一种用于锅炉虚拟样机设计的设计资源集成系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对锅炉的设计与仿真领域，尤其是涉及一种用于锅炉虚拟样机设计的设计资源集成系统。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的不断发展，当今锅炉产品的设计已走向智能化、数字化、并行化和集成化的道路，锅炉虚拟样机成为近些年的研宄热点。欧美等发达国家的锅炉制造企业已经开始采用锅炉虚拟样机逐步替代传统物理样机来进行新产品的设计、测试与评估，从而实现新产品的高效开发。锅炉虚拟样机使锅炉设计从传统的二维平面设计转变为三维空间设计，它更准确、直观地反映锅炉形态以及各部件的空间关系。基于锅炉虚拟样机进行一系列仿真分析与检查，在设计过程中及时发现与解决问题，使得锅炉产品设计效率与质量大巾畐提尚。
[0003]Siemens PLM Software公司研发的产品工程解决方案UG(Unigraphics NX)是基于一体化的集成框架，融合了产品设计、仿真和管理等各个模块，在虚拟样机设计全过程都采用同一个主模型，为产品虚拟样机的研发提供完全统一的环境。Altair公司研发的专门用于产品性能数据(CAE/TEST)、流程管理的解决方案ADM(Altair Data Management)统一了对试验数据和仿真数据的管理，提供了一种开放式架构，集成了商务智能(BI)系统和流程自动化程序，还能够集成CAE前后处理器和试验数据后处理器，并且可以与PDM和ERP系统实现交互。AVEVA公司研发的面向大型、复杂工厂设计项目的解决方案PDMS(PlantDesign Management System)支持全比例三维实体建模、通过网络实现多专业实时协同设计，还可以与AutoCAD系统实现交互。
[0004]但是，上述方案在产品辅助设计、协同仿真和数据管理等方面各有所侧重与不足，特别是针对锅炉虚拟样机设计领域的流程规范化管理和设计资源整体集成缺乏关注。此外，这些方案大多成本高昂，并且没有对企业现有资源进行充分利用。
[0005]我国针对锅炉虚拟样机的研宄起步比较晚，发展也较为缓慢，大部分企业仍然沿用基于二维图纸的传统的设计方式。开展锅炉虚拟样机设计面临很多困难，首先是传统的锅炉产品设计流程臃肿、不规范，无法适用于锅炉虚拟样机设计。再者，锅炉虚拟样机设计过程中各类设计工具相互孤立，信息离散、封闭，资源共享与重用困难，导致产品的设计效率与设计质量难以保证。因此，一种锅炉虚拟样机设计流程与设计资源集成方法，对于规范与优化锅炉虚拟样机设计、集成锅炉虚拟样机设计资源、提高设计效率和质量、提升企业自主创新设计能力以及弥补我国在该领域的科研空白具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效提高锅炉虚拟样机设计效率及简洁性的用于锅炉虚拟样机设计的设计资源集成系统。
[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0008]一种用于锅炉虚拟样机设计的设计资源集成系统，包括:
[0009]数据层，保存整个锅炉虚拟样机设计所涉及的各类数据和文件；
[0010]集成中间层，用于访问数据层和集成外部分析设计工具；
[0011]应用层，通过集成中间层访问数据层或调用所集成的外部分析设计工具以完成锅炉虚拟样机设计；
[0012]用户接口层，通过可视化界面实现人机交互。
[0013]所述数据层包括:
[0014]FTP文件存储单元，存储用户提交的文件；
[0015]SQL Server数据库单元，存储维持整个系统运行的基本参数；
[0016]XML文件存储单元，存储SQL Server数据库服务器与FTP服务器的配置信息；
[0017]TXT文件，存储分析计算参数。
[0018]所述集成中间层包括:
[0019]数据接口，应用层通过该数据接口访问数据层；
[0020]集成接口，应用层通过该集成接口调用外部分析设计工具。
[0021]所述外部分析设计工具包括AutoCAD、PDMS和PDAE。
[0022]所述应用层包括性能设计单元、总体设计单元、布置设计单元和施工设计单元。
[0023]所述性能设计包括锅炉结构设计、热力计算、水循环计算、汽水阻力计算、烟风阻力计算、强度计算与材料管理，其中，
[0024]水循环计算、汽水阻力计算、烟风阻力计算和强度计算并行进行。
[0025]所述总体设计包括P&ID图绘制与KKS码表达、建立管道元件库与管道数据库。
[0026]所述布置设计包括锅炉主框架定位、锅炉各部件三维建模、应力分析、虚拟装配、碰撞检查和布置图生成，其中，
[0027]所述锅炉各部件三维建模包括并行进行的钢结构设计、支吊架设计、管道设计、烟风道设计、集箱设计和受热面设计。
[0028]所述施工设计包括二维工程图生成和明细清单及PDM数据输出。
[0029]与现有技术相比，本发明提供了一种规范流程、集成设计资源的用于锅炉虚拟样机设计的设计资源集成系统，具有以下优点:
[0030](I)本发明通过集成中间层集成了外部分析计算和设计工具，在进行锅炉虚拟样机设计时可方便、高效地调用，有效提高了锅炉虚拟样机设计效率及简洁性；
[0031](2)本发明对各设计资源进行集成，有效解决了锅炉虚拟样机设计过程规范化问题，确保设计人员及其他相关人员快速熟悉业务过程，确保在设计过程中及时发现与更正错误，确保对企业现有设计资源进行有效管理与集成，为企业有效开展锅炉虚拟样机设计并真正发挥锅炉虚拟样机优势提供可靠支持。
【附图说明】
[0032]图1为本发明的结构示意图；
[0033]图2为本发明应用层进行锅炉虚拟样机设计的流程示意图；
[0034]图3为本发明锅炉虚拟样机所涉资源示意图；
[0035]图4为本发明对分析设计工具集的调用步骤示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0037]如图1所示，本实施例提供一种用于锅炉虚拟样机设计的设计资源集成系统，包括数据层A、集成中间层B、应用层C和用户接口层D，其中，数据层A保存整个锅炉虚拟样机设计所涉及的各类数据和文件，集成中间层B用于访问数据层和集成外部分析设计工具，应用层C通过集成中间层访问数据层或调用所集成的外部分析设计工具以完成锅炉虚拟样机设计，用户接口层D通过可视化界面实现人机交互。
[0038]数据层A采用多种方式存储数据，包括:
[0039]FTP文件存储单元，存储用户提交的文件；
[0040]SQL Server数据库单元，存储维持整个系统运行的基本参数；
[0041]XML文件存储单元，存储SQL Server数据库服务器与FTP服务器的配置信息；
[0042]TXT文件，存储分析计算参数。
[0043]集成中间层B包括供应用层访问数据层的数据接口和供应用层调用外部分析设计工具的集成接口。
[0044]应用层C是锅炉虚拟样机研发环境平台，围绕锅炉虚拟样机设计流程，涵盖其各项业务过程，由工作流引擎RRFloEng进行驱动以进行流程的实例化、执行与监控。应用层C包括性能设计单元、总体设计单元、布置设计单元和施工设计单元。
[0045]性能设计包括锅炉结构设计、热力计算、水循环计算、汽水阻力计算、烟风阻力计算、强度计算与材料管理，其中，水循环计算、汽水阻力计算、烟风阻力计算和强度计算并行进行。
[0046]总体设计包括P&ID图绘制与KKS码表达、建立管道元件库与管道数据库。
[0047]布置设计包括锅炉主框架定位、锅炉各部件三维建模、应力分析、虚拟装配、碰撞检查和布置图生成，其中，锅炉各部件三维建模包括并行进行的钢结构设计、支吊架设计、管道设计、烟风道设计、集箱设计和受热面设计。