Tekla Structures板材排版系統開發

楊文燈

摘 要：本文介紹一種與Tekla Structures連接的板材排版系統。系統讀入Tekla Structures輸出的構件報告文件，對構件數據進行分類處理。對板材構件，設計快速可行的排版算法，排版的結果理想。

關鍵詞：Tekla Structures；板材排版；數據分類處理

我們在AutoCAD 上，利用VBA開發出了板材排板系統，該系統首先利用Tekla Structures軟件輸出上部組塊構件的報告，對構件的報告的數據進行整理、分類，輸出按不同的板厚、材料進行分類的Excel文檔。在此基礎上，再對各類板厚、材料的板材分別進行排版，輸出排版圖紙。系統較好地解決了與Tekla Structures軟件的連接問題，大大提高工作效率，降低設計人員的勞動強度，排版質量也有明顯提高。

1 系統對數據的分類管理

Tekla Structures可以輸出按整個平臺或平臺的某層的所有構件報告的xsr類型文件，但是，報告中的構件清單不按構件的類型、板厚和材料排列，排列混亂。這對后期的設計工作和數據的管理帶來極大的不便。而板材的排版需按相同的板厚和材料進行排版。為了排版工作的順利進行和后期數據的管理方便，排版系統先讀入xsr類型的構件報告進行處理，利用AutoCAD與Excel的聯系，輸出按不同構件類型、板厚和材料的Excel文件，對于板材構件，還將數據處理得到的與排版有關的數據反饋到排版系統的應用界面中，讓使用者方便、及時了解板材構件的基本情況。板材構件的詳細情況可以在線查閱Excel文件。設計人員可以根據不同的情況，采用不同的排板方式。排版的結果再寫入該種板厚、材料的Excel文件，排版的結果的內容包括各型板材構件的排結果情況和輸出排版圖紙的文件名，使板材構件的Excel文件包含完整的設計數據。

2 系統的排版算法

板材的排版算法實質為一種二維離散優化算法問題。我們分別采用按行和按列優先搜索算法。一般地，板材的坯料總是正四邊形的。按行（按列類似）優先搜索算法就是先取最大的板件作為一行的開始，然后，按這個板件所占的寬度作為一行開始對余下的板件進行從大到小的搜索排列，一直到這一行排滿為止，即這一行的利用率達到一個預先設計定的值。然后再進行余下行的搜索，一直到坯料排滿為止。這里要注意的是，在每設定一行時都要考慮余下的坯料寬度要與余下的構件基本相配。同時會由于板件的數量或形狀問題而出現一行或同時幾行不能排滿的情況，余下的地方要用混合方法進行搜索排列。按行和按列算法的速度快，搜索結果也較好。一般情況，在構件的形狀比較規則的情況下，利用率可以達到90%以上。單從利用率上看，混合搜索法的效果最好，但是，搜索時間太長，排版中構件的排列也較亂，不利于后期的切割加工。因此，本系統不專門采用混合搜索算法。

3 排版系統的結構

3.1 系統結構

系統共有三個模塊，數據模塊、排板模塊和版樣輸出模塊。數據模塊功能是數據讀入、分類處理和數據的貯存，數據的貯存是模塊通過建立與Excel的聯系，將數據貯存在Excel中，并可作為數據的輸出文件。排版模塊功能是從界面和Excel讀入用戶輸入的排版要求和構件的數據進行排版處理，并進行版樣構造。版樣輸出模塊是利用AutoCAD的功能，在其繪圖區進行版樣圖形的構造，并通過它實現版樣圖紙輸出。系統的功能結構如圖1。

3.2 系統的界面

排版系統界面的上部為對板材數據的處理，輸入Tekla Structures給出的構件報告文件名，按數據情況按鈕，系統即會從構件報告讀入數據并進行處理，輸出分別按各種構件類型、厚度、材料的Excel文件，并將各種類型板材構件與排版有關的數據顯示在界面列表中。設計人員可以從列表中選擇不同板厚、材料的板形構件，輸入坯料的情況和間隙要求，逐項進行排版。排版時先按行優先排，系統會返回排版結果的坯板利用率，更進一步可按查看版樣回到AutoCAD 上，詳細檢查排版結果情況。返回排版界面后，若選擇接受，則保存版樣，并將其文件名寫到相應的板厚、材料的Excel文件中。或進行重排，重排是按列優先搜索的算法。

4 結束語

排版系統解決了與Tekla Structures軟件的數據連接問題。排版系統讀入Tekla Structures輸出按整個鉆井平臺或平臺的某層的所有構件報告的xsr類型文件，經分類處理，輸出按不同構件類型、板厚和材料的Excel文件，使鉆井平臺的設計數據清晰，易于分類管理。排版系統針對上部組塊的托板和加強板等板材構件，設計快速可行的排版算法，經初步應用，排版的結果較為滿意。

參考文獻：

[1]張國寶.AutoCAD 2000 VBA 開發技術[M].北京：清華大學出版社，2000.

[2]孫振綺等.最優化方法[M].北京：機械工業出版社，2004.