Intergraph Smart® 3D自定义物项关联关系创建及管理方法研究

■国家核电上海核工程研究设计院有限公司 沈杰

随着数字化时代的到来，数字孪生、数字电站等概念越来越深入核电设计的方方面面。国家核电上海核工程研究设计院有限公司（以下简称“上海核工院”）一直致力于打造具有全球竞争力的核能研发和AE平台，将数字化概念融入设计、制造、建造、施工以及运维等EPCS全环节，努力成为国内建设能力最强和具有全球竞争力的一流核能总承包企业。在最新项目的三维工厂布置设计上，上海核工院采用行业领先的Intergraph Smart 3D 三维工厂设计软件，取代传统的PDS软件。相对于PDS软件，Smart 3D全部采用结构化的数据格式存储布置设计信息，在后续数字化集成上具有强大优势。同时，Smart 3D提供了众多的API供用户进行自定义功能开发，兼具了灵活性与开放性。

在使用过程中，Smart 3D软件默认提供了非常多的物项关联关系，但并不提供自定义物项关联关系的建立途径。由于核电设计项目的特殊性，需要多专业并行开展设计工作，但各专业设计进度不同，因此时常出现专业间关联物项互相迭代修改的情况，如支架与支架生成的埋板。埋板的修改特别是位置的移动，必然会影响到支架的设计。为了保证埋板的修改能够及时被支架设计专业知晓，从而对生根支架作出相应调整，必须对埋板和生根支架进行关联关系的记录。同时，在后续计算分析过程中，关联物项之间也经常需要进行属性传递，从而保证计算分析结果的准确性。对于上述情况，仅靠Smart 3D提供的关联关系显然无法满足需求，用户只能通过线下记录的方式来保存各物项间的关联关系，并通过线下提资的方式进行关联物项之间的属性传递，不可避免造成了额外工作量的投入以及引入由于人因误差造成的漏判错判，大大影响设计效率与模型质量。

针对上述情况，笔者通过对Smart 3D内部数据结构的研究以及提供的API功能的挖掘，实现了在Automation ToolKit平台上开发可视化用户界面，对用户自定义物项进行关联关系创建以及对现有自定义关联关系进行管理维护，在Rule Checker框架下开发对应规则实现关联物项关系的关联属性自动更新，以及通过编写windows服务实现在物项被删除后该物项相关的所有自定义关系自动删除等功能，从而实现了对自定义物项关联关系的全生命周期管理。

1.自定义物项关联关系创建及管理

Smart 3D软件提供了Automation ToolKit平台，用户可在该平台上创建自定义插件实现各种自定义功能。Automation ToolKit最大的优势在于只需在服务器上部署一次，其他客户端均可以访问到对应功能插件，极大地简便了用户在自定义插件上部署，减少了维护上的投入。

本文提到的自定义物项关联关系创建和管理功能的实现，是通过在Automation ToolKit平台上开发对应插件及部署来实现。其中，自定义物项关联关系创建的核心是在Smart 3D的Model数据库中创建一张自定义关联关系表，以便记录用户定义的关联关系。用户通过在开发完成的界面中选择需要关联的物项，软件自动将关联物项的oid存入自定义关联关系表中。

在操作过程中，为了防止用户选错需要关联的物项，采用了Step Command功能，其中的每一步均预先设置了需要进行关联的物项种类。用户首选物项种类，在后续选择过程中软件自动对选中物项进行筛选，只选中对应种类物项，便可大幅提高选择物项的效率和准确性，防止误操作产生。同时，在创建关联关系过程中，会动态将当前选中物项已有的关联物项显示出来，防止用户创建冗余关系，进一步提高用户操作的准确性。

完成关系创建后，程序会根据用户的具体需求在建立关联关系的物项之间进行属性的传递，从而方便后续计算分析工作的开展。

考虑到对自定义物项关联关系的管理，软件还提供了对应的管理功能，通过点击主界面中的“关联关系清单”按钮，即可唤出关联关系管理界面。在管理界面中，提供了筛选条件供用户快速查找关联关系，同时还提供了现有关联关系的导出和批量删除功能，便于用户快速对已有的关联关系进行主动管理。

2.自定义物项关联属性自动更新

通过Automation ToolKit创建完成自定义物项关联关系后，对于需要进行属性传递的物项关联关系，必然会遇到本来在创建过程中传递完毕过一次的属性被设计人员重新修改的情况，但修改后对应设计人员可能根本不知道被修改的物项与其他物项有关联关系以及对应属性要传递给关联物项，这就会造成关联物项属性的前后不一致，从而为后续计算分析结果的准确性埋下隐患。对此，最简单的解决办法就是强制要求用户在进行物项修改过程中，进入关联物项管理软件中确认当前物项是否存在关联物项，如果存在强制就重新更新一次，但这种做法无疑会给设计人员带来大量的工作投入，并且会引入因为遗忘带来的人因误差，这从本质上违反了开发自定义物项关联关系软件从减少设计人员工作投入到提高设计效率与设计质量的初衷。

Smart 3D软件提供的Rule Checker框架能够监控到项目中每个物项的修改情况，因此完全可以使用Rule Checker框架来完成全自动的自定义物项关联关系属性更新维护工作。自定义物项关联关系属性自动更新方法流程图如图1所示。

图1 自定义物项关联关系属性自动更新方法流程图

使用了Rule Checker后，自定义物项关联属性更新工作完全由Rule Checker框架完成，在节省设计人员工作投入的同时，也保证了属性更新的高效准确，从而确保了设计模型质量以及后续计算分析的准确性。

3.自定义物项关联关系自动删除

在设计过程中，必然存在设计物项的删除操作。对于存在自定义物项关联关系的物项，如果被删除之前，尚未删除其自定义关系，时间久了，就会造成大量不存在的错误关系被存储在数据库中，为设计人员的后续设计工作带来麻烦。

为此，本研究开发的软件提供了两种针对关联物项被删除后其相关物项关联关系的删除方法：一是在自定义物项关联关系创建及管理软件界面中提供了“去除冗余关系”按钮，用户可以通过点击按钮触发式完成已经不存在物项的关联关系的批量删除；二是通过编写定时运行的windows服务，自动检测被删除对象的关联关系并删除（图2）。

图2 检测被删除对象关联关系并自动删除流程图

通过上述两个方法，可以实现全自动的物项被删除后其自定义关联关系自动删除，从而节约设计人员大量的工作时间，提高工作效率。

4.小结

本文主要讨论在Smart 3D环境下用户自定义物项关联关系的创建、管理和维护的方法，同时通过编写软件实现了上述方法。通过使用软件，能够方便根据用户实际需求进行物项之间自定义关系的创建与维护，为后续设计环节以及多专业交叉设计的顺利进行打下基础。Smart 3D自定义物项关联关系创建和管理方法的实现，代替了传统的线下记录以及提资的工作流程，大幅提高了设计人员工作效率以及设计模型的准确性，也避免了设计人员手动维护关系带来的出错风险，为后续数字化设计工作开展提供了数据保障。