劉 穎

（中南勘測設(shè)計(jì)研究院數(shù)字工程中心，湖南 長沙 410014）

水電工程中，機(jī)電專業(yè)設(shè)計(jì)是工程建設(shè)過程的核心環(huán)節(jié)之一，設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣、設(shè)計(jì)周期的長短直接影響到工程建設(shè)的質(zhì)量和進(jìn)度。而水機(jī)專業(yè)設(shè)計(jì)又是其中的重中之重。遍布全場的管路設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)的二維圖紙中很難全面、無誤的進(jìn)行設(shè)計(jì)和展示。隨著水電設(shè)計(jì)工作日趨市場化，業(yè)主對設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和精度要求越來越高，且設(shè)計(jì)周期越來越短，審查時(shí)項(xiàng)目主管部門和業(yè)主都希望提供形象、直觀的管路設(shè)計(jì)方案以便提高審查效率，施工方迫切需要設(shè)計(jì)方提供超越傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的成果，便于提高現(xiàn)場管路施工質(zhì)量，極大限度的避免設(shè)計(jì)方與施工方由于圖紙不明產(chǎn)生的諸多施工問題。

隨著計(jì)算機(jī)水平的不斷提高，三維設(shè)計(jì)理念深入人心。OpenPlant V8i軟件，是一款全新的工廠項(xiàng)目管道三維建模設(shè)計(jì)軟件，它能很好的優(yōu)化和完善水機(jī)、暖通、給排水、施工等專業(yè)在管道方面三維建模，也能方便的與新版本的AECOsim軟件進(jìn)行信息交互。

由于OpenPlant V8i自帶的數(shù)據(jù)庫中沒有比較完善的國內(nèi)管道、閥門數(shù)據(jù)庫，需要遷移老版本PSDS軟件的數(shù)據(jù)信息到OpenPlant V8i中來，并結(jié)合C#技術(shù)，編程完善閥門等參數(shù)化構(gòu)建。本文基于OPENPLANT的數(shù)據(jù)遷移，介紹其參數(shù)化構(gòu)建定制的一些相關(guān)內(nèi)容和技術(shù)。

1 OpenPlant與PlantSpace簡介

OpenPlant V8i是一個(gè)在工廠設(shè)計(jì)、工程、施工及運(yùn)營過程中具有非常強(qiáng)實(shí)用性和可擴(kuò)展性的系統(tǒng)，能夠最快速地實(shí)現(xiàn)工廠全場管路三維建模及設(shè)備三維布置，有極佳的用戶體驗(yàn)，管路設(shè)計(jì)、出圖、展示都得到了更好的優(yōu)化，管路部分元件數(shù)據(jù)庫基于Access開發(fā)，方便部署管理。

PlantSpace是以 MicroStation為基礎(chǔ)平臺，以Trifroma為二次平臺，以面向?qū)ο蟮腏Space Class技術(shù)為核心，基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)，集智能化三維建模技術(shù)、碰撞檢查、抽二維圖和材料報(bào)表以及工廠化實(shí)時(shí)漫游為一體的三維工廠化整體設(shè)計(jì)軟件。

2 OpenPlant基于Access的數(shù)據(jù)遷移

由于兩款軟件架構(gòu)不同，在PSDS中現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫不能在新的OPENPLANT軟件中使用，正式應(yīng)用OPENPLANT之前需對新軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的遷移和工作環(huán)境的建立。

2.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)出及分類

數(shù)據(jù)遷移首先要在PSDS的SQLserver中導(dǎo)出有用的管件數(shù)據(jù)，本文應(yīng)用的是基于水電標(biāo)注的SD_DS89數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)出信息包括：PIPE_PIPE_SPEC（直管）、PIPE_PRED_SPEC（大小頭）、PIPE_PELB_SPEC（彎頭）、PIPE_PBRN_SPEC（三通／四通／假三通）等表，通過SQLserver的數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，將表信息導(dǎo)出成Excel格式備用。

由于PSDS表結(jié)構(gòu)和OPENPLANT的表結(jié)構(gòu)區(qū)別，導(dǎo)出的信息仍需進(jìn)行分類，例如法蘭表，按OPENPLANT的表需要分為：BLIND_FLANGE、WELDING_NECK_FLANG、SLIP_ON_FLANGE等；閥門表則需分為：BALL、BUTT、GATE、GLOB等表進(jìn)行區(qū)分。部分屬性也需按照OPENPLANT表的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，例如閥門表中需要增加OPERATOR（操作機(jī)構(gòu)類型）、PIPE_OD（管道尺寸）、FLNG_OD（法蘭尺寸）、FLNG_TH（法蘭厚度）等字段，由于OPENPLANT使用公制單位進(jìn)行繪制，而PSDS采用英制單位進(jìn)行繪制，對于SIZE字段數(shù)據(jù)需要留意換算，將其轉(zhuǎn)換成為公制單位對應(yīng)數(shù)據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)匹配

通過軟件自帶的Spcification Genetator軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。針對新的數(shù)據(jù)庫，首先通過工具中的Catalog Editor新建Catalog庫，然后通過Edit Schema工具，建立OpenPlant表與歸類好的Excel表之間字段匹配關(guān)系，如圖1所示。要建立PIPE（直管）、ELBOW（彎頭）、TEE（三通）、CROSSES（四通）、OLET（假三通）、MISC_FIT（管帽）、GASKET（墊片）、FLANGE（法蘭）、REDUCER（大小頭）、VALVE（閥門）、BOLT（螺栓）、TOPWORKS（操作機(jī)構(gòu)）等表的匹配。

圖1 OpenPlant Edit Schema字段匹配界面

在生成匹配關(guān)系過程中會(huì)生成一個(gè).xml文件，包含匹配信息。部分PSDS中有用的信息，可能在OpenPlant里沒有這個(gè)字段相匹配，在Openplant新填加好這個(gè)字段后，新加屬性匹配必須通過修改.xml文件來實(shí)現(xiàn)。格式如圖2所示：

圖2 匹配關(guān)系文件格式

數(shù)據(jù)字段匹配完成后可以通過Edit-＞Import Data-＞Import from Excel命令批量導(dǎo)入 Excel中歸類好的數(shù)據(jù)，完成Catalog數(shù)據(jù)庫的建立。

2.3 Spec建立及應(yīng)用

此部分工作需要使用軟件自帶的Spcification Genetator軟件，對完成的Catalog數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)按不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類篩選，由于水電行業(yè)PSDS習(xí)慣性采用壓力等級加材料的方式對不同Spce進(jìn)行區(qū)分，所以繼承了PSDS數(shù)據(jù)庫的OpenPlant的Spec也按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行區(qū)分。

2.4 OpenPlant設(shè)計(jì)環(huán)境定制

由于OpenPlant的設(shè)計(jì)環(huán)境基本是以國外項(xiàng)目為依托建立的，所以默認(rèn)定制的設(shè)計(jì)環(huán)境與國內(nèi)設(shè)計(jì)環(huán)境有些不同，需要通過修改Dgnlib和種子文件，重新定制設(shè)計(jì)環(huán)境。

在Dgnlib中對系統(tǒng)的圖層進(jìn)行管理，規(guī)范管道顏色、層屬性、管道命名等設(shè)置。在種子文件中添加Unit和Service屬性，將水機(jī)專業(yè)和暖通專業(yè)的各個(gè)系統(tǒng)設(shè)置到里面，方便設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)用。通過修改配置文件，實(shí)現(xiàn)一個(gè)管路系統(tǒng)對應(yīng)一種顏色，而不是修改前的按管徑來區(qū)分管路顏色。如圖3所示。

配置完成后將配置屬性部署到ProjectWise服務(wù)器中，通過工作空間推送，統(tǒng)一設(shè)計(jì)環(huán)境。

圖3 圖層管理器界面

3 OpenPlant參數(shù)化閥門構(gòu)建

3.1 Schema中添加閥門類

此部分工作主要通過Bentley Class Editor v8i工具來完成。首先需要加載與閥門相關(guān)的Schema，例如：對應(yīng)項(xiàng)目 Schemas目錄下的 OpenPlant_3D01.04.ecschema.xml 和BentleyBase.01.00.ecschema.xml，部分 Schema打開過程中還會(huì)需要附加打開其他Schema文件，常用文件如圖4所示。此部分工作主要是為了得到閥門的各種屬性。

圖4 OpenPlant中包含的Schema文件

Schema選擇完畢后，依次點(diǎn)擊Classes＞Plant Base Object＞Named Item＞Device＞Piping Component＞Fluid Regulator＞Valve＞Inline Valve進(jìn)行閥門類的添加，在Inline Valve上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，彈出菜單中選擇Add Derived Class，在Inline Valve下新建一個(gè)類，并可添加自定義屬性Component Ports Information，如圖5所示。部分屬性可拷貝其他已經(jīng)系統(tǒng)自帶的閥門的屬性，這樣可以保證所有需要的屬性數(shù)據(jù)都添加上，只要修改閥門名稱等信息即可。

圖5 通過編輯Schema增加閥門

3.2 等級庫中添加閥門數(shù)據(jù)

打開OPENPLANT自帶的Acess數(shù)據(jù)庫，找到閥門相關(guān)的數(shù)據(jù)表：VALVFL表，并添加相應(yīng)數(shù)據(jù)，如圖6所示。注意在EC_CLASS_NAME列中選擇自己新添加的閥門類型：

圖6 OpenPlant Acess閥門數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

3.3 C#編寫 dll庫

C#編程工作可以使用Visual Studio或者Sharp Developer軟件進(jìn)行開發(fā)。Sharp Developer是一個(gè)開源程序，本文采用此軟件進(jìn)行開發(fā)。在新建解決方案類型中選擇c#的類庫，.net Framwork版本選擇3.0，基于不同操作系統(tǒng)，加載相應(yīng)參考庫，并通過編寫代碼并編譯成動(dòng)態(tài)鏈接庫文件，如圖7所示。

圖7 通過C#編寫參數(shù)化元件

3.4 OpenPlant中的調(diào)用

拷貝dll文件到assembly目錄，然后通過鍵入：mechaddin place TEST_VALVE DSC＝PIPING調(diào)用所建元件。并可通過定制Dgnlib實(shí)現(xiàn)按鈕調(diào)用，通過Workspace＞Customize打開自定義界面，定制自己編寫的參數(shù)化閥門的按鈕。

圖8 ProjectW ise中托管OpenPlant工作空間

3.5 結(jié)合ProjectW ise共享工作空間

一般遷移數(shù)據(jù)和自定義閥門設(shè)備的工作都是在單機(jī)環(huán)境下進(jìn)行，遷移完的數(shù)據(jù)庫和建立好的自定義閥門設(shè)備都保存在本機(jī)的工作空間中，如果需要大范圍的應(yīng)用這些成果，就需要將本機(jī)的工作空間發(fā)布到協(xié)同工作平臺ProjectWise中，實(shí)現(xiàn)工作空間的共享。

ProjectWise支持兩種發(fā)布工作空間的方法，一種是Managed，即托管方式，另一種是Workspace profiles，即非托管式，本文主要介紹托管方式。托管的過程是通過ProjectWise的客戶端和管理員端配合工作，主要分為三個(gè)步驟：①將配置文件導(dǎo)入到ProjectWise上，成為不同的配置塊；②將資源文件導(dǎo)入到ProjectWise中，這是一個(gè)文件的拷貝過程；③將配置文件和資源文件掛接。通過管理員端操作，完成整個(gè)托管過程，再將配置塊賦予Project-Wise上的工作目錄即可，如圖8所示。這樣當(dāng)用戶打開ProjectWise目錄下的文件時(shí)，工作空間會(huì)緩存到本地的ProjectWise的緩存目錄下，實(shí)現(xiàn)線下和ProjectWise線上的工作空間同步，達(dá)到共享配置好的工作空間的目的。

4 應(yīng)用和展望

通過數(shù)據(jù)遷移實(shí)現(xiàn)PSDS中的數(shù)據(jù)在OPENPLANT軟件中復(fù)用，極大的減少了管路元件數(shù)據(jù)庫建立的重復(fù)勞動(dòng)，也可以在將來通過技術(shù)手段，避免由于兩者的數(shù)據(jù)類型不同導(dǎo)致設(shè)計(jì)元件數(shù)據(jù)不能使用的情況；而參數(shù)化構(gòu)建，也能將設(shè)計(jì)人員從單純建模的重復(fù)工作中解脫出來，將精力投入到三維管道設(shè)計(jì)中。結(jié)合PojectWise強(qiáng)大的協(xié)同能力和特有的工作空間推送功能，能夠?qū)崿F(xiàn)全專業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)境的一致性，保障三維設(shè)計(jì)的協(xié)同開展。相信在不久的將來，OpenPlant軟件能夠全面應(yīng)用到水電行業(yè)的管路設(shè)計(jì)中，發(fā)揮其強(qiáng)大的三維管路設(shè)計(jì)功能，為中國的水電事業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值。

［1］賀道紅，滕彥.PlantSpace在冶金行業(yè)自主集成三維整體設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.寶鋼技術(shù)，2008（04）：77-80.

［2］李華鋒，談宏力，馮偉波.OpenPlant Isometric Manager出圖的客戶化定制［J］.工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2014（08）：15-18.

［3］徐文杰，李華鋒.基于OpenPlant系列軟件的客戶化定制及數(shù)據(jù)交互［J］.工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2016（06）：13-15.

［4］趙順耐.AECOsim Building Designer協(xié)同設(shè)計(jì)管理指南［M］.北京：知識產(chǎn)權(quán)出版社，2015.

［5］李磊.水電站優(yōu)化調(diào)度決策輔助系統(tǒng)的研究［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2016（02）：33-35.

［6］李敏.基于BIM技術(shù)的可視化水利工程設(shè)計(jì)仿真［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2016（03）：13-16.

［7］李向東，霍莉莉，劉艷娟.三維技術(shù)與BIM在水利設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展探索［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2017（10）：141-143.

［8］孫斌.BIM技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2017（03）：

13-14.