二維制圖管道材料文件自動化統計分析

高興 王偉

摘 要：在化工設計工作中，管道材料統計的準確與否對工程質量非常重要，在傳統的管道材料文件的設計中，除設計時使用三維軟件的項目外，其余項目均需人工整理統計數量龐大的管道材料，過程繁瑣、人工強度大。基于此，我們自主開發輔助設計程序，并根據設計工程師的工作習慣，開發出為設計工作者量身定制的應用程序，可以最大限度的有針對性的解決設計工程師在工作中遇到問題。本文簡述了管道安裝明細表、管道材料等級表、管道綜合材料表、管道數據表等開發內容以及自動化統計的實現方式。使用此程序，既能提高設計工作效率，又能提高設計工作質量。

關鍵詞：管材;管材統計;化工管道材料;二維制圖

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

在化工生產企業里，我們可以發現幾乎所有的機器設備之間，都是用管道（即管子和各種管件、閥門等的總稱）把它們相互連通。管道同一切機器設備一樣，是化工生產中不可分割的一個組成部分，要確保安全、持續、穩定的生產，除要妥善設計好各種機器設備外，還必須重視化工管道的設計工作。否則，同樣會因管道的故障和損壞直接影響生產。工程上管材統計的準確與否，對工程質量起到了非常重要的作用[1]。天津渤化工程有限公司于2018年完成了天津市科委科技項目：管道材料文件的自動化程序開發應用，旨在簡化管道工作流程，提升工作效率。目前，該程序已在本公司范圍內推廣應用。筆者作為項目組成員之一，根據從該項目立項、研發到結項的一系列工作，總結了項目核心內容。

1 傳統管材統計方式

在傳統的管材文件設計中，除設計時使用三維軟件項目外，其余項目均需人工整理統計數量龐大的管道材料，過程繁瑣、工作強度大，設計時需要拿出大量時間來完成本部分工作。國內外化工設計機構大多在管材統計時采用人工統計的方式，只有個別設計機構使用自主研發的程序，但適用性均有限制。對于設計單位來講擁有自己專有的自動化管材統計程序至關重要，能更高質高效地完成工程設計[2]。

2 程序開發內容

本項目自主開發一套全新的計算機程序，主要用在管道材料文件的統計整理中，用計算機自動化減輕繁瑣的人工勞動。

2.1 管道安裝明細表

管道安裝明細表是管道材料文件中非常重要的文件，主要分為基本信息和管材信息兩大部分，是將裝置內每一個管道的基本信息（管道編號、起始點、操作條件）和管材信息（管道、法蘭、閥門、管件、螺栓螺母、墊片、保溫保冷情況）全部詳細體現的表格。分析安裝明細的組成，研究出哪些可以由計算機完成，哪些是必須由人工輸入的信息，將是本程序開發的指導思想。經研究發現，填寫管道安裝明細表時需要填寫大量的管材規格信息和數量，經過反復論證，所有的管材規格信息均可由計算機完成，設計師只需統計管材的數量信息，這將極大減少工程的工作量，提高工程效率，并能大幅提高管道材料文件的準確率。

2.2 管道材料等級表

管道材料等級表是一個項目管道材質的基礎和準則，想要做到管道材料的自動化統計，必須對管道材料表進行分析，哪些是變量哪些是不變量，哪些是計算機能夠提取的，既要準確將管材表述出來，又要有廣泛的適用性。首先對現有管道材料等級表進行研究，尋找計算機能讀取的數據。材料等級表由表頭、管材規格、管道壁厚表等幾個部分組成。管材規格部分橫向分為名稱、公稱直徑、材料、端面形式、壁厚/等級、描述、標準幾大項，豎向分為管子、管件、閥門、法蘭、螺栓螺母、墊片、其他幾大項。管道壁厚表部分橫向為公稱直徑、外徑、壁厚、襯里厚度，豎向為不同尺寸管道的規格。這些表格中的信息都是在材料統計整理時必須填寫的信息，在管道安裝明細表中統計管材時，必須將管材信息準確提取，本程序才能實現由計算機自動生成管材規格項，完善生產管道安裝明細表。

經分析，在管道安裝明細表中的管材規格分為管材管徑的規格（即外徑壁厚等信息）及管材的規格描述部分（即描述管材的名稱描述、材質、壓力等級、所有規范等信息）。管徑信息和管材規格信息在管道壁厚表的管材描述中均能體現。

選用此種方式在管道材料等級表選取數據，一個主要的原因是，管道材料等級表是一個項目必須的材料文件，選用此文件將無需再為程序制作管材數據庫。管材數據庫的制作是一個復雜的工作，而且由于化工項目所需管材種類繁多，如果使用數據庫，則每一個項目都需要做一個數據庫。對于大型項目此種方式尚可，但對于中小型項目，制作數據庫就不適用了。選用項目已有的材料文件，管道材料等級表作為數據庫文件，無需再制作數據庫，減少了項目的工作量，同時也提高了本程序的適用性。

2.3 管道綜合材料表

管道綜合材料表是整個裝置所適用管材的料單，指導采購施工的重要文件。本程序根據管道安裝明細表自動生成綜合材料表，此過程完全無需工程師人工參與，將省去過去工程師一個一個管材加和的工作量，同時由于是計算機自動統計，也大幅提高了文件的準確性。

2.4 管道數據表（壓力管道）

管道數據表（壓力管道）是將裝置內壓力管道的信息表現出來的文件，本程序將管道安裝明細表中符合壓力管道條件的管道選出，同時抓取管道數據表（壓力管道）所需的基本信息條件，自動生成管道數據表（壓力管道）的前半部分，將省去工程師甄別壓力管道及填寫基本信息的時間，提高制作文件的工作效率和準確率。

3 二維制圖管道材料文件自動化統計的實現

由編程人員將系統功能使用菜單嵌入式設計，按鈕響應式執行。操作簡便，與Excel表格整體融合，達到外觀風格統一美觀，并具整體性一致的效果。采用VBA編程語言進行開發，利用Excel內置開發語言，最大程度發揮Excel表格效率優勢，提高開發效率，易于調試，便于修改擴展，同時提升了輸入與輸出的執行效率。程序運行后有系統糾錯文件可供設計師查詢錯誤、糾正錯誤，完善材料數據快捷高效。在生成的管道安裝明細表中還高亮標出了出錯的單元格，方便查錯、糾錯。程序對多環境的支持，本程序可運行于單機環境、局域網環境、網絡環境[3]。流程如圖1所示。

3.1 輸入界面的系統功能

輸入界面系統功能分3個子功能。（1）生成管道安裝明細表。通過輸入數據（包括明細表數量和螺栓螺母表）與管道材料等級表獲取明細表數據，生成管道安裝明細表。（2）生成管道綜合材料表。通過管道安裝明細表，提取材料數據生成管道綜合材料表。（3）生成管道數據表（壓力管道）。通過管道安裝明細表，提取管道數據生成管道數據表（壓力管道）。

為了方便生成管道綜合材料表和管道數據表（壓力管道），在管道安裝明細表中也嵌入了系統功能菜單來執行生成，這樣生成管道安裝明細表后，就無需打開輸入界面，使用管道安裝明細表菜單中的系統功能就可以直接生成管道綜合材料表和管道數據表（壓力管道）。

3.2 管道綜合材料表的比對功能

由于可能產生多個管道綜合材料表，為了便于比對材料表數據，系統提供了管道綜合材料表的比對功能。比對功能提供2個材料表的多項比對，比對項目包括：材料描述、材料數量、材料數量差，并分別以兩個表各自的角度把比對結果顯示出來。比對后設計師就能清楚地看到材料表之間的異同，從而為設計、采購、施工提供材料依據。

3.3 管道綜合材料表按序號打印功能

按序號打印就是在按頁面打印的基礎上，加入了一個分頁條件，即當打印到頁尾時，如果當前打印的某種材料沒打印完需要打印到下一頁時，那么就把當前頁面中的某種材料的部分內容移到下頁中，而不會在當前頁中進行部分材料內容的打印。這樣，所有材料的內容都將完整呈現在同一頁面，不會出現跨頁面打印，打印出來的紙質版材料文件就比較完整，便于材料的查找。

4 結語

開發為設計工作者量身定制的應用程序，可以最大限度有針對性地解決設計工程師在工作中遇到的問題。填補市場上成熟應用軟件沒有涉及的領域，解決現有設計軟件適用性有限等問題。基于設計工程師開發出的程序，既能提高設計工作效率，又能提高設計工作質量。通過管道材料文件的自動化程序，極度簡化管道材料文件的操作，能提高工作效率和文件的準確率，平均材料文件人工量減少50%以上，并能實現文件深度、文件格式等的標準化。

參考文獻

[1] 王弢.化工行業管道材料文件的自動化程序設計[J].天津化工，2017，31（5）：55-57.

[2] 李科，王婷婷.一種快捷準確統計絕熱材料用量的方法[J].山東化工，2014（7）：153-156.

[3] 龐東，張怡，王喜全，等.管道材料編碼標準化開發及應用[J].石油工程建設，2018，44（z1）：163-167.