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CATIA軟件在水電工程三維協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用.pdf

發(fā)布時間:2016-08-10 15:09

  本文關(guān)鍵詞:CATIA軟件在水電工程三維協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


網(wǎng)友tiros009近日為您收集整理了關(guān)于CATIA軟件在水電工程三維協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用的文檔,希望對您的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。以下是文檔介紹:第 40卷第 4期 2 0 0 9 年 2月人 民 長 江 Yangtze River Vo1.40.No.4 Feb.。 2009 文章編號:1001—4179(2009)04—0068—03 CATIA軟件在水電工程三維協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用王進豐 李小帥 傅尤杰(長江水利委員會設(shè)計院,湖北武漢 430010) 摘要:隨著信息化的逐步深入,水利水電工程設(shè)計領(lǐng)域越來越需要大規(guī)模的分工與合作,需要跨專業(yè)、跨地域的基于網(wǎng)絡(luò)化和信息共享的三維協(xié)同設(shè)計。提出了水利水電工程三維協(xié)同設(shè)計應(yīng)關(guān)注的 5類技術(shù)問題,結(jié)合 CATIA軟件,對三維設(shè)計、骨架、統(tǒng)一的三維模型、設(shè)計參數(shù)的管理和設(shè)計評審流程管理進行了研究。應(yīng)用 CATIA軟件和協(xié)同管理模塊 VPM 能基本上滿足水利水電工程三維協(xié)同設(shè)計的要求,功能上可以完成地質(zhì)、水 X-建筑物、施工和機電專業(yè)的三維設(shè)計,其骨架設(shè)計思想、設(shè)計關(guān)聯(lián)性和知識模板特別適用于工程預(yù)可研、可研、初設(shè)計階段三維設(shè)計和方案的變更。關(guān)鍵詞:三維協(xié)同設(shè)計;骨架;CATIA軟件;應(yīng)用;水利水電工程中圖分類號:TP39 文獻標(biāo)識碼:A 1 概述水利水電工程投資規(guī)模大,設(shè)計和建造周期長,影響深遠; 參與設(shè)計的專業(yè)眾多,工程設(shè)計管理復(fù)雜。盡管水利水電行業(yè) CAD軟件已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,但還是“單兵作戰(zhàn)”,由于專業(yè)間設(shè)計系統(tǒng)的不同,設(shè)計人員之間經(jīng)常出現(xiàn)不協(xié)調(diào),一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)變更,反饋時間長,影響了工程的設(shè)計進程。隨著信息化的逐步深入,水利水電工程設(shè)計領(lǐng)域越來越需要大規(guī)模的分工與合作, 需要跨專業(yè)、跨地域的基于網(wǎng)絡(luò)化和信息共享的三維協(xié)同設(shè)計。三維設(shè)計比二維設(shè)計有許多優(yōu)勢,三維表達直觀(所見即所得),能發(fā)現(xiàn)和有效解決設(shè)計間的錯、漏、碰等問題;一個數(shù)據(jù)源,為工程協(xié)同并行設(shè)計提供條件;可有效集成設(shè)計知識,包括規(guī)則性知識和過程性知識,促進知識重用,減輕設(shè)計工作量;模型關(guān)聯(lián),有效保證數(shù)據(jù)自動更新和一致。三維設(shè)計的這些優(yōu)點更適用于水利水電工程多專業(yè)間的協(xié)同,適用于水利水電工程方案的設(shè)計。 2 水電工程三維協(xié)同設(shè)計相關(guān)技術(shù)協(xié)同沒計主要是指企業(yè)內(nèi)不同設(shè)計部門、不同設(shè)計專業(yè)或者同一項目的不同設(shè)計企業(yè)之間進行協(xié)調(diào)和配合。水利水電工程設(shè)計參 專業(yè)眾多,有測量、地質(zhì)、樞紐布置、壩工、通航建筑、電站廠房、金屬結(jié)構(gòu)、施工導(dǎo)流、施工布置、水輪機和電氣等專業(yè),目前使用的主流設(shè)計平臺都不具備協(xié)同設(shè)計功能。協(xié)同設(shè)計是一個系統(tǒng)丁程,除了單獨的設(shè)計功能外,還有相應(yīng)管理功能,要實現(xiàn)水利水電工程專業(yè)間和專業(yè)內(nèi)高效的三維協(xié)同設(shè)計, 需要從三維設(shè)計功能和信息共享管理上關(guān)注以下問題的解決。 2.1 地質(zhì)、水工和施工等專業(yè)三維設(shè)計和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)當(dāng)前大多數(shù)專業(yè)的 CAD系統(tǒng)是基于二維的,即使有專業(yè)采用三維設(shè)計,但專業(yè)間是以二維圖形及說明文檔形式傳遞設(shè)計成果,因下游專業(yè)應(yīng)用該成果時必須對上游專業(yè)成果進行重新理解和構(gòu)造,這樣無法保證設(shè)計依據(jù)的即時性和有效性,設(shè)計變更時修改工作量大。三維模型容易理解,無多義性,各專業(yè)三維模型可以關(guān)聯(lián),設(shè)計變更快。在三維設(shè)計方面,目前業(yè)內(nèi)有一種做法是采用地質(zhì)軟件 GOCAD做三維地質(zhì)模型,用 CATIA等軟件做水工建筑設(shè)計,再將 GOCAD做三維地質(zhì)模型手工導(dǎo)入,在 CATIA中將三維地質(zhì)模型和水工建筑物進行總裝。雖然用這種方式可以完成水利水電工程三維設(shè)計,但這種采用異構(gòu)三維軟件來完成的三維設(shè)計不能保證設(shè)計關(guān)聯(lián)性,例如由于新的鉆孔數(shù)據(jù)而更新了三維地質(zhì)模型,下游水工專業(yè)設(shè)計所依據(jù)的地質(zhì)模型是不能自動及時更新的。水利水電工程各專業(yè)三維協(xié)同設(shè)計應(yīng)該采用同構(gòu)的三維設(shè)計軟件,完成地質(zhì)、水工建筑物設(shè)計、施工設(shè)計、機電設(shè)備布置等。 2.2 總體骨架與局部骨架機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計組裝,是采用自下而上的設(shè)計方法,是在設(shè)計初期將各個模型建立,在設(shè)計后期將各模型按照模型的相對位置關(guān)系組裝起來。水利水電工程設(shè)計與之不同,采用自上而下的設(shè)計方法,先進行樞紐總體布置,再進行水工建筑物細部設(shè)計。收稿日期:2009—01—12 基金項目:水利部 948科研項目“基于虛擬環(huán)境下的水利工程三維勘測設(shè)計集成技術(shù)”作者簡介:王進豐,男,長江水利委員會設(shè)計院工程數(shù)字仿真中心,高級工程師。 TL $e BF 第 4期 王進豐等:CATIA軟件在水電工程三維協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用 69 總體布置需要定義整個工程的關(guān)鍵定位、布置基準(zhǔn)、各水工建筑物相對位置關(guān)系和重要尺寸,這與三維設(shè)計軟件骨架設(shè)計思想相同,在工程總體設(shè)計初期就從工程裝配的最高層面上考慮工程的設(shè)計結(jié)構(gòu), 考慮和表達整體裝配及各個子裝配的相對位置關(guān)系,自上向下游傳遞設(shè)計數(shù)據(jù)表達, 有目的規(guī)范地進行各專業(yè)設(shè)計。有了工程總體骨架,在總體骨架的驅(qū)動和關(guān)聯(lián)下產(chǎn)生專業(yè)子骨架,子骨架可以繼續(xù)向下派生傳遞,直至關(guān)聯(lián)到具體的零件。骨架是設(shè)計思想傳遞的載體,上級骨架通盤考慮下級骨架及零件參數(shù)傳遞關(guān)系及驅(qū)動關(guān)系, 前期的這些信息是后期詳細設(shè)計的基礎(chǔ), 所以設(shè)計后期發(fā)現(xiàn)的缺陷及違反設(shè)計規(guī)范的問題,可以通過更改相應(yīng)的驅(qū)動骨架,后續(xù)的零件通過更新自動更改到正確的設(shè)計。 2.3 統(tǒng)一的三維設(shè)計模型與參考測壁擻懈2 ̄J f 蠹或等高線) ≯:醢積不規(guī)則邊界覆蓋焦霞鬻囂蘩囂蔓罄鬻_ l 》…一 切割 區(qū)域地質(zhì)分布 地形(mesh)和三維地質(zhì)模型目前設(shè)計內(nèi)容的一些變更無法得到及時共享,導(dǎo)致與之相關(guān)的設(shè)計得不到最新的設(shè)計參考而產(chǎn)生錯誤。這對于高度協(xié)同化的設(shè)計工作而言,這種錯誤的結(jié)果不堪設(shè)想。數(shù)據(jù)從最初建立開始一直到整個工程設(shè)計周期,都需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,設(shè)計者之間可以相互參閱,即時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的毛病,這樣對提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量、縮短設(shè)計周期有很大好處。水利水電工程三維協(xié)同設(shè)計需要統(tǒng)一的數(shù)字化電站數(shù)據(jù)源,通過統(tǒng)一管理設(shè)計模型和設(shè)計參考,保證各專業(yè)在最新版本的三維模型上工作,任何專業(yè)的修改對其他專業(yè)的影響能即時體現(xiàn),同時方便定義角色、分配權(quán)限,防止越權(quán)修改和誤操作等。 2.4 設(shè)計結(jié)構(gòu)、參數(shù)、關(guān)聯(lián)信息和知識的管理在傳統(tǒng)的二維設(shè)計中,零件的表達和它的有關(guān)設(shè)計參數(shù)無法完全放在一起,當(dāng)然也沒有直接的關(guān)系,這些技術(shù)資料的保存和更新都十分麻煩。三維參數(shù)模型含大量結(jié)構(gòu)、參數(shù)、關(guān)聯(lián)和知識信息,將數(shù)據(jù)庫技術(shù)和三維設(shè)計技術(shù)結(jié)合,深入到三維模型內(nèi)部,便捷地提取這些信息,準(zhǔn)確迅速地進行查詢、統(tǒng)計和管理等。 2.5 設(shè)計評審流程管理和交流三維設(shè)計評審流程:三維設(shè)計一三維校核一三維評審一三維發(fā)布。協(xié)同平臺需要對設(shè)計流程進行定義和管理,對設(shè)計模型的意見和建議能在模型上進行批注,保證協(xié)同設(shè)計人員通過網(wǎng)絡(luò)對三維模型進行實時瀏覽、批注,提供交流功能,對設(shè)計進行即時交流和通信,在網(wǎng)絡(luò)上開會進行評審。 3 CATIA軟件在三維協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用 CATIA軟件是法國 Dassauh系統(tǒng)公司的產(chǎn)品,能將地質(zhì)、樞紐、施工、機電整合一起進行水利水電工程三維設(shè)計,其協(xié)同模塊 VPM管理設(shè)計模型、結(jié)構(gòu)、骨架、參數(shù)、關(guān)聯(lián)信息,定義角色, 提供設(shè)計校核、評審功能,方便設(shè)計人員即時交流。 3.1 應(yīng)用 CATIA軟件進行水利水電工程三維設(shè)計地質(zhì)專業(yè)根據(jù)測量點云和等高線數(shù)據(jù)建立壩區(qū)三維地形

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本文編號:90709

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