船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)供圖管理軟件開發(fā)

楊 春，劉 杰，楊令康

(1.泰州口岸船舶有限公司，江蘇泰州225321;2.武漢理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，武漢430063)

船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)供圖管理軟件開發(fā)

楊 春1，劉 杰2，楊令康1

(1.泰州口岸船舶有限公司，江蘇泰州225321;2.武漢理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，武漢430063)

針對(duì)船舶建造過程中缺乏形象直觀的設(shè)計(jì)供圖軟件,采用word等軟件編輯時(shí)需用手工計(jì)算修改多個(gè)日期值的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)自定義擴(kuò)展屬性的日期節(jié)點(diǎn)及連接線組件,構(gòu)造并實(shí)現(xiàn)圖形對(duì)象拾取算法、關(guān)聯(lián)對(duì)象聯(lián)動(dòng)排版布局算法及對(duì)象干涉檢測(cè)算法等,以vb.net語(yǔ)言為開發(fā)工具,構(gòu)建船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中的大節(jié)點(diǎn)排程及圖紙文檔進(jìn)度的可視化管理軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)日期節(jié)點(diǎn)排程聯(lián)動(dòng)計(jì)算等功能。采用FTP文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)提高了設(shè)計(jì)圖紙文檔的存儲(chǔ)效率,并采用在中間層加/解密的處理方法,既保證了圖紙文檔的信息安全,又減少了對(duì)訪問文檔對(duì)象效率的影響。

船舶;生產(chǎn)設(shè)計(jì);供圖管理;軟件開發(fā)

進(jìn)入21世紀(jì)以來,信息技術(shù)已成為現(xiàn)代造船技術(shù)的核心,造船企業(yè)的信息化和數(shù)字化進(jìn)程已成為造船業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素和有效手段之一［1-3］。船舶建造的源頭是設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)供圖排程需要綜合考慮人員、進(jìn)度要求等多方面因素。排程中的節(jié)點(diǎn)安排是否合理,如何從歷史數(shù)據(jù)中提煉經(jīng)驗(yàn)知識(shí)以改進(jìn)后續(xù)船的排程計(jì)劃,對(duì)于造船企業(yè)非常重要,將直接影響到船舶能否按期完工。在日韓等先進(jìn)的造船國(guó)家,數(shù)字化造船起步較早,已形成比較成熟的軟件或產(chǎn)品,包括設(shè)計(jì)系統(tǒng)、生產(chǎn)過程管理系統(tǒng)等［4-6］。而國(guó)內(nèi)船舶制造企業(yè)的管理大多比較粗放,很多關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的排程和控制主要依靠人工完成,效率較低,沒有進(jìn)度管理的流程及相應(yīng)的軟件作支撐,針對(duì)這些問題,開發(fā)船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)供圖管理軟件。

1 需求分析

1.1 目前做法

供圖排程定義:針對(duì)船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程,通過設(shè)置關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制和管理;對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn),制定圖紙發(fā)布計(jì)劃,包括施工區(qū)域、圖紙名稱等,圖紙由詳細(xì)設(shè)計(jì)人員提供給生產(chǎn)和工藝設(shè)計(jì)人員,后者再生成施工圖并下發(fā)到現(xiàn)場(chǎng),保證船舶建造每個(gè)階段的任務(wù)順利按期完成。目前大多船舶企業(yè)制定船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)供圖排程時(shí),主要使用Word或Excel等現(xiàn)有的Office軟件。圖1所示為用Word軟件設(shè)計(jì)供圖排程信息的實(shí)例。

圖1 運(yùn)用Word軟件設(shè)計(jì)供圖排程

使用這種方法,主要存在以下問題。

1)計(jì)劃排程節(jié)點(diǎn)時(shí)間需要手工計(jì)算,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)時(shí)間段內(nèi)包含春節(jié)等關(guān)鍵節(jié)假日的提醒。

2)信息以文件方式發(fā)布,文件內(nèi)容修改調(diào)整后需要重新發(fā)布,無法及時(shí)提醒相關(guān)人員。

3)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之間的輔助信息不能描述,比如連接線上需要按時(shí)提交的圖紙文檔的信息。

4)無法根據(jù)船型模板自動(dòng)進(jìn)行排程,必須手工設(shè)定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的具體日期。

5)計(jì)劃的實(shí)際執(zhí)行信息與計(jì)劃排程信息難以集成,不利于進(jìn)度管理。

1.2 軟件需求分析

為了克服當(dāng)前方法存在的問題,根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際需求,并在調(diào)研分析基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件需求分析,見表1。

表1 船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)供圖管理軟件需求分析

2 軟件總體設(shè)計(jì)方案

軟件的架構(gòu)采用多層C/S結(jié)構(gòu),在企業(yè)局域網(wǎng)內(nèi)都能使用。為了改善數(shù)據(jù)庫(kù)的性能,所有文檔、圖紙資料等文件,都采用FTP方式進(jìn)行存儲(chǔ);為了提高文件的安全性,采用附件加密存儲(chǔ)的方式。文件附件通過通用的中間層進(jìn)行上傳/下載時(shí),進(jìn)行統(tǒng)一的透明加密/解密處理,軟件關(guān)閉后自動(dòng)刪除客戶端文件。軟件的體系結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 軟件體系結(jié)構(gòu)示意

在確立了軟件架構(gòu)之后,采取自上而下的設(shè)計(jì)思路。最后在服務(wù)器上安裝和部署FTP軟件,并對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試和升級(jí)維護(hù)。軟件的功能模塊見圖3。

3 關(guān)鍵技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn)

3.1 自定義組件

要實(shí)現(xiàn)可視化、拖拽方式排版布局,必須非常方便地實(shí)現(xiàn)圖形對(duì)象的拾取及干涉檢測(cè)的工作［7-11］,以往多直接從直線等圖形對(duì)象層面進(jìn)行控制,算法的效率不高,而且圖元對(duì)象過多,刷新窗體的閃爍現(xiàn)實(shí)不好解決。故采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法,定義了新的日期節(jié)點(diǎn)組件和連接線組件,以解決圖形對(duì)象拾取及排版布局的效率。日期節(jié)點(diǎn)組件的屬性和相關(guān)說明見表2。

圖3 軟件功能模塊

表2 日期節(jié)點(diǎn)組件屬性

連接線包括節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的連接線、時(shí)間點(diǎn)備注與節(jié)點(diǎn)之間的連接線、時(shí)間段備注與節(jié)點(diǎn)之間的連接線3種類型,其屬性和相關(guān)說明見表3。此外,節(jié)點(diǎn)需要有框選和移動(dòng)兩個(gè)擴(kuò)展方法,其主要功能見表4。

3.2 日期節(jié)點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)計(jì)算

排程由一系列的日期節(jié)點(diǎn)組成,相鄰2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間有一個(gè)時(shí)間差,即完成節(jié)點(diǎn)任務(wù)預(yù)計(jì)需要的時(shí)間,實(shí)際當(dāng)中以“d”為單位。以前的方法是首先給定交船的時(shí)間,再根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需要的時(shí)間逐步推算到船舶開工的時(shí)間,同時(shí)要考慮每個(gè)月的天數(shù)不同;此外,如果修改了某節(jié)點(diǎn)的日期或計(jì)劃完成所需的天數(shù),將重新計(jì)算后續(xù)所有節(jié)點(diǎn)的日期。如果日期節(jié)點(diǎn)較多或修改比較頻繁,將花費(fèi)大量的時(shí)間,并且容易出錯(cuò)。因此,設(shè)計(jì)日期節(jié)點(diǎn)聯(lián)動(dòng)計(jì)算功能,不再需要人工計(jì)算,實(shí)現(xiàn)流程見圖4。

表3 連接線屬性

表4 日期節(jié)點(diǎn)組件擴(kuò)展方法功能說明

圖4 日期節(jié)點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法

3.3 自定義布局——節(jié)點(diǎn)與連接線的聯(lián)控

創(chuàng)建新的節(jié)點(diǎn)時(shí),其位置默認(rèn)固定不變,包括節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)和相鄰節(jié)點(diǎn)之間的間距。如果添加的備注信息長(zhǎng)度超過了節(jié)點(diǎn)之間的間距,節(jié)點(diǎn)將會(huì)被遮蓋,影響操作。為此,設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)和連接線的聯(lián)控功能,使用戶可以在窗體上任意拖動(dòng)節(jié)點(diǎn)并重繪連接線,實(shí)現(xiàn)自定義布局。方法如下。

1)拖動(dòng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),根據(jù)前一個(gè)節(jié)點(diǎn)(表5中簡(jiǎn)稱為A)與后一個(gè)節(jié)點(diǎn)(表5中簡(jiǎn)稱為B)在水平方向和垂直方向上的相對(duì)位置來確定新的連接線,同時(shí)刪除舊的連接線。節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)連接線的形式及判斷條件見表5及圖5。

2)拖動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí),如果關(guān)聯(lián)了時(shí)間點(diǎn)備注,根據(jù)備注與節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位置重新調(diào)整連接線。連接線的形式及判斷條件見表6及圖6。

表5 節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)連接線形式及判斷條件

圖5 節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)的連接線形式

表6 時(shí)間點(diǎn)備注與節(jié)點(diǎn)連接線形式及判斷條件

圖6 時(shí)間點(diǎn)備注與節(jié)點(diǎn)連接線的聯(lián)控

3)拖動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí),如果關(guān)聯(lián)了時(shí)間段備注,根據(jù)拖動(dòng)后備注起源節(jié)點(diǎn)和結(jié)束節(jié)點(diǎn)的位置重新繪制連接線。

4 軟件操作界面及應(yīng)用實(shí)例

以泰州口岸船舶有限公司4 350 TEU集裝箱船為例,使用該軟件創(chuàng)建其供圖排程,見圖7。

在圖7所示的供圖排程中,包括了日期節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)描述、節(jié)點(diǎn)連接線、時(shí)間點(diǎn)備注及連線、時(shí)間段備注及連線、附加備注等對(duì)象。此外,可以顯示節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的實(shí)際日期,作為對(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人提醒或調(diào)整后續(xù)節(jié)點(diǎn)計(jì)劃的依據(jù),見圖8。

在圖8中,計(jì)劃排程上方一組平行但連接線指向箭頭方向相反的節(jié)點(diǎn)即為實(shí)際執(zhí)行的日期。

圖7 4 350 TEU集裝箱船供圖排程

圖8 同時(shí)顯示計(jì)劃排程信息和實(shí)際執(zhí)行信息

5 結(jié)論

所開發(fā)的船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)供圖管理軟件綜合考慮了船舶生產(chǎn)業(yè)務(wù)需求以及軟件操作的友好性等因素,同時(shí)改變了過去分散的文件存儲(chǔ)方式,采用FTP集中存儲(chǔ)和加/解密技術(shù),既便于管理,又提高了文件的安全性。系統(tǒng)已經(jīng)在船舶企業(yè)成功應(yīng)用,取得了良好的應(yīng)用效果。

［1］邵天駿.論造船企業(yè)科技管理的深層推進(jìn)與成果體現(xiàn)［J］.船舶與海洋工程,2012(3):74-78.

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Software Development of the Supply Management of Drawings for Ship's Production Design

YANG Chun1,LIU Jie2,YANG Ling-kang1
(1 Taizhou Kouan Shipbuilding Co.,Ltd,Taizhou Jiangsu 225321,China; 2 School of Energy and Power Engineering,Wuhan University of Technology,Wuhan 430063,China)

During the shipbuilding process,a lack of drawings provision softwaremakes theworkers always use theWord to create and edit drawings provision schedule and modify the datesmanually.So a date and connection-line assembly with customized properties is designed,and the algorithms to obtain graphic object,layout related objectswith linkage and check out the collisions between objects are constructed to realize a visualmanagement system to develop main nodes schedule which includes the needed drawings and documents during ship production by vb.net programming language.The system stores files by FTP technique to improve storage efficiency,and introduces encryption method on middleware to assure information security and reduce the influence on documents access.

ship;production design;management of supply drawings;software development

10.3963/j.issn.1671-7953.2015.03.010

U673.2;TP391

A

1671-7953(2015)03-0041-05

2014-12-17

修回日期:2015-01-05

江蘇省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(BE2013107)

楊 春(1973-),男,碩士,高級(jí)工程師

研究方向:船型研發(fā)、船舶企業(yè)信息化應(yīng)用

E-mail:yangc@cnkasc.com