管道设计和应力分析工程数据库平台模型探究

丁楠

中油辽河工程有限公司 124010

CAD/CAE技术不断发展，很多工程中都开始尝试设计、分析一体化、计算机化的课题，在设计制造、航空航天、石油化工等行业中取得了理想的应用效果。工程管道的设计工作是核能、石油化工行业基础工程建设中十分重要的建设工作内容，但是当前在管道设计工作中，很多数据的处理仍然采用人工的方法进行，系统性不高，容易造成人力和资源的浪费，而建立管道设计和应力分析工程数据库平台，能够将专门管道设计和分析软件对应的数据库联合起来，实现管道设计和数据库管理工作的无纸化。这种管理方式能够显著提高管道设计工作效率，是当前管道设计工作的主要发展趋势。

一、管道设计分析

使用CAD系统软件进行工程管道设计，软件中缺乏对应的元件库，仅仅具有单一的几何属性，而不能和材料的物理属性向联系，所以需要在CAD软件的基础上，开发配套的元件数据库，对应元件的图形和物理属性，管道应力计算软件需要借助专用数据接口实现和管道设计软件之间的连接。AutoPlant97是美国Rebis公司在AutoCAD基础上开发的管道设计分析软件，该软件具有一个开发智能元件库，元件库中有很多自定义元件，而且定义了很多元件操作命令，用以进行制图操作元件图形和属性之间的关联，同时设计了一套设计规范，包括二级和三级管道设计。

二、设计难点

管道设计是法规性、多样性很强的工作，属于是集体创作，十分复杂，是工程系统中非常重要的环节，需要对设计规范要求严格遵守，按照设计流程进行。

1.版本管理

设计过程中，版本建立、更新、访问、修改、衍生等操作在现有AutoPlant97上难以实现，需要建立更加直观的操作版本。

2.协同设计

大型管道工程设计都面临着协同设计的问题，需要对设计数据库的组织形式进行认真考虑，提高管理设计者的工作效率。

3.操作权限管理

管道工程建设过程中，需要明确设计人员的责任，并对其进行有效管理。

4.数据库平台的建设

在管道设计数据库平台模型中，定义数据库结构和数据的存储管理是难度比较大的问题。

三、工程数据库平台模型构建

1.总体规划

工程数据主要有静态数据、动态数据两种，静态数据在设计过程中不发生变化，是用于指导设计工作的信息，主要包括设计规范、设计知识等，动态数据则是在设计过程中，通过设计工作产生的设计技术结果，包括工程图、材料表、计算结果、文档等，动态数据可以理解为关于工程图核心的一组文件数据，主要有工程图、设计文件、计算结果、审批文件等。文中数据库设计同时考虑动态数据和静态数据，数据库采用客户/服务器的组织形式，设计人员建立位于客户端的独立数据库，用于存放设计者个人设计资料和文件，并将设计过程中生成的设计信息存放在数据库管理系统Access中，这种软件简洁易用，操作方便。

2.中心数据库

中心数据库用于存放设计人员共享的数据，有三个部分。

（1)临时数据区

用于存放设计人员设计的最新版本，存储相关信息。

(2）正式设计数据区

存放审核通过后的最终设计版本以及相关信息。

（3）规则存储区

用于存放和设计过程相关的规则和准则。

为了能够和Access更好的配合，中央数据库和选用同为Mi⁃crosoft公司出品的MS SQL Server，实现软件模块好数据库之间的结构连接和数据沟通。

3.版本数据结构设计

工程设计过程中，存在着几个不同局部设计版本，整合成为综合新版本的情况，这时可以将综合版本视作子版本的两两合并。采用二叉树形式的数据结构，使用基于路径的方法进行版本管理。

4.版本操作命令

AutoPlant基于AutoCAD建立了两个开放性元件库，分别是管道和设备部分，并基于元件库，定义了一些操作命令，但是，Auto⁃Plant毕竟是基于管道制图和分析的软件，无法对工程设计过程中数据复杂性进行充分考虑，所以，工程数据库管理需要建立专门的基于文件版本的管理命令，在智能型元件操作命令基础上逐个进行定义。

（1）版本建立

开始新设计，建立设计的初始版本。

（2）版本修改

不改变版本号，进行原有版本文件内容更新。

（3）版本更新

建立新版本，继承原有版本内容。

（4）版本查询

查询当前版本构成的先驱版本。

（5）版本合并

两个设计相关版本合并，形成设计规模更大的版本。

（6）版本衍生

在较大的设计规模中提取设计者需要的某些细节，生成一个局部设计衍生版本。

5.权限管理

客户端个人工作区不能接受远程访问，中心数据库临时数据区接受确定客户端访问，但是只有在设计更改申请客户端和设计提交原始版本客户端想听，或者当前设计更改申请来自拥有审核资格的客户端时才能够进行读访问，但是数据的转移、更改、删除工作则只能由书库管理人员负责进行。

结束语

管道设计分析软件数据库平台模型构建的核心是建设完整高效、结构合理、管理方便的工程数据库管理平台，本文介绍了一种采用AutoPlant97作为分析软件，使用Access数据库系统，并采用MS SQL Server进行数据库管理的平台模型，提高了管道设计工作的电算化水平，提高了管道设计工作的效率和设计水平。