CN111143478A - 基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，包括如下内容：一、创建二维图纸与三维模型的映射系统；二、基于映射系统实现数据的映射查找。与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明提出一种二维文件与三维模型的映射系统创建方法及映射查找方法，将工厂信息模型与CAD二维图纸、工艺流程图纸、元件图纸以及各种数据报表等资料以Tag No(位号)进行关联，通过位号这一唯一识别标识，进行数据提取及数据映射，为工程施工的数据多维度可视化提供解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法。
背景技术
在石油化工、天然气处理、发电厂建设等领域越来越多地采用三维工厂信息模型技术，由于其设计成果具有可视化、协调性、优化性等诸多优势，得到了各地业主的青睐，能够有效提高建设质量。在石油天然气项目的应用中，现阶段主要是设计方面的应用，将此技术应用于施工及采购在行业内并不多见。因为现在常用的三维软件对网页端、移动端以及其他系统不能完全支持，因此设计模型对于建设过程中的施工、采购、以及后期运维，都缺乏应用。例如在工厂运营维护期，由于工厂系统对三维模型的集成性不理想，导致在三维模型中查找管道元件变得很繁琐。相反，二维的图纸能够很方便的找到管道元件位置，但二维又不具有三维场景的直观性。
行业内有些团队也研制了二维图纸、三维模型的转换、关联方法，但大多仅限于设计期，使用笨重的设计平台，不支持精细化的展示，而且将模型特有的信息数据丢失。传统的方式是通过二维图纸及相关项目数据，人为将其整理合并，与三维模型参照查阅，此方法工作量极大，在海量工程数据中进行人为的数据关联，浪费大量人力物力，效率低下且容易出错。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，具体包括二维文件与三维模型的映射系统创建方法及映射查找方法，将工厂信息模型与CAD二维图纸、工艺流程图纸、元件图纸以及各种数据报表等资料以Tag No(位号)进行关联，通过位号这一唯一识别标识，进行数据提取及数据映射，为工程施工的数据多维度可视化提供解决方案。本发明基于工程对象为主体，采用轻量化技术的工程对象数据关联设计方法中的将“位号”作为唯一标识进行关联和存储文件；本发明采用以“位号”为标识的信息化关联方式，可以极大地改善分散储存及不同类型文件的相互验证、相互导航，为数据一致性带来保证。
本发明所采用的技术方案是：一种基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，包括如下内容：
一、创建二维图纸与三维模型的映射系统：
步骤一、在关系型数据库中建立元件类型表，记录元件类型标准数据，其中每一种元件类型对应一个元件类型TAG；
步骤二、将制作的标准化二维图符及三维库录入非关系型数据库，建立文件库表，并通过元件类型TAG与关系型数据库的元件类型标准数据进行关联，得到关联表；
步骤三、从设计资料中提取出各个元件的元件信息，在关系型数据库中建立元件表，记录元件信息；
步骤四、从非关系型数据库中获取已关联元件类型标准数据的二维图符和三维族符，利用二维图纸绘制工具及三维模型搭建工具进行元件摆放，并根据所述元件表中记录的元件信息，在摆放时分别在创建的二维实例和三维实例中记录扩展参数，通过元件TAG与相应的元件信息关联，形成实例的第一次关联；
步骤五、将各个实例创建时自动生成的唯一标识存入到所述元件表中，形成实例的第二次关联；
二、基于映射系统实现数据的映射查找：
(1)从二维图纸映射到三维模型；
(2)从三维模型映射到二维图纸。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
传统工程建设周期中的二维图纸、三维模型、文档报表及规格书等项目资料，由于没有采用数字化交付平台，这些离散的文件即使记录同一参数也需要人为填入或者人为比对，浪费工程师大量时间的同时，还容易造成数据不一致，严重影响工程进度和工程质量。
本发明提出一种二维文件与三维模型的映射系统创建方法及映射查找方法，将工厂信息模型与CAD二维图纸、工艺流程图纸、元件图纸以及各种数据报表等资料以Tag No(位号)进行关联，通过位号这一唯一识别标识，进行数据提取及数据映射，为工程施工的数据多维度可视化提供解决方案。
本发明中，模型文件存储在非关系型数据库中，模型文件与元件信息统一存储在关系型数据库中；通过元件Tag No关联元件符号、元件类型数据，通过实例唯一标识、元件Tag No关联工程实体与二三维实例，从而元件符号与元件类型同步关联，工程实体数据与二三维实例同步关联；通过二维图纸中实例记录的Tag No信息，在关系型数据库中查找元件信息，并在三维场景中查询三维实例，达到二三维关联，并能同步显示相关信息，实现不同资料之间的相互导航及显示切换。
本发明能够将二维图块、三维模块进行统一的管理与调用，解决了复杂工程的二维图纸中，寻找对应三维模型元件困难、隐蔽元件无法二三维对应的问题。模型文件存储在非关系型数据库中，模型文件与元件信息统一存储在关系型数据库中。通过元件类型TAG关联元件符号、元件类型数据，通过实例唯一标识、元件TAG关联工程元件与二三维实例，从而元件符号与元件类型同步关联，工程元件数据与二三维实例同步关联。通过二维图纸中实例记录的TAG信息，在关系型数据库中查找元件信息，并在三维场景中查询三维实例，达到二三维关联，反之亦然，实现选择二维，三维选中，选择三维，二维选中，并能同时显示元件信息。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为本发明的二三维元件、文档的映射系统创建的流程示意图。
图2为关联数据模型；
图3为本发明的二三维元件、文档的映射系统创建的原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，包括如下内容：
一、二维图纸与三维模型的映射系统创建方法，包括：
步骤一：在关系型数据库(如MySQL，SQL Server)中建立元件类型表，记录元件类型标准数据，其中每一种元件类型对应一个元件类型TAG；
所述元件类型表的内容包括：通用属性、扩展属性和元件类型标准，其中：
1)通用属性：包括位号、用途、数量、安装位置、类型、型号、供应商和制造商的中文名称、英文名称、数据类型及说明，如表1所示。
表1-通用属性
2)扩展属性：包括位号、属性名称、日期型、数值型和文本型，如表2所示。
扩展属性表以键值对的方式实现位号扩展属性的存储。其中位号+属性名称为键列。对应键列的值按照不同的值类型存储在不同的列中，如表3所示。
表2-扩展属性
| 中文名称 | 英文名称 | 数据类型 | 说明 |
| 位号 | Tag Number | 字符型 | 工厂对象编号，具有唯一性 |
| 属性名称 | Attribute Name | 字符型 | 工厂对象的用途或描述 |
| 日期型 | Quantity | 日期型 | 位号对应属性名称的日期型值 |
| 数值型 | Location | 数值型 | 位号对应属性名称的日期型值 |
| 文本型 | Type | 字符型 | 位号对应属性名称的日期型值 |
表3-扩展属性表存储示例
| 位号 | 属性名称 | 日期型 | 数值型 | 文本型 |
| P-001A | 温度 | 10000 | ||
| P-001A | 安装日期 | 2019-1-2 | ||
| VT-001 | 外观 | 银色 |
3)元件类型标准：包括编码、中文名称、英文名称和描述，其中，编码分三级，第一级包括C01、C02、C03、C04等等，第二级以C01为例，包括C01-01、C01-02、C01-03、C01-04等等，第三级以C01-01为例，包括C01-01-01、C01-01-02、C01-01-03、C01-01-04等等，如表4所示。
表4-元件类型标准
步骤二：将制作的标准化二维图符及三维库录入非关系型数据库，建立文件库表，并通过元件类型TAG与关系型数据库的元件类型标准数据进行关联，得到关联表；关联数据模型如图2所示。
所述文件库表结构包括：文档编号、文档名称、文档标题、项目名称、项目编号、装置号、单元号、分区、文档发布日期、文档版本、专业文档类型编号和作者单位，如表5所示。
表5-文件库表结构
| 中文名称 | 英文名称 | 数据类型 | 说明 |
| 文档编号 | Document_No | 字符型 | |
| 文档名称 | Document_Name | 字符型 | |
| 文档标题 | Document_Title | 字符型 | 描述文档的主要内容的短描述 |
| 项目名称 | Project_Name | 字符型 | 识别一个项目的唯一名称 |
| 项目编号 | Project_No | 字符型 | |
| 装置号 | Unit_No | 字符型 | 标识文档所属装置 |
| 单元号 | Section_No | 字符型 | 识别文档所属哪个区域 |
| 分区 | Area_No | 字符型 | 识别文档所属哪个分区 |
| 文档发布日期 | Document_Date | 日期型 | 文档正式发布的日期 |
| 文档版本 | Document_Ver | 字符型 | 记录文档内容修改的标识 |
| 专业文档类型编号 | WBS_Code | 字符型 | 对专业文档类型的代码 |
| 作者单位 | Designer | 字符型 | 文档创建人的单位 |
所述关联表结构包括：文档编号和位号，如表6所示。
表6-关联表结构
| 中文名称 | 英文名称 | 数据型 | 说明 |
| 文档编号 | Doucment No | 字符型 | 文档唯一编号 |
| 位号 | Tag Number | 字符型 | 元件唯一编号 |
步骤三：通过对设计资料进行分析，提取出各个元件的元件信息，包括数量、安装位置、类型、型号、供应商、所属类、公称直径、管道等级、介质代码、介质相态、操作温度、操作压力、设计温度、设计压力、试验介质名称、试验压力、吹扫等；在关系型数据库中建立元件表，记录元件信息；
此时，所述元件表中至少记录有元件TAG、元件类型TAG(即表中“元件类编码”)和元件名称；
步骤四：从非关系型数据库中获取已关联元件类型标准数据的二维图符和三维族符，利用二维图纸绘制工具及三维模型搭建工具进行元件摆放，并根据所述元件表中记录的元件信息，在摆放时分别在创建的二维实例和三维实例中记录扩展参数，通过元件TAG与相应的元件信息关联，记为实例的第一次关联；
步骤五：将各个实例创建时自动生成的唯一标识也存入到所述元件表中，形成实例的第二次关联。
二、基于上述映射系统的数据映射查找方法：
(1)从二维映射到三维，如图3所示，包括以下步骤：
1)选择二维实例，根据该二维实例的扩展参数通过元件TAG查找关系型数据库中的元件信息；若根据扩展参数未找到相应的元件信息，则通过实例的唯一标识查找关系型数据库中的元件信息；
2)通过实例的唯一标识，在三维项目中查找相应的实例；若未查找到三维实例，则遍历三维实例的扩展参数，寻找记录所述元件TAG的三维实例；
3)将查找到的三维实例定位显示，同时展示其元件信息。
其中遍历查找三维实体的代码方法如下所示：
DECLARE@sysname sysname；--数据库名称变量
DECLARE My_Cursor CURSOR--定义游标
FOR(select[name]from[master].[dbo].[sysdatabases])--查出所有的数据库名称的集合放到游标中
(2)从三维映射到二维，包括以下步骤：
1)选择三维实例，根据该三维实例的扩展参数通过元件TAG查找关系型数据库中的元件信息；若根据扩展参数未找到相应的元件信息，则通过实例的唯一标识查找关系型数据库中的元件信息；
2)通过实例的唯一标识，在二维项目中查找相应的实例；若未查找到二维实例，则遍历二维实例的扩展参数，寻找记录所述元件TAG的二维实例；
3)将查找到的二维实例定位显示，同时展示其元件信息。
相应的软件产品形式可以是：一种存储元件，其中存储有多条指令，适用于由处理器加载并依次执行上述二维图纸与三维模型的映射系统创建方法的各个步骤。一种终端，包括处理器以及存储元件，存储元件的多条指令适于由处理器加载并依次执行上述二维图纸与三维模型的映射系统创建方法的各个步骤。
Claims (10)
1.一种基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，其特征在于：包括如下内容：
一、创建二维图纸与三维模型的映射系统：
步骤一、在关系型数据库中建立元件类型表，记录元件类型标准数据，其中每一种元件类型对应一个元件类型TAG；
步骤二、将制作的标准化二维图符及三维库录入非关系型数据库，建立文件库表，并通过元件类型TAG与关系型数据库的元件类型标准数据进行关联，得到关联表；
步骤三、从设计资料中提取出各个元件的元件信息，在关系型数据库中建立元件表，记录元件信息；
步骤四、从非关系型数据库中获取已关联元件类型标准数据的二维图符和三维族符，利用二维图纸绘制工具及三维模型搭建工具进行元件摆放，并根据所述元件表中记录的元件信息，在摆放时分别在创建的二维实例和三维实例中记录扩展参数，通过元件TAG与相应的元件信息关联，形成实例的第一次关联；
步骤五、将各个实例创建时自动生成的唯一标识存入到所述元件表中，形成实例的第二次关联；
二、基于映射系统实现数据的映射查找：
(1)从二维图纸映射到三维模型；
(2)从三维模型映射到二维图纸。
2.根据权利要求1所述的基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，其特征在于：所述元件类型表的内容包括元件的通用属性、扩展属性和元件类型标准。
3.根据权利要求2所述的基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，其特征在于：所述通用属性包括：位号、用途、数量、安装位置、类型、型号、供应商和制造商的中文名称、英文名称、数据类型及说明。
4.根据权利要求2所述的基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，其特征在于：所述扩展属性包括：位号、属性名称、日期型、数值型和文本型。
5.根据权利要求4所述的基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，其特征在于：扩展属性表以键值对的方式实现位号扩展属性的存储，其中“位号”+“属性名称”为键列，对应键列的值按照其类型存储在日期型、数值型或文本型三个不同的列中。
6.根据权利要求2所述的基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，其特征在于：所述元件类型标准包括：编码、中文名称、英文名称和描述。
7.根据权利要求1所述的基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，其特征在于：所述文件库表结构包括：文档编号、文档名称、文档标题、项目名称、项目编号、装置号、单元号、分区、文档发布日期、文档版本、专业文档类型编号和作者单位；所述关联表结构包括文档编号和位号。
8.根据权利要求1所述的基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，其特征在于：从设计资料中提取出各个元件的元件信息，包括数量、安装位置、类型、型号、供应商、所属类、公称直径、管道等级、介质代码、介质相态、操作温度、操作压力、设计温度、设计压力、试验介质名称、试验压力、吹扫等。
9.根据权利要求1所述的基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，其特征在于：从二维图纸映射到三维模型的方法为：
步骤一、选择二维实例，根据其扩展参数通过元件TAG查找关系型数据库中的元件信息：若查到，则进入步骤三；若未查到，则进入步骤二；
步骤二、通过二维实例的唯一标识查找关系型数据库中的元件信息：若查到，则进入步骤三；若未查到，则进入步骤六；
步骤三、通过二维实例的唯一标识，在三维项目中查找相应的实例：若找到，则进入步骤五；若未找到，则进入步骤四；
步骤四、遍历三维实例的扩展参数，寻找记录所述元件TAG的三维实例：若找到，则进入步骤五；若未找到，则提示未找到三维实体，然后进入步骤六；
步骤五、将查找到的三维实例定位显示，同时展示其元件信息，然后进入步骤六；
步骤六、映射查找过程结束。
10.根据权利要求1所述的基于轻量化模型、工程对象位号的二三维文件关联方法，其特征在于：从三维模型映射到二维图纸的方法为：
步骤一、选择三维实例，根据其扩展参数通过元件TAG查找关系型数据库中的元件信息；若查到，则进入步骤三；若未查到，则进入步骤二；
步骤二、通过三维实例的唯一标识查找关系型数据库中的元件信息：若查到，则进入步骤三；若未查到，则进入步骤六；
步骤三、通过三维实例的唯一标识，在二维项目中查找相应的实例：若找到，则进入步骤五；若未找到，则进入步骤四；
步骤四、遍历二维实例的扩展参数，寻找记录所述元件TAG的二维实例：若找到，则进入步骤五；若未找到，则提示未找到二维实例，然后进入步骤六；
步骤五、将查找到的二维实例定位显示，同时展示其元件信息，然后进入步骤六；
步骤六、映射查找过程结束。
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