摘要：隨著社會的不斷發(fā)展、科技水平的不斷進(jìn)步，計算機(jī)技術(shù)得到了空前的提高和應(yīng)用。管系生產(chǎn)放樣已經(jīng)成為船舶建造中一個重要的環(huán)節(jié)。文章將從三維管系放樣軟件在船舶管系放樣設(shè)計中運(yùn)用的現(xiàn)狀、三維管系放樣的優(yōu)點(diǎn)等方面對船舶管系放樣設(shè)計中三維管系放樣軟件的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：船舶管系設(shè)計；三維管系放樣軟件；管系制作；船舶建造；計算機(jī)技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U671 文章編號：1009-2374（2015）19-0064-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.031

目前，我國的船舶研制還存在諸多的問題，比如在不同的設(shè)計階段之間計算機(jī)數(shù)據(jù)還不完整等。這樣一來，施工階段的技術(shù)設(shè)計的計算機(jī)數(shù)據(jù)不能自然、連續(xù)，從而導(dǎo)致施工設(shè)計和技術(shù)設(shè)計共用的計算機(jī)信息的概率相當(dāng)?shù)?，?yán)重地影響了生產(chǎn)設(shè)計效率。船舶制造的重要內(nèi)容之一就是船舶管系的設(shè)計、制造和安裝。由于傳統(tǒng)的管子制造存在著許多不足，比如質(zhì)量差、消耗能量大、制造時間長等，因此我們必須進(jìn)行技術(shù)革新，要利用船舶三維管系放樣軟件進(jìn)行放樣設(shè)計來替代傳統(tǒng)的管子制造，從而提高船舶管系生產(chǎn)設(shè)計的水平和質(zhì)量，更好地為船舶建造服務(wù)。

1 三維管系放樣

在添加一系列的三維信息之后，通過分析二維管系放樣的普遍情況，將固定的船體作為構(gòu)建三維模型的背景，然后進(jìn)行整個三維關(guān)系放樣，整個工作過程就是三維管系放樣。與此同時，第一個步驟管系的放樣綜合系列的圖紙以及安裝過程的基本圖紙需要注意，進(jìn)行繪制管子零件圖的時候是第二個步驟，第三個步驟就是將管系的明細(xì)表編制出來，比如說機(jī)械的設(shè)備、一些附件、管子等。這三個步驟就是管子放樣的主要工作。但是創(chuàng)建管路以及修改管路、加上管支架的整體三維設(shè)計都屬于三維管系模型建造的功能，并且具有許多有趣的實用性的建模操作功能。為了方便用戶完成管子制作圖、安裝圖等，我們可以通過在PCPS、CAPDS系統(tǒng)上開發(fā)數(shù)據(jù)處理的功能，從而達(dá)到我們的目的。

2 船舶管系放樣三維設(shè)計的現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，船舶設(shè)計方法和技術(shù)的不斷改進(jìn)，三維管系放樣技術(shù)在船舶設(shè)計中的運(yùn)用越來越廣泛。三維管系放樣技術(shù)是一種相當(dāng)新穎的船舶管系設(shè)計手段，比傳統(tǒng)的通過二維平面設(shè)計作為船舶管系放樣的方式更加先進(jìn)和實用，也是一種設(shè)計技術(shù)上的突破。它改變了以往的傳統(tǒng)管系放樣模式，通過將計算機(jī)三維設(shè)計與現(xiàn)代船舶管系放樣的有效結(jié)合，準(zhǔn)確地表達(dá)了設(shè)計者的意圖和想法，在設(shè)計者面前呈現(xiàn)出一個直觀的、真實的設(shè)計樣式和模型，讓船舶管系放樣和建造很巧妙地結(jié)合起來，不僅可以減少船舶管系建造的勞動強(qiáng)度，大大減少返工現(xiàn)象，而且還能提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，縮短船舶建造周期。

通過調(diào)查了解到，國外的船舶管系三維放樣技術(shù)已經(jīng)超越了國內(nèi)的船舶三維放樣技術(shù)。國外的三維技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是國內(nèi)卻因為知識產(chǎn)權(quán)等限制性的影響，起步比起國外較晚，所以國內(nèi)的船舶管系三維放樣設(shè)計水平比起國際水平要低一些。但是通過十幾年的不斷開發(fā)與研究，上海已經(jīng)研制出自己的三維管系放樣軟件，并被國內(nèi)很多廠家所采用，目前國內(nèi)最廣泛使用的是Tribon、Caddss、Sb3ds等。

3 三維管系放樣在船舶放樣設(shè)計中運(yùn)用所具備的優(yōu)點(diǎn)

三維管系設(shè)計放樣是通過在二維管系放樣的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的，突破了傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計。因此，它具有自己的優(yōu)勢，比如圖表生成方便快捷、數(shù)據(jù)管理安全、預(yù)舾裝程度高、準(zhǔn)確程度高。下面將從這四個方面進(jìn)行分析：

3.1 圖表生成方便快捷

整個管子零件圖形形成并構(gòu)建成完整模塊是尺寸標(biāo)準(zhǔn)智能化的主要功能，它的主要功效就是方便編輯文字以及制作表格，比如說EXCEL表格和EXCEL圖形以及部分的AUTOCAD，都能夠通過這一個功能進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)。

3.2 數(shù)據(jù)管理安全

如何提高三維管系放樣的軟件在整個數(shù)據(jù)管理的工作中，提高其安全性以及數(shù)據(jù)的一致性，其中商用的數(shù)據(jù)庫發(fā)揮著非常重要的作用。較強(qiáng)的靈活性以及開放性也是三維管系放樣技術(shù)整個數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的最好體現(xiàn)。我們常常會因為粗心和大意，導(dǎo)致一些比較重要的三維文件丟失或者損壞，這時通過模型數(shù)據(jù)庫就可以簡單地重新生成模型，方便且安全。與此同時，工作人員通過數(shù)據(jù)庫對整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整理，可以更加有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)的分類和匯總，還能夠和其他的管理系統(tǒng)之間相互連接在一起，更為便捷。熟練地利用數(shù)據(jù)庫的每一個標(biāo)準(zhǔn)庫，工作人員一定程度上可以簡化對三維圖形和附件庫以及閥件庫和舾裝件庫整體之間的運(yùn)用，提升工作人員的設(shè)計水平。

3.3 預(yù)舾裝程度高

為了達(dá)到設(shè)備、管系、風(fēng)管、電纜通道等的綜合布置和平衡，我們可以利用三維管系放樣技術(shù)的可視化的交互設(shè)計技術(shù)，呈現(xiàn)出非常直觀的圖形，以達(dá)到支持工程建造的目的。通過船舶三維結(jié)構(gòu)背景生成技術(shù)的應(yīng)用，可以讓舾裝件的生產(chǎn)設(shè)計提前展開。提前安裝在船上的主要條件就是，在整個船體分段制造工作并沒有完成，而管子已經(jīng)對預(yù)制有了很好的布置，這樣才能夠提前安裝。通過這樣的操作，不僅能夠解決工作人員交叉作業(yè)相互矛盾的問題，還能夠平衡工作人員的勞動量，具有更強(qiáng)、更高的效益。三維管系放樣技術(shù)已經(jīng)漸漸在大多數(shù)船廠普及開來，特別是一些散貨船和拖船，加上供應(yīng)船的管子放樣，基本上都采用了三維關(guān)系放樣。

3.4 準(zhǔn)確程度高

三維管系放樣通過使用“三維”建模，在電腦上，依托船體結(jié)構(gòu)的立體空間，就可以清晰明了地呈現(xiàn)出管子的相對位置，這樣做不但可以降低管子和設(shè)備的基座，同時還能夠有效地對管子與船體結(jié)構(gòu)，與電纜的托架，甚至是管子與管子兩者之間的一些摩擦和干涉，都有非常不錯的效果。這個時候，已經(jīng)被船東認(rèn)可的建造圖紙以及建造方案就可以更加直接地在電腦上面展現(xiàn)。假如說有什么不得當(dāng)或者不好的地方，可以更快發(fā)現(xiàn)并改正。如此一來，不但可以降低返修和返工等情況，還能夠加強(qiáng)整個施工的效率。實船通過對三維管系放樣技術(shù)的運(yùn)用，可以很清晰地看出很多問題，比如，管系放樣的管路會不會影響船艙布置的合理性、管路布置是否美觀、閥件操作管理是不是方便等。

4 研究三維管系放樣技術(shù)的目的和意義

通過研究三維管系放樣，我們不僅可以更加了解船舶建造不同設(shè)計階段對數(shù)據(jù)的需求，還可以解決數(shù)據(jù)流不能連續(xù)的關(guān)鍵問題，從而可以保證二維管系放樣技術(shù)到三維管系放樣設(shè)計的數(shù)據(jù)流的連續(xù)性。在施工設(shè)計階段可以大大節(jié)省設(shè)計的時間，設(shè)計效率也得到了大大提高，對設(shè)計過程中技術(shù)設(shè)計階段數(shù)字化設(shè)計的規(guī)劃有很大的指導(dǎo)意義。

5 結(jié)語

從古至今，存在很多因素制約造船行業(yè)的生產(chǎn)效率，比如船舶管道數(shù)量比較龐大，種類比較繁多，施工比較困難等。通過三維管系放樣軟件的應(yīng)用，不僅可以使管道三維實體的造型正確清晰地展現(xiàn)，而且可以縮短設(shè)計的周期，從而達(dá)到生產(chǎn)效率的提高。三維綜合放樣技術(shù)具有表生成方便快捷、數(shù)據(jù)管理安全、預(yù)舾裝程度高、準(zhǔn)確程度高的優(yōu)點(diǎn)，突破了傳統(tǒng)的綜合放樣技術(shù)的壁壘，在二維設(shè)計基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高與改進(jìn)，從而使船廠的生產(chǎn)效率、質(zhì)量和效益得到了保證。由此可見，三維管系放樣技術(shù)是未來船舶管系放樣的趨勢，更進(jìn)一步開發(fā)和改進(jìn)三維管系放樣技術(shù)對船舶建造具有重大的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 馮山嶺.二位零件圖與三維實體圖互生成方法探討

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[2] 高瑋.基于二維試圖特征的三維重建[J].計算機(jī)學(xué)報，2010，（5）.

作者簡介：曹祖化（1982-），男，安徽六安人，江門市南洋船舶工程有限公司助理工程師，研究方向：船舶管系質(zhì)量檢驗和船舶管系放樣設(shè)計。

（責(zé)任編輯：陳 倩）endprint