物流設備參數化設計與圖紙管理集成化系統開發研究

譚 波

（廣西工商職業技術學院，廣西 南寧 530008）

1 引言

在物流中心項目的規劃建設中，場區總平面圖與主體建筑內工藝布置圖的設計是關鍵的一環，直接關系著項目的成敗與未來運營效率的高低。然而在現實設計過程中，對于同一種類型的設備甚至同一個設備，當只需要改變部分結構參數時，設計人員都要進行重新畫圖，浪費了大量的時間和精力。目前我國工程圖設計、管理技術的相對落后成為了制約我國現代物流發展的桎梏。因此設計人員應研究利用二次開發技術設計工程圖。其基本思想是利用參數化建模技術，通過人機交互輸入必要參數來快速修改模型，節約時間，實現圖形的重復利用，從而把更多的精力放在方案設計階段。此外，為了重復利用已有的大量圖紙，應當利用先進技術PDM、STEP 等對圖紙進行管理。

本文以AutoCAD 軟件作為工程圖設計工具，以VB.NET語言實現對其的二次開發，建立典型的物流設施設備工程圖庫，開發相應軟件，增加其相應的操作命令實現產品參數自動化建模，基于ACCESS 建立標準參數數據庫以及設計方案數據庫，從而減少物流規劃中不必要的重復性工作，縮短設計開發周期，最終提高設計效率和產品質量。

2 物流設備分類

物流機械設備是現代化企業的主要作業工具之一，是合理組織批量生產和機械化流水作業的基礎。對第三方物流企業來說，物流設備是組織物流活動的物質技術基礎，體現著企業的物流能力大小。物流設備是物流系統中的物質基礎、種類繁多、功能各異、國內外的分類標準不一，本文將按照物流設備所完成的基本物流作業任務進行劃分，對物流中心內部典型的物流設備分類，見表1。

表1 物流中心內部典型設備分類

還需對分類中較為常見的物流設備進行詳細分析，具體包括設備功能、應用領域、結構形態、驅動型式等。

3 典型設備參數化建模

物流設備從其自身作為單體設備角度出發，其基本屬性包括總體屬性、結構屬性以及其它屬性。物流設備作為物流中心內一部分時，還需考慮其位置參數及鄰接參數。設備對象模型如圖1 所示。

圖1 設備對象模型屬性

總體屬性包括設備名稱、規格、主要性能指標等屬性；結構屬性用來描述設備的具體結構，如總長、總寬、總高及部分詳細結構參數；鄰接屬性確定了設備在系統中與其它周邊設備的關系；位置屬性確定了物流設備在圖紙上的位置，其它屬性包括設備價格、設備廠家及某些設備獨有的特性。

圖2 參數化CAD二次開發工作原理

參數化設計的工作原理如圖2 所示，從參數化理論出發，先通過對物流設備結構的研究，抽象出參數化模型，然后以AutoCAD 2009 作為支撐軟件，以Microsoft Visual Basic.Net 作為開發語言，以Access 為后臺數據庫，最終實現典型物流設備的參數化設計。

4 系統介紹

4.1 系統功能

整個系統的核心思想是更有效率地進行物流系統規劃中的方案設計。主要有兩大功能：圖紙管理和物流設備參數化設計。

圖紙管理：對已經設計完成的圖紙文檔進行管理，便于在未來設計方案時對現有方案圖紙的查找、學習與參考。物流設備參數化設計：針對不同物流規劃項目中，需要繪制不同尺寸的物流設備圖紙，為了更有效率的完成設計工作，可利用本系統進行參數化設計，快速準確的完成項目圖紙的繪制。整個系統的功能框架如圖3 所示。

圖3 系統功能框架圖

4.2 系統技術框架

物流設施設備參數化設計與圖紙管理集成化系統（Drawing Warehouse）系統采用現代計算機集成思想，利用面向對象和數據驅動控制技術，系統管理員通過人機交互界面實現數據庫的維護；操作員通過人機交互界面，輸入自定義的尺寸參數，并存入方案數據庫，再利用方案數據庫生產各種常用物流設施、設備的參數化設計。本系統的技術框架，如圖4 所示。

圖4 系統技術框架

4.3 系統開發平臺

本系統選用Windows 7 作為系統開發的操作系統。并結合現有實際情況和條件，確定本系統的開發環境如圖5 所示。

圖5 系統的開發環境

5 系統數據管理

本系統所需要設計的數據庫主要包括：圖紙信息數據庫、標準設備數據庫、方案數據庫以及幾何數據庫。在項目方案數據庫與項目方案之間，有一個“幾何數據庫”在中間作為過渡。幾何數據庫記錄的是項目方案庫中數據對應的幾何參數。確定項目方案數據庫中幾何參數后，項目方案數據庫與項目方案圖就相對應起來了。系統數據流程如圖6 所示。

圖6 系統數據流程

5.1 圖紙信息數據庫

圖紙信息數據庫包括工程圖紙的圖紙類型，圖紙名稱，繪制人員，版本號，存儲日期等。建立此數據庫的目的是實現一張圖紙與其明細的一一對應，實現圖紙的新增、查詢、打開、刪除的功能。使得界面輸入的信息、圖紙信息、.dwg 圖紙文件實現相互關聯。

5.2 方案數據庫

方案數據庫中包含每一張圖紙設備明細等數據，方案數據庫由新建項目窗口創建，每個項目對應一個方案數據庫。方案數據庫中的某一張表只記錄了一次項目建立所用到的全部參數及參數值。其中每一條數據還對應了相應的所含設備的具體參數，如結構特征參數、價格、生產廠家等。方案數據庫的建立是為了幫助系統實現圖紙設備清單的生成以及輸出功能。方案數據庫就是由眾多此種表組成，表的數量等于圖庫中所存圖紙的數量，它們之間是一一對應的關系。

5.3 標準設備數據庫

標準設備數據庫內存儲的是圖庫內現有的、無需參數化的設備，如叉車、卡車等。設備參數化模型表記載著的數據，是實際工程應用中的設備，可以放入標準設備數據庫中。如果經過長期積累，數據庫足夠完善，幾乎所有的物流中心規劃設計時都可以直接從中選取合適的設備，進行系統規劃。通過程序可以對之進行添加，實現插入以及刪除等操作。通過標準設備數據庫可以清晰得到圖庫中所存儲的所有標準設備的信息，方便瀏覽查詢以及使用，并且可以方便生成設備明細。

5.4 幾何數據庫

在整個設備模塊化造型的過程中，幾何數據庫起著至關重要的作用。幾何數據庫中的數據在后臺控制著設備模塊，表達出設計者規劃設計的思想。使用幾何數據庫后，方案圖紙的自動生成會更加方便、快捷。利用幾何數據庫簡化繪圖程序的原理：設備模塊作為數據保存在幾何數據庫中，需要調用某一設備模塊，只需用一段代碼，去讀取幾何數據庫中設備參數。使用幾何數據庫作為橋梁，先把設備的幾何數據寫入幾何數據庫，然后編寫一段命令把模塊化設備調出來。

6 模塊化實現

6.1 圖紙管理功能模塊

圖紙管理功能模塊的主要作用是管理在設計過程中產生的技術圖紙。該功能模塊作為整個系統中的一個重要子模塊，是基于VB.NET 為開發工具開發的。該模塊的功能主要是對已經完成的設計圖紙進行相關的操作，包括圖紙錄入、圖紙修改、圖紙查詢、圖紙刪除及圖紙瀏覽等操作。

6.2 標準設備管理模塊

標準設備管理功能模塊的主要作用是管理在設計過程中所使用的設備，方便以后的使用。該功能模塊作為整個系統中的一個重要子模塊，是基于VB.NET 為開發工具開發的。該模塊的功能主要是對設計過程中所使用的設備進行相關的操作，包括：設備添加、設備插入、設備查詢、設備刪除等操作。

6.3 設備設計模塊

通過圖紙布置模塊，可以方便調用圖庫中標準數據庫內存儲的標準設備，或根據界面直接輸入參數得到新的大小的設備，其插入的位置均可通過從屏幕上拾取點進行布置。以托盤貨架為例，可以分別插入其三視圖，如圖7 所示。在Auto-CAD 中自動生成的設備俯視圖如圖8 所示。

6.4 明細管理模塊

明細管理模塊作為本系統的主要功能模塊，依舊采用VB.NET 作為開發工具。其中包括明細錄入、明細刪除、明細查詢、明細復制、明細修改、明細打印和明細匯總等功能。

圖7 托盤貨架設計界面

圖8 托盤貨架俯視圖設計結果

本系統對明細的錄入將分為兩部分分別進行。首先錄入的是明細的標題欄部分內容，然后錄入明細的詳細內容。在進行明細錄入之前，同樣會在數據庫中查找是否已經存在該明細。如果該明細已經存在，則會提示用戶。明細的修改、刪除及查詢功能是對已錄入的數據進行操作。其中明細修改和刪除也分為對明細表全部修改、刪除，或者對明細表中某行進行修改、刪除操作。系統中明細的信息是存放在數據庫中的，對明細的所有操作也是直接對數據庫的操作。在用戶個人計算機的本地硬盤上不會保留任何痕跡。本系統使用的方法是生成Word 文件，以.docx 格式在本地硬盤中保存，并可以實現對明細表的打印等操作，可以實現圖紙明細輸出以及設備明細輸出。如圖9 所示。

圖9 托盤貨架明細輸出

7 總結

本文對設備工程圖庫系統進行總體架構設計，完成了圖庫原型系統的開發，實現了設計圖紙的查詢、添加、打開和刪除等功能，以及多達十余種物流設備的參數化設計等功能，從而可以對物流系統規劃項目中的圖紙進行迅速繪制，縮短了項目圖紙繪制周期；系統還可以統計、管理設計中的各種參數與統計數據，并可以生成Word 格式的報告，方便了規劃設計人員的使用與交流。

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