一种建筑管道系统自动排料方法与流程

本发明涉及建筑工业化生产技术领域，具体涉及一种建筑管道系统自动排料方法。

背景技术：

管道系统，是用于流体物质输送和分布的系统。其广泛分布于建筑物内，根据流体物质的不同可分为风系统、水系统等。管道系统属于定制化产品，每一栋建筑内每个部位均由设计人员根据建筑物的实际需求来设计图纸，在图纸中，使用线条和文字标注来作为符号，来表示管道系统内管道的类型、走向、长度、交叉点等信息。

对于传统的施工工艺来说，通常在工地现场根据图纸所表达的管道系统的信息，按顺序边下料、边加工、边安装连接。随着技术的发展，机械化加工的优势逐渐显现，主要体现在效率提升、质量稳定、成本降低等。机械化加工，是使用机械化、自动化的设备，流水线作业，把管道系统加工制作完成，在使用部位现场组合安装。但设计图纸显然无法直接用于自动化设备的机械化生产，故在管道系统加工前，需要对图纸按一定规则进行分解排料，转换为实际机械化加工所需要的数据。

目前，管道的机械化加工一般采用人工排料的方式对管道系统进行分解，主要分解流程为在电脑或打印出来的图纸上，按管道加工所要求的规则，分解为多段标准化直管和管件。

但是，本发明的发明人经过研究发现，人工排料因为完全依靠排料人员的经验进行，对一张图纸动辄成千上万的构件来说，排料过程中需要非常仔细，否则非常容易出错。一个系统的管道，在排料过程中，只要有一段出错，则需要全部重排，工作量极大，且出错之后，排料人自己还难以发现错误。排完料之后，对排料结果的统计和计算，则需要花费和排料同等的时间，而且因为是人工清点，极易出现错、漏、多的问题。若想对统计结果进行审核，则需要花费同样多的时间再次逐一清点，所以存在一个工程反复计算和反复清点，花费大量人力和物力在做这项工作。也即是说，要做好这项排料工作，对排料人员的技能要求是非常高的。但事实上，除非一些专业的预制加工厂，这类专业的排料人员极其稀缺，所以就出现大量非专业人员排料或普通工人排料的情况，最终导致排料结果错误百出，造成工期延误，经济损失等问题。

综上所述，目前的管道系统人工排料方法存在对排料人员要求高、效率低、错误多、数据无法重复使用等问题。

技术实现要素：

针对现有管道系统人工排料方法存在对排料人员要求高、效率低和错误多的技术问题，本发明提供一种建筑管道系统自动排料方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种建筑管道系统自动排料方法，所述排料方法包括以下步骤：

s1、打开图纸，对图纸中的图层和图块进行包括新建、分解、显示、隐藏、锁定、冻结在内的操作，便于对需要进行排料操作的管线进行识别和提取管线及标注信息；

s2、在操作后的图纸中，获取管线线段及标注信息；

s3、根据获取的管线线段及标注信息，按设定的算法进行管线分解；

s4、根据分解后的数据信息，自动生成多个具有属性、可执行特定动作的方法和可响应特定事件的构件，所有构件组合成为建筑信息模型，即完成管道系统的自动排料。

与现有技术相比，本发明提供的建筑管道系统自动排料方法，先在打开的图纸中获取管道线段及标注信息，然后据此按设定的算法进行管线分解，最后根据分解的数据信息生成多个构件，所有构件组合成为建筑信息模型，至此完成管道系统的自动排料。本发明中的算法主要依据设计与施工的规范要求、原材料的尺寸与加工特性、工艺要求、制作与安装的便利性与经济性来编制，规则以递进方式实施，例如，在实际实施分解时，优先根据设计与施工规范要求，计算出可能实现的a种分解方式，再根据原材料的尺寸和加工特性，从a种分解方式中筛选出满足要求的b种分解方式，再根据经济性规则，从b种分解方式中筛选出满足要求的一种分解方式，规则的实施及分解方式的选择由计算机快速自动完成。因此，本发明提供的自动排料方法，排料速度加快，减少了排料人员的数量；排料准确性提高，降低了对排料人员的能力要求；排料更合理，可节省原材料；排料图错误少，统计结果准确，容易得到各方认可，生产加工、安装施工和办理结算分歧更少，可加快相关工作进度。

进一步，所述步骤s2包括：根据软件界面的示意图自行选择构件类型，在操作后的图纸中使用选择和人工输入方式来获取管道线段及标注信息。

进一步，所述步骤s2包括：选择管道管线及标注信息所在图层，通过筛选来获取管道线段及标注信息。

进一步，所述排料方法还包括构件修改步骤s5，所述构件修改步骤s5具体包括：

s51、选择要修改的构件及构件的修改方式；

s52、根据选定的修改方式，对要修改构件及与要修改构件具有共同属性的构件进行联动修改，按设定算法重新进行管线分解；

s53、根据重新分解后的信息数据，联动重新生成构件。

进一步，所述排料方法还包括提取数据及自动统计步骤s6，所述提取数据及自动统计步骤s6具体包括：

s61、根据设置的构件选择方式，获取选择构件的属性；

s62、根据设置的计算规则，将所获取的构件属性进行统计计算；

s63、根据计算结果自动生成各种统计报表和数据文件。

附图说明

图1是本发明提供的建筑管道系统自动排料方法第一实施例流程示意图。

图2是本发明提供的建筑管道系统自动排料方法第二实施例流程示意图。

图3是本发明提供的建筑管道系统自动排料方法中构件修改流程示意图。

图4是本发明提供的本发明提供的建筑管道系统自动排料方法中提取数据及自动统计流程示意图。

图5是本发明提供的建筑管道系统自动排料方法中排料界面示意图。

图6是本发明提供的建筑管道系统自动排料方法中统计界面示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明中，通过获取图纸(例如cad平面图纸、基于revit平台的bim模型等)中线段的坐标位置及各线段对应的文字标注信息，从专业的角度进行解读，还原设计者的意图，构造基本的工程信息，此信息包括管道(例如风管)的规格尺寸、安装位置，管线的交叉信息；然后，从机械化加工的专业角度对所构造的工程信息进行分解，变成一系列可用于实际加工的构件，此构件具有一系列完整的可用于实际加工的属性，包括管道的管段类型、规格、安装位置、材质、工艺、系统编号等，并以构件块的形式重新生成图纸。

新生成的构件均有相应的身份证信息(id)及属性，这也为数据提取和统计计算提供了便利，本发明的统计计算模块可快捷的按需提取构件的相关属性，根据国家定额计算规则、市场通用计算规则、内部核算计算规则等分别进行统计计算，并从建筑工程施工专业化的角度，计算工地现场安装所需要的辅料。

在具体实施方式中，用户可以根据图纸中已有的线段和标注信息来构造工程信息，也可以自行输入线段和管道的尺寸信息来构造工程信息。用户在对工程信息分解生成可用于实际加工的构件时，及在提取数据统计时，均可自定义规则，可以生成符合各种要求的数据，包括生成条形码和二维码标志，或者生成符合数据管理软件规则的数据库或主流的生产加工设备所能读取的数据。可以理解的是，本方法也可适用于与管道系统类似的比如桥架、支吊架等的自动排料工作。

具体请参考图1和图2所示，本发明提供一种建筑管道系统自动排料方法，所述排料方法包括以下步骤：

s1、打开图纸，对图纸中的图层和图块进行包括分解、显示、隐藏、锁定、冻结在内的操作，以便于对管道系统进行识别和提取管道管线及标注信息；

s2、在操作后的图纸中，获取管道线段及标注信息；

s3、根据获取的管道线段及标注信息，按设定的算法进行管线分解；

s4、根据分解后的数据信息，自动生成多个具有属性、可执行特定动作的方法和可响应特定事件的构件，所有构件组合成为建筑信息模型，即完成管道系统的自动排料。

与现有技术相比，本发明提供的建筑管道系统自动排料方法，先在打开的图纸中获取管道线段及标注信息，然后据此按设定的算法进行管线分解，最后根据分解的数据信息生成多个构件，所有构件组合成为建筑信息模型，至此完成管道系统的自动排料。本发明中的算法主要依据设计与施工的规范要求、原材料的尺寸与加工特性、工艺要求、制作与安装的便利性与经济性来编制，规则以递进方式实施，例如，在实际实施分解时，优先根据设计与施工规范要求，计算出可能实现的a种分解方式，再根据原材料的尺寸和加工特性，从a种分解方式中筛选出满足要求的b种分解方式，再根据经济性规则，从b种分解方式中筛选出满足要求的一种分解方式，规则的实施及分解方式的选择由计算机快速自动完成。因此，本发明提供的自动排料方法，排料速度加快，减少了排料人员的数量；排料准确性提高，降低了对排料人员的能力要求；排料更合理，可节省原材料；排料图错误少，统计结果准确，容易得到各方认可，生产加工、安装施工和办理结算分歧更少，可加快相关工作进度。

作为一种具体实施例，请参考图1所示，在所述步骤s2中，根据软件界面的示意图自行选择构件类型，在操作后的图纸中使用选择和人工输入方式来获取管道线段及标注信息。具体地，所述选择可以使用点选和快捷键两种方式来进行，并能根据所选择的构件类型来给出相应的提示，例如直管段，会提示点选一条直线或点选一条直线的起始点，弯头则会提示点选两条直线，三通则会提示点选三条直线。而在具体的选择过程中，用户的选择可能并不一定符合要求，例如用户只选了一条直线，却要求生成弯头，或者用户只选择了一条弧线却要求生成直管段。对此，本发明采用两种方法对用户的选择进行控制：一是提前自动过滤，即如果要求选直线，则用户无法选择弧线；二是过后进行验证，即如果要求选择两条交叉直线，但只选了一条直线或者两条平行线，则提示并要求进行补选或重选。同时，在选择的构件类型中，原有图纸中的管道线段和标注等信息并不一定齐全。对此，本发明提供的输入功能可由用户自行输入信息即人工输入方式，对图纸中不全的信息进行补充。因此，人工输入功能和选择功能成为无缝接合，能根据用户的实际操作来自动进行判断。

另外，在具体实施中，原有图纸中的标注等信息并不一定规范。对此，本发明提供了逻辑判断代码可进行智能补充和智能规范，例如连续排料时，只选择了管道管段，未选择标注信息，则自动将前一次选择的标注信息补充到本次选择，并进行询问提示；或者，选择的标注信息不符合一般管道的设计规范，则对用户进行提醒警告，并提示设计规范说明，对于差异过大导致根据无法生产的，则对用户进行禁止警告，并要求用户重新选择或输入。

请参考图1、图2和图5所示，具体在所述步骤s3中，用户可使用默认算法，也可对算法进行调整，此算法主要依据设计与施工的规范要求、原材料的尺寸与加工特性、工艺要求、制作与安装的便利性与经济性来编制，规则以递进方式实施。例如，对于通风管道的分解，先需要根据规范对通风管道弯头的曲率半径要求，计算出弯头的最小长度，扣除此长度后，即为可以排直管的风管的长度，如根据规范计算出弯头的长度最小为500mm，而管段总长为3000mm，则可用于直管分解的长度最大为2500mm；在此基础上，根据所使用的原材料和工艺要求来进行直管分解，假如使用的是1250mm宽的镀锌钢板，而加工工艺为共板法兰连接，扣除共板法兰所占料长，则可以计算出可实际加工出的直管长度为1160mm，即2500mm可分解为2段1160mm长标准直管+1段180mm长直管；但是从经济性上考虑，1段180mm长的直管，会产生980mm长的废料，不经济，综合考虑，则可以在满足规范要求的弯头长度最小500mm的基础上，加长为680mm，即最终的排料结果为2段1160mm长标准直管+长680mm的弯头，即满足规范，也符合原材料的尺寸要求，同时，因减少了1段180mm的直管，同时减少了相应的一批连接配件，制作与安装的便利性与经济性也大为提高，排料完成。

在具体实施中，需要对管道管线及标注信息进行处理，具体包括分别获取各管线端点，并根据各管线的端点计算交叉点，交叉点处设置异形件，根据交叉点的重叠次数，判断交叉点处异形件类型是否合理，并分解标注信息，根据标注信息及异形件类型，计算异形件尺寸，并将扣除异形件尺寸后的管线，按标准节或非标准节长度进行分解计算，再结合机械化加工对数据的要求进行分解，分解后的数据信息储存于数据文件中。而分解的结果是各种不规则的直线和标注变成符合特定规则的构件，这些构件是生产加工的基本单元，可直接用于生产线加工生产，这些构件最终通过连接螺栓等辅料在施工现场组装起来。

请参考图1和图2所示，具体在所述步骤s4中，根据分解后的数据信息，生成新的图块，这些图块的外观形状、插入位置、自带属性等根据数据信息的不同做出相应变化，且这些新生成的图块即称作构件。构件是机械加工生产产品的基本单位，每一个构件均有一个唯一的身份证信息id，这个唯一的id号将所有成千上万的构件区分为不同的个体，这些构件组合后的最终成果即称为建筑信息模型。同时，在本实施中，所有的构件都具有属性，这些属性可以不同，也可以相同，而其中相同的这些属性，又将部分构件有机的结合起来，形成一个整体。例如所有构件有一个系统编号的属性，一个系统编号又分为系统号和编号两部分，那么系统号相同的那部分构件，若其中一个构件发生变化，则其它同一系统号的构件则可以产生联动，而其它不同系统号的构件却不会产生任何影响。同时在本实施中，所有的构件还具有可执行特定动作的方法，包括升级、重画、反转、显示、隐藏等，例如构件的尺寸属性发生了变化，这会引起构件的显示外观发生变化，则需要使用相应的升级方法进行升级。另外在本实施中，所有的构件还会对外部事件进行响应，所有构件均具备一些“夹点”，通过对夹点的操作，可以直接改变构件。例如，直管段两头端点均各有一个拉伸夹点，点击这个夹点，可以将直管段拉长，这时构件的长度属性会同时进行更改，构件所显示的标注，如果设置为显示长度的，也会同时进行更改，构件的显示外观，也会进行相应升级。

从前述实施例可以看出，管道系统的排料工作，只需要用户在图纸上面根据提示进行选择或输入一些线段和标注，本发明便会自动进行计算和排料。相对现有管线分解和生成构件需要专业人员进行很复杂的计算才能完成，但在本实施例中，用户基本不需要做任何操作就可快速自动完成。

作为另一种具体实施例，用户可以不需要根据软件界面的示意图自行选择构件，而由本发明根据获取的管道管线及标注信息来自动选择所需要的构件，具体请参考图2所示，所述步骤s2包括：选择管道管线及标注信息所在图层，通过筛选来获取管道线段及标注信息。在本实施例中，对图纸的标准化要求很高，图纸必须严格区分图层，准确标注，如管道管线必须单独在一个图纸，管道标注必须单独在一个图层，或者管道标注与管道管线在同一个图层，且每段管道均需单独在合适的距离进行标注。在具体实施过程中，本发明严格执行筛选动作，对可能引起误判的管道线段及标注信息均筛除在外。标注离管段过远或者过近，管段附近无标注，管段过短、过长等，管段转弯、交叉过多等，均作为可能引起误判的条件而被排除。在实际操作中，因为图纸的标准化程度难以保证，在完全自动化排料的情况下，因为缺少了用户参与，所以存在错排、漏排、多排的情况有不被发现的可能性，因而排料结果通常只能作为工程预算和采购备料等使用，无法作为生产加工数据。对此，用户可以先修改图纸再进行信息获取；或者，用户可以先整体筛选排料后再进行逐一检查修正。

从本实施例可以看出，用户只需要执行打开图纸和选择图层这两个动作，即可一键自动完成管道系统的排料工作。但是应注意到，用户的参与过程，也是对图纸进行检查的过程，在不能确保图纸完全标准的情况下，用户的参与还是有必要的。

作为具体实施例，本发明的发明人经过实践还发现，对于已经完成的自动排料工作，有时还存在需要进行修改的情况。而管道系统排料有一个特点，就是某个工艺或材质之类的改变，就会引起整个管道系统排料全部发生改变。对此，请参考图3所示，本发明提供的所述排料方法还包括构件修改步骤s5，所述构件修改步骤s5具体包括：

s51、选择要修改的构件及构件的修改方式。具体地，构件修改包括单构件修改和批量构件修改，而大部分情况的单构件修改，都会引起相关联的其它构件也需要作适应性修改，所以在修改时虽然获取的是单一构件的属性，但与此构件的属性相关联的其它构件，均在此修改范围。同时为了便捷的实现修改，本发明提供了两种进入修改模式的方式，一种是双击某个需要修改的构件，并在弹出的修改对话框中完成修改；另一种是直接单击某个需要修改的构件的夹点进行修改，通常夹点修改会引起同一系统号的其它构件重新自动排料，但是本发明也提供给了用户是否引起系统联动的选项。

s52、根据选定的修改方式，对要修改构件及与要修改构件具有共同属性的构件进行联动修改，按设定算法重新进行管线分解。具体地，修改对话框所产生的修改内容，通常包括工艺、材质等的变化引起的算法的变化，这种联动修改，会删除所有现有具有共同属性的构件，全新重新计算分解。而夹点产生的修改内容，通常包括管段长度变化等，而这些并不会引起算法的变化，这种联动修改，针对的是与此管段相连接的同一系统号的构件，在此系统管段重新计算分解时，产生夹点修改后的构件保持固定不变，其它构件以此构件为基础进行关联性调整。

s53、根据重新分解后的信息数据，联动重新生成构件。具体地，对于完成排料后的批量修改动作，仍然可以以联动的方式重新进行自动排料，避免了重复排料的问题。

作为具体实施例，本发明的发明人经过实践还发现，对于已经完成的自动排料工作，还需要对排料结果中的数据进行使用。对此，请参考图4和图6所示，本发明提供的所述排料方法还包括提取数据及自动统计步骤s6，所述提取数据及自动统计步骤s6具体包括：

s61、根据设置的构件选择方式，获取选择构件的属性。具体在实例中，设置或提供了多种构件选择方式，包括全部构件、用户自选构件、按系统选择构件、按条件筛选构件，这四种构件选择方式，可满足用户的各种统计需求。提取时，将构件的主要属性信息以构件列表的形式呈现在统计窗口，构件列表中的每个构件可在图纸中反查和复核。其中，图纸中的构件实体与统计列表通过构件的id号进行一一对应，因而用户可根据需要对列表中的任一构件实体在图纸中进行位置反查，以方便用户快速找到构件实体，或进行相应的更改。

s62、根据设置的计算规则，将所获取的构件信息数据进行统计计算。具体地，用户可对计算规则进行自定义设置，因为计算规则较多，也比较复杂，本发明提供三种标准的计算规则，包括国家定额计算规则、市场通用计算规则、内部核算计算规则，具体的统计计算均按照前述三种标准计算规则自动完成。

s63、根据计算结果自动生成各种统计报表和数据文件，具体可生成多种格式的文件，但一般导出为通用的excel文件，导出的报表一般包括构件明细、生产单、采购单、辅料单等，导出的文件格式默认禁止修改。

在本实施例中，所有的数据都是从可以任意选择的构件中即时提取，对排料结果的数据提取及统计计算工作均可一键完成，将人工排料中占用大量时间的专业性工作瞬间完成，提高了工作效率，降低了出错机率，实现了数据的可重复使用。

本发明提供的建筑管道系统自动排料方法，只需要管道的起始点及规格信息，即可自动按规则生成可实际进行生产加工的具有属性的构件，而人工排料则需要依靠排料人的个人理解来进行排料标记，无法制作具有属性的构件。当某个构件进行更改，本发明可以自动更改相关联的构件及其属性，自动重新排料，而人工排料只是作的简易标记，且标记无关联性，因而无法自动重排。同时，本发明在做好排料建模工作的基础上，可自动完成数据提取及统计计算，而且只要有排料图及本发明提供的排料方法，所有人均可进行准确统计，而人工排料的统计和计算均靠人工清数，人工计算，不但过程异常繁琐，而且不同的人每次计算的结果还可能存在偏差。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。