3维数字化工厂在设计、施工和运维阶段要用到哪些软件
工业革命经历了电气化、机械化改革，到了第3代以机、电、信息相结合的智能化制造革命。数字化与智能化的制造技术是“第3次工业革命”的核心技术。
数字工厂的本质是实现信息的集成，其建设进程主要触及到设计、施工和运维3个阶段，需要利用到数字化建模、施工摹拟、虚拟现实/加强现实（VR/AR）等技术。
1.设计阶段——3维建模是基础
在数字化工厂设计阶段利用BIM技术构建3维数字化模型，优先建立起完全的、与实际情况1致的建筑工程信息库，减少工程建设后续阶段信息传递本钱。3维模型涵盖的所有的几何信息与非几何信息，伴随着数字化工厂建设全部生命周期，是数字化工厂实现从设计到运维阶段1体化建设和后期数字化移交的重要保证。
2.施工阶段——施工摹拟是关键
在施工阶段，利用施工摹拟技术，可视化、分析、跟踪数字化工厂建设流程，包括运输计划、临时工作乃至项目实际本钱，改进施工进度计划，做好项目施工进度和本钱管理。
3.运维阶段——数据集成实时通
在运维阶段，通过协同工作平台将设计、施工阶段的数据集中在平台中，实现跨部门、跨区域协同与数据互联互通，保证所有建设信息从始至终保持同步，并实现实时更新，为后续数字化移交打下坚实的基础。
3维数字化工厂建设触及的专业和软件非常多，我们以业内最为全面的 Bentley3维数字化工厂解决方案为例，1起来看下3维数字化工厂建设需要用到哪些软件。
Bentley3维数字化工厂针对工厂行业工程设计的需求，提出了覆盖数字化工厂设计/施工/运维的全生命周期的解决方案。
全新的数字化3维设计流程包括最初的项目立项中，明确项目的范围及数字化所要实现的目标。然后在进行全部项目的分解区块化，肯定项目人员分工，制定项目制度规章，指定相应的时间节点等工作任务。在进行3维设计操作前还要指定好统1的项目交付的标准样式，如统1的制图环境，统1的标准，统1的模板等。
进入到详细设计阶段，采取各专业并行设计的流程，采取同1坐标系来进行3维并行设计。如工艺专业：肯定主要管道及装备的参数，通过2维设计工具 OpenPlant PID来快速绘制系统工艺流程图，并把属性信息传递给3维建模工具 OpenPlant Modeler来进行3维的详细建模阶段，并利用参考命令工具，和其他专业的3维设计内容（OpenBuilding Designer, Bentley Raceway and Cable Management, ProStructures等）无缝的相互参考协同作业，并行设计。终究的成果可以通过自动生成的管道轴测图，材料清单，平立剖面图来进行交付，并为施工阶段提供全方面的数字化模型技术支持。
全部进程通过 ProjectWise来管理全部的设计、协同、交付进程，并通过 Navigator对所有的进程进行动态阅读，碰撞校审。对终究的成果可利用 LumenRT来进行最公道的渲染和动画展现。
通过 Synchro可实现施工进程可视化摹拟、施工进度计划、高级风险管理、同步设计变更、供应链管理和造价管理。
1、工艺设计产品系列：OpenPlant系列产品工具
（ PID, Modeler, Isometric Manager, Orthographics Manager, Support Engineering）
1.智能工厂设计与自动化的可交付成果
工艺流程设计可以快速创建智能工厂设计使用管道与阀门和仪表图元及接线，和装备验证项目管道规格。3维工厂模型建立基于元件库和等级库，能自动生成施工交付文件如管道轴测图，平立剖图和支吊架详图。通过统1管理和优化对终究交付图纸到达最小化的手动修改。
2.灵活性，多专业设计
OpenPlant允许你利用1组通用的软件在3维建模，生成工艺管道和仪表原理图，创建厂区平立剖图和管道轴测图，一样还有支吊架详图设计和装配。你可使用设计工具在1个独立的环境中运行或是部署在在全球各地办公,这样你就能够在你需要的时候随时访问到它们。增加项目团队合作的环境，允许团队在线或离线的不同情势1起工作。
3.数据的1致性和精确性
OpenPlant方便保护终究的 P&ID和 3D模型在施工安装，运维阶段的实时更新。提供丰富的工程数据在全部项陌生命周期中包括组件标记信息的智能轴测图，包括元件的标签信息、位号，制造项目代码和材料等。
4.与其他软件的互操作性
与其他产品的互操作性上包括 Bentley的结构产品 ProStructure和电气产品 BRCM，和通过ProjectWise允许在多专业在工厂中更多有效地进行协同设计。利用 OpenPlant的灵活的软件环境部署，通过软件使用 ISO 15926和i-models开放数据模型也能够实现与第3方软件数据模型的互通。
5.项目有效的管理能力
通过访问控制管理、状态跟踪、有效的数据交换来驱动项目团队的高效性。严格控制所有可交付工作内容,不论是通过文件还是组件管理全部项目工作。其可见性还可以在全部工厂设计中通过创建项目范围的报告迅速生成。
2、电仪专业桥架设计工具 Bentley Raceway and Cable Managerment(BRCM)
BRCM可同时设计桥架和电缆系统。BRCM是第1个也是唯逐一个集成布置，走线，材料统计的系统，可节省时间和下降本钱。可利用概念设计和详细设计的自动设计流程快速跟踪下1个项目。通过使用智能3维模型来减少碰撞，确保间距，并且得到准确的偏移来避免工程建设延期。
满足通讯，控制，电力电缆敷设的需求
SubStation/OpenPlant Electrical变电及发电设计中国工具包
3、建筑专业设计工具 OpenBuilding Designer（OBD）
1.提高协作能力
OBD建筑设计是1个多专业组合的专业协同设计软件，这其中包括了建筑设计结构、建筑暖通、建筑电气等模块在设计流程和实践中，这使得构建团队改良和增进合作的方式通过在1个统1的设计环境同享的1组工具和工作流，使解决问题更加容易。
2.在转移信息和修订进程中减少浪费的时间
由于 OBD的互操作性和可伸缩性，可以集成内容的大小、类型、或格式。用更少的时间花在修订和转移信息上和用更多的时间花在设计上，它不但能够支持小型项目，也能够运行大型项目，所以你可以将你的模型用在你需要的场合上。
3.通知设计与决策
自动生成信息丰富的可交付的成果，从中反应了建筑师最新的设计信息，你可以清楚地沟通设计意图。通过交付标准化的驱动方式，可交付的成果与强大的可视化功能相结合，可以快速辨认有效的模型信息而不是工作信息，这样你就能够做出最好的设计决策。
4.能够更快的应对客户的需求
OBD提供强大的设计建模环境，对复杂的几何建模都能够胜任。OBD具有异形体快速建模的能力，从方案设计模型到详细设计模型，都可以轻松应对，帮助设计人员应对各种可能遇到的情况。
5.根据建筑性能评估实际能耗
OpenBuilding Designer可以帮助您评估实际的建筑能耗并据此生成逼真的可视化效果。通过量种建模及场景摹拟，探索并肯定最明智的设计方案。可以完成日光高度、斜度、照度及阴影的分析，并可以根据碰撞检查功能解决实际的建模冲突问题。
4、结构专业设计工具 Prostructures（Proconcrete/ProSteel）
Proconcrete：
1.减少生产时间：灵活和用户友好的3维建模钢筋混凝土结构，开放式的工作环境。准确的项目设计生产减少毛病和遗漏，因此减少生产时间。快速、方便和灵活的建模和强大的功能，模型任何钢筋混凝土精度可到达 100%的形状参数。当具体改变尺寸，钢筋按要求自动调理。
2.提高效力：在用户预定义的3步进程中简化绘图标准。利用MicroStation技术“动态查看”，你的团队可以很容易为计划、章节、细节和立面生成 2D绘图输出。你可以清楚地转达设计意图，提高效力，并通过这个简单的完成“毛病最小化”的工作。
3.提高准确性：报告，进度，工程量是基于模板，很容易定制公司或项目标准。减少因数量不准确而酿成的风险。
4.材料表直接链接到3维模型，因此材料清单是准确且可靠的。
5.准确的数据同享：与其他专业同享项目信息，并允许在多环境的情况下，最小化后的数据通过结构数据精确同享到全部项目团队。
ProSteel：
1.减少生产时间：ProSteel业界领先的钢结构建模能力提供了1个灵活的，开放的、用户友好的3维建模环境。它还包括参数化建模能力，以产生准确的项目设计顺序减少毛病和遗漏，从而减少生产时间。快速、方便、灵活和强大的建模功能标，准钢目录提供方便用户定制，参数化建立常见的物体如钢楼梯、栏杆和梯子。
2.提高效力：基于 3D模型，可以自动创建精确的 2D文件，如输出图纸和材料清单，使您和您的团队提高效力。每个梁和列的个人图纸输出和包括从所有方面（顶部，侧面）直接连接到 3D模型的意见。
3.提供最好方案选项：几近所有的东西都可以定制形状、材料的描写，包括对信息元素输出多种样式的材料清单（BOM）和数据库。这使得 ProSteel非常灵活开放的能力以满足产品个人的要求。在详细设计阶段之前，工程师可以调查多种方案，并提出最经济的选择给客户。
4.下降风险：对文档和构件通过动态版本更新和状态管理提升质量控制，并自动更新属性状态到整体项目文档和管控版本，能在设计决策阶段下降并规避风险。
5.项目组间数据的准确同享：通过3维结构模型能够与结构分析模型和设计利用软件的交互，从 Bentley的 RAM和STAAD导入到 Revit和 Tekla。ProSteel可以生成发布到数控机床的文件，制造业使用这类工艺通过使用计算机来控制机床，用于制造加工。你可以用 iModel，OBD和 IFC格式，SketchUp文件，DWG文件来进行数据交互。
5、总图/场地专业设计工具 OpenRoads
1.融会地质数据，利用测绘数据，实景模型和其他的地形数据，创建和分析地形模型。丰富的模板库，创建场地模型，优化开挖设计，灵活的道路模型设计，创建地下管网模型。
4.创建场地模型。允许对不同的设计方案进行快速的阅读，并能通过功能强大的场地模型工具对设计进行可视化的编辑。Site模块最大的优势在于它能够很容易的建立和修改设计。拖放式的编辑功能，可大幅的提高工作效力。
优化开挖设计。功能强大的可视化工具，能够迅速展现设计成果。可用于工程项目的快速评估，从而选取最优的设计方案。
6、结构分析专业工具 STAAD.Pro
STAAD.Pro是1个全面集成的有限元分析和设计解决方案，包括良好的用户界面、可视化工具和国际设计规范。用于分析受静力载荷、动力响应、土壤结构相互作用或风力、地震及移动载荷影响的几近所有结构类型，目前在全球近百个国家中已超过160,000家用户。
STAAD.Pro具有1系列高级分析功能，包括线性静力分析、反应谱分析、时程分析、缆索分析、推覆分析和非线性分析，为您的工程团队提供了1个可扩大解决方案，随时满足项目的各项需求。
不管设计结构时采取何种材料和何种规范，STAAD.Pro都可以帮助您轻松满足设计需求，这包括美国、欧洲（包括欧洲规范）、北欧、印度和亚洲的规范，乃至还可以满足 AASHTO、ASCE52、IBC和美国铝材规范等特殊规范。目前的 STAAD.Pro中文版本已支持中国的钢结构规范（GB50017），荷载规范（GB50009）和抗震规范（GB50011）。
STAAD.Pro是取得 ISO9001认证的软件，并且完全到达了核工业严格制定的软件验证标准（10CFR Part 50、10CFR 21及 ASME NQA⑴⑵000）。
7、管道应力分析工具 AutoPIPE
AutoPIPE是1套全 Windows界面的管道分析软件，其主要是计算当1管道系统遭到静荷载及动荷载时，系统所承受的容许应力、力和力矩及位移量。AutoPIPE可以分析各种复杂管道系统：如地下埋管分析，波浪荷载，水锤效应，FRP/GRP管道和管道于钢结构之间的协同分析。AutoPIPE同时具有面向对象的图形技术和动态表单的输入及输出，并且有机的结合。另外高阶的分析能力是其他软件没法比拟的。
1.唯一无2的直觉式使用界面
直觉式的使用界面在管道系统的建立及修改方面可以节省许多的时间。在图形上点取1点，你就能够随时插入、修改或删除1个管件，支持或1个载荷。对模型的任何1步操作后，应力分析模型都会实时的更行。
除标准的图形输入界面外。AutoPIPE也提供 Grid表单式的输入。两种输入方式可以同时作用，及时更新。在表单里，各种管件和荷载可分别归类于不同的表格并可以依大小（如管径或长度）来排序，这样你就能够快速检验输入的数据是不是正确。另外 AutoPIPE具有 99次撤销/恢复功能，可以实时恢复先前的毛病操作。
2.高阶分析功能
AutoPIPE提供独特的功能，包括地下管道、海上 FPSO平台、海底管道分析和动态荷载、非线性束缚等，另外 AutoPIPE也具有局部应力计算、时程分析、流体瞬间变化及安全阀计算、管架缝隙及磨擦力计算、夹套管计算及提供 25种管道规范。
3.图形化显示分析结果
结果分析后，你可以点去图形上的任1物件来读取它的应力、变形、力和力矩。另外 AutoPIPE会以色彩来表示管道的应力散布，让你很快的知道超越容许应力的部份，以节省读取大量报表的时间。AutoPIPE提供超过 500种的荷载组合，你可以过滤、排序及显示最大的结果值并以表单的方式显示于屏幕之上。
8、实景建模 ContextCapture
使用 ContextCapture，您可以快速为各种类型的基础设施项陌生成最具挑战性的反应现实环境的3维模型。而这1切，都源自您拍摄的普通照片。不需要昂贵的专业化装备，您就可以快速创建细节丰富的3维实景模型，并使用这些模型在项目的全部生命周期内为设计、施工和运营决策提供精确的现实环境背景。
您没必要在专业收集装备和相干培训方面投入很多时间和本钱，就可以经济实惠地开发精确的实景网格。您可使用普通相机拍摄的超过 100亿像素的照片轻松生成3维模型，取得精细的细节、锋利的边沿和几何精度。
9、可视化渲染软件 LumenRT
具有 Bentley LumenRT，您无需成为计算机图形专家，即可将数字化栩栩如生的特性与基础设施摹拟设计整合，为项目利益相干方创造震动的视觉效果。这1革命性的实时可视化工具不但可供 AECO行业的专业人士轻松使用，还能制作极为精美并易于理解的可视化文件。使用 Bentley LumenRT您可以：
10、施工可视化 4D Synchro
SYNCHRO提供具有高度数据互用性的数字技术，推动建筑行业从传统的2维计划和独立的工作流演化为高度协作和高效的4维可视化计划和 VDC项目管理流程。
SYNCHRO专门提供单个技术解决方案来创建您的方法，并精确可视化、分析、编辑和跟踪您的全部项目，包括项目进度和临时任务。该可视化和数据丰富的环境有助于所有团队成员参与到清晰可见的流程中，以从招标、施工、调试直至移交优化各个类型的施工项目，因此就能够延续改进、消除浪费和增加价值。
101、协同平台 ProjectWise
Bentley公司提出工程生命周期管理的概念，ProjectWise CONNECT Edition正是基于此概念而产生，它把项目周期中各个参与方集成在1个统1的工作平台上，改变了传统的分散的交换模式，实现信息的集中存储与访问，从而缩短项目的周期时间，增强了信息的准确性和及时性，提高了各参与方协同工作的效力。
ProjectWise CONNECT Edition工程内容管理及协同工作平台技术服务合同，通过此平台可以希望到达的目标可以概括为：
全球化已改变了我们的工作方式，让我们有机会与全球各地的人们展开项目协作。ProjectWise Design Integration软件能够帮助您在地理上分散的团队间搭建连接人员与信息的桥梁，以便管理、查找和同享 CAD和地理空间内容、项目数据和业务文档。
使用 ProjectWise Design Integration，您可以确保紧密集成的多专业工作流程管理，从而加快项目文档的同享和重复使用，并可利用可追踪功能支持闭环流程，以缩短工期和推动项目。
通过在分散的团队间实现全球工作同享，简化您的设计工作流。打破地理和技术上的界限，确保每一个人都能查找、同享和重用项目信息、工程数据和通讯内容，积极参与团队协作。
—在不同的组织间安全地同享文件
—定义可以查看和编辑项目内容的用户
—使用 Microsoft Active Directory管理用户身份验证
—控制组、用户和文档层级访问
—在 ProjectWise管理的 PDF内启用数字签名
避免数据丢失、版本控制问题和电子邮件、FTP和其他非受管通讯的延迟。利用优化的可靠性和可追踪功能，创建并管理进行中的工程项目。借助项目信息管理功能，您可以下降未经授权访问的风险，并消除冗余数据。
—集成 CAD设计利用程序
—提供多种格式的文档
—为文档和工程内容创建索引
—使用强大的搜索功能查找文档和内容
—创建并管理文件版本
—追踪文档在全部生命周期内的所有变更
—管理所有参考文件和关系
—从 ProjectWise Explorer当中便可查询到与当前所选 DGN/ DWG文件存在参考关系的所有关联文档
—查找参考了任意给定工程图文件的所有文件
—在检出主 CAD文件时自动访问所有连接的参考文件
土木工程和软件工程有甚么区分
土木工程和软件工程之间的最大区分就是学土木工程的需要到工地去实践才能学到更多的东西，学软件工程的基本都是坐在办公室上班的这类人，二者最大的差别软件工程离了电脑基本就废了，除此以外二者工作的环境之间差距也特别大。
土木工程是关于建造各类土地工程设施的科学技术的统称，本专业主要学习利用材料、装备和勘测、设计、施工、保养、维修等技术。在生活中应用非常广泛，跟地上、地下、陆上都有直接或间接的关系，跟人们的生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施息息相干。土木工程是指除房屋建筑之外，为新建、改建或扩建各类工程的建筑物、构筑物和相干配套设施等所进行的勘察、计划、设计、施工、安装和保护等各项技术工作及其完成的工程实体。
土木工程专业非常复杂，需要掌握工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论和基本知识后，才有机会从事土木工程的项目计划、设计、研究开发、施工及管理相干的工作。除学习这些基本理论和知识外，还要通过实验仪器操作和现场实习等方面的基本训练，才能正式具有从事土木工程的计划、设计、研究、施工、管理的基本能力。所以学土木工程的人，都需要到工地去考察和实践。
软件工程就完全不1样了，其主要是是研究和利用如何以系统性的、规范化的、可定量的进程化方法去开发和保护软件。是1门将时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来的学科。它触及到程序设计语言、数据库、软件开发工具、系统平台、标准、设计模式等多个方面。
由于软件工程1直以来都没有1个统1的定义，致使很多学者、组织机构都分别给出了自己的看法。例如：BarryBoehm软件工程术语的定义就是应用现代科学技术知识来设计并构造计算机程序及为开发、运行和保护这些程序所必须的相干文件资料；IEEE在软件工程术语汇编中的定义是将系统化的、严格束缚的、可量化的方法利用于软件的开发、运行和保护，行将工程化利用于软件。
在《计算机科学技术百科全书》中软件工程就是是利用计算机科学、数学、逻辑学及管理科学等原理，开发软件的工程。还有1种比较认可的1种定义就是软件工程是研究和利用如何以系统性的、规范化的、可定量的进程化方法去开发和保护软件，和如何把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来。
请问CAE软件有哪些
软件：
网格划分软件功能排名：Ansa>Hypermesh>>Ansys
线性结构分析软件：Nastran Abaqus Hyperworks Ansys Ls_dyna线性分析所有分析软件差不多
非线性分析软件使用排名：Abaqus、Ls_dyna、Hyperworks
碰撞分析：Ls_dyna Hyperworks
疲劳分析：Femfat Fatigue、ncode
束缚系统：Madymo Ls_dyna
关键技术：
CAE技术是1门触及许多领域的多学科综合技术，其关键技术有以下几个方面。
⑴计算机图形技术
CAE系统中表达信息的主要情势是图形，特别是工程图。在CAE运行的进程中，用户与计算机之间的信息交换是非常重要的。交换的主要手段之1是计算机图形。计算机图形技术是CAE系统的基础和主要组成部份。
⑵3维实体造型
工程设计项目和机械产品都是3维空间的形体。在设计进程中，设计人员构思构成的也是3维形体。CAE技术中的3维实体造型就是在计算机内建立3维形体的几何模型，记录下该形体的点、棱边、面的几何形状及尺寸，和各点、边、面间的连接关系。
⑶数据交换技术
CAE系统中的各个子系统，个个功能模块都是系统有机的组成部份，它们都应有统1的几类数据表示格式，是不同的子系统间、不同模块间的数据交换顺利进行，充分发挥利用软件的效益，而且应具有较强的系统可扩大性和软件的可再用性，以提高CAE系统的生产率。
各种不同的CAE系统之间为了信息交换及资源同享的目的，也应建立CAE系统软件均应遵照的数据交换规范。国际上通用的标准有GKS、IGES、PDES、STEP等。
⑷工程数据管理技术
CAE系统中生成的几何与拓扑数据，工程机械，工具的性能、数量、状态，原材料的性能、数量、寄存地点和价格，工艺数据和施工规范等数据必须通过计算机存储、读取、处理和传送。
这些数据的有效组织和管理是建造CAE系统的又1关键技术，是CAE系统集成的核心。采取数据库管理系统（DBMS）对所产生的数据进行管理是最好的技术手段。
⑸管理信息系统
工程管理的成败，取决于能否做出有效的决策。1定的管理方法和管理手段是1定社会生产力发展水平的产物。市场经济环境中企业的竞争不但是人材与技术的竞争，而且是管理水平、经营方针的竞争，是管理决策的竞争。决策的根据和动身点取决于信息的质量。
建立1个由人和计算机等组成的能进行信息搜集、传输、加工、保存、保护和使用的管理信息系统，有效地利用信息控制企业活动是CAE系统具有战略意义、事关全局的1环。工程的全部进程归根结柢是管理进程，工程的质量与效益在很大程度上取决于管理。
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