楊帥 韓世薔

摘 要：為了解決傳統(tǒng)的艦船動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)中常存在的問(wèn)題，本文將在已有的數(shù)字化造船技術(shù)研究基礎(chǔ)上，試圖分析研究新型艦船動(dòng)力裝置數(shù)字化設(shè)計(jì)的總框架。從設(shè)計(jì)系統(tǒng)底層平臺(tái)、集成控制管理環(huán)境、設(shè)計(jì)系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)軟件環(huán)境幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行深入探討，以期為造船技術(shù)的數(shù)字化發(fā)展提供更多理論參考。

關(guān)鍵詞：艦船動(dòng)力裝置；數(shù)字化設(shè)計(jì)；體系結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)與過(guò)去戰(zhàn)爭(zhēng)相比，對(duì)作戰(zhàn)平臺(tái)提出了更高的要求。其中，如噴水推進(jìn)等新型的動(dòng)力裝置也已進(jìn)入試應(yīng)用階段。目前，此種運(yùn)用新型數(shù)字化設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)的艦船動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)中尚處于探索階段，并且在該領(lǐng)域與國(guó)外先進(jìn)造船技術(shù)還存在著一定的差距。

因此，加大對(duì)動(dòng)力裝置科技的投入和關(guān)注，來(lái)適應(yīng)未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)的巨大科技挑戰(zhàn)。完善提升動(dòng)力裝置需從多方面因素考慮，包括設(shè)計(jì)階段、建造階段、試用階段、調(diào)整維護(hù)階段等。作為最首要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)階段，還應(yīng)考慮到建造時(shí)間、費(fèi)用估算等因素的限制，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)艦船動(dòng)力裝置綜合水平提升的目標(biāo)。

1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題

首先，在設(shè)計(jì)過(guò)程中缺乏一定符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的支持。成功的艦船動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)需要在多環(huán)節(jié)中都具備成熟的技術(shù)。但不可忽視的是，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中往往存在設(shè)計(jì)師過(guò)度依賴(lài)自身經(jīng)驗(yàn)，缺乏與現(xiàn)代設(shè)計(jì)相符的理論支持，因而在設(shè)計(jì)質(zhì)量上大打折扣。

其次，缺乏成熟的設(shè)計(jì)工具的應(yīng)用。目前，利用計(jì)算機(jī)輔助工具，如CAD來(lái)進(jìn)行動(dòng)力裝置的局部設(shè)計(jì)，對(duì)其整體設(shè)計(jì)過(guò)程也起到了較好的支撐作用[ 1 ]。盡管在虛擬樣機(jī)技術(shù)的發(fā)展下，先進(jìn)工具不斷推出，但成熟的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具并沒(méi)有在動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)中展開(kāi)廣闊應(yīng)用。在施工中，常通過(guò)建造機(jī)艙模型來(lái)進(jìn)行對(duì)設(shè)備的檢驗(yàn)調(diào)整，并沒(méi)有依靠設(shè)計(jì)工具進(jìn)行此項(xiàng)工作，也消耗了一定的人力物力。

再次，信息化水平較低。動(dòng)力裝置的設(shè)計(jì)包含著大量的信息，如文件、圖紙、數(shù)據(jù)等，但在審批裝置設(shè)計(jì)時(shí)依然無(wú)法跳脫出紙質(zhì)圖紙這一媒介。在信息化管理推進(jìn)的方向中，存在涉及部門(mén)過(guò)多、缺少資料系統(tǒng)管理、信息檢索復(fù)雜等困難，使得在艦船動(dòng)力裝置的信息化水平提升中出現(xiàn)不小的障礙。

最后，設(shè)計(jì)的范疇過(guò)于狹窄。傳統(tǒng)動(dòng)力裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程定義過(guò)于狹隘，與現(xiàn)代的虛擬技術(shù)發(fā)展存在代溝。而現(xiàn)代的設(shè)計(jì)概念已經(jīng)延伸到設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)等多個(gè)階段中，能夠源源不斷的為艦船動(dòng)力裝置提供生命支持。因此，克服在設(shè)計(jì)初始階段的過(guò)于狹窄的弊端，勢(shì)必會(huì)為艦船動(dòng)力裝置的技術(shù)發(fā)展提供更多的可行性依據(jù)。

2 數(shù)字化設(shè)計(jì)總體框架研究

針對(duì)上述的主要問(wèn)題，在充分借鑒國(guó)內(nèi)外有關(guān)數(shù)字化造船的先進(jìn)的成功理念和技術(shù)的前提下，來(lái)研究艦船動(dòng)力裝置數(shù)字化設(shè)計(jì)的總體框架[ 2 ]。艦船的動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要協(xié)調(diào)多項(xiàng)子專(zhuān)業(yè)來(lái)完成。

為了有效縮短周期、提升質(zhì)量、降低成本，利用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)總體框架，主要包括以下幾個(gè)部分：

2.1 底層平臺(tái)的構(gòu)建

底層平臺(tái)是一個(gè)能夠支持多時(shí)間分離、空間分布的彼此依賴(lài)的通信數(shù)據(jù)庫(kù)與計(jì)算機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)。這個(gè)平臺(tái)構(gòu)架中包括基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、操作保密系統(tǒng)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)等裝置。這也成為了開(kāi)發(fā)數(shù)字化設(shè)計(jì)的艦船動(dòng)力裝置的重要前提和保證。

2.2 集成控制管理

當(dāng)前的數(shù)據(jù)管理缺乏一定的科學(xué)方式，電子文檔形式的設(shè)計(jì)方案無(wú)法作為依據(jù)，并難以控制數(shù)據(jù)的技術(shù)狀態(tài)。這都為數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)管理、裝置的質(zhì)量控制、信息的統(tǒng)一安全制造了不小的難題。采用集成控制管理技術(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)中的相關(guān)過(guò)程、系統(tǒng)的分布及數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集成管理，來(lái)確保信息的完整和科學(xué)。艦船動(dòng)力裝置數(shù)字化設(shè)計(jì)的核心管理環(huán)境包括：需求分析管理、文檔管理、項(xiàng)目管理等。

2.3 設(shè)計(jì)系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)軟件

此環(huán)境的建立是在遵從設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的方式，采用虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案、施工、制造、使用及維修等個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)支持。協(xié)同設(shè)計(jì)軟件的主要特點(diǎn)是：在信息集成的基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行重組和優(yōu)化；在同一時(shí)間內(nèi)可同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)設(shè)計(jì)活動(dòng)，消除由于人員分散。信息交錯(cuò)等障礙帶來(lái)的效率過(guò)低現(xiàn)象，在保證質(zhì)量的前提下，大大減少了設(shè)計(jì)時(shí)間消耗[ 3 ]。

3 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)傳統(tǒng)的艦船動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)中存在的主要突出問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)和成熟技術(shù)，對(duì)我國(guó)的艦船動(dòng)力裝置數(shù)字化設(shè)計(jì)框架進(jìn)行了初步的構(gòu)建，并對(duì)主要環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。望通過(guò)這種符合現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的高實(shí)用性、強(qiáng)前瞻性的新型技術(shù)，來(lái)為未來(lái)的艦船動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)提供更多的理論參考和試用的可能。

參考文獻(xiàn)：

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