CATIA二次開發技術在海洋工程管路設計中的應用

楊文博，韓華偉

（1.煙臺中集來福士海洋工程有限公司，山東煙臺 264000；2.中集海洋工程研究院有限公司，山東煙臺 264003）

CATIA二次開發技術在海洋工程管路設計中的應用

楊文博1，韓華偉2

（1.煙臺中集來福士海洋工程有限公司，山東煙臺 264000；2.中集海洋工程研究院有限公司，山東煙臺 264003）

文章研究基于CAA（Component Application Architecture）方式，在Windows XP平臺上對CATIA進行二次開發的關鍵技術，提出了一種嶄新的基于CATIA海洋平臺管路設計的理念，實現了Oracle數據庫中的數據與三維模型的同步管理。

CATIA二次開發；CAA Oracle數據庫；海洋工程

0 引言

海洋工程設計與制造工作量大，建造周期長，模型數據量大。而管路專業又是海洋工程中的重要組成部分，因此，對平臺中管路設計信息、加工信息、材料、管路焊接報驗進行標準化管理尤為重要，這樣可滿足多個項目同時設計和材料分類管理的要求，對于批量建造項目，可以直接出圖，無需進行模型設計，提高了工作效率。

海洋工程管路模型設計可以采用更為直觀的三維模型設計來提高用戶的視覺效果，達到高效高精度的設計目標，而CATIA作為一款強大的三維軟件，為客戶提供了產品的全周期管理，從產品的原理圖設計到模型的詳細設計，再到模型數據管理（PMD）等可以實現用戶的跨平臺協同操作，并提供二次開發編程工具和接口。通過二次開發，CATIA軟件成為海洋工程產品設計和制造的首選軟件平臺。然而，如果要提高設計效率和實現材料的全生命周期管路，就要建立完整的規范，使用軟件直接把三維模型轉化成二維設計圖。為此，本文詳細介紹了CATIA開發解決方案的一般步驟、主要接口的調用方法和管路專業的二次開發關鍵技術，并將二次開發技術應用到CATIA管路全生命周期解決方案。

1 CATIA解決方案的技術綜述

作為一款工程軟件，CATIA可以根據客戶的特殊需求，定制相應的解決方案，并通過客戶化的接口，實現外部數據和CATIA內部數據的無縫銜接。當前，主要可以通過兩種方式對CATIA的內置函數進行調用操作：內置宏語言和C++或者JAVA CAA應用組件架構。兩種方式來開發各有利弊。

1.1 使用宏（Macro）調用CATIA內置函數接口

宏語言是CATIA提供的一種開發語言，可以通過錄制設計員的操作，來獲取語言代碼，再通過自己的修改，來實現對CATIA內部函數的調用。該方法允許客戶獲取CATIA的數據模型，其優點是簡單易學，操作方便；在調試程序時，不需要關閉CATIA。缺點是只適用于簡單的操作[1]，而且 DS只開放了部分VBA的接口。

1.2 使用組件應用架構（CAA–RADE）調用CATIA內置函數接口

CAA中的C++和Java應用接口，是通過COM+的組件模式開發。該方法功能強大，可以訪問CATIA的任何開放的接口并可以直接調用C++現有的應用程序來實現所需功能，并根據客戶需求，定義適合自己需要的編碼體系和架構體系[1]。

CAA使用面向對象的C++或更為靈活的JAVA語言，采用COM+架構，來調用CATIA內置函數。由于 COM具有很好的獨立性和可擴展性，使得CAA這種開發方式更加標準化，代碼執行率更高。CAA在程序中能調用所有的微軟組件結構，兼容C++和JAVA的接口函數，使開發更加靈活、簡單。CATIA提供的內置函數接口都以(*.h)的形式保存在CATIA安裝目錄下，可以直接調用。

不同的頭文件包含了不同的功能，如CATBaseUnknown.h包含了 CATIA基類接口[2]，CATIProduct.h包含了對CATIA三維模型的所有操作，CATIDrawing.h包含了多CATIA二維圖的操作等。CAA的架構如圖1所示。

2 CATIA管路生命周期系統

2.1 CATIA管路生命周期構建思想

人工模擬腸液的配制：磷酸氫二鉀6.89 g，加500 mL蒸餾水溶解，再用0.4 mol/L NaOH溶液將其pH調至6.8，另取胰蛋白酶10 g加適量蒸餾水溶解，將兩液混合后，加水定容至1 000 mL。

CATIA管路生命周期的設計是基于在實際項目中管子的實際操作流程來實現的，從CATIA三維設計到材料下發，再熬管路加工，再到船上安裝，再到焊接報驗等一系列的標準操作流程。CATIA管路生命周期后臺數據庫包括基礎數據庫和模型數據庫，基礎數據庫包括加工信息、材料信息、安裝位置等信息。模型數據庫包括CATIA的CGR模型信息和生存的二維PDF信息。判斷標準的數據，目的是為了減少和消除計算機在運行時人為的干預問題。通過將設計基礎數據放入數據庫可以減少輸入和輸出的次數[3]，數據示意圖見圖2。

圖1 CAA架構

圖2 數據示意圖

CATIA管路生命周期系統的建立和運行按照下面的方法實施：

1）在CATIA軟件中進行二次開發，利用CATIA自身的接口，構建如圖3和圖4所示的用戶界面。程序通過Agent機制，實現對主窗口的調用，實現數據的輸入與輸出。

2）把三維模型轉化成二位設計圖，并統計出材料列表，如圖5和圖6所示。

2.2 CATIA管路生命周期系統的高效性

傳統的CATIA管路出小票需要借助第三方軟件SB3DS才能完成，首先在CATIA中完成建模，

然后把CATIA模型導入到SB3DS軟件中，在這個過程中由于兩種軟件的不兼容性，會導致有些模型數據丟失，需要靠經驗在SB3DS中修改，然后才能出小票，在這個過程中需要不斷修改模型，導入SB3DS，效率很低；而CATIA則可以直接從三維模型中導出小票，減少了中間環節[4]，以GM4-D項目102PB分段出小票為例，見表1。

圖3 程序命令工具條

圖4 系統主界面

圖5 管路小票

圖6 材料表

表1 出小票

由表1可以看出，僅一個分段一個人就可以比以前節約10.5h，那整個項目就可以節約大量的時間。

2.3.1 CAA對MFC（Microsoft Foundational Class）應用程序的調用

以前CATIA用戶數據輸入和操作界面主要使用CATIA提供的對話框進行開發。在本系統中調用了一部分微軟的界面設計功能，節約了開發時間，提高了代碼的執行效率，使用 Microsoft Visual Studio2005提供的框架，采用COM方式調用CATIA接口和MFC函數。

CATIA API支持一些WIN32 SDK的函數。如調用LoadLibrary()函數，獲取了動態鏈接庫。這三個函數是調用.dll文件的關鍵。在程序外部編譯好.dll文件后，CAA可以直接調用，提高CATIA二次開發的效率[5]。

2.3.2 CAA對Oracle數據庫的操作

本系統采用了Oracle數據庫存儲和 Microsoft Visual Studio2005 C++的開發方式。系統采用了OCCI方法訪問數據庫，為了能使用OCCI庫，必須在工程中直接引入#include＜occi.h＞頭文件，以使編譯器能正確編譯。OCCI頭文件包含三個指針：

Environment*、 Connection*和 Statement*。Environment*通常被用來創建一個數據連接環境Environment::createEnvironment(Environment::Defau lt)。通過 Statement*可以返回一個結果記錄集并通過OCCI里面的方法，提取到所需要的數據。在使用 Connection*接口時，可以調用本身的方法createConnection()，直接傳入參數，包括用戶名、密碼和數據庫標識。ResultSet是一個記錄集對象，用來存放從數據庫中取到的數據。OCCI操作Oracle數據庫更加靈活，速度更快，與其他操作數據庫方式相比，它提供了對數據庫更多的操作功能，如數據鎖定、游標控制、數據回滾等。使用OCCI的基本方法如下：

1）必須引入OCCI.h頭文件；

2）用Environment對象訪問Oracle數據庫；

3）利用建立好的連接，通過Connection對象執行SQL命令，或利用Recordset對象取得結果記錄集進行查詢、處理；

4）使用完畢后關閉連接，釋放對象。

首先，利用C++語言調用Environment類型的指針*env，通過這個指針就可以調用createConnection(username,pwd,db)建立數據庫連接，成為訪問到目標數據庫后，會返回一個指針 con，通過con-＞createStatement(sql)創建一個執行SQL語句的命令，調用state-＞executeQuery()語句就可以執行SQL語句，訪問數據庫記錄，進行數據存儲、修改等操作。

3 結論

CATIA管路模型數據提取、傳遞、處理和存儲是一個龐大的數據處理的過程，本文提出了通過調用CATIA本身的內置函數接口，借助外部數據庫來自動處理管路數據。

本文提出的CATIA管路生命周期系統，實現了CATIA和Oracle數據庫的數據無縫連接，為批量化造船提供數據源，為企業數據信息集成及管路打下了良好的基礎。

隨著CATIA軟件廣泛用于海洋平臺、航天科技等領域，應用CAA組件對CATIA軟件進行二次開發會越來越重要，由于其本身結構的層次化和嚴謹，這項二次開發技術會受到越來越多的重視。

[1]CAA Doc Online: CAA V5 Encyclopedia (CATIA幫助手冊)[Z].1999-2007.

[2]CAA V5 Help Viewer (CATIA 幫助手冊)[Z].1999-2007.

[3]董伊鑫, 席平.基于CATIA的界面二次開發[J].航空制造技術, 2006(12): 83-86.

[4]楊流輝, 張和明.基于COM組件的CATIA產品信息集成技術研究與實現[J].計算機工程與應用, 2001, 37(24): 132-134.

[5]周仙娥, 魯墨武, 趙海星.基于CAA的CATIA二次開發的研究[J].科技信息, 2008(36): 73-74.

CCS頒發首張歐盟游艇認證證書

2016年11月6日，在第九屆中國（廈門）國際游艇展覽會上，中國船級社（CCS）向廈門瀚盛游艇有限公司頒發了首張游艇歐盟認證（CE）證書。據悉，自今年9月CCS希臘公司獲得歐盟游艇及配套產品的認證資格后，CCS“歐盟游艇技術標準研究”項目組積極推進認證服務，完成了對瀚盛游艇制造的豪華休閑競賽帆船“縱橫46”號模式B的CE型式檢驗，簽發了首張游艇CE證書，掀開了CCS游艇檢驗的新篇章。

來源：中國船級社

Application of CATIA Secondary Development Technology in Offshore Tube Design

Yang Wen-bo1, Han Hua-wei2

(1.Yantai CIMC Raffles offshore Ltd., Shandong Yantai, 264000, China; 2.CIMC Offshore Business Co., Ltd., Shandong Yantai, 264003, China)

The study of the paper is based on CAA (Component Application Architecture) method.Aiming at the key technology of CATIA secondary development on the platform of Windows XP, the paper presents a new theory based on CATIA offshore tube design, which achieve the synchronism management of the data in the Oracle database and the 3D model.

CATIA secondary development; CAA Oracle database; offshore

P751

A

10.14141/j.31-1981.2016.06.006

楊文博（1986—），男，本科，研究方向：CATIA軟件的二次開發。