一種用于鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計的設(shè)計資源集成系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對鍋爐的設(shè)計與仿真領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計的設(shè)計資源集成系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)今鍋爐產(chǎn)品的設(shè)計已走向智能化、數(shù)字化、并行化和集成化的道路，鍋爐虛擬樣機(jī)成為近些年的研宄熱點。歐美等發(fā)達(dá)國家的鍋爐制造企業(yè)已經(jīng)開始采用鍋爐虛擬樣機(jī)逐步替代傳統(tǒng)物理樣機(jī)來進(jìn)行新產(chǎn)品的設(shè)計、測試與評估，從而實現(xiàn)新產(chǎn)品的高效開發(fā)。鍋爐虛擬樣機(jī)使鍋爐設(shè)計從傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)槿S空間設(shè)計，它更準(zhǔn)確、直觀地反映鍋爐形態(tài)以及各部件的空間關(guān)系?；阱仩t虛擬樣機(jī)進(jìn)行一系列仿真分析與檢查，在設(shè)計過程中及時發(fā)現(xiàn)與解決問題，使得鍋爐產(chǎn)品設(shè)計效率與質(zhì)量大巾畐提尚。
[0003]Siemens PLM Software公司研發(fā)的產(chǎn)品工程解決方案UG(Unigraphics NX)是基于一體化的集成框架，融合了產(chǎn)品設(shè)計、仿真和管理等各個模塊，在虛擬樣機(jī)設(shè)計全過程都采用同一個主模型，為產(chǎn)品虛擬樣機(jī)的研發(fā)提供完全統(tǒng)一的環(huán)境。Altair公司研發(fā)的專門用于產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)(CAE/TEST)、流程管理的解決方案ADM(Altair Data Management)統(tǒng)一了對試驗數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)的管理，提供了一種開放式架構(gòu)，集成了商務(wù)智能(BI)系統(tǒng)和流程自動化程序，還能夠集成CAE前后處理器和試驗數(shù)據(jù)后處理器，并且可以與PDM和ERP系統(tǒng)實現(xiàn)交互。AVEVA公司研發(fā)的面向大型、復(fù)雜工廠設(shè)計項目的解決方案PDMS(PlantDesign Management System)支持全比例三維實體建模、通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)多專業(yè)實時協(xié)同設(shè)計，還可以與AutoCAD系統(tǒng)實現(xiàn)交互。
[0004]但是，上述方案在產(chǎn)品輔助設(shè)計、協(xié)同仿真和數(shù)據(jù)管理等方面各有所側(cè)重與不足，特別是針對鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計領(lǐng)域的流程規(guī)范化管理和設(shè)計資源整體集成缺乏關(guān)注。此外，這些方案大多成本高昂，并且沒有對企業(yè)現(xiàn)有資源進(jìn)行充分利用。
[0005]我國針對鍋爐虛擬樣機(jī)的研宄起步比較晚，發(fā)展也較為緩慢，大部分企業(yè)仍然沿用基于二維圖紙的傳統(tǒng)的設(shè)計方式。開展鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計面臨很多困難，首先是傳統(tǒng)的鍋爐產(chǎn)品設(shè)計流程臃腫、不規(guī)范，無法適用于鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計。再者，鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計過程中各類設(shè)計工具相互孤立，信息離散、封閉，資源共享與重用困難，導(dǎo)致產(chǎn)品的設(shè)計效率與設(shè)計質(zhì)量難以保證。因此，一種鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計流程與設(shè)計資源集成方法，對于規(guī)范與優(yōu)化鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計、集成鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計資源、提高設(shè)計效率和質(zhì)量、提升企業(yè)自主創(chuàng)新設(shè)計能力以及彌補(bǔ)我國在該領(lǐng)域的科研空白具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種有效提高鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計效率及簡潔性的用于鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計的設(shè)計資源集成系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0008]一種用于鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計的設(shè)計資源集成系統(tǒng)，包括:
[0009]數(shù)據(jù)層，保存整個鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計所涉及的各類數(shù)據(jù)和文件；
[0010]集成中間層，用于訪問數(shù)據(jù)層和集成外部分析設(shè)計工具；
[0011]應(yīng)用層，通過集成中間層訪問數(shù)據(jù)層或調(diào)用所集成的外部分析設(shè)計工具以完成鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計；
[0012]用戶接口層，通過可視化界面實現(xiàn)人機(jī)交互。
[0013]所述數(shù)據(jù)層包括:
[0014]FTP文件存儲單元，存儲用戶提交的文件；
[0015]SQL Server數(shù)據(jù)庫單元，存儲維持整個系統(tǒng)運行的基本參數(shù)；
[0016]XML文件存儲單元，存儲SQL Server數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與FTP服務(wù)器的配置信息；
[0017]TXT文件，存儲分析計算參數(shù)。
[0018]所述集成中間層包括:
[0019]數(shù)據(jù)接口，應(yīng)用層通過該數(shù)據(jù)接口訪問數(shù)據(jù)層；
[0020]集成接口，應(yīng)用層通過該集成接口調(diào)用外部分析設(shè)計工具。
[0021]所述外部分析設(shè)計工具包括AutoCAD、PDMS和PDAE。
[0022]所述應(yīng)用層包括性能設(shè)計單元、總體設(shè)計單元、布置設(shè)計單元和施工設(shè)計單元。
[0023]所述性能設(shè)計包括鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計、熱力計算、水循環(huán)計算、汽水阻力計算、煙風(fēng)阻力計算、強(qiáng)度計算與材料管理，其中，
[0024]水循環(huán)計算、汽水阻力計算、煙風(fēng)阻力計算和強(qiáng)度計算并行進(jìn)行。
[0025]所述總體設(shè)計包括P&ID圖繪制與KKS碼表達(dá)、建立管道元件庫與管道數(shù)據(jù)庫。
[0026]所述布置設(shè)計包括鍋爐主框架定位、鍋爐各部件三維建模、應(yīng)力分析、虛擬裝配、碰撞檢查和布置圖生成，其中，
[0027]所述鍋爐各部件三維建模包括并行進(jìn)行的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、支吊架設(shè)計、管道設(shè)計、煙風(fēng)道設(shè)計、集箱設(shè)計和受熱面設(shè)計。
[0028]所述施工設(shè)計包括二維工程圖生成和明細(xì)清單及PDM數(shù)據(jù)輸出。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種規(guī)范流程、集成設(shè)計資源的用于鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計的設(shè)計資源集成系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點:
[0030](I)本發(fā)明通過集成中間層集成了外部分析計算和設(shè)計工具，在進(jìn)行鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計時可方便、高效地調(diào)用，有效提高了鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計效率及簡潔性；
[0031](2)本發(fā)明對各設(shè)計資源進(jìn)行集成，有效解決了鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計過程規(guī)范化問題，確保設(shè)計人員及其他相關(guān)人員快速熟悉業(yè)務(wù)過程，確保在設(shè)計過程中及時發(fā)現(xiàn)與更正錯誤，確保對企業(yè)現(xiàn)有設(shè)計資源進(jìn)行有效管理與集成，為企業(yè)有效開展鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計并真正發(fā)揮鍋爐虛擬樣機(jī)優(yōu)勢提供可靠支持。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明應(yīng)用層進(jìn)行鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計的流程示意圖；
[0034]圖3為本發(fā)明鍋爐虛擬樣機(jī)所涉資源示意圖；
[0035]圖4為本發(fā)明對分析設(shè)計工具集的調(diào)用步驟示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
[0037]如圖1所示，本實施例提供一種用于鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計的設(shè)計資源集成系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)層A、集成中間層B、應(yīng)用層C和用戶接口層D，其中，數(shù)據(jù)層A保存整個鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計所涉及的各類數(shù)據(jù)和文件，集成中間層B用于訪問數(shù)據(jù)層和集成外部分析設(shè)計工具，應(yīng)用層C通過集成中間層訪問數(shù)據(jù)層或調(diào)用所集成的外部分析設(shè)計工具以完成鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計，用戶接口層D通過可視化界面實現(xiàn)人機(jī)交互。
[0038]數(shù)據(jù)層A采用多種方式存儲數(shù)據(jù)，包括:
[0039]FTP文件存儲單元，存儲用戶提交的文件；
[0040]SQL Server數(shù)據(jù)庫單元，存儲維持整個系統(tǒng)運行的基本參數(shù)；
[0041]XML文件存儲單元，存儲SQL Server數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與FTP服務(wù)器的配置信息；
[0042]TXT文件，存儲分析計算參數(shù)。
[0043]集成中間層B包括供應(yīng)用層訪問數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)接口和供應(yīng)用層調(diào)用外部分析設(shè)計工具的集成接口。
[0044]應(yīng)用層C是鍋爐虛擬樣機(jī)研發(fā)環(huán)境平臺，圍繞鍋爐虛擬樣機(jī)設(shè)計流程，涵蓋其各項業(yè)務(wù)過程，由工作流引擎RRFloEng進(jìn)行驅(qū)動以進(jìn)行流程的實例化、執(zhí)行與監(jiān)控。應(yīng)用層C包括性能設(shè)計單元、總體設(shè)計單元、布置設(shè)計單元和施工設(shè)計單元。
[0045]性能設(shè)計包括鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計、熱力計算、水循環(huán)計算、汽水阻力計算、煙風(fēng)阻力計算、強(qiáng)度計算與材料管理，其中，水循環(huán)計算、汽水阻力計算、煙風(fēng)阻力計算和強(qiáng)度計算并行進(jìn)行。
[0046]總體設(shè)計包括P&ID圖繪制與KKS碼表達(dá)、建立管道元件庫與管道數(shù)據(jù)庫。
[0047]布置設(shè)計包括鍋爐主框架定位、鍋爐各部件三維建模、應(yīng)力分析、虛擬裝配、碰撞檢查和布置圖生成，其中，鍋爐各部件三維建模包括并行進(jìn)行的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、支吊架設(shè)計、管道設(shè)計、煙風(fēng)道設(shè)計、集箱設(shè)計和受熱面設(shè)計。