构建三维工厂软件CADWorx的医药化工项目数据库浅析A Brief Analysis of Building Pharmaceutical and Chemical Engineering Project Database in 3D Factory Software CADWorx

冯向应（沈阳东北制药设计有限公司，辽宁 沈阳210100）

CADWorx软件为美国Intergraph公司研发的三维工厂设计软件，软件自身拥有ASME、DIN 等国际标准元件库，为了适应中国市场，鹰图中国对国内元件库进行了补充，包含GB、HG、SH、SY、GD等国内常用数据标准，以便用户将所需标准元件提取到项目库中即可进行项目实施。基本的数据库包括元件库、等级库、端面类型及壁厚系列、材料库、保温库、支架库[1]等。由于医药化工元件的特殊性，部分元件需要补充添加或者采用自定义方式进行创建，根据材料表样式的不同，需要添加自定义字段到元件库和等级库中以满足不同形式的统计。

1 元件库和等级库的基本构成

图1 自定义流量开关及流量计

中小型医药化工项目的管道等级由压力等级（PN10、PN16、PN25、PN40等）、管道材质（碳钢、不锈钢、非金属、衬里管等）、序号三项构成，为满足本院大部分项目需要，基于严格的层次和树状结构创建了含20个管道等级的等级库和配套元件库[2]。编写与数据库一致的管道等级选用表，以便设计人员熟悉数据库的内容，并在设计过程中准确选用。管道元件数据库是三维管道建模的基础，管道元件数据库存储着元件外形尺寸数据及部分属性信息。管道等级库则是把符合要求的元件从元件库中选出来，并赋予端面类型、压力、材料和参数的描述等，使元件在数据库中变成唯一，以便建立模型并统计材料。

2 自定义字段的添加

建立三维模型最为突出的优点就是把设计人员从重复、单调、费力的材料统计工作中解放出来，把时间用于更具创造性的设计阶段。CADWorx 可根据用户需求创建用户自己的材料表清单，基于不同的自定义字段的添加满足不同材料表的格式及数据统计要求，且用时少、准确率高。数据库前期统筹规划非常重要，数据库管理员需要综合比较所有设计标准，提供出准确数据，标准化并可根据后期项目实际需求进一步优化、完善补充数据库。在不断地积累中形成竞争力，实施更复杂的项目设计，降低公司成本。

CADWorx数据库中使元件定义成唯一的方法有很多，本项目根据管段表、综合材料表、轴测图材料表的格式需要分别采用在元件库中添加自定义字段：名称（PP/PPC/FLG/GSK/SLT_NAME）、规格（PP/PPC/FLG/GSK/SLT_SPEC）、材料（PP/PPC/FLG/GSK/SLT_MAT）、标准（PP/PPC/FLG/GSK/SLT_STD）四个字段，在等级库中采用长描述、短描述、材料三个字段，分别将每一个元件定义成唯一，以便在不同格式中调用和材料表格式修改。在元件库中将自定义字段附于元件上形成唯一对应关系，可避免因一个元件尺寸修改造成多处调用该元件的等级库元件全部修改形成的错误，从而使等级库在参考元件的时候更为直接、有效。后续元件库补充的元件也必须按照相同的自定义字段添加，否则材料表将无法识别统计该元件。

3 自定义元件的创建

CADWorx元件库除了已定义外形及参数的元件外，还支持用户自定义元件，创建步骤基本为在CAD 中创建三维实体模型、二维双线图形、二维单线图形，然后赋予它们等级、材料、尺寸、标识符、端面类型、可用垫片、螺栓、元件温度压力、长描述、短描述等属性，使其变成唯一的元件。创建后的元件依然可以回到元件库赋予自定义字段用于材料统计。

本项目数据库在创建过程中添加了疏水阀、视镜、管道阻火器、呼吸阀等管件。为了建立全专业三维模型补充建立了仪表数据库，包含压力表、液位计、液位开关、变送器、流量计等二十多种各类型仪表。使仪表模型更加形象具体，后期可直接从模型中提取生成仪表平面布置图，避免因为设备及管道变动造成仪表专业图纸与工艺专业不一致[3]。（见图1）

4 特殊外形元件的替代

CADWorx 2017 及以后版本增加了将coupling 元件外形进行替代的功能，可以用该元件在管道中进行占位，然后使用图形覆盖编辑器，将其替换为外形结构复杂的元件，如卡箍等。避免在自定义元件中添加外形复杂的元件。该功能可以使三维模型更加细致、形象。在数据库中定义卡箍元件、垫片信息、端面信息，修改匹配端面规则、管道设计规则、图形覆盖规则等即可实现该类原件创建。

5 结论与展望

建库工作在整个三维设计初始阶段中用时很长，对后续项目设计复用数据库影响深远，所以在建库之前的管道等级选用规则、自定义字段、自定义元件等的制定时应全面考虑，尽量做到统一协调，由软件出具的各类材料表应格式统一、准确无误，避免人为修改、校对的工作量。随着设计工作的展开，数据库还需要很多维护工作，需根据各专业条件不断地进行修订、补充，保持与最新专业条件的一致性，以保证项目的质量。不断完善、充实的数据也直接反映出企业在三维工厂项目上的经验积累和竞争力的不断提升。