Tribon M3在鉆井船舾裝生產設計中的應用

何廣亮

（上海船廠船舶有限公司 設計部，上海 202164）

0 引言

Tribon M3是船舶行業內用于輔助設計與建造的專業計算機軟件集成系統。該系統集船體、輪機、電氣、舾裝專業為一體，讓各專業在同一平臺上并行設計，也可實時進行專業間模型平衡，縮短設計周期，提高設計效率。

該系統所提供的專業模塊功能非常強大，在舾裝生產設計方面，主要包括 Components、Design Manager、Drafting和Structure Modelling等[1]，由這些模塊所提供的功能完成三維建模、信息提取和出圖。

1 應用范圍

Tribon M3在舾裝生產設計中的應用主要包括：舾裝三維建模、生產信息提取和制作與安裝圖的繪制。

舾裝三維建模包含原材料部件數據庫的建立、標準件和非標準件的建模以及設備建模。建模完成之后，就可以對本專業及其他專業模型進行干涉檢查，避免設計沖突，并協調各專業布置更新。

生產信息提取包括需求托盤表和安裝托盤表的編制、船廠自制和外協舾裝件以及訂貨設備舾裝件的統計、原材料數據匯總等內容。設計、生產和管理各階段所需的舾裝專業技術數據就包含在三維模型中，可以按照各方要求提供船舶建造各階段的清單報表。

制作與安裝圖的繪制是在各專業模型干涉檢查確認后，將三維模型數據轉化為二維平面的生產圖紙，表達舾裝件的詳細制作與安裝信息。

2 應用實施

上海船廠鉆井船項目的生產設計，由兩家外協設計公司和上海船廠設計部三方采用并行工程的工作模式完成。兩家外協設計公司分別負責前期主船體區域和鉆井區域的建模出圖，上海船廠設計部負責生活區域和后期全船的設計修改。借助便利的通信工具，在公共數據庫的支持下，設計者之間可以進行通信，根據目標要求既可隨時響應其他設計人員的要求，修改自己的設計，也可以要求其他設計人員響應自己的要求。同時，通過并行設計過程的協調與控制，使設計返工率達到最低[2]。

2.1 舾裝三維建模

在項目啟動前期準備中，設計三方一致提出首先完善基礎數據庫，以便實施后期生產信息提取和出圖。雖然虛部件建模相對簡便快捷，也不要構建部件庫，但是在計算舾裝件的重量時會出現偏差。因此，為了精確表達舾裝件重量并顯示各類生產所需信息，多采用實部件建模。

1）部件庫完善

舾裝生產設計中常用鐵舾裝件都可以看成是板材或型材的原材料組合，物資和集配部門也需要這些材料的統計數據進行采購訂貨，而鐵舾裝件的特點是體量細小、種類繁雜且分布廣泛，若是采用手工統計不僅費時費力而且極易報錯。因此在Components部件庫中增加了設計、生產和管理所需要的各類技術數據，諸如名稱、規格、等級、材質和重量等信息（圖1），然后用計算機輔助生產設計來實現數據統計的自動化。

圖1 原材料部件庫數據

2）標準件建模

標準舾裝件包括國標、行標和廠標的各種規格和類型的梯子、艙口蓋/人孔蓋、放水塞、系泊件、船用眼板、液位計、通風附件等。在以往應用Tribon M3的項目中，已經做了大量建模工作（圖2為示例），現在要將各類標準部件進行分類、整理、存儲在部件庫中。此外，為了滿足鉆井船的實際需要，必須擴大原來的標準庫，增加所需標準件模型數據。這樣，隨著船型數據的不斷積累，今后只要選擇相同的標準，就能快速從標準庫中調用。

圖2 雙面快開閉耐壓水密艙蓋

3）非標件建模

非標件建模包括常用非標準件和鉆井船舾裝設備建模兩部分。

常用非標準件一般使用Structure Modelling模塊進行預定義，也可借助Tribon軟件二次開發的參數化建模工具。斜梯是船舶內各層甲板間最常用的垂向通道設施，按其制造材料可分為鋼質斜梯和鋁質斜梯，民用船舶通常應使用鋼質斜梯[3]。普通鋼質斜梯參數化建模（見圖3），根據梯架材料、耳板規格、梯寬、角度、層高等主要參數，分別定義后即可建模存于數據庫中。在舾裝生產設計中，采用常用非標準件可顯著節約建模時間，提高工作效率。

舾裝設備建模主要使用 Drafting模塊的Volume功能。首先依據設備樣本，將設備構建為Volume實體模型（見圖4和圖5模型示例），接著再將材料、重量、生產廠家和其他描述等相關信息一起添加到 Components部件庫中，然后就可以鏈接為Equipment設備，將該設備由廠家的二維工作圖轉化為實船中的舾裝件三維模型，也包括設備上與管子、電纜的接口。當輪機和電氣專業進行管子和電纜放樣時，只要把設備模型調出來，直接就可以布置管線并準確得出管線的長度和走向，提高設計質量。

圖3 斜梯參數化建模

圖4 直升機消防泡沫柜

圖5 除氣器

舾裝建模完成后，需要對本專業及其他專業的模型進行干涉檢查，主要使用Design Manager模塊。通過干涉檢查和模型評審工作，各專業便可以調整模型，更新布置，以達到最佳出圖狀態。

2.2 生產信息提取

鉆井船在建造過程中采用了托盤管理的先進造船理念，將海洋工程船中紛繁復雜、數量龐大的舾裝件按分段、總段、區域組織生產，進而實現設計、生產和管理一體化的總裝造船。

為滿足造船各階段設計、生產和管理部門所需的數據信息，在舾裝生產設計中應用Tribon軟件預先將各類生產信息添加到三維模型和數據庫中。這樣就可以很方便地利用軟件和二次開發工具，根據船廠實際要求，自動生成舾裝件需求托盤表和安裝托盤表，以供現場有序領料和生產。同時，也能進行船廠自制和外協舾裝件以及詳設訂貨設備舾裝件的統計工作，并完成板材、型材和標準件等原材料的數據匯總。如此一來，物資和集配部門就可以根據設計提供的清單和報表，管理舾裝件物流，降低船廠生產成本。

2.3 制作與安裝圖的繪制

鉆井船舾裝生產設計圖紙主要包括：分段舾裝件制作圖與安裝圖、總段舾裝件制作圖與安裝圖、區域舾裝件制作圖與安裝圖。對應的舾裝作業按階段分為：單元組裝、分段預舾裝、總段舾裝和船上安裝等。為了縮短舾裝作業周期，降低船體大合攏時舾裝作業的難度，并減少船臺船塢因舾裝作業而占用的時間，船廠應該追求最大程度的分段預舾裝率。因此，鉆井船舾裝生產設計中，花費了大量精力繪制分段舾裝件制作與安裝圖。

在舾裝件制作與安裝圖的繪制過程中，應充分利用Tribon系統的模型和數據，根據船廠生產要求，按設計標準和計劃，借助軟件二次開發實現自動化出圖、零件表自動生成和信息自動標注等。另外還可以從通過下列方式來提高出圖效率：

1）標準舾裝件參數化出圖

對于常用的標準舾裝件，例如斜梯、直梯、踏步、拉手和眼板等，可以通用圖紙搭配參數列表的形式完成制作圖。以斜梯為例，其耳板規格、級數、高度、踏步間距、角度、梯寬等均用參數表示，繪制出圖時只需將對應的斜梯參數值填入列表即可。

2）繪制典型制作與安裝圖節點

通常在制作與安裝圖繪制過程中，幾乎在每份圖紙中都要加入一些典型節點，包括視圖局部放大、尺寸標注、材質說明和其它備注等。為了減少重復的工作，也為了節點圖的統一規范，借助Subpicture功能，將這些典型的制作與安裝圖節點做成子圖。當畫圖要調用的時候，僅需插入對應的 Subpicture就行，而當該典型節點產生修改時，也只需要選擇該子圖一鍵點擊更新即可。

3）部分制作圖自動生成

在舾裝生產設計標準化工作已有一定成果的前提下，對于已經參數化建模的斜梯、直梯、欄桿扶手和擱架，這部分舾裝件都可以借助Tribon軟件二次開發，實現基于參數化模型的舾裝件制作圖自動生成，即自動輸出標準舾裝件的主、輔視圖和立體圖，圖中能自動進行尺寸標注，同時生成制作材料表。而普通舾裝件，也能使用類似程序輔助生成非參數化創建的舾裝件制作圖，包括三視圖和立體圖自動生成、用交互式對零部件添加描述、智能化剖切面和添加詳圖、自動生成材料表并在模型修改后能進行快速更新。

3 結論

Tribon系統以生產信息模型（PIM）為核心，實現了設計、生產和管理信息的集成一體化。鉆井船舾裝生產設計全面應用了該系統，使得各專業能高效協同設計。舾裝三維建模能夠對全船舾裝件布局進行較直觀的仿真，而且舾裝件制作需求托盤和安裝托盤等生產信息也一應俱全。

實踐證明，鉆井船應用Tribon M3系統輔助舾裝生產設計，不僅減少了重復工作量，縮短了生產設計周期，而且提高了設計精度和質量，降低了建造成本。在今后的設計過程中，我們會不斷對該軟件進行功能挖掘和二次開發，為我公司建設“現代造船模式2.0”做出應有的貢獻。