廖思溶

（廣船國際技術(shù)中心）

0 前言

AM舾裝模塊是基于PDMS的舾裝改進模塊，其直觀、方便，帶圖形控制手柄及數(shù)字反饋的三維編輯技術(shù)已越來越多地應(yīng)用于設(shè)計領(lǐng)域，AM系統(tǒng)本身可以基于零件的參數(shù)化三維設(shè)計系統(tǒng)，但對于船舶設(shè)計中大量的標(biāo)準(zhǔn)件和設(shè)備，則需要通過有效的二次開發(fā)實現(xiàn)高效建模。

在船舶設(shè)計中，大量地應(yīng)用了各種標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)件，簡化標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)件的建模與出圖時間，將大幅提高船舶設(shè)計的效率，這也是船舶設(shè)計軟件開發(fā)的方向。

1 如何實現(xiàn)常用舾裝件的參數(shù)化建模

AM系統(tǒng)本身是可以基于幾何體實現(xiàn)參數(shù)化建模的，但是對于常用的舾裝件并沒有現(xiàn)成的功能可以實現(xiàn)參數(shù)化建模，通過分解舾裝件可以看到，他們都是由一個個幾何體組成的，因此問題可以化解為，如何通過變化幾何體的參數(shù)達到變化整個舾裝件的參數(shù)。那么現(xiàn)在的問題就變成了，應(yīng)該采用哪種數(shù)據(jù)形式存儲舾裝件模型，如何設(shè)置舾裝件模型的參數(shù)以及設(shè)置哪些參數(shù)，才能達到使用和維護的靈活性和通用性的要求。

通過分析，現(xiàn)把舾裝件分為標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)件兩大類，標(biāo)準(zhǔn)件因模型外形和信息較固定，參數(shù)也較少，因此采用部件庫的形式存儲基本模型，在需要設(shè)置參數(shù)的幾何體或零件上做上標(biāo)記，在建模過程中讀到這個做了標(biāo)記的零件，以及用戶預(yù)設(shè)置的參數(shù)數(shù)值，通過后臺程序?qū)ζ溥M行修改。

對于非標(biāo)件，將外形相識的整理成一個類型，存儲在參數(shù)化模板庫內(nèi)，但非標(biāo)件需要設(shè)置的參數(shù)較多，因此還需要圖紙說明各個參數(shù)的意義，所以在每個非標(biāo)舾裝件模型下都需插入一張說明圖紙。文章中將以兩種類型的常用舾裝件加以說明。

2 標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)化建模

通過總結(jié)分析最近幾年設(shè)計的各類船舶中所使用的標(biāo)準(zhǔn)件，我們羅列出一個常用標(biāo)準(zhǔn)件清單，并針對每一個標(biāo)準(zhǔn)進行分析，找出標(biāo)準(zhǔn)件的可變參數(shù)，如表1所示，通過對表1的分析，對于標(biāo)準(zhǔn)件，我們采取的方法是建立獨立的機裝船舶設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)庫，針對不同標(biāo)準(zhǔn)件，分析并歸類，制定特定插入?yún)?shù)及屬性（如表面處理、附件材質(zhì)等），提供選擇列表，在列表中選取目標(biāo)對象，在小窗口視窗中呈現(xiàn)模型，且模型可縮放轉(zhuǎn)動（見圖1）。而后通過捕捉插入點和后臺分析插入對象，得到位置和方向，達到直接引用。通過選用確定屬性信息，再在后臺寫入模型，得到的模型具備完整的信息，可直接入托。如果標(biāo)準(zhǔn)模型含有座板，則“生產(chǎn)座板”按鈕可見，可以選擇是否拆分，拆分后對模型修改無影響。在用戶界面中，設(shè)計人員可通過人機交互選擇自己的需求，達到設(shè)計要求。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)部件庫應(yīng)用人機界面

表1 機裝船舶設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)庫

針對以上表格中的各類設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)件，通過程序開發(fā)，利用可視化界面，通過選擇標(biāo)準(zhǔn)庫類型，選擇需要的標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格，選擇標(biāo)準(zhǔn)件特定參數(shù)設(shè)置，即可點選位置建模，該界面還提供修改與校正的功能程序，操作的人機界面及建模實例，如圖1和圖2所示。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)件建模實例及模型信息

通過程序載入的標(biāo)準(zhǔn)件信息完善，無須設(shè)計人員后期介入修改，直接達到托盤錄入需求，并且，通過程序修改的模型，其信息也同步修改，無須人工介入，這樣大大減少了錯誤的發(fā)生，提高了設(shè)計質(zhì)量及效率。

3 非標(biāo)件的參數(shù)化建模

在船舶設(shè)計中，存在大量的非標(biāo)件，但我們通過大量船舶設(shè)計發(fā)現(xiàn)，非標(biāo)件在不同船舶中或多或少存在一些共性，我們將這部分共性的東西提取為參數(shù)化非標(biāo)件，形成參數(shù)化建模的基礎(chǔ)，歸類并設(shè)計參數(shù)，通過輸入相關(guān)參數(shù)，可直接調(diào)取模型，其中的零部件均能自動加載信息，達到出圖狀態(tài)，在非標(biāo)件的參數(shù)化建模開發(fā)中，我們通過大量模型比對，在設(shè)備、鐵舾件、箱柜三個方面做了初步應(yīng)用，如表2所示。

表2 非標(biāo)件參數(shù)化建模

基于AM參數(shù)化建模的框架下，重新設(shè)計優(yōu)化，形成對于我們更實用的工具，并給參數(shù)化模型制圖，反復(fù)調(diào)試，形成最優(yōu)的視覺效果。在模型列表中選取目標(biāo)對象，在小窗口視窗中呈現(xiàn)模型，且模型可縮放轉(zhuǎn)動，如圖3和圖4所示，再通過捕捉插入點和后臺分析插入對象，得到位置和方向，達到直接引用，引用后的模型具備完整的信息，可直接入托。

圖3 非標(biāo)件（設(shè)備）參數(shù)化建模人機界面

圖4 非標(biāo)件（舾裝件）參數(shù)化建模人機界面

通過二次開發(fā)的程序具有可視化界面，通過選擇非標(biāo)庫類型，選擇非標(biāo)件，輸入所需參數(shù)，即可點選位置建模，該界面還提供修改與校正的功能。程序操作人機界面及建模實例如圖3、圖4和圖5所示。

圖5 非標(biāo)件參數(shù)化建模實例

4 參數(shù)化出圖模式

當(dāng)設(shè)計中大面積使用參數(shù)化建模時，我們可以使用的二次開發(fā)的參數(shù)化出圖模塊，通過程度讀取模型中某一區(qū)域內(nèi)引用參數(shù)化模塊建模的模型，并后臺讀取他們各自對應(yīng)的參數(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)化出圖模式時通過標(biāo)準(zhǔn)表格的形式體現(xiàn)在圖紙上。通過標(biāo)準(zhǔn)化出圖模式，出圖量、派工單量均大幅減低，通過二次程序開發(fā)，還可以達到自動統(tǒng)計清單，自動生成參數(shù)套表，這樣可以將相同類型的圖紙完全交給程序來完成。標(biāo)準(zhǔn)化出圖的圖紙模式統(tǒng)一，出圖質(zhì)量有保證，校對工作相對簡化，出圖效率可大幅提升，如圖6所示。

圖6 出圖效率可大幅提升

5 經(jīng)濟效益

表3是針對單個部件采用不同的建模和出圖方式所產(chǎn)生的工時對比，一種是采用傳統(tǒng)的AM自帶功能建模及出圖，一種是采用參數(shù)化建模及出圖，我們發(fā)現(xiàn)后者的效率提升相當(dāng)明顯，在此基礎(chǔ)上，如果我們將參數(shù)化建模及出圖的非標(biāo)庫日益完善，再進行全船推廣，那么提升的整體效率初步估計將達到75%左右。

表3 參數(shù)化建模及出圖效率比對表（單個部件）

6 結(jié)束語

“提質(zhì)增效”是一個企業(yè)永恒的話題，參數(shù)化建模及出圖是AM應(yīng)用在提質(zhì)增效上的一個縮影，通過多型船舶的積累，逐步完善參數(shù)化庫及標(biāo)準(zhǔn)化出圖模板庫是一個長期的任務(wù)，量變勢必會引起質(zhì)變，當(dāng)參數(shù)化庫的積累足夠多的時候，建模和出圖將是更簡單的事情。