设计大赛所用软件简要介绍

全国化工设计大赛的竞赛内容主要包括产品的市场调研、设计可行性分析、工程设计、经济分析与评价等。在完成作品的过程中使用的软件主要包括Aspen Plus，AutoCAD，AutoCAD Plant3D，Sketchup，ALOHA 以及lumion 等。本篇对化工设计中用到的软件作简要介绍。

 

1、Aspen plus

Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。

Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。

该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。

利用Aspen plus对整个工艺流程进行设计是整个项目的核心工作。根据前期调研得到的工艺流程，在Aspen plus中将塔设备、换热器、泵等单元进行组建。过程中需要对工艺参数进行适当调整，以使计算精度、产品纯度都需要达到设计要求。

Aspen plus中有很多内置软件，可以完成塔内件设计（Column Internals），经济核算（AspenProcess Economic Analyzer），换热器设计（Aspen Exchanger Design andRating），换热网络设计（Aspen Energy Analyzer）等工作。

推荐版本：Aspen plus V11

 

Aspen plus流程模拟界面示例

 

工艺流程示例

 

庞大的Aspen plus“家族”

 

2、AutoCAD

AutoCAD（Autodesk Computer Aided Design）是Autodesk（欧特克）公司首次于1982年开发的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。AutoCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行。

设计过程中需要用AutoCAD对管道仪表流程图PID图（Process & Instrumentation Drawing）、工艺物料平衡图PFD图(Program Flow Diagram)、设备工艺条件图，厂区平面图、车间布置平立面图等进行绘制。

推荐版本：AutoCAD 2018及以上

AutoCAD操作界面示例

 

PID图图例示例

 

3、AutoCAD Plant3D

进行车间三维设计可以使用的软件有AutoCAD Plant 3D、PDMS、Smart Plant3D、CAD Worx、pdmax等，但是小编认为AutoCAD Plant3D却更具优势。

AutoCAD Plant 3D软件对加工工厂进行设计、建模和文档编制。基于熟悉的AutoCAD软件平台，AutoCAD Plant 3D使设计者能够创建先进的三维设计。基于等级的设计和元件库可以有效简化管道、设备和支撑结构的放置流程。集成的AutoCAD软件功能可以帮助您创建和编辑管道与仪表流程图，并根据三维模型协调基本数据。生成和共享等轴侧视图、正交视图和其它文档。

另外，AutoCAD Plant 3D绘制的文件可以用AutoCAD直接打开，设计竞赛评委老师不需要下载新的软件再打开文档进行评审。

 

车间三维布置图示例

 

4、SketchUp

进行厂区三维设计可选用SketchUp、3dsmax等，更推荐SketchUp。

SketchUp又名“草图大师”， 是一款可供用于创建、共享和展示 3D 模型的软件。不同于3dsmax，它是平面建模。通过一个使用简单、内容详尽的颜色、线条和文本提示指导系统，让人们不必键入坐标，就能帮助其跟踪位置和完成相关建模操作。就像人们在实际生活中使用的工具那样，SketchUp 为数不多的工具中每一样都可做多样工作。

SketchUp拥有专属用户网站，可以直接进入搜索房屋、绿植等模型在我们的厂区3D中应用。SketchUp极容易上手，在不开启光影情况下，对电脑配置要求不高，可以进行实时预览。

推荐版本：SketchUp 2020及以上

SketchUp操作界面

 

5、Lumion

厂区漫游视频一般选用Lumion制作。

Lumion是一个实时的3D可视化工具，用来制作电影和静帧作品，涉及到的领域包括建筑、规划和设计。它也可以传递现场演示。Lumion的强大就在于它能够提供优秀的图像，并将快速和高效工作流程结合在了一起。

人们能够直接在自己的电脑上创建虚拟现实。通过渲染高清电影比以前更快，Lumion大幅降低了制作时间。视频演示了你可以在短短几秒内就创造惊人的建筑可视化效果。

Lumion和SketchUp有良好的交互性，在SketchUp中的材质，Lumion都可以识别渲染，并惊醒更为精细化的修改输出。Lumion易上手，容易创立天空、大地、光影效果等宏大场景，能够对厂区3D进行更直观的展示和超高清渲染输出。通过摄像机移动，即可录制厂区漫游视频。操作容易，但对电脑配置要求较高。

推荐版本：Lumion 9

厂区三维输出示例

 

6、ALOHA

近年来，化工生产过程的安全性越来越被重视，ALOHA可进行需要的事故模拟，使我们的厂区设计更加安全合理。

ALOHA是一款经典的可以模拟事故后果的专业软件，ALOHA：危险环境区域定位，是一款专门为处理化学品泄漏，以及准备应急方案和相关培训的人员设计的软件。能够模拟重要的危险品在泄漏后发生有毒气体扩散，着火以及爆炸时的-毒性，可燃性，热辐射（热或焓），超压（爆炸爆破力）。软件中的化学品库包含了大约1000种常见危险化学品的物理特性的信息。软件的计算能力兼顾考虑了准确性和的速度。

推荐版本：无特殊要求

ALOHA事故模拟结果示例

 

另外如设备校核使用的SW6-2011、噪声分析使用的EIAN、水集成Water Design、Risksystem环境风险评价等也是操作简单、容易上手，因此没有详细展示。在完成基础作品的情况下，可以选择Comsol，ANSYS等进行更为细致的分析设计，这类软件的使用，会使作品在总决赛PPT展示环节大放异彩。