基于三维设计系统船舶制造应用研究
时间：2020-12-16 16:06:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：在时代改革浪潮的推动下，国国船舶制造业得到了突发猛进的发展。至本世纪初造船产量已经跃居世界第三。虽然成娇人，但与先进国家相此，我国在新技木应用上还面临诸多创新的话题，如何兴业强国注定要经历一段艰辛历程，付诸更艰苦的努力。
关键词：船舶制作 三维设计 应用研究
在时下，韩国等国家船舶制造技术已相当先进，已走出集成制造（第四阶段）跨向敏捷制造（第五阶段）。而我國骨干船舶制造企业尚处分段制造（第三阶段）期，差距如此之大，形势严峻、逼人。纵观问题主要表现在制造周期长、返工量大，控制质量难、以控制成本难，而问题主要根源则在于技术创新乏力。因此，变革制造模式、创新数字化船船工业之路已成当务之急。
一、基于三维设计系统船舶制造的应用认识
1.创新设计，为打造现代船舶制造提供技术支撑。以中间产品作导向，实行区域生产、一体化总装是现代船舶制造的主要模式，具体落实为作业空间多维化、工序规范程序化，实现集成设计、整合流程、系统管理的总装管理形式。推行造船总装现代模式，首先必须要改变原有串行设计传统，整合三维理念下的各专业平行思路设计，以促进工序协调、拉紧设计周期；以区域设计取代系统功能设计，确立中间产品导向下的技术设计基础；要走出造船大观念，细化面向管理、生产环节的设计新思路；设计必须始终衔接壳、舾、涂程序一体化规范。
2.拓宽视野，以三维技术夯实船舶制造集成基础。思路模式的拓展、设计理念的换位说到底就是离三维技术的科学应用。总体而言，三维形象设计符合人脑思维常规，经各专业平行设计后可组建三维模型，可以直观形象讨论，查成彼此的衔接问题。设计中，根据具体需要可随心所欲建构或任意改动，能形象具体构建构三维模式下的不同设计思路，完成各专业间协调性技术调整，并可完整保留任何环节中的中间结果，落实优化、反复设计不时之需。并可任意进行各种应力及应变数据分析、属性质量探讨、空间运行研究、装配干涉实验、工装设计分配等，尤其在NC编程以及进行可加工、探讨装配性、设计评价等环节具备很大的工作潜力。这样可在设计之初便于随时发现生辛隐患，防患于未然，并能"亡羊补牢"，及时解决制造问题。由此可见，三维设计可提供正确的集成信息，是落实集成制造环节的关键基础。
3.理顺思路，以自主研发作为船舶制造为数字化建设的战略举措。时代跨跃到新世纪的今天，数字化船舶制造已是众目所望、众望所归，如何实现三维建模的船舶制造应用，关键在于产品中心数据库的系统构建上，在于具体落室设计数字化、管理规范化、物流科学化、配置资源合理化进程，尤其重在制造执行的系统化、生产管理综合化等环节的把控。相对而言，目前国内各大船舶制造企业均引进了国外的计算机设计辅助系统，以往的技术进步依赖于此，可谓功不可没。但随着生产深化设计的层层深入与生产制造模式的更叠换位，原有引进系统也暴露出一些不足与弱点。一些垄断下的国外技术软件系统往往开放性较差，很难展开二次开发，难以实现系统多应用的集成升级，并且垄断软件的市场造价格也不断在上升，继续依赖国外技术搞系统开发，已不可成。因此，走自主研发的改革之路势在必行。基于此，本文在结合实践的基础上，提出了（SPD）船舶制造设计系统，旨在为发展国内船舶工业做出积极的努力，并在室践应用当中不断改革发展，系统掌握船舶制造数字化技术创新的市场主动权。
二、基于自主研发（SPD）船舶制造设计系统的综合解析
该系统置于Windows系统操作之下，结合图形库（OpenGL）搭建起基础（CAD）平台，基于满足船体机装与电装、甲装与居装结构设计，所开发设计的船舶制造三维模式的数据软硬建构平台。具体功能设计如下：
1.船体系统结构的数据化设计。船体设计结构系统是具体到技术船躺设计、周密产前设计、规范工序设计一体化工程的三维成模型建构系统。综合展开船体的型线定义、船体结构布居、应用板材与型材部件定义、基于拓扑搭建关系的船体三维结构模型。构建模型属性兼顾结构船体的几何、工艺与物理设计层面。透过数据模型，建设者便可轻易分解结构船体的板材与型材部件，形象培植产品类型结构树，根据建设需要及时提供、完善生产的各种制造安装图册与管理生产册表。
2.基础管系规范的标准化设计。管系规范设计系统是综合到船舶管系设施的规范管理设计、协调管路设计的管网模型，为设计对象系统开发的，形象展示交互管系的界面布局，同在三维视角下的管系模型，拥有较强的操作实用性，系统兼融了管路设计的建构总过程，涉及到管系基理础原理设计、管路系统布置、设备整体配备、部件承接分割方方面面，大到生产综合信息生成，小到每个部件图、部件安装图，事无巨细系统考虑设计。
3.结构风管布局的系统化设计。风管结构设计系统是针对船舶通风类管系的整套三维模型设计系统，结通风管系接头形式多变、规格多样的特点，系统通过参数制的管搭设计，逐一落实风管的个性布置、对接点的拼接与巩固，全面形成螺旋型与方型风的实体三维管理模式。
4.电气线路走向的科学化设计。电气线路设计系统的走向贯彻于电气科客设计与电气安全生产设计过程始终，系统应用交互式操作设计的直观界面，综合生成电气线路三维有致的思路设计，涵盖电气走向系统设计、设备电器布置、电缆主干通络布局，以及电缆通络表册编制、通络导架图型安装、入接电缆开口图、电气设备配置，设备基座安装等各个环节，细化到支承件图册制造、照明灯架造册登记以及定额材料册、托盘管理表等。
5.铁舾件配套系统的准入制设计。船舶舾件配套设计系统是整合船舶设计当中各类设备、风管、管件以及电缆等承接系统的处理定位的基础环节，是确保各舱室行走畅的一些辅助性设备与装置，如电缆托架、导管支架、风管吊架等，也包括设备基座、窗户、阶梯、防护栏等系列铁舾组件的三维设计建模，以及由此形成的生产相关信息、铁舾件三维定位信息等。
三、SPD船舶设计系统应用开发的前景展望
彻底打破软件设计的国外垄断局面。SPD集成化系统是结合国内船舶制造工艺，在博采众长的基础上，系统打造的一种现代工业建设新模式，具有实用性强、技术先进的优势。更为关键的是拥有独立的自主版权，彻底打破了软件设计的垄断地位，能够推动国内中、小企业快速跟进数字化发展进程，全面推广后，将具有重大的现实影响和深远的历史意义。
有力推动船舶制造业集成化发展进程。在图纸生成的同时，通过系统模型建立起系统的制造加工信息。结杨船体模型化，可以轻易分段分解，便于系统数据库的综合构建，结合各系统的综合搭接，并经系统归纳整理，便可全面形成国内统一的集成化船舶制造新格局。
系统规范船舶制造维精细化管理流程。船舶制造作好生产订单行业，产品制造完全要遵循客户要求设计制造，相对精细化管理提出了更高的要求，三维设计的广泛应用，对此将起到积极的推市作用，也是现代化建设的历史必然。
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作者简介：吕林（1987—）男。烟台海阳人。本科。助理工程师。研究方向：电子工程。
