于忠鑫　胡勇　白民權(quán)

摘 要：隨著人們對(duì)船舶需求的提升，現(xiàn)代船舶電氣系統(tǒng)也愈來(lái)愈復(fù)雜，設(shè)計(jì)精度要求愈來(lái)愈高，所以一定要引進(jìn)高科技來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)船舶的電氣設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：船舶電氣智能；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；關(guān)鍵技術(shù)分析

引言

目前國(guó)內(nèi)很多船舶設(shè)計(jì)軟件在電氣設(shè)計(jì)方面只具有繪圖功能，而船舶電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)需要多個(gè)專業(yè)協(xié)作的復(fù)雜過(guò)程，牽涉到很多設(shè)計(jì)方案的確定、分析模型的建設(shè)、每一種設(shè)備的評(píng)價(jià)選優(yōu)等問(wèn)題，單靠人工的操作不但消耗很多的時(shí)間而且工作精度不高，嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)的效率以及質(zhì)量。

1 船舶電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

功能需求分析：（1）在設(shè)計(jì)方案階段，可以完成對(duì)設(shè)計(jì)資料的科學(xué)管理和再設(shè)計(jì)，關(guān)鍵包含以下三個(gè)方面：尋找優(yōu)質(zhì)的母型船并收優(yōu)化成為目標(biāo)船；尋找最接近設(shè)計(jì)方案的體系圖并吸收優(yōu)化成為目標(biāo)圖；尋找某型號(hào)設(shè)備的出廠文件或有關(guān)電氣體系圖。（2）在技術(shù)設(shè)計(jì)階段以及生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，要完成：用方案設(shè)計(jì)判斷的影響船舶電氣性能的關(guān)鍵參數(shù)限制技術(shù)設(shè)計(jì)；在各個(gè)主要的設(shè)計(jì)階段可以在體系運(yùn)行界面上給出相關(guān)設(shè)計(jì)辦法、設(shè)計(jì)程序、檢查規(guī)范的指導(dǎo)；在各個(gè)主要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)出現(xiàn)時(shí)，可以自動(dòng)對(duì)其在安全性、經(jīng)濟(jì)性和與設(shè)計(jì)方案的相同性等方面實(shí)施校驗(yàn)并給出清楚的推斷效果與參考數(shù)據(jù)；可以完成對(duì)規(guī)律性比較強(qiáng)的體系參數(shù)化繪圖；生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段可以有效運(yùn)用技術(shù)設(shè)計(jì)階段積累的成果，盡量防止反復(fù)工作；完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)一以及關(guān)聯(lián)，包含輪機(jī)、舾裝、總體與電氣等每一個(gè)專業(yè)之間和電氣每一個(gè)系統(tǒng)、文檔之間。

1.2 結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)

考慮到船舶每一個(gè)電氣體系規(guī)律性不相同，新高性能電氣控制體系的更新?lián)Q代，還有軟件的發(fā)展能力，體系在完成常規(guī)計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)功能和文件管理、計(jì)算書(shū)生成、自動(dòng)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)交換等智能化功能的基本上，針對(duì)規(guī)律性比較強(qiáng)的電力一次體系、照明體系等加設(shè)了其參數(shù)繪圖模塊.同時(shí)，思考到軟件開(kāi)發(fā)的周期以及費(fèi)用，體系使用調(diào)用第三方繪圖軟件與Windows運(yùn)用環(huán)節(jié)的技術(shù)方案，其體系構(gòu)造框架如圖1所示。體系包含操作界面、主環(huán)節(jié)、參數(shù)繪圖模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)、資料庫(kù)五個(gè)部分。

（1）操作界面：包含工程管理、圖紙管理、計(jì)算書(shū)生成、材料報(bào)表生成、電氣繪圖、規(guī)范圖框生成、規(guī)范符號(hào)生成、三維模型生成、數(shù)據(jù)交換和輔助10個(gè)主界面.其中電氣繪圖又包含頁(yè)面管理、設(shè)計(jì)部署、參數(shù)繪圖、對(duì)象編輯四個(gè)子界面；計(jì)算書(shū)生成包含電力負(fù)荷計(jì)算書(shū)以及電壓降計(jì)算書(shū)。（2）主環(huán)節(jié)：包含工程、圖紙管理，計(jì)算書(shū)、材料報(bào)表生成，電氣繪圖，幫助設(shè)計(jì)模塊（圖紙規(guī)范圖框生成、設(shè)備三維模型以及規(guī)范符號(hào)生成、數(shù)據(jù)交換、輔助）還有接口環(huán)節(jié)，其構(gòu)造如圖2所示。（3）數(shù)據(jù)庫(kù)：包含管理數(shù)據(jù)庫(kù)以及工程數(shù)據(jù)庫(kù).管理數(shù)據(jù)庫(kù)保管部件參數(shù)、規(guī)范圖框、規(guī)范符號(hào)、典型模板等公用信息以及全部工程的參數(shù)信息；各個(gè)工程都有自己的工程數(shù)據(jù)庫(kù)，用于保存其全部電氣體系、電氣設(shè)備和資料信息。（4）資料庫(kù)：存儲(chǔ)全部船舶電氣設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)中牽涉、出現(xiàn)的圖紙以及文檔文件。（5）參數(shù)繪圖模塊：現(xiàn)在包含電力一次體系圖、廣播體系圖、照明體系圖和照明布置圖四個(gè)部分。

2 船舶電氣智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 信息數(shù)字化技術(shù)

在船舶電氣智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的信息數(shù)字化技術(shù)，關(guān)鍵是把設(shè)計(jì)中涉及到的對(duì)象實(shí)施有關(guān)的數(shù)字化信息解決，就是依據(jù)有關(guān)定義準(zhǔn)則，把限制條件以及屬性使用有關(guān)的數(shù)字取代詳細(xì)的信息，之后對(duì)船舶電氣設(shè)計(jì)中需要設(shè)計(jì)的對(duì)象使用有關(guān)的數(shù)字描述，建設(shè)船舶電氣數(shù)字化模型。數(shù)字化經(jīng)過(guò)中關(guān)鍵使用面向?qū)ο筠k法學(xué)，把船舶看作從每一種“對(duì)象”結(jié)構(gòu)的全體，之后依據(jù)有關(guān)的限制條件對(duì)每一個(gè)對(duì)象的歸類、設(shè)計(jì)和定義屬性、辦法以及響應(yīng)的事件，讓其可以滿足計(jì)算機(jī)的識(shí)別與解決功能。

圖標(biāo)驅(qū)動(dòng)：為了把繪圖效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量提高，統(tǒng)一以及規(guī)范化電氣符號(hào)以整潔圖面，在船舶電氣繪圖經(jīng)過(guò)中，使用圖標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)制.就是經(jīng)過(guò)點(diǎn)擊各設(shè)備符號(hào)框架圖標(biāo)相符的，并選取其相應(yīng)的部件，編輯設(shè)備的具體信息進(jìn)而實(shí)現(xiàn)這設(shè)備原理或部署設(shè)計(jì)的辦法。

2.2 參數(shù)化辦法

在船舶電氣設(shè)計(jì)中，相對(duì)常用一點(diǎn)的辦法就是查詢改正母型船。但是這種辦法在尋找經(jīng)過(guò)中需要實(shí)施很多的信息處理，本文針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)使用了參數(shù)化辦法。參數(shù)化辦法關(guān)鍵是對(duì)電氣體系圖紙使用參數(shù)實(shí)施量化以及辨別與有關(guān)功能模塊的敘述。關(guān)鍵實(shí)施參數(shù)化的原因有船舶類別、裝載、航區(qū)、自動(dòng)化標(biāo)志、電力推進(jìn)、主機(jī)、主電源與大型機(jī)械設(shè)備等。參數(shù)化模塊關(guān)鍵是指敘述體系功能的特點(diǎn)項(xiàng)，包含圖面需要表達(dá)、繪圖需要的每一個(gè)方面。

3 智能船舶的美好未來(lái)

就船舶而言，市場(chǎng)個(gè)體差別性帶來(lái)市場(chǎng)的定制化要求愈來(lái)愈高，需要迅速成規(guī)模，這個(gè)過(guò)程中需要完成數(shù)據(jù)之間良好的交換分析與挖掘。這就需要把市場(chǎng)的要求以及運(yùn)營(yíng)企業(yè)的要求、制造企業(yè)的要求、設(shè)計(jì)的工作變成一個(gè)協(xié)作總體。工業(yè)4.0在船舶上的完成是定制和規(guī)?；慕Y(jié)合，也是現(xiàn)在和將來(lái)的結(jié)合，建造新要求的經(jīng)過(guò)中完成新的價(jià)值。這些新的價(jià)值第一是能夠大大加強(qiáng)市場(chǎng)反應(yīng)能力。以航運(yùn)企業(yè)為例，市場(chǎng)反應(yīng)能夠匹配出最合理的船舶和最適當(dāng)?shù)暮铰?，適應(yīng)最合適的輸送要求。制造企業(yè)能夠最適當(dāng)?shù)拇皾M足要求，最合理的補(bǔ)給要求，根據(jù)市場(chǎng)的快速反應(yīng)，完善船舶設(shè)計(jì)。新價(jià)值還會(huì)帶來(lái)運(yùn)營(yíng)本錢的降低。沒(méi)有全球服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，船隊(duì)走不出國(guó)門。而假如在全球分布許多服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，又需要很高的成本。但是在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，船上體系實(shí)施自動(dòng)化，完成互聯(lián)之后能夠最大程度把成本降低。船隊(duì)的運(yùn)營(yíng)，油料備品的運(yùn)用，能夠更好地聯(lián)系在一起。舉例來(lái)說(shuō)，例如我們國(guó)家的船隊(duì)到索馬里護(hù)航，大概有80%的備件原封不動(dòng)地帶回來(lái)，由于不知道哪些備件會(huì)用到，這對(duì)備件的生產(chǎn)企業(yè)以及購(gòu)買企業(yè)，都有大量的資金積壓。而假如對(duì)備件運(yùn)用狀況時(shí)時(shí)掌握，完成岸基的遠(yuǎn)程控制，能夠大大降低成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前本體系已在很多船的設(shè)計(jì)中獲得了應(yīng)用，對(duì)設(shè)計(jì)辦法的指導(dǎo)與對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的自動(dòng)校驗(yàn)還有參數(shù)繪圖以及自動(dòng)生成計(jì)算書(shū)、材料表等功能上表現(xiàn)優(yōu)秀，隨著中國(guó)科技的日新月異，計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)的船舶電氣智能化設(shè)計(jì)將會(huì)進(jìn)步更大，步入真正的智能化階段，設(shè)計(jì)成本和設(shè)計(jì)周期將大大的縮短。

參考文獻(xiàn)

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