管道設計和應力分析工程數據庫平臺模型探究

丁楠

中油遼河工程有限公司 124010

CAD/CAE技術不斷發展，很多工程中都開始嘗試設計、分析一體化、計算機化的課題，在設計制造、航空航天、石油化工等行業中取得了理想的應用效果。工程管道的設計工作是核能、石油化工行業基礎工程建設中十分重要的建設工作內容，但是當前在管道設計工作中，很多數據的處理仍然采用人工的方法進行，系統性不高，容易造成人力和資源的浪費，而建立管道設計和應力分析工程數據庫平臺，能夠將專門管道設計和分析軟件對應的數據庫聯合起來，實現管道設計和數據庫管理工作的無紙化。這種管理方式能夠顯著提高管道設計工作效率，是當前管道設計工作的主要發展趨勢。

一、管道設計分析

使用CAD系統軟件進行工程管道設計，軟件中缺乏對應的元件庫，僅僅具有單一的幾何屬性，而不能和材料的物理屬性向聯系，所以需要在CAD軟件的基礎上，開發配套的元件數據庫，對應元件的圖形和物理屬性，管道應力計算軟件需要借助專用數據接口實現和管道設計軟件之間的連接。AutoPlant97是美國Rebis公司在AutoCAD基礎上開發的管道設計分析軟件，該軟件具有一個開發智能元件庫，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聯，同時設計了一套設計規范，包括二級和三級管道設計。

二、設計難點

管道設計是法規性、多樣性很強的工作，屬于是集體創作，十分復雜，是工程系統中非常重要的環節，需要對設計規范要求嚴格遵守，按照設計流程進行。

1.版本管理

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

2.協同設計

大型管道工程設計都面臨著協同設計的問題，需要對設計數據庫的組織形式進行認真考慮，提高管理設計者的工作效率。

3.操作權限管理

管道工程建設過程中，需要明確設計人員的責任，并對其進行有效管理。

4.數據庫平臺的建設

在管道設計數據庫平臺模型中，定義數據庫結構和數據的存儲管理是難度比較大的問題。

三、工程數據庫平臺模型構建

1.總體規劃

工程數據主要有靜態數據、動態數據兩種，靜態數據在設計過程中不發生變化，是用于指導設計工作的信息，主要包括設計規范、設計知識等，動態數據則是在設計過程中，通過設計工作產生的設計技術結果，包括工程圖、材料表、計算結果、文檔等，動態數據可以理解為關于工程圖核心的一組文件數據，主要有工程圖、設計文件、計算結果、審批文件等。文中數據庫設計同時考慮動態數據和靜態數據，數據庫采用客戶/服務器的組織形式，設計人員建立位于客戶端的獨立數據庫，用于存放設計者個人設計資料和文件，并將設計過程中生成的設計信息存放在數據庫管理系統Access中，這種軟件簡潔易用，操作方便。

2.中心數據庫

中心數據庫用于存放設計人員共享的數據，有三個部分。

（1)臨時數據區

用于存放設計人員設計的最新版本，存儲相關信息。

(2）正式設計數據區

存放審核通過后的最終設計版本以及相關信息。

（3）規則存儲區

用于存放和設計過程相關的規則和準則。

為了能夠和Access更好的配合，中央數據庫和選用同為Mi?crosoft公司出品的MS SQL Server，實現軟件模塊好數據庫之間的結構連接和數據溝通。

3.版本數據結構設計

工程設計過程中，存在著幾個不同局部設計版本，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據結構，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，無法對工程設計過程中數據復雜性進行充分考慮，所以，工程數據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上逐個進行定義。

（1）版本建立

開始新設計，建立設計的初始版本。

（2）版本修改

不改變版本號，進行原有版本文件內容更新。

（3）版本更新

建立新版本，繼承原有版本內容。

（4）版本查詢

查詢當前版本構成的先驅版本。

（5）版本合并

兩個設計相關版本合并，形成設計規模更大的版本。

（6）版本衍生

在較大的設計規模中提取設計者需要的某些細節，生成一個局部設計衍生版本。

5.權限管理

客戶端個人工作區不能接受遠程訪問，中心數據庫臨時數據區接受確定客戶端訪問，但是只有在設計更改申請客戶端和設計提交原始版本客戶端想聽，或者當前設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，但是數據的轉移、更改、刪除工作則只能由書庫管理人員負責進行。

結束語

管道設計分析軟件數據庫平臺模型構建的核心是建設完整高效、結構合理、管理方便的工程數據庫管理平臺，本文介紹了一種采用AutoPlant97作為分析軟件，使用Access數據庫系統，并采用MS SQL Server進行數據庫管理的平臺模型，提高了管道設計工作的電算化水平，提高了管道設計工作的效率和設計水平。