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AM软件功能研究及实船设计应用大连中远船务工程有限公司大连116113 栾丰一陈佳名潘秋艳摘要全球造船设计领域最先进的三维设计软件之一Aveva Marine（AM），已成功用于大连中远船务的造船项目。
本文就92.5K项目的应用，对软件的特性、基本功能、引进消化、二次开发、实船应用、展望建议等进行简要叙述。
关键词：软件消化吸收二次开发一、背景概要中远船务为了在造船领域实现跨越式发展，2006年11月从英国AVEVA公司引进世界先进造船设计软件之一VENTAGE MARINE（VM），2007年11月软件升级更名为AVEVA MARINE（AM）。
因为原瑞典的TRIBON公司已被AVEVA并购，且TRIBON系统已不再做开发升级，从长计议，中远船务成为VM/AM软件在国内造船业首家用户。
2008年2月，在经过一系列调研论证后，确定在92500DWT散货船的生产设计中全面应用AM。
二、软件特性AM软件是两种被实践证明最好的技术融合为一个具有世界领先水平的海事工业解决方案，即船体采用M3船体技术和舾装采用PDMS技术。
这两种技术融合后的产品AM具有解决复杂工程设计和管理的能力；提高了工程项目设计效率和数据质量、增强了数据安全性、改进项目业务协调的效率等增强性特征。
AM软件基于最新的.NET技术的交互界面、支持多用户工作和面向对象的数据库结构、支持多级别数据管理（地域之间、专业之间、人员之间、设计方案之间）、可实现异地同步设计、可实时干涉检查的纯三维设计软件。
支持对设计元素操作类别、设计元素属性修改等团队和人员的权限控制。
具有灵活的设计方法，交互的操作模式及开放的开发环境。
三、基本功能AM软件提供了极强的专业化设计功能，船体、管系、电气、铁舾、通风等适合船舶设计与建造的设计流程。
船体专业提供从初步设计、详细设计到生产设计的完整的解决方案且初步设计、详细设计的数据可以直接被生产设计使用，最大限度地减少重复劳动。
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船舶产品设计（ＳＰＤ）系统
作者：苏文荣
来源：《计算机辅助工程》2009年第02期
摘要：为打破国外船舶设计系统对我国船舶设计的垄断，提高我国船舶设计、建造的创新能力，开发具有我国自主知识产权的船舶产品设计(shipping Produet Design，SPD)系统。
该系统基于OpenGL开发具有自主知识产权的三维CAD图形平台，具有船体结构设计、管系设计、风管设计、电气设计、铁舾件设计和涂装生产设计等功能。
SDPD系统具有如下特点：能保持三维模型与二维图纸的高度一致；通过生成完整的加工制造信息实现CAD/CAPP/CAM集成，基本打通“壳、舾、涂一体化”的数字化生产线；通过生成壳、舾、涂完整的制造和管理信息，为实现船舶“设计、制造、管理一体化”奠定基础；通过实体和参数化技术为建立具有完整拓扑关系的船舶产品模型提供有力手段；并通过与其他系统的数据接口实现异构CAD的数据和信息集成，为厂、所协同设计创造技术条件等。
SPD系统推广应用表明它有助于现代造船模式的推进和数字化造船目标的实现。
关键词：船舶产品设计；三维建模；数字化造船；集成制造
中图分类号：U662.9。
CAD在船舶设计中的应用与发展趋势随着计算机技术的迅猛发展，计算机辅助设计（CAD）已经成为现代设计领域中不可或缺的工具。
在船舶设计领域，CAD的应用也越来越广泛，并且对船舶设计质量和效率的提升起到了重要的作用。
本文将探讨CAD在船舶设计中的应用以及未来的发展趋势。
一、CAD在船舶设计中的应用1. 船体设计：CAD可以通过三维建模技术对船体进行精确地测量和建模，包括船体外形、内部结构和设备的布局等。
2. 性能预测：CAD软件可以模拟和预测船体在不同工作条件下的运行性能，如阻力、稳性和航行稳定性等。
这有助于设计师优化船体设计，提高船舶的性能和效率。
3. 系统集成：CAD在船舶设计中还扮演着重要的角色，可以帮助设计师进行各种系统的集成，包括船舶动力系统、船舶控制系统和电子设备等。
4. 制造工艺：CAD软件可以生成详细的制造工艺和生产图纸，确保船舶的各个部件可以精确、高效地制造出来。
5. 船舶维护和保养：CAD在船舶维护和保养领域的应用越来越重要。
通过CAD，可以对船舶的结构和设备进行全面的检查和评估，并制定相应的维护计划。
二、CAD在船舶设计中的发展趋势1. 云计算和大数据：随着云计算和大数据技术的快速发展，船舶设计领域也将受益于这些技术的应用。
云计算可以提供庞大的计算资源，帮助设计师处理大规模的数据和模拟，以实现更精确的设计和预测。
2. 虚拟现实和增强现实：虚拟现实和增强现实技术在船舶设计中的应用也越来越广泛。
通过这些技术，设计师可以在虚拟环境中进行船舶设计和仿真，以实现更直观、高效的设计和评估。
3. 自动化设计：随着人工智能和机器学习的发展，自动化设计在船舶设计中的应用也将越来越普及。
设计师可以利用这些技术，快速生成和优化船舶设计，提高设计效率和质量。
4. 可持续发展：在当前全球环境问题日益严峻的背景下，船舶设计也越来越注重可持续发展。
CAD软件可以帮助设计师进行船舶的能效分析和碳排放评估，以实现更环保和可持续的设计。
TRIBON软件在船舶设计中的应用摘要：tribon系统是目前国际上较为流行的一款造船cad/cam集成制造软件，被用于辅助船舶设计与建造，功能是数据管理和数据共享。
本文就tribon技术和其在船舶设计中的应用进行论述，设想tribon系统的发展前景与应用。
关键词：tribon系统；船舶设计；应用中图分类号：u662.9tribon软件与cad不同，cad只是取代了传统的笔，而tribon 使得工程图的设绘更加直观，对使用工程图的建造人员来说，tribon 使得工程图携带的工艺信息量更大，更接近真实过程。
1. tribon系统简介tribon系统软件由船体设计模块、舾装设计模块和系统管理与维护模块三大模块构成，tribon软件无缝集成了基本的通用机械cad模块与专用的船舶设计软件napa，tribon软件系统为船体结构设计者提供了一个优良的平台，提供了从基本设计到施工设计的一整套流程，显示出其独特的优势。
2. tribon在船舶设计中的应用研究2.1 tribon在船舶电气设计中的应用应用tribon进行船舶电气生产设计分为建模、布置、出图三部分的内容，采用tribon进行船体和电气的三维空间建模和可视化布置，可以方便的对模型尺寸和位置进行调整，缩短了工作时间。
电气设备以及各种托架、贯通的建立是采用tribon进行电气生产设计的基础，后续的设备布放、电缆托架的布置、干涉检查、工程图纸等都取自三维模型和附属信息，模型的建立要做到准确、详细、全面；在建模前，要有一个统一的空间布置原则，将轮机管系、电气托架、风管等系统在空间上按层次划分，各自在自己的区域上布置，避免空间上的相互干涉；电气设备的图纸版面是根据船厂实际要求设计出来的，尺寸的标注和图框的设计制作是在cad中完成的，但是要经过tribon软件的模型数据库和剖图功能把需要的模型从3个方向剖视出来，再把剖视图导入到cad中出图。
2.2 tribon软件在船舶管路设计中的应用tribon m3系统针对管路设计过程的各阶段分别提供了不同的应用模块来满足设计人员的设计使用要求，tribon软件独特的技术特点构成了船舶管系详细设计和生产设计两个设计阶段的桥梁，确保了管系的二维原理图在三维管系生产设计时，对设备连接和单元布局中最直接、最科学地贯彻二维原理图所定义的管路走向，在完成二维原理图绘制后，在tribon中选择绘图工作窗口，用户在二维舱室布置管路。
领先的3D造船软件FORAN及其应用作者：通力有限公司宋英杰提要：采用先进的3D造船软件并逐步深化其应用，已是国内造船行业的趋势，本文就大型3D造船软件FORAN的功能特点和应用价值进行了概括的阐述，并就国内船舶设计单位和造船厂应用FORAN软件提出了初步建议。
主题词：FORAN 造船设计1. 当前船舶设计的发展趋势和软件应用中的主要问题计算机辅助设计（CAD）技术可以提高船舶设计的效率和质量，已经成为国内造船行业的共识，国内多数骨干研究所和造船厂已经较大范围应用了国际先进水平的3D造船软件，具有代表性的软件是Tribon和CADDS5，经过多年的经验积累和二次开发，应用水平达到了一定的高度，获得了一定的效益，目前正在扩大应用范围；在许多尚未采用3D船舶设计软件的设计单位和造船厂，也已经认识到3D软件的重要性，正在进行软件的策划和考察，以期尽早升级到3D软件上，提高设计水平和竞争能力。
在国际造船业激烈竞争的环境下，我国造船业提出了用15年左右的时间成为世界第一造船大国和造船强国的战略目标。
但目前我国造船行业在设计能力、建造模式、船舶质量、交船周期等方面还有差距，需要逐步提高，尽快赶上世界先进水平。
采用先进的造船模式无疑是实现以上目标的关键。
国内造船业多年来推行的“转模”工作，使船舶企业各级领导和管理者形成了一定要搞转模的共识，先进的造船模式是提高造船竞争力的必由之路，是科技进步的重要课题，也是实现制度创新和技术创新的切入点。
作为首要的支撑技术，采用符合先进理念的设计软件、提高设计水平则是保证转模工作成功的极为重要的环节。
三维产品建模使多用户环境下的船舶设计与建造更加集成化，这意味着如下特征：¾设计人员在一个完全交互的三维图形环境下工作；¾结构和舾装可以平行设计；¾船体外表面、甲板以及舱壁的信息能随时供正在使用该产品模型的设计人员调用；¾在船上某个分段区域的设计人员，可以了解到其他分段区域的信息，不管相邻与否；¾某个分段外舾装的设计人员可以使用产品模型中船体结构中最新的信息；¾最后制造出图时，比如平面制图、管道图以及透视图等，可以自动参照船体外板、甲板、舱壁、框架形式以及任何船舶构件；¾设计人员可以在船厂预先设定的工作目录中选择钢板、型钢以及舾装件；¾设计人员之间可进行数据交换，远程用户之间可同时参与一条船的设计。
船舶制造行业中的三维造船技术使用技巧船舶制造行业一直以来都是工业领域中的核心之一，而随着科技的不断进步与应用，三维造船技术在船舶制造领域中扮演着越来越重要的角色。
本文将探讨船舶制造行业中的三维造船技术使用技巧。
首先，三维造船技术是一种基于虚拟数字模型的船舶设计和制造技术。
使用三维造船技术可以大幅提高船舶设计和制造的效率，减少错误和不必要的成本。
在船舶设计阶段，设计师可以使用三维造船软件来创建和编辑船舶的数字模型。
通过这种方式，设计师可以更好地理解和评估船舶的设计，并及时发现和解决潜在的问题。
此外，三维造船软件还使得设计团队可以实现多人协同设计，提高设计团队的工作效率和沟通效果。
其次，三维造船技术还可用于船舶模拟。
船舶模拟是在虚拟环境下对船舶进行测试和评估的过程。
使用三维造船软件，设计师可以模拟船舶在各种条件下的性能和行为。
通过船舶模拟，设计师能够准确预测船舶的水动力性能，如阻力、稳定性和操纵性，并通过调整船体形状和船舶配重来优化船舶性能。
这样可以避免在实际制造过程中出现设计错误和不必要的更改，提高船舶的设计质量和制造效率。
此外，在船舶制造过程中，三维造船技术也能够提供更准确的制造模型和指导。
传统的船舶制造常常依赖于手工绘图和二维图纸，这种方法容易产生误差和理解偏差，导致制造过程中的问题。
而使用三维造船技术，设计团队可以生成更准确的三维制造模型，制造工人可以直观地理解和操作这些模型。
这样可以减少制造过程中的误差和因误差引起的重工，提高制造效率和质量。
另外，三维造船技术还可用于船舶维护和修理。
船舶在服役过程中会受到不同程度的磨损和损坏，需要进行维护和修理。
使用三维造船技术，维修人员可以在虚拟环境下评估船舶的损坏程度和修理方案，同时制定维修计划和相关材料的清单。
这样可以减少维修过程中的试错成本和维修周期，提高维修效率，降低维修费用。
在使用三维造船技术时，还需注意以下技巧和细节。
首先，准确收集并整理船舶制造所需的数据，包括船舶设计图纸、船舶参数和制造工艺要求等。
船舶三维设计系统(SPD)的自主开发苏文荣（中国船舶工业集团公司沪东中华造船(集团)有限公司,上海,200136）一、船舶三维设计系统的自主开发的背景改革开放以来20多年，我国造船工业得到了发展迅速。
至新世纪初我国造船产量名列世界第三。
但我国造船要成为世界第一造船大国和强国还面临着十分繁重的技术和管理上的创新，还有一段艰巨的路程要走。
因为日、韩等国家的造船技术和管理水平已从第四阶段集成制造向造船发展的第五阶段敏捷制造过渡。
我国主要骨干船厂现在的造船技术和管理水平都处于第三阶段的分道制造，沪东中华当时也只处于第三阶段，准备向第四阶段集成制造方向发展。
我国作为世界第三造船大国。
造成如此差距的主要问题在于以下几方面：建造周期长、制造返工量大，质量难以控制和成本难以控制。
我国要成为第一造船大国和强国，沪东中华要成为一流的造船企业，必须解决上述问题，变革造船的模式，走数字化造船之路，实现集成制造。
1.深化设计，为建立现代造船模式提供支撑现代造船模式是以中间产品为导向，按区域组织生产，壳、舾、涂、作业在空间上分道，时间上有序，实现设计、生产、管理一体化连续总装造船。
造船总装化、管理精细化、信息集成化是现代造船模式的主要实现形式。
推行现代总装造船模式，首先要改变原串行设计为各专业的平行设计，以利于加强专业协调和缩短设计周期;变按功能系统设计为按区域设计、以中间产品为导向的设计为总装造船提供技术基础。
要树立不仅要解决“造怎样船”还要解决“怎样造船”的面向生产、管理的设计理念。
设计要贯彻壳、舾、涂一体化：设计生产管理一体化的原则为总装造船提供大量的制造、工程管理等信息。
设计模式的转变，设计的深化是实现总装造船的必要条件。
2.三维设计技术是实现集成制造的基础设计模式的转变、设计的深化离不开三维设计技术的应用。
三维设计技术符合人的设计思维习惯，整个设计过程各专业可以平行进行并在三维模型上讨论，直观形象。
在设计时，能够随心所欲地构建或随意修改，能够在显示器上构造出三维立体的设计模型，进行各专业的技术协调，而且保留每一个中间结果，以备反复设计和优化设计。
并可进行应力/应变分析、质量属性分析、空间运动分析、装配干涉分析、工装设计、NC编程及可进行加工性、装配性分析、二维自动出图，设计效果评价等工作。
这样在设计时可及时发现制造中可能产生的问题，予以及时在设计中提前解决。
三维设计所建立的产品模型可生成以中间产品形式生成产品装配树，以及相应中间产品的物量、工时和加工、制造、管理信息，为壳、舾、涂CAD/CAPP/CAM/MES集成提供正确的信息，是完现集成制造的基础。
3.以我为主发展数字化造船是造船跨越式发展的重要战略措施新世纪初沪东中华提出了数字化造船，要建立以船舶产品三维建模、建立以产品数据库为中心，由数字化设计、设计管理、物流管理、资源配置管理、制造执行系统、综合管理六个系统组成的设计、制造、管理一体化的数字化造船平台，其中数字化设计是整个造船平台的信息源头和基础。
在90年代中期，我国大、中型造船企业先后引进了国外计算机辅助设计系统。
但随着深化生产设计的需要和造船模式的转换，也暴露出这些引进系统得一些弱点和不足。
一些国外软件技术垄断系统开放性差，难以进行二次开发以及和其它应用系统集成；软件的垄断造成价格不断上升；军品保密需要；国外软件不适合国内工艺要求需要大量二次开发工作。
1998年公司在CIMS实施中，难以解决设计和生产、管理的集成。
当时请国外软件商配合解决接口和集成问题，但均以因商业保密或技术上难以实现予以拒绝，这样促使我们走自主开发船舶数字化设计系统，以确保数字化造船实施的主动权。
在新世纪初，在国防科工局和中船集团的支持下，沪东中华造船集团在积卅余年CAD 、CAM 开发应用经验基础上，开始研发船舶产品设计系统（SPD ），至2003年在完成船舶舾装三维设计系统，开始应用于我公司军品产品设计，至2005年又完成了具有三维船体设计软件，基本完成了一个有自主版权的造船三维CAD/CAM 设计系统——船舶产品设计系统（SPD ）。
至今SPD 在应用中不断发展，从而使我公司掌握数字化造船的技术创新主动权。
二、船舶产品设计系统(SPD)系统是在Windows 操作系统下，基于OpenGL 图形库进行开发的CAD 基础平台，开发的能满足船体结构、机装、电装、居装、甲装等专业设计的三维全数字化船舶产品模型软硬平台。
通过三维模型对舰船产品进行性能、结构强度分析、工艺合理性和制造可行性分析，是整个船舶数字化制造集成系统的基础。
设计系统具有如下功能：·船体结构设计系统船体结构设计系统是涉及船舶技术设计、详细设计、生产设计全过程的三维建模系统。
系统进行船体型线定义、结构布置、板材和型材零部件定义、建立具有拓扑关系的三维船体结构模型。
该模型具有船体结构的几何、物理、工艺等属性。
从模型中可分解全船结构的板材和型材零件，建立产品结构树，生成满足生产所需的各类安装制造图册和生产管理表册。
图1 船体三维建模·管系设计系统管系设计系统是以船舶管系设计以及其他行业的管路设计为对象进行开发的，提供交互管系布置界面，建立三维管系模型，具有很强的实用性，系统涵盖了管路设计的全过程，有管系原理设计、设备布图2 管系三维建模置、管路布置、另件分割、安装图、另件图到有关托盘表、管附件表等生产管理信息生成等功能。
·风管设计系统风管设计系统是一套面向船舶通风管系的三维设计系统，针对通风管系的特点，风管规格多变，接头形式多样，利用参数化的设计方法，进行个性化的风管布置、接头生成和拼接，建立方风管和螺旋风管的三维实体模型。
·船舶电气设计系统电气设计系统的开发贯穿于电气详细设计和电气生产设计整个过程，采用交互设计的操作界面，实现电气三维模型设计，生成电气系统图设计、电气设备布置、主干电缆走向布置，主干电缆表册编制，电缆导架安装图，电缆开孔图，中小型电气设备，基座安装图、电缆支承件制造图册，照明灯架制造图册以及托盘管理表、材料定额表等图册。
·铁舾件设计系统船舶铁舾件设计系统是处理船舶设计各个专业的对各类设备、管子、风管、电缆等系统的定位和船舶各舱室畅通行走的辅助装置和设备，如：管子支架、电缆导架、风管吊架、基座、窗、梯、护栏等铁舾装件的三维建模设计和生成相应的生产信息，以及铁舾件在船舶设计三维建模的定位所需信息。
·涂装生产设计系统涂装生产设计系统是在设定涂装的原则工艺的基础上，导入船体模型，按照船体涂装的各个不同的阶段和要求，进行涂装舱室的划分，自动计算涂装的面积，并根据涂装面积和涂装工艺信息生成涂装施工图纸和表册。
三、船舶产品设计系统(SPD)的开发应用效果在各级领导支持下通过项目科研人员努力和广大用户的支持，本系统于2005年底全面完成了开发工作。
于2006年10月通过了国防科工委组织的项目验收和鉴定。
项目被评为2007年中国船舶工业集团公司科技成果一等奖，国防科工委科技成果二等奖。
1．打破了国外设计软件的垄断地位，为舰船数字化集成制造打下了基础SPD系统是以现代造船模式为指导，结合我国造船工艺特点，充分吸收国外系统的先进技术，克服国外系统的不足，因此SPD系统技术先进，实用性强，适合中国船舶设计制造方式，操作方便易接受，自主开发价格大大低于国外系统价格，至今SPD系统不仅在沪东中华造船集团公司应用并已推广全国百余家船舶企业、研究院所、院校应用，取得了良好的经济和社会效益，若以每一用户引进国外系统平均每个企业为50万美元，则需5000万美元合计人民币3亿4千万，另加每年维护费1000万美元合人民币6800万。
这样应用本系统可为国家节约可观的外汇，应用单位可节约软件购置费用约3亿多人民币。
更为主要的是自主版权系统的应用不仅打破了国外系统在我国造船行业的垄断地位，使一些原来用不起国外系统的中、小企业能应用数字化设计技术，向数字化造船目标迈进，这对提高我国造船整体水平有十分重要意义的。
2．SPD应用取代国外系统，提高了企业的自主开发能力自实施数字化造船和开发应用SPD系统以来，我公司已全面实现了数字化设计，在新设计的军、民产品中全面应用SPD进行设计，逐步取代国外系统。
SPD的应用提高了公司船型的自主开发能力，提高了设计效率和质量。
由于建立了产品电子信息模型，实现了并行设计，产品设计质量大为提高。
由于SPD具有对零部件严密的拓扑关系定义及产品模型和图纸严格的一致性，完全避免了采取二维图设计方式的尺寸差错。
采用本系统后船体制造未发生重大返工，管子设计差错率降至1%以下，这在首制船是很难实现的。
由于实现了CAD/ CAPP/CAM集成，减少了中间人工环节，发至车间的加工生产信息差错大为减少。
数字化设计的应用，大大提高了产品开发设计能力。
我公司基本形成了预研一代开发一代在制一代的产品研发体，有效地支持了经营工作。
液化天然气船、8530箱集装箱船以及高新工程等产品的承接，充分体现了开发设计带来的公司产品开拓市场的效应，目前我公司新产品开发能力平均每年增加1-2艘。
3．舰船产品模型能生成完整齐全的加工制造信息，实现了CAD/CAPP/CAM 集成在生成图纸的同时，系统还能通过模型生成加工制造信息。
船体结构把模型分解成分段、中组立，小组立至板材、型材船体结构另件，相伴能产生零件加工工艺信息，板材、型材套料信息、生成数控切割指令、型材流水线加工指令、以及相应的如活络样板，胎架制作，样箱制作等工装信息。
实现船体加工制造从建模至零件加工的CAD/CAPP/CAM的集成打通了船体结构零件加工的数控生产线。
同样对舾装件加工制造可从舾装模型中按区域/分段各系统的管子、风管、铁舾件的零件，管附件等加工制造信息生成舾装托盘形成无纸化加工生产线。
涂装作业过程信息同样也可从船体结构模型加之涂装原则工艺获得相关的作业信息。
所以通过本设计系统建模可实现壳、舾、涂一体化的CAD/CAPP/CAM的集成，也是本系统首先实现的，因国外系统均无完整的涂装设计系统。
图5 CAD/CAPP/CAM集成4．应用船舶三维设计系统为精细化管理创造了条件船舶制造行业是订单型生产行业，其产品是根据船东要求进行设计制造的，由于船舶制造周期长只能边设计、边制造、边采购，在制造前不能获得正确的产品任务包的物量和劳动力负荷等信息，凭管理人员的经验编制计划，造成计划和实际生产脱节，计划变动大，只能以生产调度为主，来执行计划，使船舶制造过程难以实现精细化管理。
采用三维数字化设计，在船舶制造前，在计算机中先模拟造船，建立所需要制造船舶的模型，其模型中每个零部件、有其材质、加工工艺、制造安装等属性以及每个零件在产品结构树中的位置。
