探究船舶電氣智能設計數字化信息模型

翟鳴暉，吳小燕

（上海斯達瑞船舶海洋工程服務有限公司，江蘇　南通　226000）

探究船舶電氣智能設計數字化信息模型

翟鳴暉，吳小燕

（上海斯達瑞船舶海洋工程服務有限公司，江蘇南通226000）

【摘要】隨著電子信息產品的普及，以計算機來對相關設計進行輔助已經漸漸形成規模，盡管目前各行業在以計算機進行設計的系統建立上還存在一定的漏缺，但整體效果確實良好的。以計算機輔助設計能夠為企業建立起豐富的數據庫資源，并且能夠以專業化的設計理念再結合設計者的想法來形成創新設計，能夠有效提高產品的設計質量和創新能力。本文將就此簡單對船舶電氣智能設計數字化信息模型進行簡要地探討。

【關鍵詞】船舶電氣；智能設計；數字化信息模型

以計算機輔助船舶設計在經歷了一段時間的發展完善之后開始由二維設計轉變成了三維設計，盡管許多船舶制造公司都建立起了相應的計算機輔助設計體系和制造軟件平臺（CAD/CAM），并在個別版塊已經初步實現了智能化設計，但制造軟件平臺在現目前仍然未能形成跨階段的集成化設計環境，在船舶設計的產品模型上未能實現完整統一，制造軟件平臺不能提供完整的基礎數據，船舶設計的專業化還有待完善，這就給船舶企業設計帶來了較大的影響，影響著設計的創新以及質量[1]。

1　業務流程設計

業務流程的設計能夠在很大程度上縮短設計的周期、提高設計的質量、給設計帶來更多的靈感與創新，在對船舶電氣智能設計數字化信息模型建立時，為了便于系統能夠準確地在數據庫中找到合適的資源進行匹配和實現快速的數據傳遞，業務流程設計就應該中和了以下兩個方面。

1.1任務：以在設計過程中的某一特定階段生成新的結構來實現完善信息模型和優化設計、數據庫的過程，這個新的成果要基于之前完成的任務所存儲的信息模型，是設計信息的集合[2]。

1.2資源：信息數據庫的海量貯備，能夠匹配船舶設計的專業需求和任務需求，以及設計規范對于任務中相關參數的限制，這些利用資源包括專家咨詢、設備信息、相關設計資料、母型船資料等等。

船舶船機一體化的設計運用三維作圖和建模來實現的功能是十分龐大的，以TRIBON系統推薦的設計業務流程來講，其對于船舶電氣設計上存在的一些問題提供了一套完善的解決方案，即實現了各個設計環節中數據的高度共享，這就在一定程度上擴大了基礎數據庫的信息資源數據，有利于每個環節在數據庫中匹配到適合的信息，也方便了下一個環節來充分使用上個環節的信息數據，具有經驗延伸的作用[3]。在TRIBON系統設計中，要真正將系統的有效性發揮到實處，系統就應該進行自動布線，其需要滿足的要求有以下幾點：

1）以完整的Cable Way電纜通道網絡圖來作為設繪的基礎。在系統設計中，Cable Way這個網絡圖是要實現電纜在其身上敷設的，純粹的設繪圖線并不難，但要實現通道間的連接，就要在通道間設計連接點，以方便電纜敷設的通路[4]。單組的電纜敷設相對簡單，但當這個數量擴大到一千倍以后，設繪上千條Cable Way通道就顯得很有難度了，因此要實現系統的自動布線，就必須設繪出完整的Cable Way電纜通道網絡圖。

2）連接點的設計。連接點作為電纜敷設的通路輻射點，在其設計上的要求是較高的，要求每個Cable Way電纜通道分支上都要有連接點，以方便通路連接。

3）保障每個最短通道的走向，并保證每個通道的暢通無阻。

4）電纜連接的設備應當布置在安裝區域內，電纜連接的貫通應當布置在電纜通道之上。

2　信息數據建模

在進行電氣設備及電氣舾裝件的建模和布置時要根據所設計船只在同類型船舶中噸位的大小來充分考慮到空間上的限制，采用三維空間建模和可視化布置，能夠方便有效地對船舶設計模型的尺寸以及位置進行調整，以此大大節省了設計的時間，提高了涉及人員的工作效率，并且在設計中能夠通過信息數據庫的建立與匹配獲得同類型其它噸位船舶的生產設計經驗。

2.1信息模型

2.1.1信息集成

船舶工作流程的設計理論要求信息模型的建立需要對流程、任務和數據控制相關信息進行集成設計，因此首先要建立一個能夠在一個任務結束后來實現控制程序并且能發送設計數據給相關任務的管理信息模型，并能夠實現對能否滿足啟動條件的判斷。

2.1.2設備信息的集成

由于各階段的設計模型在整個船舶電氣設計中來看是不完全相同的，這些設備信息包括了對系統的分化和描述、設備屬性等內容，因此在設備信息模型設計中可以按照國內設計的經驗來進行系統的分化和描述，即將模型設計分為：初步設計模型、詳細設計模型、生產設計模型、運營維護模型、退役拆解模型等，并且在這些模型之上在每個設計環節中適當設置若干個緩存模型來實現設計的循環和回溯。

2.1.3信息數據庫構建

針對于將信息集成與設備信息集成理論在實踐中的運用經驗，設計人員會發現有些數據過于冗余的問題，設計操作顯得十分不方便，因此在數據庫的建立上就要做到有效的確保，以通過數據庫優化和調整軟件來提高設計的效率（基于公式的基礎上），根據現目前電氣智能設計數字化信息模型的構建與研究，可以對技術設計的數據進行一些改進[5]。

1）按船舶設計型號進行分類。數據庫構建時按照船舶設計的型號進行分類，以此構建出一個包含了出廠數據部件表，并由此延伸出來建立的設備表，能夠有效實現開放性船舶設備數據庫的現實意義。

2）以構建部件表和設備表的理論與方法來對電纜進行分類，要把電纜的規格、型號、類型等從電纜表中分離開來，分別構建獨立的表。

3）增加符號表并歸類。這是為了進一步簡化人機設計的人控制界面，使得設計軟件界面更為人性化、簡潔、方便使用，因此將相似形狀的部件符號進行歸類，統一錄入數據庫新增的符號表之中。

4）設立一些其他文檔表來方便設計和管理，如《電氣說明書》、《施工工藝》等等。

【參考文獻】

[1]李銘志、柳存根、蔣宏如、趙永生、馬寧，船舶電氣智能設計數字化信息模型研究[J]，中國造船，2011（01）.

[2]徐燕，船舶電氣系統組成及故障判斷處理研究分析[J]，科技信息，2011（02）.

[3]王剛，船舶電站系統建模與人機界面設計[J]，大連海事大學，2009.

[4]李東貴，船舶動力系統機艙舵機系統動態仿真研究[J]，哈爾濱工程大學,2010.

[5]陳志磊，船舶應急電力系統建模與仿真研究[J]，大連海事大學，2011.