管道設(shè)計和應(yīng)力分析工程數(shù)據(jù)庫平臺模型探究

丁楠

中油遼河工程有限公司 124010

CAD/CAE技術(shù)不斷發(fā)展，很多工程中都開始嘗試設(shè)計、分析一體化、計算機化的課題，在設(shè)計制造、航空航天、石油化工等行業(yè)中取得了理想的應(yīng)用效果。工程管道的設(shè)計工作是核能、石油化工行業(yè)基礎(chǔ)工程建設(shè)中十分重要的建設(shè)工作內(nèi)容，但是當前在管道設(shè)計工作中，很多數(shù)據(jù)的處理仍然采用人工的方法進行，系統(tǒng)性不高，容易造成人力和資源的浪費，而建立管道設(shè)計和應(yīng)力分析工程數(shù)據(jù)庫平臺，能夠?qū)ｉT管道設(shè)計和分析軟件對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫聯(lián)合起來，實現(xiàn)管道設(shè)計和數(shù)據(jù)庫管理工作的無紙化。這種管理方式能夠顯著提高管道設(shè)計工作效率，是當前管道設(shè)計工作的主要發(fā)展趨勢。

一、管道設(shè)計分析

使用CAD系統(tǒng)軟件進行工程管道設(shè)計，軟件中缺乏對應(yīng)的元件庫，僅僅具有單一的幾何屬性，而不能和材料的物理屬性向聯(lián)系，所以需要在CAD軟件的基礎(chǔ)上，開發(fā)配套的元件數(shù)據(jù)庫，對應(yīng)元件的圖形和物理屬性，管道應(yīng)力計算軟件需要借助專用數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)和管道設(shè)計軟件之間的連接。AutoPlant97是美國Rebis公司在AutoCAD基礎(chǔ)上開發(fā)的管道設(shè)計分析軟件，該軟件具有一個開發(fā)智能元件庫，元件庫中有很多自定義元件，而且定義了很多元件操作命令，用以進行制圖操作元件圖形和屬性之間的關(guān)聯(lián)，同時設(shè)計了一套設(shè)計規(guī)范，包括二級和三級管道設(shè)計。

二、設(shè)計難點

管道設(shè)計是法規(guī)性、多樣性很強的工作，屬于是集體創(chuàng)作，十分復(fù)雜，是工程系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)，需要對設(shè)計規(guī)范要求嚴格遵守，按照設(shè)計流程進行。

1.版本管理

設(shè)計過程中，版本建立、更新、訪問、修改、衍生等操作在現(xiàn)有AutoPlant97上難以實現(xiàn)，需要建立更加直觀的操作版本。

2.協(xié)同設(shè)計

大型管道工程設(shè)計都面臨著協(xié)同設(shè)計的問題，需要對設(shè)計數(shù)據(jù)庫的組織形式進行認真考慮，提高管理設(shè)計者的工作效率。

3.操作權(quán)限管理

管道工程建設(shè)過程中，需要明確設(shè)計人員的責任，并對其進行有效管理。

4.數(shù)據(jù)庫平臺的建設(shè)

在管道設(shè)計數(shù)據(jù)庫平臺模型中，定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的存儲管理是難度比較大的問題。

三、工程數(shù)據(jù)庫平臺模型構(gòu)建

1.總體規(guī)劃

工程數(shù)據(jù)主要有靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)兩種，靜態(tài)數(shù)據(jù)在設(shè)計過程中不發(fā)生變化，是用于指導(dǎo)設(shè)計工作的信息，主要包括設(shè)計規(guī)范、設(shè)計知識等，動態(tài)數(shù)據(jù)則是在設(shè)計過程中，通過設(shè)計工作產(chǎn)生的設(shè)計技術(shù)結(jié)果，包括工程圖、材料表、計算結(jié)果、文檔等，動態(tài)數(shù)據(jù)可以理解為關(guān)于工程圖核心的一組文件數(shù)據(jù)，主要有工程圖、設(shè)計文件、計算結(jié)果、審批文件等。文中數(shù)據(jù)庫設(shè)計同時考慮動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫采用客戶/服務(wù)器的組織形式，設(shè)計人員建立位于客戶端的獨立數(shù)據(jù)庫，用于存放設(shè)計者個人設(shè)計資料和文件，并將設(shè)計過程中生成的設(shè)計信息存放在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Access中，這種軟件簡潔易用，操作方便。

2.中心數(shù)據(jù)庫

中心數(shù)據(jù)庫用于存放設(shè)計人員共享的數(shù)據(jù)，有三個部分。

（1)臨時數(shù)據(jù)區(qū)

用于存放設(shè)計人員設(shè)計的最新版本，存儲相關(guān)信息。

(2）正式設(shè)計數(shù)據(jù)區(qū)

存放審核通過后的最終設(shè)計版本以及相關(guān)信息。

（3）規(guī)則存儲區(qū)

用于存放和設(shè)計過程相關(guān)的規(guī)則和準則。

為了能夠和Access更好的配合，中央數(shù)據(jù)庫和選用同為Mi?crosoft公司出品的MS SQL Server，實現(xiàn)軟件模塊好數(shù)據(jù)庫之間的結(jié)構(gòu)連接和數(shù)據(jù)溝通。

3.版本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

工程設(shè)計過程中，存在著幾個不同局部設(shè)計版本，整合成為綜合新版本的情況，這時可以將綜合版本視作子版本的兩兩合并。采用二叉樹形式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使用基于路徑的方法進行版本管理。

4.版本操作命令

AutoPlant基于AutoCAD建立了兩個開放性元件庫，分別是管道和設(shè)備部分，并基于元件庫，定義了一些操作命令，但是，Auto?Plant畢竟是基于管道制圖和分析的軟件，無法對工程設(shè)計過程中數(shù)據(jù)復(fù)雜性進行充分考慮，所以，工程數(shù)據(jù)庫管理需要建立專門的基于文件版本的管理命令，在智能型元件操作命令基礎(chǔ)上逐個進行定義。

（1）版本建立

開始新設(shè)計，建立設(shè)計的初始版本。

（2）版本修改

不改變版本號，進行原有版本文件內(nèi)容更新。

（3）版本更新

建立新版本，繼承原有版本內(nèi)容。

（4）版本查詢

查詢當前版本構(gòu)成的先驅(qū)版本。

（5）版本合并

兩個設(shè)計相關(guān)版本合并，形成設(shè)計規(guī)模更大的版本。

（6）版本衍生

在較大的設(shè)計規(guī)模中提取設(shè)計者需要的某些細節(jié)，生成一個局部設(shè)計衍生版本。

5.權(quán)限管理

客戶端個人工作區(qū)不能接受遠程訪問，中心數(shù)據(jù)庫臨時數(shù)據(jù)區(qū)接受確定客戶端訪問，但是只有在設(shè)計更改申請客戶端和設(shè)計提交原始版本客戶端想聽，或者當前設(shè)計更改申請來自擁有審核資格的客戶端時才能夠進行讀訪問，但是數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移、更改、刪除工作則只能由書庫管理人員負責進行。

結(jié)束語

管道設(shè)計分析軟件數(shù)據(jù)庫平臺模型構(gòu)建的核心是建設(shè)完整高效、結(jié)構(gòu)合理、管理方便的工程數(shù)據(jù)庫管理平臺，本文介紹了一種采用AutoPlant97作為分析軟件，使用Access數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并采用MS SQL Server進行數(shù)據(jù)庫管理的平臺模型，提高了管道設(shè)計工作的電算化水平，提高了管道設(shè)計工作的效率和設(shè)計水平。