数字化发展下化工工程设计的应对

数字化发展下化工工程设计的应对

李欣颖

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摘要：随着数字技术的飞速发展，化工行业也在向数字化方向发展，数字化提高了化工行业的效率和安全性，也为化工工程设计带来了新的挑战和机遇。本文分析了数字化对化工工程设计的影响，并针对数字化发展下化工工程设计需要应对的问题进行了探讨。

关键词：数字化；化工工程；应对

前言：

随着数字化技术的发展，化工行业迎来了数字化转型的时代。化工工程设计作为化工行业的基础，其也需要紧跟数字化的趋势，利用数字技术提高效率和安全性，满足市场和客户的需求。本文将分析数字化对化工工程设计的影响和挑战，并探讨数字化背景下化工工程设计需要应对的问题。

一、数字化发展对化工工程设计发展的影响

数字化技术的发展可以提高工程设计的效率、质量和安全性。具体表现在以下方面：

（一）提高效率

数字化技术能够提高化工工程设计的效率，特别是在设计阶段。传统的化工工程设计往往需要手动绘制草图、图纸等，然而数字化技术可以通过软件、模拟等方式快速生成、分析和修改设计方案，从而节省很多时间和人力成本。

（二）提高安全性

数字化技术可以提高化工工程设计的可持续性。数字化技术可以通过模拟和评估，帮助设计师更好地衡量设计与环境、经济、社会等因素的关系，从而制定更为可持续的工程设计方案，降低对环境的负面影响。

（三）提高可持续性

工程设计中的很多重复性工作可以通过自动化技术完成，如自动化管道设计、仪表设计等，从而降低设计成本和提高设计效率[1]。

（四）提升设计质量

数字化技术可以提升化工工程设计的质量。数字化技术可以对设计方案进行精细的计算和分析，尤其是对于复杂的工程设计，数字化技术可以帮助设计师更详尽地考虑各种因素，防止遗漏和失误。

二、数字化在化工工程的实际应用

（一）CAD（计算机辅助设计）技术的应用

CAD技术使得化工工程设计能够更快速地完成。CAD软件的出现，使设计师们不再需要手工绘图，可以通过软件将手绘图转换成电子图纸，从而减少了设计的时间和错误率。一些新型CAD软件还可以进行3D建模和虚拟现实等功能，这些功能非常适用于指导设计师和用户体验测试。

（二）CAE（计算机辅助工程）技术的应用

CAE技术可以帮助化工工程设计师更好地分析设计中的风险和挑战。CAE软件可以通过数字仿真和模拟来提供方案的可行性，同时还可以模拟不同的系统界面，以此更好地评估化学反应过程的可行性。另外，CAE技术还可以模拟系统运行的不同状态，以便更好地评估系统的可靠性，从而调整设计方案[2]。

（三）CFD（计算流体力学）技术的应用

CFD技术可以对流体力学方面的处理进行优化。CFD技术软件可以采用不同的模型，并通过热传输、流动、传质过程等来更好地深入优化化工系统的设计，评估设计方案的可行性以及判断方案的优缺点。通过CFD技术的应用，可以为化工工程的设计提供强有力的支持，同时提高化工工程系统的效率和精确度。

三、化工工程设计在数字化发展下出现的弊端与问题

（一）过度依赖数字化技术

数字化技术很大程度上提高了工程设计的效率和精度，但若过度依赖数字化技术，设计人员的经验和创造力将受到影响，可能会忽略实际情况中的重要因素，导致设计方案的失误。

（二）数字化设计成本较高

数字化设计需要先进行设备和软件的购置和维护，这会增加工程设计的成本，并对企业的盈利能力产生负面影响。

（三）技术设备更新需求

数字化设计技术在不断更新，企业需要不断更新硬件和软件，也需要不断进行员工的技术培训，这会带来额外的资金和时间成本。而数字化技术更新换代比较快，化工工程设计需要不断学习和跟进最新的技术和设备，从而才能更好地应用数字化技术，提高效率和质量，因此在金钱和效率问题中就出现了一个真空的死循环。

（四）数据安全问题

数字化设计使得大量的数据存储在计算机系统中，数字化化工工程设计需要处理大量的敏感数据和机密信息，因此在数字化化工工程设计的过程中需要保证信息不能出现泄露，从而影响生产。由于是化工企业，其信息不仅仅关乎生产，如果被不法分子利用将对人民的生命财产安全造成极大的危害，企业需要加强安全保护措施以防止数据被恶意利用和泄漏，这需要增加企业的安全投入[3]。

（五）设计结果逐渐失去人性化

数字化设计使得设计结果呈现出冰冷和机械化的特征，设计人员的创造力和审美能力得不到充分发挥，可能导致设计结果缺乏人性化的特征，影响产品受众的感性认同度。

四、化工工程设计数字化应对的相关问题

在数字化发展下，化工工程设计应对的相关问题主要包括以下几个方面：

（一）数据采集和分析系统的建立

化工企业需要建立稳定的数据采集和分析系统，及时获得生产过程中的各种数据，采用云端解决方案，节省硬件和软件的购置和维护成本，为企业提供更好的灵活性，并结合大数据分析技术进行数据挖掘和预测，为工程设计提供参考依据。

（二）设计流程的智能化

化工企业需要建立智能化的工程设计流程，通过自动化和可视化的设计工具，降低设计成本和提高效率。建立数字化技术与人工智能相结合的设计流程，充分利用数字化技术的精准性和高效性，同时保留人工经验和创意的作用，以达到理想的设计方案。例如，采用自动化管道设计工具可以减少人工测量和绘图工作，提高设计精度和效率。

（三）人才培养和技能提升

数字化工程设计需要工程师具备全新的技能和知识，需要化工企业加强员工培训和技能提升，使员工掌握新的设计工具和技能，适应数字化工程设计的发展。

（四）设计信息的安全保障

数字化工程设计需要建立完善的信息安全体系，防止设计方案泄露、被篡改或丢失，保证化工企业的商业机密和知识产权安全，加强信息安全管理。例如设定密码，备份数据，实行网络安全控制等措施，以避免数据泄露风险。

（五）设备智能化和互联网化

数字化工程设计需要采用智能化设备和互联网技术，使工程设备实现自动调节和在线检测，实现设备的智能化管理和运转，提高生产安全。

五、结语

随着科技的不断更新换代和信息技术的飞速发展，大数据时代已经来临。化工工程设计的业务日渐繁忙，同时设计的要求也越来越高，因此必须做好与时俱进的准备。化工工程设计在大数据时代必须采用全新的设计模式和方法，尤其要积极采用大数据分析技术，通过系统的数据分析和挖掘，为工程设计提供更加系统化和精准化的工作方案，打造一个高效、智能的化工工程设计平台，实现设计任务更加快速、高效、准确，只有这样，才能推进化工行业的不断发展和进步。

参考文献：

[1]史骐.化工工程正向设计和数字化交付的实践与思考[J].中国勘察设计,2022(06):89-91.

[2]李刚.化工项目数字化交付与集成设计平台应用分析[J].煤化工,2021,49(01):61-63+85.

[3]徐晓晔.三维数字化移交技术在化工工程设计中的应用探究[J].工程建设与设计,2020(24):240-241.