船舶電氣智能設計系統關鍵技術研究及實現

摘要：船舶電氣設計作為一個專業性強，知識密集的領域，需要創造力與經驗相結合才能推出優秀的產品。隨著人們對船舶要求的提高，現代船舶電氣系統也越來越復雜，設計精度要求越來越高，因此人們必須要通過引進高科技來輔助完成船舶的電氣設計。本文主要是通過建立計算機能夠識別和處理的船舶電氣信息模型，實現船舶電氣系統設計的智能化。首先整體上分析了船舶電氣智能系統，然后對設計的主要對象進行了分析，最后對采用的關鍵技術進行了主要闡述。

關鍵詞：船舶電氣智能 系統設計 關鍵技術分析

由于技術等方面的制約，我國目前大多數船舶設計軟件在電氣設計方面僅具備繪圖功能。而船舶的電氣系統設計是一個需要多專業協作的復雜過程，涉及到大量的設計方案的確定、分析模型的建立、各種設備的評價選優等工作，若靠人工的操作不僅消耗大量的時間而且工作精度不高，嚴重影響設計的效率和質量，本文主要是介紹了船舶信息數字化、功能模塊參數化等關鍵技術在船舶電氣系統智能化設計中的應用。

一、船舶電氣系統設計

船舶的電氣系統是一個復雜的系統，各個電氣系統規律性不統一，而且現在的新的電氣控制系統更新換代速度快，所以在設計中要考慮到系統能實現常規計算機輔助設計功能以及資料管理，具有計算生成、自動校驗、數據交換等智能化功能的基礎。綜合上述要求，船舶電氣系統設計主要是通過調用第三方繪圖軟件和Windows 應用程序的技術方案來實現系統需求，主體框架分操作界面、主程序、參數繪圖模塊、數據庫、資料庫五個部分。

（1）操作界面：主要有項目管理、圖紙管理、計算書生成、材料報表生成、電氣繪圖、標準圖框生成、標準符號生成、三維模型生成、數據交換以及幫助十個

主界面。對于功能和需求比較復雜的主界面，為了進一步的實現系統的功能需求，配有子界面，例如電氣繪圖主界面配有頁面管理、設計布置、參數繪圖、對象編輯四個子界面。

（2）主程序：指為了實現操作界面的相關操作，主要是為了實現項目、圖紙管理，計算書、材料報表生成，電氣繪圖，輔助設計模塊的相關程序以及接口程序。

（3）數據庫：數據庫是整個系統的核心部分，主要保存著零件及設備的參數、項目信息等，主要分為管理數據庫和項目數據庫管理。而且在系統中，每個項目都有自己的項目數據庫，用于存儲其所有電氣系統、電氣設備以及資料信息.

（4）資料庫：保存所有船舶電氣設計過程中涉及產生的圖紙和文檔資料.

（5）參數繪圖模塊：目前的船舶電氣系統中，主要包括電力一次系統圖、廣播系統圖、照明系統圖以及照明布置圖四個部分。

二、船舶電氣智能設計對象分析

為了更好的實現電氣設計的智能化，本文對設計過程中涉及的對象進行了簡單的分析。設計對象主要分為船體背景、電氣器材和設計管理信息三大類。

1、船體背景

在船舶的電氣化設計，船體背景是一個必須要考慮的重要因素，主要是指甲板的環境變量和設備所在的區域屬性。即在電氣系統圖設計時，需要在圖紙上按照設備所處甲板對設備進行劃分，確定每個設被的準確位置；再對設備進行布置時，需要考慮設備所處區域的環境變量。

2、電氣器材

這里的電氣器材主要是指電纜和電氣裝備。在電氣系統的設計需要對電氣器材的屬性有具體的了解。對于電纜的屬性主要是型號、規格以及和前后設備的拓撲關系。而電氣裝備的屬性則想多比較具體，主要有二維符號、三維模型、名稱、代碼、額定功率、功率因數等。

3、設計管理信息

主要是在設計過程中，為了方便管理，將設計管理分作船舶項目、系統、子系統和功能模塊四級，并建立結構樹，進行相關的屬性信息管理。

三、船舶電氣智能設計系統關鍵技術分析

船舶電氣智能設計系統中，運用到的高新技術眾多，本文主要是介紹了船舶信息數字化、功能模塊參數化兩種關鍵技術。

1、信息數字化技術

信息數字化技術在船舶電氣智能設計系統中，主要將設計中設計到的對象進行相關的數字化信息處理，即根據相關定義原則，將約束條件和屬性采用相關的數字代替具體的信息，然后對上述船舶電氣設計中需要設計的對象采用相關的數字描述，建立船舶電氣數字化模型。數字化過程中主要采用面向對象方法學，將船舶看作由各種“對象”組成的整體，然后根據相關的約束條件對各對象的歸類、設計以及定義屬性、方法以及響應的事件，使其能滿足計算機的識別和處理功能。

2、參數化方法

在船舶電氣設計中，比較常用的方法就是查詢修改母型船。但是該方法在查找過程中需要進行大量的信息處理，本文針對該特點采用了參數化方法。參數化方法主要是對電氣系統圖紙采用參數進行量化和識別和相關功能模塊的描述。主要進行參數化的因素有船舶類型、裝載（工作能力）、航區、自動化標志、電力推進、主機、主電源和大型機械設備等。參數化模塊主要是指描述描述系統功能的特征項，包括圖面需要表達、繪圖需要的各方面。

本文以船舶電氣智能設計系統中數字化、參數化設計方法為基礎，介紹了AutoCAD中的ActiveX技術及XData技術，詳細探討了使用該技術對船舶電氣AutoCAD圖紙（.dwg）的識別與再設計方法，并給出使用VB語言實現船舶電氣再設計功能的關鍵源代碼.該技術在船舶電氣智能設計系統中的應用解決了AutoCAD圖形與數據庫關聯的問題及其圖形對象難以被計算機識別的問題。該技術的應用能夠大大縮減母型船轉化的速度，提高設計效率，縮短設計周期。同時，該技術對基于AutoCAD平臺設計的其它專業也有參考價值。

總而言之，隨著我國科技的日新月異，計算機技術的快速發展，我國的船舶電氣智能化設計將會有很大的進步，步入真正的智能化階段，將大大的縮短設計成本以及設計周期。

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