一種用于鍋爐虛擬樣機設計的設計資源集成系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對鍋爐的設計與仿真領域，尤其是涉及一種用于鍋爐虛擬樣機設計的設計資源集成系統。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術的不斷發展，當今鍋爐產品的設計已走向智能化、數字化、并行化和集成化的道路，鍋爐虛擬樣機成為近些年的研宄熱點。歐美等發達國家的鍋爐制造企業已經開始采用鍋爐虛擬樣機逐步替代傳統物理樣機來進行新產品的設計、測試與評估，從而實現新產品的高效開發。鍋爐虛擬樣機使鍋爐設計從傳統的二維平面設計轉變為三維空間設計，它更準確、直觀地反映鍋爐形態以及各部件的空間關系。基于鍋爐虛擬樣機進行一系列仿真分析與檢查，在設計過程中及時發現與解決問題，使得鍋爐產品設計效率與質量大巾畐提尚。
[0003]Siemens PLM Software公司研發的產品工程解決方案UG(Unigraphics NX)是基于一體化的集成框架，融合了產品設計、仿真和管理等各個模塊，在虛擬樣機設計全過程都采用同一個主模型，為產品虛擬樣機的研發提供完全統一的環境。Altair公司研發的專門用于產品性能數據(CAE/TEST)、流程管理的解決方案ADM(Altair Data Management)統一了對試驗數據和仿真數據的管理，提供了一種開放式架構，集成了商務智能(BI)系統和流程自動化程序，還能夠集成CAE前后處理器和試驗數據后處理器，并且可以與PDM和ERP系統實現交互。AVEVA公司研發的面向大型、復雜工廠設計項目的解決方案PDMS(PlantDesign Management System)支持全比例三維實體建模、通過網絡實現多專業實時協同設計，還可以與AutoCAD系統實現交互。
[0004]但是，上述方案在產品輔助設計、協同仿真和數據管理等方面各有所側重與不足，特別是針對鍋爐虛擬樣機設計領域的流程規范化管理和設計資源整體集成缺乏關注。此外，這些方案大多成本高昂，并且沒有對企業現有資源進行充分利用。
[0005]我國針對鍋爐虛擬樣機的研宄起步比較晚，發展也較為緩慢，大部分企業仍然沿用基于二維圖紙的傳統的設計方式。開展鍋爐虛擬樣機設計面臨很多困難，首先是傳統的鍋爐產品設計流程臃腫、不規范，無法適用于鍋爐虛擬樣機設計。再者，鍋爐虛擬樣機設計過程中各類設計工具相互孤立，信息離散、封閉，資源共享與重用困難，導致產品的設計效率與設計質量難以保證。因此，一種鍋爐虛擬樣機設計流程與設計資源集成方法，對于規范與優化鍋爐虛擬樣機設計、集成鍋爐虛擬樣機設計資源、提高設計效率和質量、提升企業自主創新設計能力以及彌補我國在該領域的科研空白具有十分重要的意義。

【發明內容】

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