PDMS Automatic Pipe Routing

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Abstract. AVEVA PDMS Pipe Router is a rule-based tool which enables you to route pipe network automatically and to position piping components. Pipe Router can create clash-free orthogonal routes which use the minimum length of pipe and as few elbows and bends as possible. 

Key Words. Automatic Pipe Routing, 自動布管

1.Introduction

2016年3月，由Google DeepMind開發的人工智能程序AlphaGo以4:1擊敗韓國九段棋士李世乭（???），這被譽為人工智能研究的一項標志性進展，在此之前，圍棋一直是機器學習領域的難題，甚至被認為是當代技術力所不及的范疇。

人工智能AI還是很誘人的，如果哪天人工智能取代人去做設計，去自動布置管路，那么又有多少人要面臨失業的危險？言歸正傳，PDMS中提供了自動布管的功能Automatic Pipe Routing，使用這個工具，也可以在一定程序上實現自動化，提高管道建模效率。

本文主要關注如何使用PDMS自動布管功能進行管道布置，使用這個自動布管工具，也能大幅提高管道建模效率。如果對其規則Rules理解后，在布置管橋區時更得心應手，使設計更輕松。

PS：祝大家六一節日快樂！

2.Basic Routing

Pipe Router是一個基于規則rule-based驅動的自動布管工具，使用這個工具，可以創建無碰撞的，平直（沿著X，Y和Z軸走向）的管道模型。且創建的模型長度盡量短和盡量少地使用彎頭Elbow或彎管Bend。這個算法主要分為三個層次：

Level 1:在Level one模式時，Pipe Router在首尾之間搜索橫平豎直的管路，且盡量地少用彎頭和彎管。如下圖所示為Level One模式時幾個例子：

Box 1: 默認路由是ABC，因為這條路由只需要轉彎兩次(two bends)。如果ABC此路不通，則Pipe Router會嘗試下ADE這條路，因為這條路要轉彎三次。

Box2: 當在Box1中找不到合適的路由，那么Pipe Router就會嘗試上圖所示的Box2方式。Box2方式的ABC要轉彎三次，ADE則需要轉彎四次。

Box3:如果上面兩種方式都沒有找到合適的路由，那么Pipe Router就會嘗試上圖所示的Box3方式了。

Level 2: 如果Level 1中所有的路由都不通，那么Pipe Router就會嘗試Level 2了。這時Pipe Router就會避開障礙物，然后再用Level 1的方式繼續布置,如上圖所示。

Level 3: 如果前面兩種方式都沒有找到路由，那么Pipe Router就會嘗試Level 3來布置管道。在這種方式下，Pipe Router會將障礙物擴大直到管道可以通過，然后再嘗試按Level 1來布置。

下面在SAMPLE例子工程中來體驗下Pipe Router的自動布管功能。

3.Play Pipe Router

以用戶名PIPE和密碼PIPE，MDB也選擇PIPE，登陸Design模塊。找到ROUTESITE，如下圖所示：

然后將ROUTESITE/EQUIP中的PMP-1，PMP-2和VESS-1和VESS-2加入到三維視圖中，如下圖所示：

然后打開自動布管工具，通過菜單：Utilities>Pipe Router：

然后使用創建管道工具，分別創建PIPE和BRAN將泵和罐連接起來，且BRAN的頭連接在泵上，尾連接在罐上。如下圖所示：

將PIPE加到Pipe Router中，并選擇Route Selected，如下圖所示：

就會生成管路如下圖所示：

4.Conclusion

PDMS的自動布管Pipe Router工具基于規則驅動，很大程序上實現了管道建模的自動化，熟悉掌握可以提高管道建模效率。

如果有P&ID數據，根據P&ID結合Pipe Router也可以實現一個P&ID驅動的自動根據流程建模的工具。

給Pipe Router設置一些規則約束，這樣管道的創建和修改速度都會明顯高于自己手工調整的速度。所以，對于已經熟練使用PDMS的用戶，再掌握Pipe Router可以讓配管建模沒那么枯燥了。

5.References

1. Pipework Design User Guide: Automatic Pipe Routing.