《-船舶三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)的自主開發(fā)和應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、船舶三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)(SPD)的自主開發(fā)蘇文榮（中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司滬東中華造船(集團(tuán))有限公司,上海,200136）一、船舶三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)的自主開發(fā)的背景改革開放以來20多年，我國造船工業(yè)得到了發(fā)展迅速。至新世紀(jì)初我國造船產(chǎn)量名列世界第三。但我國造船要成為世界第一造船大國和強(qiáng)國還面臨著十分繁重的技術(shù)和管理上的創(chuàng)新，還有一段艱巨的路程要走。因?yàn)槿?、韓等國家的造船技術(shù)和管理水平已從第四階段集成制造向造船發(fā)展的第五階段敏捷制造過渡。我國主要骨干船廠現(xiàn)在的造船技術(shù)和管理水平都處于第三階段的分道制造，滬東中華當(dāng)時(shí)也只處于第三階段，準(zhǔn)備向第四階段集成制造方向發(fā)

2、展。我國作為世界第三造船大國。造成如此差距的主要問題在于以下幾方面：建造周期長、制造返工量大，質(zhì)量難以控制和成本難以控制。我國要成為第一造船大國和強(qiáng)國，滬東中華要成為一流的造船企業(yè)，必須解決上述問題，變革造船的模式，走數(shù)字化造船之路，實(shí)現(xiàn)集成制造。1.深化設(shè)計(jì)，為建立現(xiàn)代造船模式提供支撐現(xiàn)代造船模式是以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，按區(qū)域組織生產(chǎn)，殼、舾、涂、作業(yè)在空間上分道，時(shí)間上有序，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化連續(xù)總裝造船。造船總裝化、管理精細(xì)化、信息集成化是現(xiàn)代造船模式的主要實(shí)現(xiàn)形式。推行現(xiàn)代總裝造船模式，首先要改變原串行設(shè)計(jì)為各專業(yè)的平行設(shè)計(jì)，以利于

3、加強(qiáng)專業(yè)協(xié)調(diào)和縮短設(shè)計(jì)周期;變按功能系統(tǒng)設(shè)計(jì)為按區(qū)域設(shè)計(jì)、以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)為總裝造船提供技術(shù)基礎(chǔ)。要樹立不僅要解決“造怎樣船”還要解決“怎樣造船”的面向生產(chǎn)、管理的設(shè)計(jì)理念。設(shè)計(jì)要貫徹殼、舾、涂一體化：設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理一體化的原則為總裝造船提供大量的制造、工程管理等信息。設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)變，設(shè)計(jì)的深化是實(shí)現(xiàn)總裝造船的必要條件。82.三維設(shè)計(jì)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)集成制造的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)變、設(shè)計(jì)的深化離不開三維設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用。三維設(shè)計(jì)技術(shù)符合人的設(shè)計(jì)思維習(xí)慣，整個(gè)設(shè)計(jì)過程各專業(yè)可以平行進(jìn)行并在三維模型上討論，直觀形象。在設(shè)計(jì)時(shí)，能夠隨心所欲地構(gòu)建或隨意修改，

4、能夠在顯示器上構(gòu)造出三維立體的設(shè)計(jì)模型，進(jìn)行各專業(yè)的技術(shù)協(xié)調(diào)，而且保留每一個(gè)中間結(jié)果，以備反復(fù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。并可進(jìn)行應(yīng)力/應(yīng)變分析、質(zhì)量屬性分析、空間運(yùn)動分析、裝配干涉分析、工裝設(shè)計(jì)、NC編程及可進(jìn)行加工性、裝配性分析、二維自動出圖，設(shè)計(jì)效果評價(jià)等工作。這樣在設(shè)計(jì)時(shí)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)制造中可能產(chǎn)生的問題，予以及時(shí)在設(shè)計(jì)中提前解決。三維設(shè)計(jì)所建立的產(chǎn)品模型可生成以中間產(chǎn)品形式生成產(chǎn)品裝配樹，以及相應(yīng)中間產(chǎn)品的物量、工時(shí)和加工、制造、管理信息，為殼、舾、涂CAD/CAPP/CAM/MES集成提供正確的信息，是完現(xiàn)集成制造的基礎(chǔ)。3.以我為主發(fā)展數(shù)字化造船

5、是造船跨越式發(fā)展的重要戰(zhàn)略措施新世紀(jì)初滬東中華提出了數(shù)字化造船，要建立以船舶產(chǎn)品三維建模、建立以產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫為中心，由數(shù)字化設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)管理、物流管理、資源配置管理、制造執(zhí)行系統(tǒng)、綜合管理六個(gè)系統(tǒng)組成的設(shè)計(jì)、制造、管理一體化的數(shù)字化造船平臺，其中數(shù)字化設(shè)計(jì)是整個(gè)造船平臺的信息源頭和基礎(chǔ)。在90年代中期，我國大、中型造船企業(yè)先后引進(jìn)了國外計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。但隨著深化生產(chǎn)設(shè)計(jì)的需要和造船模式的轉(zhuǎn)換，也暴露出這些引進(jìn)系統(tǒng)得一些弱點(diǎn)和不足。一些國外軟件技術(shù)壟斷系統(tǒng)開放性差，難以進(jìn)行二次開發(fā)以及和其它應(yīng)用系統(tǒng)集成；軟件的壟斷造成價(jià)格不斷上升；軍品保密需要；

6、國外軟件不適合國內(nèi)工藝要求需要大量二次開發(fā)工作。1998年公司在CIMS實(shí)施中，難以解決設(shè)計(jì)和生產(chǎn)、管理的集成。當(dāng)時(shí)請國外軟件商配合解決接口和集成問題，但均以因商業(yè)保密或技術(shù)上難以實(shí)8現(xiàn)予以拒絕，這樣促使我們走自主開發(fā)船舶數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以確保數(shù)字化造船實(shí)施的主動權(quán)。在新世紀(jì)初，在國防科工局和中船集團(tuán)的支持下，滬東中華造船集團(tuán)在積卅余年CAD、CAM開發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，開始研發(fā)船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)（SPD），至2003年在完成船舶舾裝三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)，開始應(yīng)用于我公司軍品產(chǎn)品設(shè)計(jì)，至2005年又完成了具有三維船體設(shè)計(jì)軟件，基本完成了一個(gè)有自主版權(quán)的造船

7、三維CAD/CAM設(shè)計(jì)系統(tǒng)——船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)（SPD）。至今SPD在應(yīng)用中不斷發(fā)展，從而使我公司掌握數(shù)字化造船的技術(shù)創(chuàng)新主動權(quán)。二、船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)(SPD)系統(tǒng)是在Windows操作系統(tǒng)下，基于OpenGL圖形庫進(jìn)行開發(fā)的CAD基礎(chǔ)平臺，開發(fā)的能滿足船體結(jié)構(gòu)、機(jī)裝、電裝、居裝、甲裝等專業(yè)設(shè)計(jì)的三維全數(shù)字化船舶產(chǎn)品模型軟硬平臺。通過三維模型對艦船產(chǎn)品進(jìn)行性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析、工藝合理性和制造可行性分析，是整個(gè)船舶數(shù)字化制造集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有如下功能：·船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖1船體三維建模船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)是涉及船舶技術(shù)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)

8、計(jì)全過程的三維建模系統(tǒng)。系統(tǒng)進(jìn)行船體型線定義、結(jié)構(gòu)布置、板材和型材零部件定義、建立具有拓?fù)潢P(guān)系的三維船體結(jié)構(gòu)模型。該模型具有船體結(jié)構(gòu)的幾何、物理、工藝