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Software Development •软件开发Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 39【关键词】Creo 二次开发 参数化设计Creo 作为CAD 设计软件包，实现了多项技术的整合，成为一个功能更为齐全的三维可视化技术，在工程设计中可以提供全生命周期的解决方案。
1 Creo参数化设计分析Creo 可提供范围最广泛的CAD 技术功能，在设计产品参数时，完全可以解决后期变更问题，解决以往设计中的更多难题。
尤其是Creo 持续应用的过程可以完成如产品标准数据以及特殊图形等参数数据的有效积累，对后期设计具有重大的支持。
将此类数据整理且集中处理，挂靠在Creo 软件系统内，便可以生成程序与Creo 软件系统无缝连接，降低设计的难度，进一步来适应市场需求。
参数化设计对产品模型形状特点的表达是需要利用约束来实现，以一组参数来对产品设计结果进行控制，确保对改组数据变换后依然能够快速创建得到与产品形状的一系列零件。
一般参数化设计多用于图形修改以及尺寸驱动等方面，对于降低产品设计、建模以及系列产品设计难度具有重要帮助，设计效率更高，更加有利于实现具有相近或相同几何拓扑结构的工程系列产品的设计。
怎样通过参数化设计技术来有效开发新产品，且避免产品设计中的不一致性问题以及重复开发问题，是Creo 二次开发参数化设计技术需要重点研究的内容。
2 参数化设计技术模型2.1 数字化设计原理应用专业软件交互功能、设计参数控制三维模型以及依据特征元素树编程创建模型等方法，均可以达到创建产品三维模型的效果。
且不同方法实际应用差异较大，例如专业软件效率最高，但是需要较多的重复操作，以及无法实现后期修改功能。
相比来讲第三种方法自动化效果最好，但是需要面对的是非常大的编Creo 二次开发参数化设计技术文/李雪 王璐程量，难以生成复杂特征。
相比前两种方法，第二种方法对两者的优势进行了融合，以交互式的方法来完成产品三维模型的创建，并以Creo 参数和关系式为支持完成尺寸建立与工程约束，然后应用Creo 程序检索获得设计参数以及关系式，并且还具备后期修改和模型自动更新功能。
三维软件CAD/CAM是在三维软件CAD和三维软件CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在三维软件生产中综合应用的一个新的飞跃。
三维软件CAD/CAM是改造传统三维软件生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。
它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、三维软件结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。
三维软件CAD/CAE在技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为三维软件工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。
一、三维软件CAD/CAM发展概况三维软件CAD/CAM的发展状况符合通用CAD/CAM 软件的发展进程。
目前通用CAD/CAM 软件的发展现状如下:CAD技术经历了二维平面图形设计，交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。
近年来又出现了许多先进技术，如变量化技术、虚拟产品建模技术等。
随着互联网的普及，智能化(intelligent)、协同化(collaborative )、集成化(integrated)成为技术新的发展特点，使CAD技术得以更广泛的应用，发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。
二、三维软件CAD/CAM的特点一个稳定的、可以满足实际生产设计需要的三维软件CAD/CAM系统应该具备下列特点:(l)三维软件CAD/CAM系统必须具备描述物体几何形状的能力。
三维软件设计中因为三维软件的工作部分(如拉深模、锻模和注射模的型腔)是根据产品零件的形状设计的。
所以无论设计什么类型的三维软件，开始阶段必须提供产品零件的几何形状。
否则，就无法输人关于产品零件的几何信息，设计程序便无法运行。
另外，为了编制NC加工程序，计算刀具轨迹，也需要建立三维软件零件的几何模型。
船舶结构三维建模技术研究摘要：传统的船舶工业由于技术简单、工作环境差、劳动力密集，一度被认为是夕阳产业，并且整个造船行业较低迷，因此减少造船成本对提高我国造船行业的竞争力具有很强的现实意义。
随着计算机辅助三维建模软件的发展，快速化和智能化的实现船体结构设计具有重大而现实的意义，可以提高船舶设计效率，加快造船进度，增强船舶工业整体竞争力。
关键词：三维建模技术；船舶结构；研究探讨随着计算机辅助软件的快速发展，在船舶设计、建造领域已经广泛使用三维软件进行船舶的设计建造。
传统的二维设计渐渐被现在的三维设计所取代，成为船舶设计中的一种便捷高效的新方法。
三维设计具有很多优点是传统的二维设计所无法比拟的：能够预估船舶分段的各种类型的钢材使用量，能够预估分段的焊缝长度以及焊条使用量，能够进行分段或者局部的结构强度计算，能够用于船舶任意肋位总纵强度的校核，能够用于船上设备的虚拟装配，用于检查设备之间的干涉问题，也能够用于Unity引擎下的舱室漫游，等等。
其中，三维设计最大的优点是可以直观的呈现产品，并且可以展现出设计者设计产品的思路，又可以非常方便的发现修改其中的不足之处。
最新的船舶三维建模技术涵盖了船舶设计、分析和计算等方面，基于船舶设计、建造和生产管理一体化的思想，逐渐开发出了许多造船集成系统，极大的缩短了船舶设计和生产的周期，提高了造船质量，促进科学管理的形成，推动了造船自动化进程。
1 船体结构三维建模系统应具备的功能船体结构三维建模系统的开发是一个探索、研发、测试和应用的过程，应该与实际应用紧密结合，结构建模系统应该具备以下一些功能：（1）船体总体结构模型的生成，包括外壳板、甲板、内底板、横舱壁、纵舱壁、肋板、内龙骨等各种与船体曲面相关的大表面模型的生成，即船体顶层结构的生成，能够方便的调用曲面建模的结果；（2）具有参数化生成典型结构的功能，如双层底、舷侧分段的参数化生成；（3）具有工程数据库，建有标准零件库、典型结构库，用于存储大量标准件、典型结构，能够有效管理；（4）能够进行各种特征孔类建模，如各种基本开孔、货舱开口和各种贯穿孔等各种节点的定义和建模；（5）能够利用三维模型自动生成各种工程图输出；（6）能够完成理论布置线和各种型材的设计和表达，如纵骨、横梁、扶强材等型材；（7）方便的用户界面，可进行各种结构建模的交互与修改；（8）能够进行关联定义，使所有的结构件定义都具有拓扑关联，完成定义后，当用户修改其中某一结构数据，相关结构自动刷新或自适应更改；（9）船体结构重量重心计算及材料表自动生成；（10）具有与其它交换数据的接口。
基于CATIA二次开发的风电叶片三维建模黄风山;姚晓彤;卞伟【摘要】风电叶片的模型结构较为复杂,手工进行三维建模工作需花费较多的时间和精力,为实现风电叶片的自动化建模,提出了一种基于CATIA的风电叶片建模方法.首先通过NACA软件得到翼型的原始坐标,然后经过从弦线坐标系到叶片坐标系的坐标转换,得到翼型实际空间坐标,最后在CATIA中建立风电叶片的三维模型.根据上述建模方法,基于Visual Basic平台对CATIA的二次开发功能,通过编制程序生成具有自动建立风电叶片三维模型的软件.应用实例表明:所开发的软件能快速、高效、智能地建立风电叶片三维模型,并具备生成各种不同的风电叶片外形模型的功能.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】4页(P180-182,187)【关键词】风电叶片;三维建模;CATIA;二次开发;Visual Basic【作者】黄风山;姚晓彤;卞伟【作者单位】河北科技大学机械工程学院,河北石家庄050000;河北科技大学机械工程学院,河北石家庄050000;河北科技大学机械工程学院,河北石家庄050000【正文语种】中文【中图分类】TH16;TK8;TP391.7通过风力发电机，将风轮收集转化的机械能转变成电能，是风能利用的主导方式。
叶片是风力发电机的关键部件之一，其良好的性能是保证风力发电机稳定运行的关键［1］。
风电叶片的三维实体建模工作，为后续的制造、特性分析等工作奠定了基础，具有重要意义。
风电叶片三维模型的建立，可以为风电叶片的逆向设计提供技术支持；还可以对风电叶片进行有限元动力学分析和虚拟风洞试验，对风电叶片进行优化改进。
风电叶片的模型结构较为复杂，特别是在翼展方向还存在变化的扭角和渐缩的弦长。
目前国内外通用的风电叶片外形设计方法是Wilson设计法［2］，Wilson设计法是在Glauert设计法的基础上进行改进得到的，研究了梢部损失和升阻比对叶片最佳性能的影响和风轮在非设计状态下的性能。
三维建模技术的应用和发展三维建模技术的应用和发展摘要: 针对机械行业广泛使用的三维建模技术进行了系统的调研分析，以常用软件为分析单元，从其功能特点、发展历程、技术更新趋势、应用领域等方面着手，进行了详细的阐述; 同时阐述了三维建模技术之间以及三维建模技术与常用分析软件之间及办公软件的接口技术。
希望能够引导初学者选择合适的建模技术进行学习; 帮助那些要引进三维建模技术的企业合理地选择建模技术; 拓宽已经掌握三维建模技术人员的眼界。
通过建立正确的模型来描述和表现事物的各种属性,是现代科学探索事物本身发展、运行规律的一个普遍而且重要的方法。
不论是在应用领域还是在科学领域,对整个世界进行三维建模研究,都是一个不断兴起的领域。
对现实世界的建模和模拟,就是根据研究的目标和重点,在数字空间中对其形状、材质、运动等属性进行数字化再现的过程。
随着先进的数字化仪器及设备不断投入实际应用,计算机辅助下的三维建模技术已经从最初费时费力的基于几何的手动建模,发展到包括三维扫描仪、基于图像的建模与绘制（ IBMR) 等多种方法在内的三维建模。
建模对象也从简单的几何体建模,发展到比较复杂的人脸、肢体、发丝等建模,甚至是流体的模拟。
随着三维建模在各个领域研究与应用的不断扩大和深入,有必要对现有的建模方法进行细致的比较和探讨。
三维建模技术在机械行业的广泛应用，根本性地改变了产品的设计、工艺以及生产装配乃至维修等环节，大幅度提升了新产品开发效率，节约产品开发成本。
了解现代三维建模技术现状，并有针对性地选择一类三维建模技术深入学习，掌握其建模技巧，并能够熟练使用是机械类及相关专业本科生必须具备的基本素质。
本文从现代常用三维建模技术出发，阐述了6 种三维建模软件的发展历程、功能特点、使用领域等信息，包括高端、中端、低端不同类型的软件包。
希望通过这些信息能够有效地帮助初学者合理地选择理想的软件进行学习，帮助相关企业、公司引进适合的软件进行产品开发、研制，同时开阔业内人士的眼界1 常用三维建模技术介绍1.1 Autodesk InventorInventor 是由美国的Autodesk 公司于1999 年发行的一种基于特征的实体造型系统。
- 21 -第3期三维建模技术应用研究及二次开发辛培刚（海洋石油工程（青岛）有限公司， 山东 青岛 266555）[摘 要] PDMS作为多专业集成布置设计数据库平台，可实现设备、结构、配管等多专业协同设计。
本文结合海洋石油平台惠州25-8项目应用情况，着重阐述了该软件在小管线建模过程中的基本要求、常见问题及解决对策。
同时根据实际需要进行了二次开发，不仅改善了工作效率而且提高了准确性。
[关键词] PDMS；三维建模；二次开发作者简介：辛培刚（1978—），男，山东东明人，2010年毕业于中国石油大学（华东），硕士学位，工程师。
现在海洋石油工程（青岛）有限公司从事海洋石油管线研究与设计工作。
海上石油平台空间有限、布局紧凑，为节约建造成本和便于现场生产操作，技术人员必须在详细设计和加工设计阶段进行科学安排、统筹规划。
海洋石油平台各种管线的设计工作非常重要，要实现配管专业和其它专业协调设计，选用先进的设计和管理软件尤为重要。
本文结合PDMS 在海洋石油平台惠州25-8项目中的应用，着重阐述了PDMS 在管线建模中的基本要求、常见问题及解决对策。
1 PDMS 三维技术主要特点PDMS 全称为Plant Design Management System ，即工厂设计管理体系，是一款三维工厂设计管理软件，由AVEVA 公司开发。
该软件以数据为核心、高度参数化，三维实体建模可多用户、分布式开展，直观高效，同时还可以进行客户化和二次开发。
PDMS 作为多专业集成布置设计数据库平台，可实现设备、结构、配管等各专业设计，并可直接生成多专业布置图、单管图、配管图、结构详图、支吊架安装图、抽取材料报表。
因此PDMS 三维技术的应用越来越广泛，尤其是在大型海工和船舶设计中愈发得到重视。
其主要应用特点如下[1]：(1)可并行设计，促进各专业协同工作，提高工作效率和质量。
以配管为例，设计时间可压缩约50%以上，同时设计错误大幅下降，避免返工修改节约成本；(2)一个模型多种图纸，模型图纸相统一，如设备定位图、管线平面布置图、I SO 图、支架制作图、地漏布置图等；(3)材料管理和材料统计更加便捷准确；(4)项目信息平台化，可进行一致性检查、碰撞检查，从而有效避免设计工作中容易出现的“错、漏、碰、缺”等问题；(5)为施工建造人员提供直观的模型支撑。
2 PDMS 三维技术小管线建模基本要求PDMS 三维设计应先结构建模，后设备定位，再进行配管、电仪、舾装、安全消防设计，与平台建造次序基本相同。
由于海上采油平台空间有限，布局紧凑，多专业应协同设计，配管电仪等专业要提前规划、总体优化，防止兜圈绕弯。
2.1 管线建模基本要求(1)逃生通道、吊装区域等必要空间，禁止任何管线穿越，并应以实体填充锁定，同时考虑后续设计或施工应预留空间。
(2)管线建模数量要以P I D 为准，防止遗漏管线，同时要关注P I D 升版情况，随时对管线变化进行完善。
(3)管道应成组、成排布置，既整齐美观，又能降低管道支架的使用数量，从而保证了经济性和适用性，方便维修维护及生产操作。
(4)与设备相连的管线应由甲板下引出，尽量缩短甲板上的布管长度以保持甲板上整洁美观和设备周围通道畅通。
(5)管道穿越甲板时要加套管保护，套管直径应不妨碍管道的热胀，并大于保温后的直径或法兰直径，且穿出甲板时，套管要高出甲板面50mm- 22 -论文广场石油和化工设备2017年第20卷以上。
(6)设备间的管道连接，应在满足规范要求的前提下，尽可能简练、简捷，尤其使用合金钢和压降小的管道，如泵入口管道、压缩机入口管道以及真空管道等。
当管道改变标高或走向时，应避免形成气塞或液塞，否则应设高放或低排。
(7)定期拆卸清扫检修处、高温高压管道以及与设备、容器等连接处必须用法兰连接，其它应避免用法兰连接，以防止法兰处发生泄漏。
一般认为焊接连接是保证管道无渗漏的最佳、最经济的连接方式。
(8)气体和蒸汽管道建议从主管上部引出支管，以减少冷凝液的携带，管道要坡向主管或设备以免积液，在使用气体、蒸汽的设备前应加排液口。
2.2 管件建模基本要求(1)管线上的流量计，如孔板流量计和转子流量计，水平安装时前后直管段分别至少为10倍和5倍管径，另外还应注意水平装与竖装问题，单向阀一般是水平安装，竖直安装时一般下进上出。
(2)水平管道变径连接，如无特殊要求，应选用底平偏心异径管；垂直管上宜选用同心异径管。
(3)弯头宜选用曲率半径等于1.5倍公称直径的长半径弯头；输送气固、液固两相流物料的管道应选用大曲率半径弯管。
(4)平焊法兰不应与无直管段的弯头直接连接，法兰连接的节点要充分考虑螺栓拆装的操作空间；采用异径法兰连接时，输送介质的流向宜自小口径流向大口径。
(5)阀门和其他静密封接头宜安装在管道支撑点的附近；较大的气动控制阀处应该考虑增加单独的管支架根据详设提供的管支架典型图进行选型，在法兰处不允许加管支架。
(7)手动快速关断阀须放置在水平管线上；电动阀和气动阀必须考虑执行机构占用空间以及方便阀芯维修等问题；调节阀两侧管道上的异径管应紧靠调节阀。
(8)DO管线与主管连接采用马鞍口形式，坡管导致的角度偏差需要用bend连接。
2.3 管支架建模基本要求支架建模应在结构、管线等专业建模工作完成之后进行，技术人员事先应对支架建模进行整体规划，并制定科学合理的命名规则，要简单易读、分层合理，既有利于支架管理也有利于后期支架出图。
管支架建模应注意的其它事项：(1)设备的罐体上不能生根建支架，如果要在设备操作平台或者设备底座上生根，则需要核实，支架应尽量避免在设备上生根。
(2)对于支撑较多的管线支架，建议相应增大一个支架尺寸等级或增设型钢以提高支架强度，支架横梁两侧边缘距离管道外壁至少需要75mm间距。
(3) T型支架横梁的最大宽度受限，支撑多根小管线时应考虑管线的平衡问题，避免出现一侧轻一侧重的情况，支撑单根管道时，管道应置于横梁中心，不要放置在两侧。
(4) L型支吊架，管道布置应尽量靠近吊臂处，且不建议支撑受力复杂的管线。
(5)三角形支架，管道布置应尽量靠近生根点处，横梁与斜撑的夹角默认为30°，可据实际情况在30°到60°之间调整，最大不超过60°。
(6)建议L50×50×6角钢仅适用于支撑一根管线的情况，支撑两根以上的管线建议最低强度选择L75×75×8角钢，其它情况根据管线多少及管径大小适当增加型钢强度等级及必要的加强筋，但也无必要追求过高的支架强度。
3 PDMS三维技术管线建模常见问题及对策海洋石油平台设计技术要求高、所选材料种类多、时间空间相当有限，所以在建模过程中总会出现各种意想不到的问题。
为保证项目工期和设计质量，技术人员必须及时发现问题并妥善解决。
(1)海上平台建设工程量大、工期紧，设计施工经常并行，典型案例就是管线与设备接口处于待定状态，即HO L D状态。
解决办法：先施工、后完善图纸，即在焊接HO L D状态的接口时加设人员应协助现场施工，施工方案经过双方认可，报检合格后加设再完善图纸。
此类情况费时费料，应尽力避免。
(2)海上平台有大量保温管线，保温层的厚度必须充分考虑，否则会出现保温层与相邻管线或管件发生碰撞的情况，保温层厚度可参考表1。
- 23 -第3期 图1 管线拆分工具表1 玻璃纤维和泡沫玻璃的保温厚度辛培刚 三维建模技术应用研究及二次开发NPS(inch)Operating temperature（℃）To 200201to 250251 to 3001/23030503/430305013030501-1/2305050(3)较大卧式罐和立式罐罐体布置喷淋管线，一般要求布置三层，中间层管线距离上下两层甲板3~4m ，所建支架非常大，容易阻挡罐体周围管线。
解决办法：要求厂家在生产罐体时预留喷淋管线支架。
(4)对于装有保温板的房间建模时应调出此类板材模型给予关注，如板材未建模则应参考舾装布置图和厂家资料；另外装有吊顶的房间，如有喷淋系统或消防系统则喷口必须穿出吊顶以下。
(5)若多台主机分别置于不同的房间，则管线尽量不要直穿房间，否则一个房间发生事故会直接影响另一个房间生产操作。
如不可避免需要直接连接，则应考虑主管在外、支管分别进入房间的设计方式。
(6)平台上各类设备防护要求很高，除外接管线外一般不允许进行其它动作，尤其动火作业，更不允许在撬内建管支架或进行其它喷涂工作。
(7)当管线要求人身防护时，并非要求整条管线都建人身防护，只在人可能接触到的地方才加，所以要把管线分为若干段，管线拆分工具可以解决此问题[2]，见图1。
(8)结合设备图纸检查人孔、操作台、直梯等设备所需操作空间是否受周围管线影响，管道不应直接越过需拆卸清洗或维修的设备；对泵、压缩机、换热器等需要经常拆卸的设备，管嘴附近应设置一段可拆卸的短管。
4 PDMS 在小管线建模应用中的二次开发惠州25-8项目2"以下小管线建模工作是由加工设计工程师负责实施完成的，由于加设工程师直接面对施工现场，这就要求建模工作应尽可能接近平台建造需要，尽量减少图纸的再次编辑工作。
鉴于此，需要建模工程师针对具体问题进行了PDMS 二次开发，不仅完善了软件应用功能而且提高了工作效率。
海洋石油平台大部分管线需要进行水压试验，规格书要求此类管线要有高点放空、低点排放。
以往项目高点和低点的添加是由加设工程师在详设图纸上另行添加，费时费力且不具有直观性。
在惠州25-8项目中，针对此问题工程师进行了PM L 二次开发，利用此插件可以直接在建模阶段进行高低点添加[3]。
海洋石油平台管线众多、走向复杂，很多管线需要穿越甲板，这就需要在此类管线上添加船甲板符号、标注穿甲板高度以及添加现场焊符号。
以往项目此项工作也是由加设工程师另行添加，但容易遗漏且不准确。
针对此问题建模工程师进行了二次开发编辑插件，实现了在PDMS 环境下自动添加功能，不仅工作效率高而且准确性更加可靠[3]。
◆参考文献[1] 万金发. PDMS 三维软件在工程设计中的应用[J ].钢铁技术，2002，(6)：49-51.[2] 徐庚，黄太安，高凤龙，等.利用PDMS 软件三维设计平台进行配管加工设计新方法探讨[J ].化工设备与管道，2011，48(2)：37-40.[3] 李祥民等. 海洋平台管道加工设计以及针对性二次开发[A].2014中国油气论坛—油气管道技术专题研讨会论文集（上册）[C].北京：石油工业出版社，2014：184-188.收稿日期：2016-11-29；修回日期：2017-01-19。
