船舶生產設計供圖管理軟件開發

楊 春，劉 杰，楊令康

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

船舶生產設計供圖管理軟件開發

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.武漢理工大學能源與動力工程學院，武漢430063)

針對船舶建造過程中缺乏形象直觀的設計供圖軟件,采用word等軟件編輯時需用手工計算修改多個日期值的現狀,設計自定義擴展屬性的日期節點及連接線組件,構造并實現圖形對象拾取算法、關聯對象聯動排版布局算法及對象干涉檢測算法等,以vb.net語言為開發工具,構建船舶生產設計過程中的大節點排程及圖紙文檔進度的可視化管理軟件系統,實現日期節點排程聯動計算等功能。采用FTP文件存儲結構提高了設計圖紙文檔的存儲效率,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,又減少了對訪問文檔對象效率的影響。

船舶;生產設計;供圖管理;軟件開發

進入21世紀以來,信息技術已成為現代造船技術的核心,造船企業的信息化和數字化進程已成為造船業提高核心競爭力的關鍵因素和有效手段之一［1-3］。船舶建造的源頭是設計,設計供圖排程需要綜合考慮人員、進度要求等多方面因素。排程中的節點安排是否合理,如何從歷史數據中提煉經驗知識以改進后續船的排程計劃,對于造船企業非常重要,將直接影響到船舶能否按期完工。在日韓等先進的造船國家,數字化造船起步較早,已形成比較成熟的軟件或產品,包括設計系統、生產過程管理系統等［4-6］。而國內船舶制造企業的管理大多比較粗放,很多關鍵節點的排程和控制主要依靠人工完成,效率較低,沒有進度管理的流程及相應的軟件作支撐,針對這些問題,開發船舶生產設計供圖管理軟件。

1 需求分析

1.1 目前做法

供圖排程定義:針對船舶生產設計過程,通過設置關鍵節點進行控制和管理;對每一個節點,制定圖紙發布計劃,包括施工區域、圖紙名稱等,圖紙由詳細設計人員提供給生產和工藝設計人員,后者再生成施工圖并下發到現場,保證船舶建造每個階段的任務順利按期完成。目前大多船舶企業制定船舶生產設計供圖排程時,主要使用Word或Excel等現有的Office軟件。圖1所示為用Word軟件設計供圖排程信息的實例。

圖1 運用Word軟件設計供圖排程

使用這種方法,主要存在以下問題。

1)計劃排程節點時間需要手工計算,費時費力,不能實現自動對時間段內包含春節等關鍵節假日的提醒。

2)信息以文件方式發布,文件內容修改調整后需要重新發布,無法及時提醒相關人員。

3)關鍵節點之間的輔助信息不能描述,比如連接線上需要按時提交的圖紙文檔的信息。

4)無法根據船型模板自動進行排程,必須手工設定每個節點的具體日期。

5)計劃的實際執行信息與計劃排程信息難以集成,不利于進度管理。

1.2 軟件需求分析

為了克服當前方法存在的問題,根據生產經驗和實際需求,并在調研分析基礎上進行軟件需求分析,見表1。

表1 船舶生產設計供圖管理軟件需求分析

2 軟件總體設計方案

軟件的架構采用多層C/S結構,在企業局域網內都能使用。為了改善數據庫的性能,所有文檔、圖紙資料等文件,都采用FTP方式進行存儲;為了提高文件的安全性,采用附件加密存儲的方式。文件附件通過通用的中間層進行上傳/下載時,進行統一的透明加密/解密處理,軟件關閉后自動刪除客戶端文件。軟件的體系結構見圖2。

圖2 軟件體系結構示意

在確立了軟件架構之后,采取自上而下的設計思路。最后在服務器上安裝和部署FTP軟件,并對程序進行測試和升級維護。軟件的功能模塊見圖3。

3 關鍵技術研究及實現

3.1 自定義組件

要實現可視化、拖拽方式排版布局,必須非常方便地實現圖形對象的拾取及干涉檢測的工作［7-11］,以往多直接從直線等圖形對象層面進行控制,算法的效率不高,而且圖元對象過多,刷新窗體的閃爍現實不好解決。故采用面向對象的設計方法,定義了新的日期節點組件和連接線組件,以解決圖形對象拾取及排版布局的效率。日期節點組件的屬性和相關說明見表2。

圖3 軟件功能模塊

表2 日期節點組件屬性

連接線包括節點與節點之間的連接線、時間點備注與節點之間的連接線、時間段備注與節點之間的連接線3種類型,其屬性和相關說明見表3。此外,節點需要有框選和移動兩個擴展方法,其主要功能見表4。

3.2 日期節點的聯動計算

排程由一系列的日期節點組成,相鄰2個節點之間有一個時間差,即完成節點任務預計需要的時間,實際當中以“d”為單位。以前的方法是首先給定交船的時間,再根據每個節點所需要的時間逐步推算到船舶開工的時間,同時要考慮每個月的天數不同;此外,如果修改了某節點的日期或計劃完成所需的天數,將重新計算后續所有節點的日期。如果日期節點較多或修改比較頻繁,將花費大量的時間,并且容易出錯。因此,設計日期節點聯動計算功能,不再需要人工計算,實現流程見圖4。

表3 連接線屬性

表4 日期節點組件擴展方法功能說明

圖4 日期節點的聯動計算實現方法

3.3 自定義布局——節點與連接線的聯控

創建新的節點時,其位置默認固定不變,包括節點的絕對坐標和相鄰節點之間的間距。如果添加的備注信息長度超過了節點之間的間距,節點將會被遮蓋,影響操作。為此,設計節點和連接線的聯控功能,使用戶可以在窗體上任意拖動節點并重繪連接線,實現自定義布局。方法如下。

1)拖動某個節點時,根據前一個節點(表5中簡稱為A)與后一個節點(表5中簡稱為B)在水平方向和垂直方向上的相對位置來確定新的連接線,同時刪除舊的連接線。節點與節點連接線的形式及判斷條件見表5及圖5。

2)拖動節點時,如果關聯了時間點備注,根據備注與節點的相對位置重新調整連接線。連接線的形式及判斷條件見表6及圖6。

表5 節點與節點連接線形式及判斷條件

圖5 節點與節點的連接線形式

表6 時間點備注與節點連接線形式及判斷條件

圖6 時間點備注與節點連接線的聯控

3)拖動節點時,如果關聯了時間段備注,根據拖動后備注起源節點和結束節點的位置重新繪制連接線。

4 軟件操作界面及應用實例

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,包括了日期節點、節點描述、節點連接線、時間點備注及連線、時間段備注及連線、附加備注等對象。此外,可以顯示節點執行的實際日期,作為對相關負責人提醒或調整后續節點計劃的依據,見圖8。

在圖8中,計劃排程上方一組平行但連接線指向箭頭方向相反的節點即為實際執行的日期。

圖7 4 350 TEU集裝箱船供圖排程

圖8 同時顯示計劃排程信息和實際執行信息

5 結論

所開發的船舶生產設計供圖管理軟件綜合考慮了船舶生產業務需求以及軟件操作的友好性等因素,同時改變了過去分散的文件存儲方式,采用FTP集中存儲和加/解密技術,既便于管理,又提高了文件的安全性。系統已經在船舶企業成功應用,取得了良好的應用效果。

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

［2］劉 杰.基于vb.net自定義組件的MIS程序界面自動生成研究［J］.武漢理工大學學報:信息與管理工程版,2007,29(6):13-16.

［3］曹絳新.基于ERP的船舶建造生產管理系統研究［D］.大連:大連理工大學,2008.

［4］張志英,江志斌,張軍輝.船舶生產制造執行系統架構［J］.上海交通大學學報,2006(2):206-210.

［5］張 亞,陳 寧.船舶生產設計日程管理系統研究［J］.江蘇科技大學學報:自然科學版,2006(4):17-21.

［6］龔堰玨,贠敏,姜 虹,等.面向對象的交互顯示和拾取模型研究［J］.系統仿真學報,2003(1):29-31.

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

江蘇省科技支撐計劃項目(BE2013107)

楊 春(1973-),男,碩士,高級工程師

研究方向:船型研發、船舶企業信息化應用

E-mail:yangc@cnkasc.com