AM在船舶上建鐵舾設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及改進(jìn)

楊艷

摘要：本文主要介紹了我司采用最先進(jìn)的船舶設(shè)計(jì)軟件AM系統(tǒng)在船舶上建舾裝上的應(yīng)用及改進(jìn)，在設(shè)計(jì)建模過(guò)程中遇到一些難題，通過(guò)分析和二次開(kāi)發(fā)的運(yùn)用，做出一些相應(yīng)的改進(jìn)措施，得到預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞：AM; 上建；舾裝設(shè)計(jì)；應(yīng)用；二次開(kāi)發(fā)；改進(jìn)

Abstract: This paper briefly introduces the application and improvement of AVEVA Marine in outfitting design for ships superstructure. We came across some difficulties in our model design. By analyzing and secondary development, we have made some improvements of the AVEVA Marine.

Key words: AM; Superstructure;Outfitting design; Application;Secondary development;Improvement

迄今我公司技術(shù)中心運(yùn)用AVEVA Marin（簡(jiǎn)稱AM系統(tǒng)）獨(dú)立設(shè)計(jì)了82 000 DWT巴拿馬型散貨船和南油32萬(wàn)DWT超大型VLCC。通過(guò)兩型實(shí)船應(yīng)用與改進(jìn)，AM系統(tǒng)基本上滿足了船舶設(shè)計(jì)需求。

我居裝設(shè)計(jì)室用到的舾裝模塊有：Outfitting Design（建模模塊）和Hull Drafting（出圖模塊）。其中，Outfitting Design又細(xì)化為Structure、Equipment、Room Design。鐵舾用Structure、Equipment來(lái)建模，木舾用Room Design建模。本文主要對(duì)鐵舾部分的應(yīng)用及改進(jìn)作詳細(xì)介紹。

1建模

三維建模設(shè)計(jì)，不僅可以干涉檢查模型之間的碰撞，實(shí)現(xiàn)電腦造船，將問(wèn)題暴露在生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，從而減少現(xiàn)場(chǎng)修改的工作量。而且，可以讓船東到“船上”參觀一番，是否滿足其在空間上的布置要求一目了然。

1.1建模功能

在Equipment中，可以直接生成長(zhǎng)方體、正方體、球冠、圓柱、圓臺(tái)、球冠等，也可以通過(guò)拉伸或旋轉(zhuǎn)做一些復(fù)雜一些的幾何體，運(yùn)用這些形體堆積成設(shè)備模型。如圖1所示。這種方法優(yōu)點(diǎn)是方便移動(dòng)位置，不足是系統(tǒng)無(wú)法提取重量。而Structure的建模是直接調(diào)用型材或創(chuàng)建板材堆積成鐵舾件，在做平臺(tái)、座架之類的鐵舾件很有優(yōu)勢(shì)。通過(guò)賦予型材與板材材質(zhì)，系統(tǒng)可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出重量。

1.2確定類型

當(dāng)設(shè)計(jì)人員拿到資料開(kāi)始建模之前，一定要清楚它的物資類型。如果是外協(xié)，必須用Structure建模。外購(gòu)或設(shè)備用Equipment或Structure任意一種均可。外協(xié)的鐵舾件日后需要出制作圖，只有做成Structure才能提取到零件信息。

1.3參數(shù)建模

AM系統(tǒng)結(jié)合了行業(yè)通用的Tribon及其PDMS應(yīng)用軟件的優(yōu)勢(shì)，擁有強(qiáng)大的三維造型功能，作為一款參數(shù)化圖形3D船舶設(shè)計(jì)軟件，具有真正數(shù)據(jù)相關(guān)性。任何參數(shù)的修改，都會(huì)自動(dòng)反映到整個(gè)設(shè)備模型。

用Equipment建好模型之后，轉(zhuǎn)入Template模塊，通過(guò)定義各個(gè)基本幾何體之間的位置關(guān)系，用一個(gè)數(shù)學(xué)公式表示變量。這樣就會(huì)定義出一個(gè)模板，實(shí)現(xiàn)參數(shù)控制模型形狀大小。例如，如圖2中所示的修改空調(diào)器的長(zhǎng)寬等參數(shù)，就會(huì)變成一個(gè)新模型。

這種做法僅限于Equipment,而Structure不能轉(zhuǎn)化成模板。根據(jù)我們的需求，很多標(biāo)準(zhǔn)鐵舾件也需要實(shí)現(xiàn)參數(shù)建模。通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，我們運(yùn)用PML語(yǔ)言自行開(kāi)發(fā)程序，達(dá)到類似目的。如圖3所示，自行開(kāi)發(fā)的界面簡(jiǎn)潔，感念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想和習(xí)慣，這種建模方式極大提高了工作效率。模型見(jiàn)圖4。

圖4百葉窗模型

2出圖

在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，我專業(yè)室主要出兩種圖紙：制作圖和鐵舾安裝圖。二者均在Hull Drafting中完成。同樣，根據(jù)設(shè)計(jì)需求，我們編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)了零件表的自動(dòng)繪制。并且，在圖面上可以自動(dòng)標(biāo)注零件號(hào)，這樣，既縮短了設(shè)計(jì)周期，又減輕了設(shè)計(jì)人員的工作量。

比如：要出一份空調(diào)器座架制作圖，首先，將座架調(diào)入圖面，剖切好相應(yīng)視圖，點(diǎn)擊二次開(kāi)發(fā)的界面，提取物量，然后便可自動(dòng)繪制到指定頁(yè)面的相應(yīng)位置。通過(guò)手工標(biāo)注必要尺寸，最終生成一份制作圖,如圖5、圖6所示。

3目前存在的問(wèn)題

1）Equipment不能統(tǒng)計(jì)重量

系統(tǒng)本身沒(méi)有在Equipment這一層級(jí)設(shè)置Matref（材質(zhì)）屬性，沒(méi)有提供算法統(tǒng)計(jì)Equipment下所有幾何體的體積。缺少這兩個(gè)元素，影響重量信息的提取。

2）設(shè)備顏色的渲染不夠豐富

AM系統(tǒng)顏色庫(kù)非常有限，不能做到賦予設(shè)備相同的顏色。

圖6空調(diào)器座架制作圖及零件表

3）出圖線性有待改進(jìn)

用AM出的圖紙，沒(méi)有CAD出的漂亮。首先，線寬種類不夠多，兩種線寬跨度太大，結(jié)果線條不是太粗就是太細(xì)。其次，圖面上，重疊的線條太多，這可能與模型是3D有關(guān)系，導(dǎo)致打印出的圖紙線條太黑，圖不太美觀。

4改進(jìn)措施

1）針對(duì)系統(tǒng)無(wú)法自動(dòng)統(tǒng)計(jì)Equipment重量，我們利用AM系統(tǒng)的Lexicon模塊中，在EQUI這一層級(jí)，增加一個(gè)UDA（用戶自定義）元素。主辦人員在設(shè)備訂貨時(shí)，咨詢?cè)O(shè)備廠家，獲得重量數(shù)據(jù)，這樣設(shè)計(jì)人員就可以在Outfitting模塊中，在EQUI層級(jí)下查詢屬性信息，手工錄入修改重量自定義屬性值。這樣，提取物量信息時(shí)，我們就直接抓這個(gè)重量值，取代自動(dòng)計(jì)算重量這一步驟。這種做法的缺點(diǎn)在于每種設(shè)備都必須向廠家咨詢重量值，如果這種設(shè)備不是標(biāo)準(zhǔn)或廠標(biāo)，就得根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值大致估算重量了。優(yōu)點(diǎn)不言而喻，在自動(dòng)錄入托盤的數(shù)據(jù)，和安裝圖兩件表的數(shù)據(jù)都可以自動(dòng)獲得，并且得到了統(tǒng)一。

2）在生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，船東經(jīng)常喜歡觀看一下3D模型。關(guān)于設(shè)備的色卡選擇上，船東希望能看到一些效果圖。然而，AM系統(tǒng)在色彩渲染上卻不夠豐富，不能做到賦予設(shè)備實(shí)際相同的顏色。針對(duì)這一問(wèn)題，我們采用Review軟件來(lái)渲染Outfitting中的3D模型,如圖7所示。

圖7Review渲染效果圖

出圖線性改進(jìn)的問(wèn)題，上海AM公司已經(jīng)提交開(kāi)發(fā)部，希望問(wèn)題可以盡快得到解決。目前，我們采取的措施是：利用線條的顏色，控制打印圖紙的質(zhì)量效果。將圖面重要的設(shè)備線條設(shè)置成矢量黑色，將背景設(shè)置成灰色，這樣，圖紙效果實(shí)現(xiàn)了層次分明。

5結(jié)束語(yǔ)

本文主要介紹了我專業(yè)室運(yùn)用AM系統(tǒng)在鐵舾部分建模、出圖的應(yīng)用及二次開(kāi)發(fā)改進(jìn)情況，以方便剛使用AM軟件的公司或企業(yè)能起到借鑒的作用。作為一個(gè)大型的船舶設(shè)計(jì)軟件，從開(kāi)發(fā)到應(yīng)用再到運(yùn)用成熟都需要一個(gè)過(guò)程，需要在不斷實(shí)踐過(guò)程中完善，要實(shí)現(xiàn)各模塊的高效運(yùn)作，還離不開(kāi)我們?cè)诠ぷ鬟\(yùn)用過(guò)程中提出寶貴的改進(jìn)意見(jiàn)，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)解決這些問(wèn)題，使其在船舶設(shè)計(jì)中更加準(zhǔn)確、高效和快捷。在此特感謝AVEVA公司售后服務(wù)工程師在我們應(yīng)用和改進(jìn)過(guò)程中給予的幫助。