计算机辅助船舶涂装生产设计系统

计算机辅助船舶分段吊装方案设计系统李瑞;张帆;刘玉君;姜福茂;窦钧【摘要】为了提高分段吊装方案设计人员的工作效率,改善吊装方案的人工设计的现状,开发了船舶分段吊装方案设计系统.在分析分段吊装作业特点和吊装环境的基础上总结了吊装方案设计的原则和要求,对吊装对象和吊装设备建立了模型,并设计了吊装方案自动化布置算法和系统的功能结构.系统提供简单直观的可视化操作界面,针对不同结构类型的分段生成吊装布置方案的命令行代码,用户可以在Tribon 系统中查看和修改方案.通过应用实例证明,吊装方案自动化设计系统能够生成合理可靠的吊装方案,提高设计人员的工作效率.%To improve the working efficiency of designers in block lifting and to change current status of manual design,the automated design system for ship lifting draft was developed.Based on the analysis of characteristics and condition of block lifting,the principles and requirements of lifting draft were summarized.Models for lifting objects and equipment were constructed,and the automated design algorithm and the system functional structure were also put forward.With simple and intuitive visual user interface,the system provided command line codes of lifting drafts for different ers could view and modify the drafts by running the codes in Tribon system.The application proved that the reasonable and reliable lifting scheme was generated by automated design system and the efficiency of designers was also improved.【期刊名称】《计算机集成制造系统》【年(卷),期】2013(019)008【总页数】6页(P1942-1947)【关键词】船舶;分段吊装;吊装方案;自动化设计【作者】李瑞;张帆;刘玉君;姜福茂;窦钧【作者单位】大连理工大学船舶工程学院,辽宁大连 116024;工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学船舶工程学院,辽宁大连 116024;大连理工大学船舶工程学院,辽宁大连 116024;工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116024;大连船舶重工集团有限公司,辽宁大连116021;大连船舶重工集团有限公司,辽宁大连116021【正文语种】中文【中图分类】U673.20 引言在现代造船模式下，船舶分段及总段的划分趋于大型化，结构趋于复杂化，吊装的难度也随之加大，吊装方案设计的合理性与可行性直接决定了吊装工作能否安全、高效地进行。

船舶管系计算机辅助设计探究摘要：管系是船舶上的一个重要组成部分，也是船舶设计工作的一个重点部分。

船舶管系的设计，是一项非常系统而且专业性较强的工作，非常考验设计人员的功底和素养。

所以为了保证管系设计过程的科学性与合理性，计算机辅助设计是当前管系设计工作的最佳选择之一。

做好船舶管系计算机辅助设计这项工作，不仅可以保证管系设计的最终质量，而且还能够较为明显地提升设计的效率。

有鉴于此，本文简单地阐述了船舶管系的相关知识点，并对船舶管系计算机辅助设计进行了一些深入的探讨，以供参考。

关键词：船舶管系计算机辅助设计探究有别于其他设计，船舶管系设计的专业性通常比较强，需要综合考虑船舶其他方面的设计内容，需要设计人员具备较强的综合能力和大局观意识，而且还要不断加强自身的学习和改进，借以保证设计结果的合理性，以及保证船舶各项功能可以得到较为充分的发挥。

在计算机技术飞速发展的当今社会，计算机辅助设计在船舶管系设计中的应用表现出极大的优势，目前来看是其他设计无可比拟的。

总结起来，计算机辅助设计的质量较为可靠、设计效率比较高、设计成本也大大降低。

因此，有关船舶管系计算机辅助设计的话题已经成为许多业内人士日常讨论的一个热点话题。

一、船舶管系介绍船舶管系，大体上是指为专门用途而输送流体的成套设备，其包括检测仪表、辅助设备、辅助机械以及管路系统等等，以上这些的总称就是船舶管系。

通常来讲，船舶管系较为复杂，大的方面可以分为动力管路系统、船舶管路系统，其中动力管路系统又包括液压管系、蒸汽管系、压缩空气管系、冷却管系、滑油管系、燃油管系等等管系。

该类管系主要是为了保证船舶上动力设备的正常运转，为船舶的正常行驶提供动力保障。

船舶管路系统又包括疏排水、供水、消防、压载等管系，这些管系的作用也非常的重要，是为了给船员提供良好的生活环境，保证船员的人身安全和生命健康。

二、船舶管系计算机辅助设计在进行船舶管系计算机辅助设计时，为了保证设计的效率和质量，为了确保管系的功能得到正常的发挥，设计时应明确管系布置的一些基本的要求：比如保证管线路线正确，管子、附件规格、走向等等，与原理图相符；设计的路径应合理，弯头尽量的减少、路径需要最短，操作方便，并与设备、船体等没有相互之间的干涉；布置美观，管子应该横平竖直，外观保持整齐、美观，尽量避免交叉布置。

计算机辅助船舶舾装生产设计摘要：近些年来，伴随着我国海洋经济水平的高速提升，船舶在社会生产活动中得到了十分广泛的应用，而舾装生产设计对于船舶的高效使用来说起着非常重要的作用。

舾装生产工作需要应用到管理、设计以及信息化等多项工艺，其能够为造船生产提供很大的帮助。

目前，该项工作已经引起了社会各界的高度重视，大量的技术人员开始投身到相关课题项目的研究工作中，因此，本文也主要针对舾装生产设计人员的基本条件与该项工作的主要内容两大方面进行简单分析，希望能为我国造船产业的发展提供一定的帮助。

关键词：计算机；船舶；舾装生产船舶舾装主要是指在船上安装各类设备、器械等，然而近些年来，伴随着我国船舶规模的不断增大，舾装产品的类型越来越多，其结构也日益复杂，因此，这对舾装设计人员的综合素质提出了更高的要求。

传统的舾装生产模式会在很大程度上造成材料的浪费，并且阻碍了工作效率的提升。

而电子计算机的应用能够在很大程度上推动舾装生产工作的开展，其能够有效提升生产效率，确保设计工作的顺利开展，并为船舶舾装生产全面信息化的建设奠定良好的基础。

一、计算机辅助船舶舾装生产设计人员的必备条件1.1.综合素质舾装生产设计工作具有较高的系统性与复杂性，其难度相对较高，且该项工作往往需要涉及多方面的内容，因此，这要求相关的设计人员需要具有较高的综合素质水平，且工作经验丰富，态度端正，具有肯吃苦的决心。

由于舾装生产设计工作需要多项工程的共同配合，若设计人员之间没有良好的配合与团队合作，就极其容易导致设计工作受到众多因素的影响，从而对船舶的安全使用造成大量的隐患。

另外，舾装生产设计工作不仅仅只需要通过一位设计人员的努力即可完成，其需要各个部门的有效配合，因此，这要求设计人员之间需要进行必要的交流与沟通，并通过良好的合作与协调，共同完成工作。

1.2.专业知识由于舾装生产设计工作是一项专业性较强的工作，其要去相关的设计人员需要掌握基本的理论知识，还应该全面了解船舶结构、管道分布、电缆线路以及功能划分等，通过还应该了解结构分布的原因与合理性，学习各个国家的舾装设计规范与具体标准，只有这样，才能够确保设计工作的顺利开展，并配合其他部门的工作人员完成整体的设计工作。

人工智能在船舶设计中的应用随着科技的飞速发展，人工智能（AI）技术逐渐渗透到各行各业。

在船舶设计中，AI技术的应用也越来越广泛，从而让船舶的设计更加高效、精确以及安全。

本文将会详细介绍在船舶设计中人工智能的应用以及其所带来的变革。

1. AI在船舶外形设计中的应用船舶外形设计对于船舶的性能有着至关重要的作用。

在船舶外形设计中，AI技术可以通过机器学习算法对已有的海洋数据进行分析来优化设计。

例如，通过海洋环境和气候数据，AI可以提供不同方案的模拟和可行性分析，以便于设计人员选择合适的船舶外形。

除此之外，在实际的出图过程中，AI技术也可以通过图像识别技术进行船舶三维建模。

这种技术可以使用摄像机或者无人机对船舶进行扫描，再通过计算机图像处理技术进行三维建模。

与传统的手工制图方法相比，这种方法具有操作简单、易于修改等显著优势。

2. AI在船舶结构设计中的应用船舶结构设计是船舶设计的重要组成部分。

传统的船舶结构设计方法往往需要依赖大量的经验和知识。

而随着计算机技术的普及，人工智能在船舶结构设计中的应用也变得越来越普遍。

在船舶结构设计中，AI技术主要通过有限元分析来进行优化设计。

有限元分析是指将复杂的结构分成有限个小单元，再通过数学计算来模拟结构的力学行为和应力状况。

AI技术可以通过模型快速分析和优化，从而提高船舶在复杂海洋环境下的安全性和稳定性。

此外，人工智能技术还可以用于船舶结构强度评估、疲劳寿命分析、存储船舶历史数据和对比分析等方面，从而帮助设计人员预测船舶在不同工况下的结构变形和损伤情况，优化设计、减少能耗。

3. AI在船舶系统设计中的应用船舶系统设计包含了许多复杂的系统，如电气系统、船舶动力系统、通讯系统等。

这些系统在船舶设计中占据了重要的地位。

传统的设计方法需要消耗大量的人力和物力，而人工智能技术的应用可以大幅度降低这些成本。

在船舶系统设计中，AI技术可以通过数据分析和建模为设计人员提供决策依据。

我国年造船产量占世界造船总产量的份额和名次已由世界第17位跃居世界第3位，仅次于日本和韩国。

预计到2005年，中国年造船产量可迄650万吨以上，在世界造船市场的份额也将提高到15％。

但目前，我国整体造船水平大致相当于国际二十世纪80年代末、90年代初的水平，船型开发与设计满足不了开拓市场的需求。

不少技术复杂的船，包括超大型集装箱船、大型液化石油气、天然气船、豪华旅游船等尚处于开发阶段。

工欲善其事，必先利其器。

随着船舶不断向大型化、复杂化方向发展，利用先进的计算机技术，提高设计水平，缩短设计周期，设计出经济、高附加值的船舶已相当普及。

目前，国际上常用的船舶设计软件有如下几种：TribonTribon系统是由瑞典KCS(Kockums Computer System AB)公司设计开发的一套用于辅助船舶设计与建造计算机软件集成系统。

Tribon集CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)与MIS (信息集成)于一体，并覆盖了船体、管子、电缆、舱室、涂装等各个专业的一个专家系统。

总体上Tribon系统可分为船体设计、舾装设计、系统管理及维护三大部分。

该软件是一个出色的集成系统，也是一个庞大的系统(系统程序约500 MB)，它具有许多其他系统所不具备的优点。

Tribon推出的新版本较过去添加了很多新的功能，如在设备选择、合同设计等方面的功能。

我国使用该设计软件系统的公司有：广船国际股份有限公司、江南造船（集团）有限公司等。

对我国的用户来说，该软件存在的缺点有：数据开放性不够，数据库系统自成一套与常用的数据库缺少接口等。

NAPANAPA公司首次在船舶设计软件中采用3D技术，并在船舶初步设计和基本设计阶段提出了3D NAPA船舶模型的概念，这一概念己得到广泛认同。

利用NAPA Steel设计师们可以在较短时间内迅速完成结构初步设计和重量、成本计算，生成可供送审的技术文件和图样，并根据需要生成结构有限元计算所需的网格模型。

Tribon船体生产设计应用2006-9-29网友评论1条点击进入论坛Tribon系统是一套计算机辅助设计、生产及信自、集成软件系统，可用多种方法建立三维船舶数字模型。

应用统一的船舶数字模型，在船舶设计的各个阶段能够实现各专业之间的信息共享，从而可以通过网络实现并行设计，降低专业间的协调成本，减少设计和制造中的修改工作量，提高设计质量，缩短设计周期。

Tribon系统建模船体建模的目的是建立船体的信息模型，应用Tribon系统的以下模块进行船体生产设计:船体标准初始化模块(Initiate Hull Standards);平面建模模块(Planar Hull Modeling);曲面建模模块(Curved Hull Modeling);装配计划模块(Assembly Planning);焊接计划模块(Weld Planning);生产信息界面(Hull Production Interface);套料模块(Plate Nesting).各模块功能如下:船体标准初始化模块通过该模块对其它船体模块正常运行所需参数及文件进行配置，建立起船体生产设计所需的Tribon系统船体标准。

系统初始化工作是Tribon船体系统应用中很重要的一个环节，主要包括以下内容:船型参数设置。

输人船型参照、结构参照、分段名、分段划分、定义肋位号和纵骨等信息;型材规格、端切形式和连接形式以及面板参数设置;贯穿孔和补板参数设置;坡口形式参数设置;肘板类型规格参数设置;材质参数设备;零件编码参数设置;套料参数设置。

平面建模模块利用该模块输人结构数据，进行船体内部平面板架结构的建模工作，除定义结构信息，还可加放相应的工艺信息，白动进行零件编号等，建模完成后出分段结构图。

平面建模与曲面建模是同时进行、交叉作业的，平面建模的比重较大。

因为平面建模要参照曲面建模的结果，通常曲面建模要先于平面建模。

曲面建模模块利用该模块进行曲面构件的结构建模工作，主要是外板板缝线生成，外板型材生成和曲面(通常指外板)板架的生成。

武汉理工自考本科复习资料计算机辅助船舶制造邹劲主编哈尔滨工程大学出版社 2003年版◆知识点总结第一章：序言（CAM 概述）1. CAD ——Computer Aided Design System 以计算机为辅助手段完成整个产品的设计过程CAM ——Computer Aided Manufacturing System 通过计算机与生产设备直接或间接的联系，进行规划、设计、管理和控制产品的生产制造过程。

2. CAD/CAM系统集成方案◆通过专用数据接口实现集成◆利用标准格式接口文件实现集成◆基于统一的产品模型和数据库的集成◆基于产品数据管理（PDM ）的系统集成3. 第一代CAM 系统编程的目标对象为；第二代CAM 系统以CAD 模型为编程的目标对象；新一代CAM 系统是面向模型、面向工艺特征的系统。

4. 新一代CAM 系统的界面形式将大多采用5. 高速加工需采用6. 提高CAM/CAD系统化程度主要取决于其7. 是指从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动，包括CAPP 、NC 编程、工时定额的计算、生产计划的制订、资源需求计算的制订等。

8. 除了指产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动，包括CAPP 、NC 编程，工时定额的计算，生产计划的制定，资源需求计划的制定外，还包括制造活动中与物流有关的所有过程（加工，装配，检验，存储，输送）的监视，控制和管理。

9. CAM 系统由硬件平台、网络环境、和软件系统三方面构成。

第二章：虚拟现实技术10. 虚拟现实技术进行船舶设计的优势？在舰船设计领域，虚拟设计可涵盖建筑、维护、设备使用、客户需求等传统设计方法无法实现的领域，真正做到产品的全寿期服务。

舰船虚拟设计以虚拟现实技术为设计对象的操作媒体，大的方面，可以实现整个船舶的贯穿设计，虚拟船厂模拟；小的方面，可以完成构件有效性能的有效性测试，实体间的干涉检查，船舶空间的人流路径设计。

此外，由于舰船虚拟设计始终以制造为目标，因此在舰船虚拟设计系统中可以单独讨论（设备）的可制造性；而且由于舰船虚拟设计以船舶生命周期为最后目标，在舰船虚拟设计系统中也可以讨论船舶构件（设备）的可维护性。

MAXSURF 11软件在计算机辅助船舶设计与建造领域的应用MAXSURF v11软件是由澳大利亚Formation Design Systems公司为船舶设计和建造者开发的、适用于各种船舶设计、分析和建造的一套非常完整的计算机辅助船舶设计和建造软件。

MAXSURF软件目前在全球已拥有广泛分布在澳大利亚、中国、日本、德国、荷兰、新加坡、美国等国家的1000多位船舶设计和建造用户，在各种船舶设计和建造领域都得到了非常普遍的应用。

在船舶设计方面可以说是最强的一款.与其它诸如TRIBON、FORAN、CADDS5等大型计算机辅助船舶设计和建造系统平台相比，MAXSURF 软件由于其各个子模块均共享一个集成数据库，统一的Windows风格界面简单易学，采用统一的工业标准，可方便地与Microsoft office 、Microstation 、AutoCAD等进行数据与文件的转换，所以其性能/价格比相当高，生命力很强。

澳大利亚之所以能够在世界高性能新船型的研究、设计和建造领域长期独树一帜、保持领先地位就充分证明了这一点。

MAXSURF 11.0软件系统包括以下几个模块：1、MAXSURF模块（动态三维船体模型生成模块）MAXSURF模块是MAXSURF软件包的核心部分。

MAXSURF模块包括一整套用一个或多个真正的三维NURBS曲面（而非二维NURBS曲线），进行三维船体建模的工具，可使船舶设计师快速、精确地设计并优化出各种船舶的主船体、上层建筑和附体型线。

MAXSURF采用实时交互式控制方法，备有多种方法可对船体曲面和线型进行修改。

设计者可在多窗口图形显示界面环境下，用鼠标拖放控制点进行数值修改，或从数据输入框直接输入数值进行修改，也可以通过一系列的自动光顺命令进行控制。

设计者可根据具体设计船型以及实际生产情况，确定建立模型所使用NURBS曲面的数量、特性以及相互间的组织关系等。

MAXSURF独特的曲面修整功能使设计者建立复杂的曲面边缘变得格外的简便。