構建三維工廠軟件CADWorx的醫藥化工項目數據庫淺析A Brief Analysis of Building Pharmaceutical and Chemical Engineering Project Database in 3D Factory Software CADWorx

馮向應（沈陽東北制藥設計有限公司，遼寧 沈陽210100）

CADWorx軟件為美國Intergraph公司研發的三維工廠設計軟件，軟件自身擁有ASME、DIN 等國際標準元件庫，為了適應中國市場，鷹圖中國對國內元件庫進行了補充，包含GB、HG、SH、SY、GD等國內常用數據標準，以便用戶將所需標準元件提取到項目庫中即可進行項目實施。基本的數據庫包括元件庫、等級庫、端面類型及壁厚系列、材料庫、保溫庫、支架庫[1]等。由于醫藥化工元件的特殊性，部分元件需要補充添加或者采用自定義方式進行創建，根據材料表樣式的不同，需要添加自定義字段到元件庫和等級庫中以滿足不同形式的統計。

1 元件庫和等級庫的基本構成

圖1 自定義流量開關及流量計

中小型醫藥化工項目的管道等級由壓力等級（PN10、PN16、PN25、PN40等）、管道材質（碳鋼、不銹鋼、非金屬、襯里管等）、序號三項構成，為滿足本院大部分項目需要，基于嚴格的層次和樹狀結構創建了含20個管道等級的等級庫和配套元件庫[2]。編寫與數據庫一致的管道等級選用表，以便設計人員熟悉數據庫的內容，并在設計過程中準確選用。管道元件數據庫是三維管道建模的基礎，管道元件數據庫存儲著元件外形尺寸數據及部分屬性信息。管道等級庫則是把符合要求的元件從元件庫中選出來，并賦予端面類型、壓力、材料和參數的描述等，使元件在數據庫中變成唯一，以便建立模型并統計材料。

2 自定義字段的添加

建立三維模型最為突出的優點就是把設計人員從重復、單調、費力的材料統計工作中解放出來，把時間用于更具創造性的設計階段。CADWorx 可根據用戶需求創建用戶自己的材料表清單，基于不同的自定義字段的添加滿足不同材料表的格式及數據統計要求，且用時少、準確率高。數據庫前期統籌規劃非常重要，數據庫管理員需要綜合比較所有設計標準，提供出準確數據，標準化并可根據后期項目實際需求進一步優化、完善補充數據庫。在不斷地積累中形成競爭力，實施更復雜的項目設計，降低公司成本。

CADWorx數據庫中使元件定義成唯一的方法有很多，本項目根據管段表、綜合材料表、軸測圖材料表的格式需要分別采用在元件庫中添加自定義字段：名稱（PP/PPC/FLG/GSK/SLT_NAME）、規格（PP/PPC/FLG/GSK/SLT_SPEC）、材料（PP/PPC/FLG/GSK/SLT_MAT）、標準（PP/PPC/FLG/GSK/SLT_STD）四個字段，在等級庫中采用長描述、短描述、材料三個字段，分別將每一個元件定義成唯一，以便在不同格式中調用和材料表格式修改。在元件庫中將自定義字段附于元件上形成唯一對應關系，可避免因一個元件尺寸修改造成多處調用該元件的等級庫元件全部修改形成的錯誤，從而使等級庫在參考元件的時候更為直接、有效。后續元件庫補充的元件也必須按照相同的自定義字段添加，否則材料表將無法識別統計該元件。

3 自定義元件的創建

CADWorx元件庫除了已定義外形及參數的元件外，還支持用戶自定義元件，創建步驟基本為在CAD 中創建三維實體模型、二維雙線圖形、二維單線圖形，然后賦予它們等級、材料、尺寸、標識符、端面類型、可用墊片、螺栓、元件溫度壓力、長描述、短描述等屬性，使其變成唯一的元件。創建后的元件依然可以回到元件庫賦予自定義字段用于材料統計。

本項目數據庫在創建過程中添加了疏水閥、視鏡、管道阻火器、呼吸閥等管件。為了建立全專業三維模型補充建立了儀表數據庫，包含壓力表、液位計、液位開關、變送器、流量計等二十多種各類型儀表。使儀表模型更加形象具體，后期可直接從模型中提取生成儀表平面布置圖，避免因為設備及管道變動造成儀表專業圖紙與工藝專業不一致[3]。（見圖1）

4 特殊外形元件的替代

CADWorx 2017 及以后版本增加了將coupling 元件外形進行替代的功能，可以用該元件在管道中進行占位，然后使用圖形覆蓋編輯器，將其替換為外形結構復雜的元件，如卡箍等。避免在自定義元件中添加外形復雜的元件。該功能可以使三維模型更加細致、形象。在數據庫中定義卡箍元件、墊片信息、端面信息，修改匹配端面規則、管道設計規則、圖形覆蓋規則等即可實現該類原件創建。

5 結論與展望

建庫工作在整個三維設計初始階段中用時很長，對后續項目設計復用數據庫影響深遠，所以在建庫之前的管道等級選用規則、自定義字段、自定義元件等的制定時應全面考慮，盡量做到統一協調，由軟件出具的各類材料表應格式統一、準確無誤，避免人為修改、校對的工作量。隨著設計工作的展開，數據庫還需要很多維護工作，需根據各專業條件不斷地進行修訂、補充，保持與最新專業條件的一致性，以保證項目的質量。不斷完善、充實的數據也直接反映出企業在三維工廠項目上的經驗積累和競爭力的不斷提升。