船舶鐵舾設(shè)備座架的設(shè)計

王賀春

摘 要：數(shù)字化造船是現(xiàn)代造船模式里一個重要部分，而開發(fā)應(yīng)用計算機軟件技術(shù)是數(shù)字化造船的一個必要手段。當前在船舶行業(yè)上應(yīng)用得最廣泛、最成熟的計算機技術(shù)是船舶設(shè)計系統(tǒng)，如AM、Tilbon等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)涵括了船體建造過程中的大部分數(shù)據(jù)，是整個造船流程的根基，在其基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)，將傳統(tǒng)出圖模式的工裝件納入船舶設(shè)計系統(tǒng)，進行整體性建模、出圖出托和干涉排查，是推進現(xiàn)代造船直接有效的方法，為智能化造船奠定基石。

關(guān)鍵詞：船舶;鐵舾設(shè)備;AM

前言：隨著國內(nèi)船舶舾裝市場的快速發(fā)展，國家產(chǎn)業(yè)政策也對船舶舾裝技術(shù)的發(fā)展提供強有力支持，支持其向著高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，以能夠進一步推動國內(nèi)民用船舶行業(yè)技術(shù)的提高。按照國際標準對現(xiàn)代應(yīng)用的造船技術(shù)進行分類，可以分為包括預(yù)舾裝與分段制造技術(shù)在內(nèi)的傳統(tǒng)造船技術(shù)，由殼舾涂一體化為代表的當代世界先進技術(shù)，以及未來將會廣泛應(yīng)用于船體制造的設(shè)計制造一體化技術(shù)五個等級。而我國造船技術(shù)為預(yù)舾裝與分段建造向區(qū)域舾裝與分道建造發(fā)展的二級至三級等級之間。其分段預(yù)舾裝是現(xiàn)代造船模式——“殼、舾、涂一體化”的內(nèi)容之一。將鐵舾件提前在分段階段安裝，既能減少總段和船臺（或船塢）階段安裝工作量，也能減少總段和船臺（或船塢）階段安裝舾裝件時對油漆涂層的破壞。目前分段預(yù)舾裝率已經(jīng)成為衡量一個船廠的建造和管理水平的重要指標。所以為了減小與西方發(fā)達國家之間的差距，我國應(yīng)不斷地發(fā)展自身科學(xué)信息技術(shù)，力求在最短的時間內(nèi)將殼舾涂一體化技術(shù)應(yīng)用于我國船舶制造業(yè)，進而推動我國經(jīng)濟與信息技術(shù)的發(fā)展。

1現(xiàn)有的分段預(yù)舾裝模式

1.1舾裝件制作

目前大部分船廠都是總裝廠的模式，廠內(nèi)不進行舾裝件（管子制作除外）的制作，舾裝件都外包給舾裝件廠家來制作。

1.2分段制作

分段制作采用流水線裝配模式，零件由數(shù)控切割機切割后進入裝配流水線，經(jīng)過小組立、中組立、大組立三個裝配流程，最終裝配成分段。

1.3分段預(yù)舾裝

在分段開始裝配時，分段預(yù)舾裝的各項準備工作需要同步展開，主要做以下幾方面的準備：

（1）舾裝件物資準備。按照分段預(yù)舾裝安裝托盤表，領(lǐng)取舾裝件;

（2）圖紙準備。主要是分段舾裝件安裝圖紙;

（3）腳手架準備。因為分段預(yù)舾裝基本都為高空作業(yè)，必須搭設(shè)腳手架來安裝施工。分段預(yù)舾裝經(jīng)過多年的推行，已經(jīng)成為比較成熟的工藝，為不斷提高造船速度作出了一定的貢獻。但分段預(yù)舾裝也存在一些不足的地方，主要有以下幾方面：

（1）安裝安全性差：由于舾裝件都在分段成型后安裝，高空作業(yè)較多，舾裝件定位和焊接存在較大的安全隱患;

（2）舾裝件定位較困難：由于垂直的艙壁上量取定位尺寸很困難，而且舾裝件由吊車吊裝在空中定位，安裝精度也很難保證;

（3）輔助工作投入較多：分段預(yù)舾裝前必須搭設(shè)腳手架;分段預(yù)舾裝過程中吊車必須全程配合定位焊接，耗費的物量、工時較多。

考慮到分段預(yù)舾裝存在以上的不足，近幾年各公司一直在推行精益設(shè)計，提倡增效、提速，現(xiàn)有的分段預(yù)舾裝流程已經(jīng)不滿足需求。

2 AM系統(tǒng)工裝件模塊開發(fā)

為改變以上現(xiàn)狀，提高工裝件設(shè)計效率，更好的服務(wù)現(xiàn)場生產(chǎn)，需對AM系統(tǒng)進行二次開發(fā)，在AM系統(tǒng)平臺上增加“工裝件”模塊，該模塊作為AM系統(tǒng)里眾多模塊中的一個。AM船舶設(shè)計系統(tǒng)有船體結(jié)構(gòu)、鐵舾、管路、電氣這幾大模塊，船體結(jié)構(gòu)建模主要用Hulldesign模塊，其它建模均使用Outfitting模塊，兩種模式均可實現(xiàn)工裝件建模，但使用Hulldesign進行工裝件建模相對于Outfitting操作較為繁瑣，且開發(fā)難度較大。工裝件與舾裝件比較類似，故可參考AM系統(tǒng)中的舾裝件Outfitting模塊進行開發(fā)。

2.1確定AM系統(tǒng)工裝件命名規(guī)則

為規(guī)范AM系統(tǒng)中的工裝件模型命名，需編制相應(yīng)的工裝件編碼原則，依據(jù)相關(guān)船舶設(shè)計區(qū)域代碼和編碼規(guī)范，結(jié)合工裝件標準和鐵舾件命名規(guī)則，對工裝件中的腳手碼、吊碼、快速搭載碼、支撐座、加強材等進行了編碼。

2.2 AM系統(tǒng)工裝件模塊開發(fā)及測試

開通了一個專用的工裝件測試工程項及相應(yīng)的MDB：GZJ（SE裝件），用于工裝件模塊開發(fā)、測試以及后續(xù)的改進。工裝件出圖登錄進入界面與建模進入界面類似，只是在Module下拉列表選擇不同，建模選OUTFl33'ING，出圖選擇HULLDRAFI'ING，登錄界面及操作界面。工裝件托盤是整個工裝件模塊開發(fā)及測試中比較難以開展的一項，工裝件除了腳手碼及密性連接板外，其它的工裝件都需要在使用完工后拆除，安裝拆除的階段也可能各不相同，還有部分工裝件如吊碼、加強均可多次循環(huán)使用，均不經(jīng)過物資管理系統(tǒng)。一個較好的解決方案是腳手碼與密性連接板走物資管理系統(tǒng)，與舾裝件托盤形式一樣，其它工裝件托盤不走物資管理系統(tǒng)，在GLS-PDM系統(tǒng)中托盤屬性設(shè)置為工裝，到時提取工裝屬性的托盤即可，并生成EXCEL表下發(fā)制造部門，其它涉及到領(lǐng)用、回收等依舊延續(xù)之前的方式。根據(jù)相應(yīng)解決方案對GLS-PDM數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進行了開發(fā)改進，增加了工裝托盤物量統(tǒng)計等功能，托盤中涉及到工裝件物量在AM建模后，在GLS-PDM系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)提取，并導(dǎo)出該部分工裝件EXCEL表，即托盤表。

2.3 AM系統(tǒng)工裝件模塊的二次開發(fā)

對現(xiàn)有舾裝建模，開發(fā)出多項更加適合工裝建模的功能，主要包括以下方面：

模型統(tǒng)一命名：批量操作，減少了命名時間和人為錯誤。

工裝件選擇程序：使設(shè)計人員能通過程序快速直接選用目標工裝件，避免逐個翻查部件庫，方便快捷，提高建模效率。

工裝圖數(shù)據(jù)提取：根據(jù)AM系統(tǒng)drafting模塊圖框里調(diào)取的工裝件模型，提取工裝件模型數(shù)據(jù)信息，并自動繪制生成零件表。

3 AM系統(tǒng)工裝件模塊應(yīng)用

3.1 AM系統(tǒng)工裝件3D建模

工裝件建模模塊可精確創(chuàng)建工裝件3D模型，快速定位工裝件模型到船體結(jié)構(gòu)相應(yīng)位置，并模擬工裝件現(xiàn)場安裝情況，檢驗工藝方案是否合理，進而工藝優(yōu)化設(shè)計。

3.2 AM系統(tǒng)工裝件出圖

利用AM軟件系統(tǒng)的特點，可將原《分段吊碼布置圖》、《分段支撐布置圖》、《分段加強圖冊》、《分段腳手碼布置安裝圖》、《快速搭載碼布置圖》等多份工裝件圖紙合并出圖，減少圖紙分類數(shù)量，有利于提高出圖效率和準確率，減少施工錯誤，方便現(xiàn)場施工查圖，減少施工遺漏，降低施工錯誤。

3.3干涉檢查

將同一分段（區(qū)域）上所有專業(yè)的模型調(diào)集在一起，便可進行干涉檢查，提前發(fā)現(xiàn)問題，減少工裝件設(shè)計與船體舾裝沖突，減少圖紙出錯率，優(yōu)化工裝件設(shè)計，從而減少現(xiàn)場返工率，加快生產(chǎn)進度。

結(jié)語：工裝建模模塊的研發(fā)及推廣應(yīng)用，提高了工藝圖紙出圖效率和出圖準確率，便于圖紙的一體化設(shè)計，同時，直觀的三維模型更有利于工裝件與舾裝的干涉排查，也有利于現(xiàn)場生產(chǎn)效率的提高。對AM系統(tǒng)進行工裝建模模塊開發(fā)，符合“推進建立現(xiàn)代造船模式”的工作要求，符合現(xiàn)代造船企業(yè)的發(fā)展趨勢，對提高企業(yè)技術(shù)水平、提升綜合實力及競爭力具有重要的意義，對后續(xù)的建模2.0工作及智能制造具有一定的推進作用。

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