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浅析船舶数字化智能设计系统

添加时间:2014-09-04

  在当今的计算机软件技术环境下,集成设计领域的 CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM 等等软件,再衔接智能数据统计和逻辑运算以及其他数字化子系统模块,建立一套基于船舶报价设计、基础设计、细节设计、生产过程设计、运行信息等完成的系统,此系统能够集成各种语言和数据库的软件,通过系统的不同接口实现对接集成,在船舶的设计应用中实现统一全方位的智能设计。

  1、船舶概念设计的定义与特点

  船舶概念设计一般是指设计工作者根据多年的经验以及各种设计规范进行确定所需功能,再对船型选型、动力装置、武器系统,空间系统、总体布局等,在集合多种不同的方案后,进行设计初级的系统整体性能测试验证,最终确定最佳的设计方案进行设计施工。船舶的设计通常具备一下几个特点。其一,概念设计。在船舶的设计初期,很多的设计信息是不完整的,大多数是设计者根据自身多年的经验进行初期设计,不确定信息较多,在性能上也需要抽象性信息设计。其二,设计结果的多样性,船舶通过概念设计环节,因为不同设计者的原因往往得出不同的结果,在设计中一个小小的信息参数变动也会出现不同的设计结果,每一个子程序的解算方式有很多种,这样就出现了多种不同的方案。其三,创新性。科技不断的创新和船舶行业技术的进步,技术设计创新是时代的需要,也是势在必行的改革创新。

  其四,多学科互联性。船舶设计在现代科技的引领下,吸取了不同学科的高端技术,例如结构力学,超声波振动,流体力学,外形以及整体性能学等等,设计者会结合不同学科的技术选取全局最佳设计方案。

  2、船舶软件接口开发现状

  虽然近些年来,国内的计算机软件开发水平得到了一定程度的提高,同时在各个行业的应用也较多,但是然仍存在较多的问题,在我国国内船舶设计软件上,不同的 CAD 或者CAM 系统之间普遍采用的是 IGES 数据标准格式来进行数据的转换,但是在转换时仍然会出现部分数据信息的丢失,不能够满足设计人员初始的设计理念。在国内船舶 CAD 软件接口的开放上,很多的专业技术人员做了较为复杂的研究性工作,其着重对 CATIA 软件几何接口的数据结构、存放形式和算法进行了探索,通过 CATIA提供的信息数据进行几何接口模块对接,从而能够实现 CAD 和 CAM 两种软件之间的数据转换,这样使得设计人员能够在开发时达到预期的设计效果。

  在船舶设计初期设计过程中,获取的原始数据信息量非常庞大,数据的正确性也需要反复核对,故此这项也是非常复杂和消耗时间的问题,有技术人员使用语言程序编写了 AUTOCAD 接口子程序,它可以将有限的原始研究数据进行可视化操作,能够使得分析人员检测数据正确性,在图形平台中一般使用 DXF 标准数据接口,直接使图形不经任何转换和复杂操作轻松实现图形快速生产,这种方法也被广泛使用到结构复杂的船舶空间设计中。

  在船舶工程软件集成接口研究中,MSC系列的 NASTRAN 软件与 CAD 应用集成软件已经实现了计算机辅助集成接口方式对接,实现了实时数据交换,在沈阳的造船工厂通过使用集成软件对接方式实现了船模拟定、船体二次开发,管路电气焊接的二次开放等工作,通过集成接口软件更快更精准的进行了数据的提取,使得船厂节约了造船时间和周期。现代造成工业中集成软件中舰船力学计算和流固耦合分析也广泛得到应用。

  3、船舶数字化智能设计系统

  在目前我国造船行业中,计算机软件技术的接口集成应用得到了广泛的应用,但是仍然存在部分问题,特别是在软件的开放和集成上,就目前国内技术能力来看,很多的船舶计算机软件集成技术停留在一个单一的阶段,虽然有部分软件实现了接口的对接,但是不能全面的对造船工业的各个工序进行全面的集成,计算机软件在船舶技术的应用中处于一个局部的应用范畴内,特别是在设计和建造的信息、产品数据的管理等方面的集成,处于初级阶段,现代的计算机软件集成应用也是处于船舶制造中的某一个应用工序内,而软件的本身复杂性较高,很多技术人员要花很长时间去摸索软件的功能,一个船舶的制造不是一个单位、一个系统、一个专业参与的,每个单位或者系统都负责不同的工序,计算机软件如果不能实现各工序的制造信息数据共享,就会出现二次开发的困境,因此要打造船舶数字化智能设计系统,要在一个计算机软件内实现各单位,各系统,各专业部分的信息共享,对于在制造船舶时的各个节点、阶段上需要的数据能够及时准确的被相关人员掌握,有利于工作的快速推进。

  实现智能化的计算机平台技术,就要求计算机软件能够将船舶的设计者提供的母型船数据库,设备数据库,电子规范验证工具等等系列信息,具备智能的优化功能,实现各合作单位不再受制于地里位置、场地的制约,打破传统的制造技术,快速精准的确定每一个节点和阶段需要的数据和设计者的要求。因此,实现计算机软件在船舶制造智能化的应用较为重要。

  4、结束语

  在国外船舶计算机软件接口开放应用上已经有较为成熟的理论,并且开发出了系列的软件系统,我国船舶数字化智能设计系统KSHIP 是现今能够集成 CAD、CAM、CAE 等等软件的商用软件,结合船舶的设计制造整个流程和自主开发的系统模块,软件接口,形成了自己的一套完成智能化集成平台,随着科技技术的不断发展,能够现实船舶智能化的集成接口平台将不断被更新,只有依靠科学,不断提高精准、快速、集成系统的计算机软件,才能够实现我国船舶智能化的应用,才能够大力带动我国的船舶制造行业奔向更辉煌的明天。

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