智能管系设计系统.doc

智能管系设计系统系统设计说明书数字化造船国家工程实验室2010年11月智能管系设计系统系统设计说明书2010年11月1慨述11摘要说明本系统是船舶智能设计系统下的一个面向管系设计的计算机辅助设计系统，它采用面向对象的技术和可视化的、智能化的交互操作辅助专业设计人员在计算机上进行管系一体化的初步设计、详细设计和生产设计，完成各个设计阶段的计算和绘图工作，并实现与船舶智能设计系统的PDM、ERP以及其他专业子系统的数据和模型共享。本说明书描述系统的功能和采用的基本原理，说明产品模型和图纸模型的数据结构以及数据库文件的结构，确定系统结构、模块功能和系统运行的软硬件环境以及采用的开发工具。本说明书主要供系统设计师进行系统详细设计和系统程序员进行模块程序设计使用，也供系统维护员或再开发人员参考。1.2 背景材料本系统为数字化造船国家工程实验室的自主开发研制项目。本系统的开发者是数字化造船国家工程实验室以及特聘人员。本系统的用户是船舶设计研究所和船厂的设计部门，用于船舶的管系设计。本系统的管系设计采用全国船舶标准化技术委员会专业标准和中华人民共和国标准中的相关标准。2 系统设计基本原理2.1 智能管系设计的基本概念和流程211基本概念本智能管系设计将传统的初步设计、详细设计和生产设计纳入到统一的数据库平台下，在船舶智能设计系统下实现产品生命周期中数据的完整性和一致性，并与其他专业的设计模型及其数据保持适当的、一致的关联。系统用导入的方法将初步设计、详细设计阶段产生的图纸或者表格中的管系规格书和原理信息导入到数据库中，生产设计将严格保持与它们的逻辑关系和规则。导入后的图纸上的对象信息将与建模的模型对象信息建立对应关系，比如可以将原理图上的阀件直接拖到建模模型中，系统并且会检查该阀件与管路的逻辑关系，以保证正确的模型建立。本智能管系设计将采取参数化和模块化的方法实现智能的建模，把具有相同布置形式的管路或者零件建立标准模板，通过参数化的方式快速建模；把具有特定功能的单元模块建立标准模块，通过调用的方法整体建立模块模型。本智能管系设计将管系生产设计的工艺规则通过控制参数的设定，自动调整管路建模或者进行信息提示，以帮助用户进行正确的设计。在设计的任意时段都可以发布相应的物料、生产和管理信息，与其他专业模型进行干涉、仿真等进程。212流程管路模型数据库管路PDM管系规格书管系原理图智能知识数据库智能知识构建管路建模 图1 智能管系设计流程2.2 管系产品数据模型221管系结构模型结构模型管系系统 挡水圈 支架 设备 管路 支架本体 管夹 管子零件 附件 螺栓螺母和垫片 垫板 螺栓螺母 主管 支管 复板 管段 连接件 管段 连接件 定型弯 异径 三通 法兰 图2 管系结构模型2 结构对象属性对象名设计属性工艺属性系统系统代码系统名流体介质颜色管子材料垫片材料设计压力试验压力表面处理设备设备代号连接端口名称颜色区域名托盘名重量、重心连接的管路代号管路管路代号绝缘材料绝缘厚度垫片材料管子材料设计压力试验压力表面处理涂装油漆管子零件零件名区域名托盘名管子材料设计压力试验压力表面处理涂装油漆校管方式焊接方式焊接材料探伤弯管机号主管外径壁厚管子材料端部余量首端连接对象末端连接对象支管外径壁厚管子材料端部余量首端连接对象末端连接对象复板材料规格表面处理定焊方式开孔位置开孔尺寸管段外径壁厚管子材料长度重量焊接坡口弯模连接件单双眼连接件代号名称材料压力通径外径厚度缩割长度螺孔数螺栓螺母标准号图号重量焊接坡口开孔位置开孔尺寸垫片附件附件代号名称材料压力通径长度螺孔数螺栓螺母标准号图号重量开孔位置开孔尺寸垫片螺栓、螺母名称材料规格标准号图号重量垫片名称材料规格标准号图号重量支架支架形式区域名托盘名图号支架本体材料规格表面处理端布形式垫板管夹管夹形式材料规格表面处理螺栓、螺母垫片挡水圈挡水圈形式材料规格区域名托盘名图号开孔位置开孔尺寸222管路几何模型管路由若干个若干个管子零件和阀等附件组成，管子零件由管部件（包括管段、弯头、定型弯头、异径接头、三通、复板、打孔等非物理部件，等等）组成，管部件的属性有：基本属性管路段ID、管路名、零件序号（如果是阀等附件，是附件代号）、管路部件ID（在管路中的段号）、管部件类型、管部件部件代码、弯模、旋转角度、区域名。节点属性管路段ID、X、Y、Z、VX、VY、YZ。注：VX、VY、YZ是节点矢量方向的分量值。一个管部件有若干个节点组成，由部件的特性决定。管部件类型及节点TypeCode大区分中区分小区分细区分节点数P00000管系P10000管子P10100管段P10101无缝钢管2P10102有缝钢管2P10103耐热钢管2P10104簿壁管2P10105不锈钢管2P10106黄铜紫铜管2P10107铝黄铜管2P10108铜镍铁管2P10109铝合金管2P10199其它(PVC,玻璃钢)2P20000连接件P20100圆法兰P20101平面法兰2P20102凹法兰2P20103凸法兰2P20104松套法兰2P21600方法兰P21601平面方法兰2P21602凹方法兰2P21603凸方法兰2P21604松套方法兰2P21700椭圆法兰P21701平面椭圆法兰2P21702凹椭圆法兰2P21703凸椭圆法兰2P21704松套椭圆法兰2P20200套管P20201短套管2P20202长套管2P20203加长套管2P20204保护套管2P20205通舱套管2P20206连接套管2P20207连接双套2P20208开孔单套2P20209开孔双套2P20210平头套2P202112/3套管2P20300螺纹接头P20301螺纹接头2P20302螺母接头2P20400异径接头P20401同心异径2P20402偏心异径2P20500弯头P20501短弯头2P20502长弯头2P20503U弯头2P20600三通P20601同径三通3P20602异径三通3P20603斜同径三通3P20604斜异径三通3P20700四通接头P20701四通接头4P20800复板P20801复板1P20900管座P20901管座2P21000马鞍支管P21001马鞍支管3P21100支接头（座）P21101支接头（座）2P21200管端附件P21201测深管头1P21202漏水口1P21203吸入口1P21300非连接件P21301非连接件1P21400无连接件P21401无连接件1P21500其它连接件P21599其它连接件2P30000阀件P30200直通P30201有手轮直通阀2P30202直通止回阀2P30203直通截止止回阀2P30204闸阀2P30299其它2P30300直角P30301有手柄角尺阀3P30302直角截止止回阀3P30303直角止回阀3P30399其它3P30400对夹P30401蝶阀2P30499其它2P30500高低P30501高低阀4P30600三通P30601L型三通3P30602T型三通3P30700四通P30701四通阀4P30800阀箱P30801吸入阀箱4P30802排出阀箱4P40000附件P40100管端P40101C02喷嘴1P40102注入头1P40103吸入滤网1P40104吸入口1P40105空气帽1P40106漏水口1P40107盲板法兰1P40199其它1P40200直通P40201膨胀接头2P40202软管接头2P40203视察器2P40204疏水器2P40205传感器2P40206A型泥箱2P40207座板2P40299其它2P40300直角P40301B型泥箱3P40399其它3P40400对夹P40401节流孔板2P40402盲板法兰2P40403蝶阀2P40499其它2P40500高低P40501单联滤器4P40502双联滤器4P40503其它高低附件4P40600三通P40601三通附件3P40700四通P40701四通附件4每类部件都有约定的连接点顺序及矢量方向，顺序原则是从进口到出口，大头到小头。三维模型包含了这些几何属性。例如：12 定型弯头12 异径接头其他的，不一一展开。管子零件一个管路包含了若干个管子零件，管子零件可以是阀等附件，也可以由若干个管部件组成（包括若干个支管和复板）。3系统功能系统功能由三大块组成。第一是通用功能，第二是原理设计，第三是管路建模。31通用功能通用功能与整个船舶智能设计系统有关。这里仅对管系部分做详细描述。311工程管理包括创建工程、复制工程和工程基本属性设置（包括坐标系、计量单位、船级社等）。312 工艺管理包括通用的和专船的工艺规则和约束的设置和选用。主要是管子加工工艺规则和约束、零件加工图的加工工艺表达。主要处理指定值和约束值，采用属性参数、关系操作符、工艺表达式的表达方式，把规则存放到数据库表中。比如：最小直管段长度的工艺规则：它的表达式是C1=45,其中，C1是参数名。313命名规则包括通用的和专船的命名规则设置。管系的命名规则有系统代号、管路名、零件名、托盘代号。规定代码的段数、长度、字符特征、分割符。314分段、总段、区域属性管理分段范围设定，分段与总段的关系（总段有哪几个分段结成），分段、总段与区域的关系（分段、总段隶属于某个区域）。315舾装甲板和纵向坐标的命名船体甲板和平台的舾装命名（层号）及其纵向构件的舾装命名。316用户及权限管理用户级别及其权限管理。317舾装原材料库管理包括管材、复板板材、支架型材、档水圈板材、垫片材料。318舾装部件库管理包括管系、通风、电气、机械设备、铁木舾装件等标准件的管理。部件包括通用、专业、连接、二维符号 、二维图形、三维模型、安装原点、重量重心以及供应商、厂商、价格等管理属性。319图纸样式管理对安装图和零件图进行包括图纸幅面、标题拦、图面区域、字体及大小等样式管理。通过设定关键字及其位置实现图面的自定义样式。3110模型浏览及仿真包括设计和装配模型的浏览及仿真。32原理设计对于管系原理设计，主要是开发设计数据的导入功能。一是管系规格书的导入，通过电子文档直接导入或者交互的数据引导输入；二是管系原理图的导入，把二维的ACAD图纸中的管路图形和属性自动读出，并对这些对象（管路、阀附件、设备）通过赋置XDATA属性，成为具有管路设计属性的图纸，可以在管路建模时对照和引用。33管路建模主要是管路本身的建模，管支架作为支架模块的部分，不在本系统中。建模包括公共功能和管路设计二个功能模块。331公共功能包括工程选择、专业选择、模型装入、漫游、工艺干涉检查、坐标测量、对象属性查询、图纸发布、信息标注、图纸打印、系统选项。332设计功能创建管路、创建支管、复制管路、修改管路属性、修改管路节点、变动管路、加入实体、插入实体、移动实体、修改实体、解除实体、挡水圈布置、复制挡水圈、修改挡水圈、删除（管路、附件和挡水圈）、管子编号、创建单元模块、布置单元模块。实体包括管段、弯头、定型弯头、同心异径、偏心异径、直角三通、斜三通、马鞍三通、四通、伴行管、定伸、通舱件（复板）、连接件、附件。这部分功能，操作时要有拖弋功能，最好有右键弹出菜单功能。333系统工具条工具条分为固定和浮动二大类。固定工具条是公共功能，浮动工具条是设计功能。浮动工具条包括功能项和实体项二条工具条。用户选择实体项就可以快速的进行管部件的创建、插入、修改、解除等操作。4数据库设计41部件通用表ID自动编号int8ComponentsName部件名称varchar255TypeCode部件类型varchar50ComponentCode部件代码varchar255c_Group组号varchar255MCode物资代码varchar100Material材料varchar100Type型号varchar100Specification规格varchar100DrawingNo图号varchar100Path二维图路径varchar100SymbolPath二维符号路径varchar100Weight重量float8Length外形长float8Width外形宽float8Height外形高float8Source来源float8EntityPath三维路径varchar100Description描述varchar100Color颜色float8GX重心float8GY重心float8GZ重心float8Supplie供应商varchar100Manufacturer厂商varchar10042管附件表ID与Components中的ID关联int8Valve_Tray_Seat阀盘、阀座材料varchar50Valve_Pole阀杆材料varchar5044管部件连接表ID与Components中的ID关联int8GasketMaterial垫片材料varchar50BoltMaterial螺栓材料varchar50NutMaterial螺母材料varchar50WeldThickness缩割float845连接点表ID与Components中的ID关联int8Pressure压力float8NominalDiameter通径float8Diameter外径float8WallThickness壁厚float8TotalLength长度float8NodeLength连接长度float8ScrewNumber螺孔数float8Nut螺母尺寸float8Bolt螺栓尺寸float8Hole开孔尺寸float8Connection连接件varchar5046管系管子规格壁厚表IDID，自动编号int8Material管路材料nvarchar50DN通径float8Diameter外径float8A壁厚Afloat8B壁厚Bfloat8C壁厚Cfloat8D壁厚Dfloat8ProjectNo工程号nvarchar5046管系附件表IDID，自动编号int8Code编号nvarchar50Name名称nvarchar50sysId系统ID号int8Standard标准nvarchar50Hold舱室nvarchar50PipeCode管路编号nvarchar50NameplateId铭牌IDnvarchar50NameplateType铭牌类型nvarchar50Certificate证书nvarchar50ProjectNumber工程号nvarchar50PipeID管路IDint4ComponentsId部件IDnvarchar50type设备类型，是阀还是附件tinyint1DN通径nvarchar50UserName用户名nvarchar50Design_Time设计时间datetime8ComponentsName部件名称nvarchar5047管系附件铭牌表IDID，自动编号int8Code铭牌编号nvarchar50Obverseword正面文字nvarchar50Inverseword反面文字nvarchar50Type类别nvarchar50ProjectNo工程号nvarchar5048管系系统表ID自动编号int8Code系统代号nvarchar50Name系统名称nvarchar50DN_Up通径上限float8DN_Down通径下限float8PipeMaterial管路材料nvarchar50MaterialClass材料等级nvarchar50ThicknessClass厚度种类nvarchar50MediumType介质类型nvarchar50Velocity流动速率nvarchar50InsulatioMaterial绝缘材料char10InsulationThickness绝缘厚度nvarchar50MinTemperature最低温度nvarchar50MaxTemperature最大温度nvarchar50DesignPressure设计压力nvarchar50BeforePress试验压力nvarchar53AfterPress船上压力nvarchar53UserName设计者nvarchar50Design_Time设计时间datetime8ProjectNo工程号nvarchar50Valve阀门nvarchar50Accessory附件nvarchar50PipeConnection管子连接件nvarchar50ColorCode颜色int8Iin_sufaceprocess内表面处理nvarchar50Out_sufaceprocess外表面处理nvarchar50StandardPressure标准压力nvarchar50Gasket垫片nvarchar50BendMachineNumber弯管机号int449管系管路表ID自动编号int8PipeCode管路编号nvarchar50sysId系统ID号nvarchar50PipeMaterial管路材料nvarchar50MaterialClass材料等级nvarchar50DN通径nvarchar50ThicknessClass厚度种类nvarchar50BeforePress试验压力nvarchar50MediumType介质类型nvarchar50Sign签名nvarchar50P_sysID系统ID号int8ProjectNumber工程号nvarchar50UserName设计者nvarchar50Design_Time设计时间datetime8Diameter外径nvarchar53Velocity流动速率nvarchar53InsulationMaterial绝缘材料nvarchar50InsulationThickness绝缘厚度nvarchar50MinTemperature最低温度nvarchar53MaxTemperature最大温度nvarchar53In_sufaceprocess内表面处理nvarchar50Out_sufaceprocess外表面处理nvarchar50DesignPressure设计压力nvarchar53AfterPress船上压力nvarchar53Certificate证书nvarchar50StartEquip其始设备nvarchar50EndEquip终止设备nvarchar50Gasket垫片nvarchar50WeldMode焊接方式int4Exploration探伤int4BendMachineNumber弯管机号int4410设备表ID自动编号int8Code设备编号nvarchar50Name设备名称nvarchar255ComponentsId部件IDnvarchar50ComponentCode部件代码nvarchar50ProjectNo工程号nvarchar50ZoneCode区域名nvarchar50PalletCode托盘代号nvarchar50ArrId布置图IDint8MainSystem所属主系统nvarchar50SystemId系统IDint8PageNo页码int8Room舱室nvarchar50Deck甲板nvarchar50Fr肋号float8Dx肋位偏移量nvarchar50Y甲板层nvarchar53H距甲板高度int4Dh距舯距离nvarchar53Vector-X安装矢量float8Vector-Y安装矢量float8Vector-Z安装矢量float8RotationAngle旋转角度float8BaseCode安装点nvarchar50Color颜色int8Design_Time设计时间datetime8UserName设计者nvarchar50411管路数据表Pipe_ID管路段IDint8PipeName管路名nvarchar50PartNumber零件序号nvarchar255Part_ID管路部件IDint8Comp_Name部件代码nvarchar50Comp_Type管部件类型nvarchar50Zone区域名nvarchar50Radius弯模半径float8Rotation旋转角度float8412管路节点数据表ID节点IDint8Pipe_ID管路段IDint8X节点X坐标float8Y节点Y坐标float8Z节点Z坐标float8Vec_X节点矢量的X分量float8Vec_Y节点矢量的Y分量float8Vec_Z节点矢量的Z分量float8413管路零件数据表ID零件IDint8PartName零件名nvarchar50PalletCode托盘代号nvarchar255BeforePress试验压力nvarchar50In_sufaceprocess内表面处理nvarchar50Out_sufaceprocess外表面处理nvarchar50InsulationMaterial绝缘材料nvarchar50InsulationThickness绝缘厚度nvarchar50Paint涂装nvarchar50Verify校管int4ProcessCode加工代码int4WeldMode焊接方式int4Exploration探伤int4BendMachineNumber弯管机号int4414工艺表达式表Code工艺表达式代号nvarchar50Name工艺表达式名nvarchar50Value工艺表达式nvarchar50415工艺参数表Code工艺表达式代号nvarchar50Name参数名nvarchar50Value参数值int4416焊接方式表Code代码int4WeldingMode焊接方式nvarchar50417加工特征表Code代码int4Process加工特征nvarchar50ApplyRange适用范围nvarchar50418校管方式表Code代码int4Name名称nvarchar50Attribute性质nvarchar50419弯管机参数表BendMachineNumber弯管机号int4Be