位號對象建好以后，使用COMOS邏輯圖模塊設計控制邏輯圖及DCS機柜等自動控制系統(tǒng)。COMOS軟件平臺結構如圖1所示。
圖1 COMOS軟件平臺架構示意
西門子COMOS軟件主要功能模塊
COMOS I＆C作為COMOS軟件平臺中的一個模塊，主要用于自控專業(yè)輔助工程設計，為自控工程師提供一個相互協(xié)作的工作環(huán)境，自動導入上游專業(yè)的數(shù)據(jù)，并快速、簡單地創(chuàng)建索引表、規(guī)格書、回路圖、安裝圖等，并且這些圖紙和文檔上有智能符號以及與其他專業(yè)之間的最優(yōu)連接，自動生成專業(yè)要求的各種報表，同時作為企業(yè)的專有技術知識庫，可以共享、繼承和沉淀企業(yè)的知識和經(jīng)驗。由于數(shù)據(jù)一致性高，大幅減少了項目前置時間，提高了工程師的設計效率，同時也提高了項目質(zhì)量。COMOS I＆C主要的功能模塊包含儀表索引、輔助計算、規(guī)格書、安裝圖、回路接線、材料表、邏輯圖、I＆C快速數(shù)字化交付工具、軟件技術接口等。
1、儀表索引模塊
儀表索引模塊為設計人員提供快速創(chuàng)建和管理儀表數(shù)據(jù)的功能，用來處理儀表索引、I/O清單、報警聯(lián)鎖一覽表、各種儀表安裝委托等表格類的文件。在數(shù)據(jù)庫中內(nèi)嵌儀表類型庫，典型回路庫及行業(yè)設計規(guī)范，提高設計人員管理所有回路及相關儀表的效率，快速完成儀表相關的表格內(nèi)容。該模塊功能界面簡單易操作，可根據(jù)設計習慣定制各種工具，方便儀表工程師快速完成儀表數(shù)據(jù)的完善和管理，由于多個專業(yè)使用同一個平臺數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)可自動從上游專業(yè)獲取并自動創(chuàng)建回路及儀表數(shù)據(jù)，也可通過Excel數(shù)據(jù)表導入功能來導入儀表和各類工藝委托書等相關數(shù)據(jù)，輔助設計人員快速完善儀表索引。并可利用軟件查詢的優(yōu)點，從數(shù)據(jù)庫導出儀表清單、I/O索引表、報警聯(lián)鎖表、信號類型表、電氣聯(lián)鎖信號表等儀表數(shù)據(jù)。
2、輔助計算
COMOS I＆C根據(jù)用戶提供的專業(yè)算法并由專業(yè)人員參與共同開發(fā)儀表設計的輔助計算功能，內(nèi)容包括：溫度計套管插入深度計算，量程計算，遷移量計算，節(jié)流裝置計算，控制閥計算，管道內(nèi)外徑、材質(zhì)和壓力等級計算等，通過輔助計算可以協(xié)助工程師校驗設計成果，防止設計失誤，提高設計質(zhì)量。
3、規(guī)格書模塊
按照企業(yè)文檔管理標準，在數(shù)據(jù)庫定制各類儀表的規(guī)格書模板，并根據(jù)用戶提供的設計規(guī)則、設計習慣定制規(guī)格書管理界面，定義默認規(guī)格項，增加規(guī)格項之間的邏輯關聯(lián)關系，實現(xiàn)規(guī)格項自動寫值，批量獲取計算模塊的數(shù)據(jù)結果，定制批量查詢、修改工具，幫助工程師快速完成規(guī)格書數(shù)據(jù)的完善工作，并根據(jù)項目要求，一鍵輸出標準的規(guī)格書文檔，提高其工作效率；也可根據(jù)不同的需求，從數(shù)據(jù)庫快速篩選提取規(guī)格書數(shù)據(jù)并輸出至Excel文件，比如規(guī)格項列表、規(guī)格書委托表、設備匯總表、規(guī)格書列表等。
4、安裝圖模塊
COMOS I＆C數(shù)據(jù)庫導入外部材料代碼表庫、材料庫、安裝圖圖庫，定義材料編碼，為設計人員定制材料庫和安裝圖庫的管理工具，方便用戶新建材料和修改材料名稱、代碼、參數(shù)，以及定義材料與材料編碼的規(guī)則和內(nèi)在聯(lián)系，根據(jù)用戶篩選條件，自動列出符合條件的安裝圖模板，供用戶選擇；也可列出安裝圖庫，用戶按分類選擇，自動完成材料統(tǒng)計及儀表安裝圖。大幅提高了工程師的設計效率及質(zhì)量；同時作為企業(yè)的專有技術知識庫，可以共享、繼承和沉淀企業(yè)的知識和經(jīng)驗。
5、回路接線圖模塊
設計人員在完成儀表索引后，在回路接線圖模塊通過配置回路儀表、接線箱、電纜、端子排、控制系統(tǒng)、控制柜、控制卡件的功能，最終自動生成回路接線圖。通過定制硬件的接線選型規(guī)則，輔助工程師完成回路接線配置過程。系統(tǒng)可根據(jù)儀表的選型及接線方式自動創(chuàng)建接線箱，端子及電纜，根據(jù)儀表索引中的信號類型、I/O類型、控制系統(tǒng)名稱自動創(chuàng)建控制柜及控制卡件，在完成一系列的配置后系統(tǒng)可自動生成回路接線圖。
6、材料表模塊
通過一定標準規(guī)則的定制開發(fā)，設計人員在完成儀表索引和規(guī)格書后，系統(tǒng)可按照各類儀表的型號及規(guī)格自動歸類統(tǒng)計出材料，并按照標準的模板輸出設備材料表，輸出格式可選擇PDF或Excel文件。
7、邏輯圖模塊
邏輯圖模塊用于管理和使用功能邏輯圖，規(guī)劃邏輯控制系統(tǒng)的功能，同時以圖形和邏輯兩種方式映射到邏輯圖中。邏輯圖模塊的圖例和邏輯圖的模板按照設計標準管理，從而規(guī)范了圖紙和設計習慣。設計人員設計完成控制邏輯后，系統(tǒng)能夠基于設定條件給出邏輯結果，輔助設計人員及時判斷邏輯設計的準確性，進而改進優(yōu)化邏輯關系，并根據(jù)設定的因果關系自動輸出因果表。邏輯圖模塊也可通過COMOS PAA軟件接口將設計好的邏輯圖導出至西門子的PCS7系統(tǒng)，自動生成PCS7系統(tǒng)的CFC和SFC，從而提高工作效率。
采用邏輯圖模塊和PCS7系統(tǒng)實現(xiàn)的一體化工程設計，打通了工廠規(guī)劃與流程自動化設計之間的障礙，以及由此產(chǎn)生的與運營階段的差距，兩者之間可以輕松交換數(shù)據(jù)，杜絕數(shù)據(jù)丟失，工廠設計和運營期間所有流程完全一體化，可以自行設計PCS7系統(tǒng)硬件和軟件?？梢栽诠S所有規(guī)劃階段以較少數(shù)量的接口實現(xiàn)全局一體化工程設計，整個工廠的結構都可以從控制系統(tǒng)內(nèi)的工程設計數(shù)據(jù)當中生成，簡化了自動化部分的工程設計工作，從而節(jié)約了大量時間。在反方向上，運營期間對自動化功能的變更也可以從PCS7系統(tǒng)傳遞給COMOS軟件平臺。該軟件平臺內(nèi)的數(shù)據(jù)庫也由此立即得到更新，同樣更新了整個工廠文檔。
8、I＆C快速數(shù)字化交付工具
基于GB51296標準，COMOSI＆C可以協(xié)助儀表專業(yè)快速輸出該規(guī)范中要求的工廠對象及屬性、關聯(lián)文檔等?？砂凑沼脩繇椖课臋n管理的標準，通過定制實現(xiàn)一鍵自動輸出數(shù)據(jù)文件。
9、軟件技術接口
COMOS軟件平臺作為一個開放系統(tǒng)，開發(fā)靈活，基于一系列的標準和協(xié)議提供與其他系統(tǒng)的接口?？梢酝ㄟ^Xml，Excel，Access的文件格式與其他工程輔助軟件交換數(shù)據(jù)，通過簡單的定義規(guī)則，實現(xiàn)對文本文件的解析，進而實現(xiàn)在COMOS軟件平臺中的諸如創(chuàng)建設備，設置屬性等一系列批量操作，也可將COMOS軟件平臺數(shù)據(jù)通過文件傳遞給其他系統(tǒng)，例如與SPF，AVEVA，PDMS的儀表數(shù)據(jù)接口，與設備專業(yè)設計軟件PV的接口；也可與同樣采用SQL數(shù)據(jù)庫的其他工程軟件交換數(shù)據(jù)庫層級的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速有效的數(shù)據(jù)交互。
西門子COMOS軟件主要數(shù)據(jù)庫
COMOS軟件平臺適用于Access，MS SQL，Oracle三種類型的數(shù)據(jù)庫，所有專業(yè)設計都在同一個數(shù)據(jù)庫里開展設計工作，COMOS數(shù)據(jù)庫首先保證了它可以作為一個工程、數(shù)據(jù)、文檔的平臺，該平臺中的任何信息都可以在不同的專業(yè)、不同的區(qū)域，不同的項目中實現(xiàn)訪問。而且，該平臺一個很重要的功能便是與其他數(shù)據(jù)平臺以及設計工具實現(xiàn)高度集成，能夠縮短設計周期，增強數(shù)據(jù)安全性，更好地適應項目要求，儀表工程師在設計過程中所使用的儀表庫，設備庫，材料庫，安裝圖庫，文檔模板庫，控制閥樣本庫等都來源于同一個數(shù)據(jù)庫，既能滿足本專業(yè)設計需求，又可以在協(xié)同設計中與上下游專業(yè)做到數(shù)據(jù)共享，保證了項目設計數(shù)據(jù)的質(zhì)量，同時又便于管理員對數(shù)據(jù)庫的維護。
西門子COMOS軟件主要維護功能
1、儀表庫
儀表庫的維護包含儀表類型庫和儀表設備庫，儀表類型庫數(shù)據(jù)包含選型及索引數(shù)據(jù)，儀表設備庫數(shù)據(jù)包含各類儀表的規(guī)格書數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)，僅授權賬號方可修改維護儀表庫。
2、控制閥樣本庫
控制閥數(shù)據(jù)庫作為企業(yè)知識庫之一，包括閥門廠商樣本庫，閥門類型，閥芯類型和型式，可調(diào)比，閥座型式，閥門Cv數(shù)據(jù)等，在設計過程中工程師可查詢調(diào)用樣本庫數(shù)據(jù)，但沒有權限修改樣本庫數(shù)據(jù)，只有授權的賬號才可以根據(jù)實際需求修改閥門樣本庫的數(shù)據(jù)。
3、材料庫、安裝圖庫
儀表專業(yè)管理人員可根據(jù)安裝圖模塊功能的實際需求維護材料庫，添加、修改及刪除相應的材料，也可修改、增加、刪除安裝圖。
4、電纜庫、接線箱類型庫、端子庫、控制卡件類型庫
儀表工程師在使用回路接線模塊時可進行電纜、接線箱、端子、控制卡件的選型、但沒有權限修改，只有授權的賬號才可以根據(jù)項目需求修改相應的設備庫。
5、文檔模板庫
數(shù)據(jù)庫文檔模板是按照企業(yè)標準定制，定制內(nèi)容包含文檔類型，企業(yè)Logo，圖紙大小，圖框數(shù)據(jù)，文檔內(nèi)容等，數(shù)據(jù)庫模板有：儀表索引表，各類規(guī)格書，安裝委托，安裝圖等，僅授權賬號，刪除修改及新增文檔模板。
6、數(shù)據(jù)導入導出
COMOS軟件平臺支持Excel.Xml及Access格式數(shù)據(jù)的導入導出，數(shù)據(jù)庫里的儀表數(shù)據(jù)可由儀表工程師根據(jù)需求自由選擇導入或是導出，比較常用的數(shù)據(jù)表導入導出已提前定制導入導出工具，儀表工程師只需執(zhí)行導入導出操作即可，特殊的數(shù)據(jù)可由工程師自行靈活定制，比如ExcExcelel數(shù)據(jù)導入，儀表工程師可設置批量導入，數(shù)據(jù)導出可定制QUERY來選擇Excel或是Xml文件。
西門子COMOS軟件實際工程應用
西門子COMOS軟件平臺方便實用的功能和靈活的定制性為用戶提供了各種方便易用的工具，滿足專業(yè)設計需求，該軟件平臺已經(jīng)在石油化工行業(yè)各工程公司有所實踐，不僅能滿足專業(yè)設計的絕大部分需求，也可通過交付模板的定制實現(xiàn)工程項目的數(shù)字化交付。
