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機電管路三維設(shè)計之ABC

2016-07-05 20:26:41田永生
科技風(fēng) 2016年18期
關(guān)鍵詞:三維設(shè)計CAD技術(shù)管道

田永生

摘 要:在工程設(shè)計中,如何保證在有限的空間合理布置大量管道和設(shè)備,是機電專業(yè)關(guān)注的重大問題。當(dāng)前,CAD技術(shù)已經(jīng)愈發(fā)成熟和先進,工程設(shè)計已有過去的二維設(shè)計全面向三維設(shè)計邁進。相比于傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計,三維設(shè)計有其獨特的優(yōu)勢和當(dāng)下需要改善的方面。本文針對目前市場上主流的三維設(shè)計平臺進行分析和比較,設(shè)計人員可以取各自優(yōu)點為設(shè)計所用。

關(guān)鍵詞:三維設(shè)計;管道;CAD技術(shù)

一、概述

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,CAD技術(shù)也應(yīng)運而生。在CAD技術(shù)的發(fā)展過程中出現(xiàn)許多三維設(shè)計軟件產(chǎn)品,其中有多專業(yè)通用設(shè)計軟件,也有獨立專業(yè)設(shè)計軟件。機電專業(yè)的設(shè)計往往需要基于水工、建筑、結(jié)構(gòu)等專業(yè),因此在一個設(shè)計機構(gòu)在進行協(xié)同設(shè)計時,選用設(shè)計工具時候需要考慮多專業(yè)需求。當(dāng)前,能夠相對全面滿足全專業(yè)的是三家公司的三個平臺,分別為:

A——Autodesk,Autodesk是世界領(lǐng)先的設(shè)計軟件和數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)建公司,全球最大的二維、三維設(shè)計和工程軟件公司,為制造業(yè)、工程建設(shè)行業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)以及傳媒娛樂業(yè)提供卓越的數(shù)字化設(shè)計和工程軟件服務(wù)和解決方案。

B——Bentley;Bentley 公司是一家全球領(lǐng)先企業(yè),致力于提供全面的可持續(xù)性基礎(chǔ)設(shè)施軟件解決方案。該公司的使命就是提高他們的項目績效,以及他們所設(shè)計、建造和運營的資產(chǎn)的性能。Bentley 通過幫助基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)充分利用信息技術(shù)、學(xué)習(xí)、最佳實踐和全球協(xié)作以及推動專注于這項重要工作的職業(yè)人的發(fā)展,為基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)提供長久支持。

C——CATIA;CATIA 是法國達索(Dassault System)公司共同推出的CAD/CAE/CAM軟件,CATIA是達索公司的產(chǎn)品開發(fā)旗艦解決方案。飛機、汽車等行業(yè)設(shè)計翹楚,機械行業(yè)的王牌設(shè)計軟件。CATIA具有強大的知識工程和參數(shù)化建模的功能,并允許用戶自由和開放式的建立自己的標(biāo)準(zhǔn)件庫。

二、平臺比較

三維設(shè)計各軟件是相關(guān)聯(lián)的,機電管路往往需要基于建筑,水工等基礎(chǔ)專業(yè)來設(shè)計,故而,平臺比較需要從平臺綜合性和專業(yè)性兩方面進行。

(一)平臺綜合功能性

所謂綜合整體性比較,主要是比較基礎(chǔ)平臺的和基于基礎(chǔ)平臺多軟件組合來完成設(shè)計任務(wù)的全面性和便利性,以及格式的兼容性和普及性。

A——Autodesk,Autodesk公司主要平臺為AutoCAD,默認(rèn)格式DWG,是目前設(shè)計行業(yè)二維圖紙的標(biāo)準(zhǔn)格式。無論Autodesk公司還是其他公司的設(shè)計軟件,都兼容此格式。Autodesk公司開發(fā)或收購了上百款軟件,可以提供各行業(yè)設(shè)計解決方案;同時,Autodesk在CAD市場占有率多年保持第一。

AutoCAD軟件自身可以提供三維設(shè)計建模功能,功能一般,提供有限參數(shù)功能。Autodesk公司旗下三維設(shè)計軟件還有Civil 3D、Inventor和Revit等等,雖然幾個軟件面對專業(yè)不同,都可以完成三維設(shè)計工作。Revit等軟件里可以方便的進行參數(shù)化設(shè)計;并且可以賦予模型的實際屬性信息。Autodesk致力于提供所有專業(yè)的CAD技術(shù),但是每個專業(yè)軟件并不能很好集成和互相兼容,無法和AutoCAD這一基礎(chǔ)軟件很好的集成,是一個缺點。 Autodesk當(dāng)前提供的解決辦法是開發(fā)接口程序進行模型轉(zhuǎn)換,信息有一定的損失,隨著技術(shù)的進步,未來肯定會更好的解決此問題。

B——Bentley,Bentley公司主要平臺軟件為Microstation,默認(rèn)格式DGN,工程設(shè)計中第二大標(biāo)準(zhǔn),同時和Autodesk公司簽署了相互認(rèn)證協(xié)議,相互可以直接打開;DGN變相的成為了設(shè)計行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式,用戶不用擔(dān)心成果交付問題,貌似不起眼的事兒對于市場推廣非常重要。

Microstation,三維設(shè)計功能強大,也可以提供參數(shù)化功能,參數(shù)化功能不強。基于Microstation,Bentley公司開發(fā)和打包了面向不同行業(yè)的軟件包,有Building系列、Plant系列、Civil系列和Geospatial系列等;每個系列包含幾款軟件,Building系列包括Bentley Architecture和Bentley Structural等,所有軟件都是基于DGN格式;各專業(yè)軟件建立的模型包含屬性信息,可以很好滿足設(shè)計需求。另外,針對參數(shù)化設(shè)計,Bentley推出了GC。Bentley圍繞Microstation的基礎(chǔ)平臺可以很好解決全行業(yè)全生命周期設(shè)計需求。

C——CATIA,CATIA采用模塊化定制,全模塊CATIA可以滿足各行各業(yè)設(shè)計需求,本身就是一個完整軟件,專業(yè)整合最好,但文件格式無法被其他軟件直接打開和編輯。如果對模型進行分析或者導(dǎo)入其他軟件使用,CATIA支持一些接口來輸出模型,如stp格式和igs格式等等。

CATIA最初用與設(shè)計有大量復(fù)雜曲面的飛機和輪船等。CATIA平臺里集成了眾多專業(yè)應(yīng)用模塊組,如基礎(chǔ)設(shè)計、機械設(shè)計、設(shè)備與系統(tǒng)和知識工程等十幾個模塊組,每個模塊組又包含多個具體的功能模塊,各模塊組的功能模塊可以組合使用,三維建模能力非常強,并且是原生的三維設(shè)計平臺。除了強大的曲面建模能力,CATIA另一種王牌功能就是參數(shù)化和知識工程。設(shè)計過程中,通過參數(shù)化和模板等功能,CATIA的模型復(fù)用和適應(yīng)能力對設(shè)計人員是非常大的幫助,也是效率的保證。

(二)機電專業(yè)功能性

機電專業(yè)主要有大量的管路和設(shè)備需要設(shè)計和布置,三維設(shè)計平臺都有相應(yīng)的軟件或者模塊來完成專業(yè)工作。當(dāng)下最流行和通用的三個平臺ABC,在機電專業(yè)都有相應(yīng)的解決方案。

A平臺軟件眾多,多個軟件都可以完成管路設(shè)計,此處以Revit為例。無論Revit還是AutoCAD,都一個顯著特點,包含“屬性”面板,在屬性面板上顯示圖元的相關(guān)屬性,顏色、線性和圖層等屬性;且屬性面板自帶編輯屬性按鈕,可以對圖元的項和屬性值進行修改。Revit里自帶了管道、管道占位符和管路附件等功能,可以通過點擊相應(yīng)的功能按鈕來進行建模設(shè)計。Revit自帶許多管道的模板(Revit里稱之為族,以下稱族),可以方便的調(diào)用和修改族,來快速實例化建模,完成的模型不僅是幾何三維的,并且每個模型圖元都帶有實際屬性,如管道屬于水油氣哪個系統(tǒng),口徑多大,彎頭標(biāo)準(zhǔn),管材密度以及流速等等,列表中沒有的屬性可以手動添加,還可以自行修改其數(shù)值。設(shè)計過程中,軟件會自動捕捉相連接管件的屬性進行下一步設(shè)計,方便快捷,設(shè)計完成后可以輸出各種BOM表和文檔,也可以快速輸出平立剖圖紙。目前在建筑領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。

B平臺在工程設(shè)計中使用非常廣泛,也有多款軟件可以完成機電管路設(shè)計,其中管道設(shè)計最成熟的軟件當(dāng)屬PSDS。PSDS操作方式同Microstation一致,方便設(shè)計人員上手。PSDS中可以進行各種管道設(shè)計,并且進行參數(shù)化,可以輸出各種BOM表和文檔,出圖也相當(dāng)方便,各種平立剖圖紙甚至軸測圖都可以快速輸出,實際效果很好。PSDS還有一個特點,參數(shù)化的管道基于SQL數(shù)據(jù)庫,通過安裝SQL Server對數(shù)據(jù)庫可以進行管理和保護。目前工程領(lǐng)域應(yīng)用不錯。

C平臺過去主要應(yīng)用于飛機、輪船等機械設(shè)計,當(dāng)然,飛機上也有很多管道,所以CATIA里包含有設(shè)備與系統(tǒng)模塊組,其中的管路設(shè)計可以滿足專業(yè)需求。CATIAV5版本里管路設(shè)計模塊定制了一套管道系統(tǒng),通過軟件自帶功能就可以快速進行專業(yè)設(shè)計。但是,V5版里管道設(shè)計模塊的定制是基于后臺控制文件,而非數(shù)據(jù)庫,使用起來稍有不便,但是可以通過強大的參數(shù)化和模板功能來自定義管道??梢暂敵霾牧媳淼裙δ?,圖紙可以另存為DWG文件。當(dāng)前主要應(yīng)用于機械行業(yè)內(nèi)。

三、平臺綜合評價

當(dāng)前,三維設(shè)計已經(jīng)推廣開來,但是并沒有一個統(tǒng)一交付標(biāo)準(zhǔn),市面上各種平臺都有使用,各個平臺也各有優(yōu)缺點,

1)A平臺有最廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ),二維圖紙的交付標(biāo)準(zhǔn),這都是得天獨厚的優(yōu)勢;Revit軟件是當(dāng)前建筑領(lǐng)域的No1,伴隨著BIM概念的認(rèn)可,Autodesk和Revit也將繼續(xù)在這個行業(yè)里稱霸。鑒于當(dāng)前依然以二維圖紙交付為準(zhǔn),Autodesk依然會有很強的競爭力,但是其軟件過多,整合度不夠,未來可能制約其發(fā)展。

2)B平臺軟件整合不錯,格式與DWG相兼容,工程設(shè)計行業(yè)綜合應(yīng)用最好,參數(shù)化功能相對較弱,雖然近幾年在此方向做了不少努力,依然是其一個短板。

3)C平臺軟件整合最好,軟件建模功能最強大,但是其默認(rèn)格式不夠通用,同時,平臺主要應(yīng)用于飛機等機械行業(yè),針對國內(nèi)的開發(fā)和定制不足,這些都是不足之處。

綜合的看,當(dāng)前各平臺和軟件都能完成相關(guān)任務(wù),只是難易之別。同時考慮整體性,設(shè)計人員是否喜歡主要依據(jù)所處的行業(yè)。

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