Intergraph Smart? 3D自定義物項關聯關系創建及管理方法研究

■國家核電上海核工程研究設計院有限公司 沈杰

隨著數字化時代的到來，數字孿生、數字電站等概念越來越深入核電設計的方方面面。國家核電上海核工程研究設計院有限公司（以下簡稱“上海核工院”）一直致力于打造具有全球競爭力的核能研發和AE平臺，將數字化概念融入設計、制造、建造、施工以及運維等EPCS全環節，努力成為國內建設能力最強和具有全球競爭力的一流核能總承包企業。在最新項目的三維工廠布置設計上，上海核工院采用行業領先的Intergraph Smart 3D 三維工廠設計軟件，取代傳統的PDS軟件。相對于PDS軟件，Smart 3D全部采用結構化的數據格式存儲布置設計信息，在后續數字化集成上具有強大優勢。同時，Smart 3D提供了眾多的API供用戶進行自定義功能開發，兼具了靈活性與開放性。

在使用過程中，Smart 3D軟件默認提供了非常多的物項關聯關系，但并不提供自定義物項關聯關系的建立途徑。由于核電設計項目的特殊性，需要多專業并行開展設計工作，但各專業設計進度不同，因此時常出現專業間關聯物項互相迭代修改的情況，如支架與支架生成的埋板。埋板的修改特別是位置的移動，必然會影響到支架的設計。為了保證埋板的修改能夠及時被支架設計專業知曉，從而對生根支架作出相應調整，必須對埋板和生根支架進行關聯關系的記錄。同時，在后續計算分析過程中，關聯物項之間也經常需要進行屬性傳遞，從而保證計算分析結果的準確性。對于上述情況，僅靠Smart 3D提供的關聯關系顯然無法滿足需求，用戶只能通過線下記錄的方式來保存各物項間的關聯關系，并通過線下提資的方式進行關聯物項之間的屬性傳遞，不可避免造成了額外工作量的投入以及引入由于人因誤差造成的漏判錯判，大大影響設計效率與模型質量。

針對上述情況，筆者通過對Smart 3D內部數據結構的研究以及提供的API功能的挖掘，實現了在Automation ToolKit平臺上開發可視化用戶界面，對用戶自定義物項進行關聯關系創建以及對現有自定義關聯關系進行管理維護，在Rule Checker框架下開發對應規則實現關聯物項關系的關聯屬性自動更新，以及通過編寫windows服務實現在物項被刪除后該物項相關的所有自定義關系自動刪除等功能，從而實現了對自定義物項關聯關系的全生命周期管理。

1.自定義物項關聯關系創建及管理

Smart 3D軟件提供了Automation ToolKit平臺，用戶可在該平臺上創建自定義插件實現各種自定義功能。Automation ToolKit最大的優勢在于只需在服務器上部署一次，其他客戶端均可以訪問到對應功能插件，極大地簡便了用戶在自定義插件上部署，減少了維護上的投入。

本文提到的自定義物項關聯關系創建和管理功能的實現，是通過在Automation ToolKit平臺上開發對應插件及部署來實現。其中，自定義物項關聯關系創建的核心是在Smart 3D的Model數據庫中創建一張自定義關聯關系表，以便記錄用戶定義的關聯關系。用戶通過在開發完成的界面中選擇需要關聯的物項，軟件自動將關聯物項的oid存入自定義關聯關系表中。

在操作過程中，為了防止用戶選錯需要關聯的物項，采用了Step Command功能，其中的每一步均預先設置了需要進行關聯的物項種類。用戶首選物項種類，在后續選擇過程中軟件自動對選中物項進行篩選，只選中對應種類物項，便可大幅提高選擇物項的效率和準確性，防止誤操作產生。同時，在創建關聯關系過程中，會動態將當前選中物項已有的關聯物項顯示出來，防止用戶創建冗余關系，進一步提高用戶操作的準確性。

完成關系創建后，程序會根據用戶的具體需求在建立關聯關系的物項之間進行屬性的傳遞，從而方便后續計算分析工作的開展。

考慮到對自定義物項關聯關系的管理，軟件還提供了對應的管理功能，通過點擊主界面中的“關聯關系清單”按鈕，即可喚出關聯關系管理界面。在管理界面中，提供了篩選條件供用戶快速查找關聯關系，同時還提供了現有關聯關系的導出和批量刪除功能，便于用戶快速對已有的關聯關系進行主動管理。

2.自定義物項關聯屬性自動更新

通過Automation ToolKit創建完成自定義物項關聯關系后，對于需要進行屬性傳遞的物項關聯關系，必然會遇到本來在創建過程中傳遞完畢過一次的屬性被設計人員重新修改的情況，但修改后對應設計人員可能根本不知道被修改的物項與其他物項有關聯關系以及對應屬性要傳遞給關聯物項，這就會造成關聯物項屬性的前后不一致，從而為后續計算分析結果的準確性埋下隱患。對此，最簡單的解決辦法就是強制要求用戶在進行物項修改過程中，進入關聯物項管理軟件中確認當前物項是否存在關聯物項，如果存在強制就重新更新一次，但這種做法無疑會給設計人員帶來大量的工作投入，并且會引入因為遺忘帶來的人因誤差，這從本質上違反了開發自定義物項關聯關系軟件從減少設計人員工作投入到提高設計效率與設計質量的初衷。

Smart 3D軟件提供的Rule Checker框架能夠監控到項目中每個物項的修改情況，因此完全可以使用Rule Checker框架來完成全自動的自定義物項關聯關系屬性更新維護工作。自定義物項關聯關系屬性自動更新方法流程圖如圖1所示。

圖1 自定義物項關聯關系屬性自動更新方法流程圖

使用了Rule Checker后，自定義物項關聯屬性更新工作完全由Rule Checker框架完成，在節省設計人員工作投入的同時，也保證了屬性更新的高效準確，從而確保了設計模型質量以及后續計算分析的準確性。

3.自定義物項關聯關系自動刪除

在設計過程中，必然存在設計物項的刪除操作。對于存在自定義物項關聯關系的物項，如果被刪除之前，尚未刪除其自定義關系，時間久了，就會造成大量不存在的錯誤關系被存儲在數據庫中，為設計人員的后續設計工作帶來麻煩。

為此，本研究開發的軟件提供了兩種針對關聯物項被刪除后其相關物項關聯關系的刪除方法：一是在自定義物項關聯關系創建及管理軟件界面中提供了“去除冗余關系”按鈕，用戶可以通過點擊按鈕觸發式完成已經不存在物項的關聯關系的批量刪除；二是通過編寫定時運行的windows服務，自動檢測被刪除對象的關聯關系并刪除（圖2）。

圖2 檢測被刪除對象關聯關系并自動刪除流程圖

通過上述兩個方法，可以實現全自動的物項被刪除后其自定義關聯關系自動刪除，從而節約設計人員大量的工作時間，提高工作效率。

4.小結

本文主要討論在Smart 3D環境下用戶自定義物項關聯關系的創建、管理和維護的方法，同時通過編寫軟件實現了上述方法。通過使用軟件，能夠方便根據用戶實際需求進行物項之間自定義關系的創建與維護，為后續設計環節以及多專業交叉設計的順利進行打下基礎。Smart 3D自定義物項關聯關系創建和管理方法的實現，代替了傳統的線下記錄以及提資的工作流程，大幅提高了設計人員工作效率以及設計模型的準確性，也避免了設計人員手動維護關系帶來的出錯風險，為后續數字化設計工作開展提供了數據保障。