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数字 化没 计
本文 首先 分 析 了传统 的二 维管道设 计方 法 的弊端 维参数化 环 境 下 进 行 管道 设 计 的方 法 及 其 优越性 而 后 介绍 了 在 曲 三
标的表达不一 致等
为 了将设计 方 案表达清楚 ，
常常需要 大 量 的剖 面 图 量很 大
不 便 于修改 ， ，
制图工 作 当发 现 需要 修正 的地 方 ，
所 涉及 的视 图 需要 分 。
别进 行手 工 修改
三 维参 数化 设 计 如 图 匕和
在 管道 设 计 中的应 用
口 北 京亿达 四 方信息技术有 限 公 司 工 程师 二 维设 计 如 图 相比 ，
具 有直 观形 象 、
容 易事 先 发 现 设 计 缺 陷 ‘
和修 改简单等 明 显 优 越 生 三维 安锐明 。 随着
软件 的 日 益 普 及 。 ，
管道 的
三 维 设 计 开 始被 越 来 越 多的 企 业 所接 受
产 一 川 口 「 』 门 ｝ ｝ 〕 匕 巴 束 三 口刑 厂 门去 一 一一 】 呼 能 无 结、 了 活百 卜
管道 是 设 备或元 件 间介质 传递
传 统 的 二 维管 道 设 计 方 法 要 求设 计 人员在大脑 中先形 成设计模
ｐａｇｅ １
型 ， ‘
｝ 曰 比 竹 了 洁 吐 口川 一， 一 『」 卜束 喃陌 给、 、
的重要 部件 ，
是 工 业 产 品 的神经 ， 。
从暖通 锅 炉到 水处理 环保 设 备 工 程 机械 到 自动化 生 产 线 ， 从
然 后再 将其转化为 二 维 图形在 ，
从 金属
图纸 上 表达 出来 绘 制过 程 中多采 。
冶金 到石 油化 工 设 备 ，
工 业 领 域的 。
用 图 元 或 图例 等简化 画 法 这 种传
图 二 维和 三 维 参数 化 设 计 流 程 图
各个角落都 可 以 看 到它 的身影 但 管道的设 计 由于 其 自身应 用 特点 支 ， ，
统的设 计 方法 有如 下 的弊端
由于 不 是形 象直观 的设计 容易 出现设 备管道 等的碰 撞 ，
常 常 是 从 主 干 管 道 上 生 成 许 多分 形 成 空 间 的枝 权 结构 。 ，
因而 管
图纸 上 容 易漏掉某些设 备或 一 、
中的 管 目
道 的 设 计 是 工 业 产 品 设 计 中最 复 管道 ，
或 出现 对 某 些设 备 ， 、
管道 的 道设 计
ｐａｇｅ ２
为设 计者提供 了一 杂 、
最 繁 琐的部分 表达错误
或多张 图纸 上 对 同一 目 制 作零件 序 号 图块 一 一
标 注 零件 序号 需 要 图 所 示 的 两 种符 号 ， 霍 。 号 名 称
其 横线的长 度 为 ” ‘ ， 字 ，
嘴 丫寸 学 习 明细 栏 表 头 二至 卫 备 注 高为 图中 “ ，
将 序 号值定 义 为 属 性 和 日 ” 日
为属 性 的 ， 巳
标志 的 为 ’ ‘ ，
然 后 将 其 定 义 为块 ” 图中 甲一 一 标 高符号 余 其
表面粗糙 度 区
角焊符号
图 其 它 图块
ｐａｇｅ ３
翌 乃
创建 了样板 图文 件 后 ， 卜
下 次使 ，
表示 块 的基点 ” ，
块 名分 别 。
截止 阀 符号 图形旋转符号 现 场 符号 “ 序号 和 ’ ‘ 序号 ” 勤 世 户 图 一
基 竺与 点 八 、
保存文件 ‘
将文 件 以
零 件 序 号 图块 ”
图 形样板 ，
用 时就可 以 直接打 开 该 样板 文件 的文 件 类 型 保 存 这 。
并 且 共 享该文件 中所 创建 的标准信 息 ，
定 义 其 它 图块 样就创建 了
图纸 的样板 图文 件 ，
这 样 在绘 图 工 作 中可 以避 免 大 ，
为 了绘 图 的 方便 和 项 目图纸 的 然 后 保 持 其 它 的 内容 不 变 一 根据
量 的重 复性 工 作 并 且 可 以使 所绘 统一 和 规 范 ，
ｐａｇｅ ４
还 可 以根 据绘 图 的 需 ，
图纸 的 图 幅尺 寸 ， ，
修 改绘 ”
制 图 纸 的 实体 属 性 和 各 种 符 号 统 一 、
要 定义 其它图块 例如 图 所 示 的 、
图 界 限和 图框 大小 分 别将 文 件 规范 哭 。
明细 栏表 头 度 、 、 、
标高符号 、
表面 粗 糙 、 以 “
图形 样板 ， 毗 的文 图
角焊 符 号 截 止 阀符 号 。 图形
件类 型 另存 就 可 以 创建 。
旋 转符 号
与 制 造 业 信息化 ・
现 场 符号 等 。
纸 的样板 图文 件
个高效的管道 设 计 平 台 在此平 台 上 ， 。
快速 创建 。
应 长度 的管道 。
ｐａｇｅ ５
软件 还 会 自动 在折 ， 借助 记
提供 的功 能 ，
线 处 根 据 用 户 的设 定 自动加入 相应 规 格的弯管或 生 成 自定 义 的弯管 。
用 户可 以方便 地 定 制 出符合 自身需 求 的 三 维 参数 化 管道 设 计 环 境 见图 ，
如图 所示
图 零件 设 计 表 管道 设 计 与修 改 图 基于
的 管道 设 计 环 瑰
在构 建 好 企 业 自 己 的管 道 零 件和 附件 库 后 道设 计 。 ，
管道 零 件 及 附 件 库 的 准备 闪
便 可 进 行 实际 的管 本 身 自带 了 很 多管 。
道 零件 和 附件 如 图 个企 业 所 处 的行 业 不 同 产 品不 同 ，
但 由于 每 所设 计 的 用 户在 布目
管道 设 计 以 ， 草图 ，
图 生成图 ，
非平 面 草 图
空 间 草 图 为基 础 在 闪
的管道模 型 中 ，
因 而 所 需 的管道零 件和 。
草 图 中表 达 管 网 的设 计 、
管路 元 件 与 管道 间 没 有任何配 合 关 系
ｐａｇｅ ６
，
附件 也 有 很 大 差 别 因此在开 始 构思 ，
包括管道 的空 间位 置 。
管道 草 草 ，
而 是通过 元 件 模 型 中的 管路 点 管道 设 计 前 的需 求 附件库 。 ， ，
需 要 针 对 企 业 自身
间 的关 系及 管道 中的各种仪表和 管 道 附件 的位 置 即 用 户通 过 自动定位在 装配 操 作 ，
草 图 中 这 样就避免 ， 。
建 立 自己 的 管 道 零件 和 了冗 余 的配 合关 系 简化 了元 件 的 。
图 来 确 定 管 网 模 型 的整 体 拓 扑 结 修 改起 来也 更 加 简单
有 多 种 方 法 建 立 自 己 的管 道 零件和 附件库 。 构 ，
建 立 管道 的整 体 约 束 ， 。
有关 管道及 元 件 的各类信 息均
已 记 录在 管道 和 元 件的属 性 中 如图 首先 用 户 可 以在 已 ，
图 中的线段表示 管道 线段 的分 割 如
有零 件 的基 础 上 进 行修改 编辑 已 有零 件 得 到 符 合 自己 要 求 的管 道 零 件 和 附件 。
点 表 示 管 道 附 件 的安 放 位 置 所示 ，
管道 的长度也 已 记录在 了 。
管道 的模 型 中 所以
ｐａｇｅ ７
目 可
其 次 用 户也 可 以 在 在 线 零 件库 中
以在 明细 表 中统 计 列 出每 根 管道 的 公 称直径和 管道 的长度 以及 元 件 的 型 号 信 息等 ，
火 内容 和
下 载 贴 近 企 业 需 求的管道 零 件和 附 如 图 所示 。
件 如图 和 ， 可讨 ，
内容提 而在
由于 管道 空 间关系 完全 依 赖于 供 了更 丰富的管道零件 线 零件库 中 。 ， 在 草图 ，
管路 由 草图 来驱 动 。 ， 这
用 户 可 以 下 载 到世界
使得 设 计修 改变得 十分 方便 只 要修改 图 用户
上 一 些 主 要 供 应 商 的 管 道 附 件模 草图 ， ，
如 改 变线 段 长 型
最 后 用 户也 可 以 根 据软件 的要 ，
度或分 割 点位 置 草图
相 应 管道长度和 。
求建 立 自己 的管道零 件 和 附件库 零件 ，
元 件 位 置 就会随 之 变化 而 元件 的
ｐａｇｅ ８
对 于 像管道及 其 附件 这 样的系 列 化 会根 据所 选连接 法
兰 自动 匹 配 相 应 名义 直径的管道 ，
具 体形 式 又 与 系 ，
草 图没 有直 接 关 借助 。 记讨
的系 列 零 件
所 以 用 户 可 以随时 替换 已 放 置 ，
设 计表 〔 图 如
可 以 实现 其 模 型 的 按照
草 图 中 线段 的 长 度 生 成 相 好 的元 件
从 而 不 必 担 心 会 影响管 图 管道 零 件 和 附 件 库 洲
与 制造 业 信 息 化 ・
年第 期
户斤 护 了 口 只 厂 口 习 ‘ ，
数字 化 没 计 道 的空 间结构 。 到 ，
产品设计时间因此缩减 以上 。 ， ， 天 ，
高 也使设计 人 员与采购和制造 人 ，
设 计时 间节 约 了 产品 的
员的沟通 也更 加 简单 。 二 、
实例 分 析 ，
设 计效率提高 了两 倍多 而 且 设 计 某换热 器 生 产 企 业 近 千个 零 件 ，
ｐａｇｅ ９
产 品包 含
中包 含 了产 品所 用 的全 部零件 的模 型 ， 三 、
结论 与展 望 记讨 ，
以上 属 于 管路管 记目
包 括 连 接紧 固件 、
管道 附 件 、
设计 者在 的 草图 。 道 维 。 选择 以前 ， ，
使用二
等 这 样 工 程 师在计算机 中便 可 以 对设 计进 行实际 的千 涉检 查 检查 ， 。
中完成管道 骨架 的布局 并设 定管
软件 进 行 设 计 ，
技术 部 在接 装配
道 的空间关系及 管道 附件 的位 到设 计任 务后
完 成整个产 品 的设 ，
在模 型 阶段 即 可 发现 设计 中 ，
软件会根 据管道 中所 用 法 兰 及 元 件 的名义 直 径 自动确定 管子 的大小 ，
计 需要 天 时 间
采 用 简化 画 法 选择 。
而 且 在绘 图 中 多 存在 的问题
ｐａｇｅ １０
品设 计成本
大大 降低 了企 业 的产 。
设计者通 过从 定 制的 附件 库 中拖拽 可 以 自动统计 记目 后 ，
企业 先安 由于
所 需 元 件 并放置 在管路中完成各 类 元 件 的装配 。
排两 名工 程 师用一 个月 的时间建 立 起企 业 自己 的管道 附件 库 ，
出模型 中所 用 零件 的型 号 和每 类零 记目 ，
软件 可 以 库中包 、
件 的使 用 数量 ，
对 于 管道 ，
可 以统 ，
统计 出每根管子 的管径 并 自动计 算各段管子 的长度 使用 完成设 计 后 ，
含 了 企 业 常 用 的十几 类 业 开 始在 记 、
百 余种 ，
计 出管道 的型号 和 管子 的长度 。 这 。
近 千 个 系列 的管 道 元 件 而后企
样使设 计人员可 以 很 容易列 出采 购 件 的清 单 另外 ， ， 讨
可 以 大大提高 ，
中进 行产 品设 目 ，
ｐａｇｅ １１
由 于 有 了 直观
企 业 管路 管道 设计 的效率 在 目 、 而且在 计 。
由于 是 在 、
的三 维 环 的 三 维 模型 吻
制 造 人 员理 解 管 道 。
中可 以 对 管道 的
境表 达设 计 构 思 管道空间布置 的 更 加简单 ，
设 计也 更 加 方 便 所 以通 过 使 用 ，
对 管道的安 装进 行模 拟 工 作情况进 行预 测 ，
表达 变得 更 加直接 同
进 行 管道 及 产 品 设 计 及 早 发现 安装 ，
时使 设 计人 员 对产 品考 虑也 更加 周 不 仅使设 计人 员的设 计 效率大大提 过程 中存 在的结构 问题 计做 出改进 、
从 而 对设 ，
实现 在设 计 阶段 对 管 ，
道 安装的预 测 源浪 费 计 ，
从 而 避 免重 大的 资 ，
经 济损 失 。
优化 管道 设 同时 ，
提高设计水 平 目
ｐａｇｅ １２
也可 用
制作 的装配 动 画 来培 训 工人 ，
对 一 些 不 可 预 料的操 作进 行 。
模拟演示 同 、
由于 每 个企 业 所 设 计的产 品不 所 应 用 的标准不 同 ， 、
所选 择 的 自带 的 供应 商 不 同 用 树
管道 零件和 附件 库 目前还 不 能满足 一 些 企业 的需要
图 管道 和 元 件 的 属 性 ，
企 业 需要在进 行
管道设 计前根据 自身需 求进 行 一 些 准备 工 作 。
但 我们相信这 一 点会 逐 步好 转 三维 ，
随着 三 维 ，
软件 在 国内 ，
应 用 的不 断深入 以及 国 内企 业 对 的认 知度 不 断 加 深 会有
越来越 多的管道 附件提 供 商愿 意将
自己 的零件模 型 放 置 在 互 联 网 上 供使 用 者免费 下 载 型 ， ， 。
那 时设 计者 便
可 以直接 到 网站直 接下 载 元 件模 整个管路 管道 的设 计 效率也 会 。
得到进 一 步的提高 蕊 图 明细 表
与 制造 业 信 息 化１
ｐａｇｅ １３
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