管道支吊架设计在工厂设计中占有非常重要的地位。管架设计工作量占管道布置设计工作量超过30％，在一些特殊行业如核电站项目中达到50％以上。在包含大量复杂工艺管道的工厂设计中，管架设计经常成为工程设计的瓶颈，影响着整个工程的设计进度。因此，提高管架设计的效率具有重要的意义。　　 本文在对比分析了当前管架CAD软件功能基础上，确定了根据管架依附的土建、设备、管道进行自动布置管架及方便高效地设计管道支吊架的研究目标。在解决管架自动布置问题的过程中，本文对管架CAD系统中的数据模型、参数匹配、尺寸约束关键问题进行了深入的研究。本文的主要工作如下：　　 1.研究了管架CAD系统的混合数据模型建模方法。管架各个行业有自己的标准图集，包含的形式有所不同；管道支吊架种类繁多，形状各异；管架零部件拓扑关系复杂。因此，单独使用对象模型或关系模型对管架CAD系统建模都有困难。本文提出采用针对管架CAD系统复杂工程数据的混合数据模型建模，解决了管架数据表示问题，为整个管架CAD系统建立基础。　　 2.研究了管架参数自动匹配问题。现有的管架CAD系统软件都不能根据管架依附的土建、设备、管道进行自动布置管架，需要用户手动选择管架参数规格，给用户带来了大量的交互工作量，严重降低了管架设计效率。本文提出基于管架零部件拓扑结构的管架参数匹配方案。管架参数自动匹配技术减少了用户交互工作量，提高了管架设计效率。　　 3.研究了管架尺寸参数约束问题。分析了现有的约束种类和求解方法，针对管架CAD系统需求总结了两类尺寸约束：尺寸范围约束和尺寸依赖约束。使用基于图结构和基于方程法中的数值法相结合的约束求解方法解决管架尺寸约束问题，减少了设计人员管架设计错误，提高了管架设计质量。