李傳達(dá)，何文強(qiáng)

（招商局金陵船舶(南京)有限公司技術(shù)中心，江蘇 南京 210015）

0 引言

近年來(lái)，我廠承建的高端客滾船需滿足安全返港及安全撤離的要求，各種設(shè)備及控制系統(tǒng)采用冗余設(shè)計(jì)，電纜的使用量約是普通汽車(chē)滾裝船的3倍，傳統(tǒng)的Tribon三維設(shè)計(jì)平臺(tái)已經(jīng)無(wú)法滿足海量設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的處理，亟需尋找更加有效的設(shè)計(jì)平臺(tái),由此引進(jìn)了Aveva Marine（簡(jiǎn)稱(chēng)AM）設(shè)計(jì)平臺(tái)，通過(guò)在AM平臺(tái)下的二次開(kāi)發(fā)，結(jié)合電裝設(shè)計(jì)人員的使用習(xí)慣和船廠標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)出全新的滿足安全返港要求的電裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，極大地提高了船舶電裝設(shè)計(jì)的建模和出圖效率，提高了圖紙的準(zhǔn)確度，為縮短船舶的建造周期奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

1 本研究的內(nèi)容及目標(biāo)

1）AM自帶的CableTray模塊建模步驟繁瑣，人機(jī)交互極其不友好，對(duì)于習(xí)慣使用Tribon的初學(xué)者來(lái)說(shuō)會(huì)不適應(yīng)，需研究出一種快速上手，無(wú)需過(guò)多培訓(xùn)的建模方法，方便Tribon和AM之間建模的無(wú)縫連接。

2）由于上建區(qū)域甲板面使用薄板，為了避免舾裝件在甲板面焊接時(shí)產(chǎn)生變形，電纜橋架的支撐要加支架燒焊。需研究出一種根據(jù)電纜橋架的類(lèi)型，快速生成電纜橋架的支撐的工具。

2 軟件功能設(shè)計(jì)

以AVEVA Marine為三維設(shè)計(jì)平臺(tái)，分析電裝專(zhuān)業(yè)在客滾船整個(gè)建模流程中的瓶頸因素，通過(guò)AM提供的PML，python，C#.net等二次開(kāi)發(fā)工具和接口[1]，實(shí)現(xiàn)高效快捷準(zhǔn)確的建模和出圖環(huán)境。開(kāi)發(fā)的平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 平臺(tái)架構(gòu)

2.1 電氣部件庫(kù)的建立

電氣部件庫(kù)是電裝二次開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，部件庫(kù)的建立除了要能緊密貼合船廠的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)外還要有良好的擴(kuò)展性以方便程序提取數(shù)據(jù)。以橋架的部件庫(kù)為例，現(xiàn)在主流的部件庫(kù)有2種，第一種是部件庫(kù)的橋架不帶吊腳，優(yōu)點(diǎn)是部件庫(kù)簡(jiǎn)便，但后續(xù)用戶需對(duì)橋架的吊腳單獨(dú)建模，二次開(kāi)發(fā)也復(fù)雜；第二種橋架的部件庫(kù)帶吊腳，優(yōu)點(diǎn)是方便以后的二次開(kāi)發(fā)，但部件庫(kù)的建立相對(duì)復(fù)雜。經(jīng)過(guò)仔細(xì)權(quán)衡，我廠選擇了第二種方式，并進(jìn)一步加強(qiáng)了部件庫(kù)的功能，表現(xiàn)如下：

1）根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整每根吊腳的長(zhǎng)度，并靈活控制每根吊腳是否帶墊板。

2）根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)可以調(diào)整吊腳在橋架中的安裝位置，可以靈活地避開(kāi)管子結(jié)構(gòu)等模型。

3）根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)可以調(diào)整吊腳和橋架的角度，可以簡(jiǎn)化后續(xù)的二次開(kāi)發(fā)難度。

注意事項(xiàng)：

1）建庫(kù)的時(shí)候?qū)τ谠O(shè)計(jì)參數(shù)的Dkey值一定要取有意義的縮寫(xiě)，不要用默認(rèn)值，在編寫(xiě)程序獲取設(shè)計(jì)參數(shù)值時(shí)可以直接用RPRO Dkey方式進(jìn)行取值，避免使用desp[keyNo],這樣做的好處是在部件庫(kù)的設(shè)計(jì)參數(shù)序號(hào)進(jìn)行調(diào)整時(shí)無(wú)需更新程序。

2）在Data Set中建立key值為BOWD的設(shè)計(jì)參數(shù)，該設(shè)計(jì)參數(shù)會(huì)被橋架的P2點(diǎn)（出口點(diǎn)）引用，在后面的程序設(shè)計(jì)中通過(guò)修改BOWD值，實(shí)現(xiàn)在一個(gè)分支中有多種不同的橋架寬度，而不用再新建分支。

3）對(duì)于橋架或者貫穿件的材質(zhì)問(wèn)題，建議不同材質(zhì)的部件使用同一份規(guī)格書(shū)，以避免每種材質(zhì)都新建一次規(guī)格書(shū)，材質(zhì)可以使用material text來(lái)區(qū)分。如建規(guī)格書(shū)時(shí)，默認(rèn)引用碳鋼材質(zhì)的material text，當(dāng)要使用其它材質(zhì)的部件時(shí)可以對(duì)部件使用進(jìn)行自定義屬性，通過(guò)自定義屬性再引用material text。自定義屬性的material text值優(yōu)先于部件規(guī)格書(shū)的material text。

2.2 電纜固定件建模程序開(kāi)發(fā)

對(duì)于電纜固定件的建模有2種方案，如下：

方案一：把電纜固定件當(dāng)成fixing來(lái)處理，把每個(gè)分段的電纜固定件建成1個(gè)或幾個(gè)structure,其優(yōu)點(diǎn)是可以靈活移動(dòng)電纜固定件，不用考慮固定件之間的首尾聯(lián)系，每個(gè)電纜固定件之間是獨(dú)立的，但這種方案對(duì)后續(xù)電纜路徑的生成沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。

方案二：采用PIPE建模方式，將電纜固定件當(dāng)成FTUB和BEND來(lái)處理，這樣電纜固定件的首尾有連接關(guān)系，建模時(shí)需考慮電纜固定件之間的順序。若要達(dá)到方案一相同的靈活性，對(duì)二次開(kāi)發(fā)的要求比較高，但優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)電纜固定件的連接關(guān)系，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)生成電纜的敷設(shè)路徑。

對(duì)于這2種方案，考慮到后續(xù)的電纜敷設(shè)路徑的生成，我廠選擇方案二。AM本身提供了電纜固定件的固定程序，但該程序弊端較大，所選的電裝件規(guī)格需從規(guī)格書(shū)中選取，一旦該分支比較復(fù)雜，部件規(guī)格超出規(guī)格書(shū)范圍時(shí)就必須頻繁切換規(guī)格書(shū)，或者新建branch分支來(lái)解決，造成分支無(wú)法連續(xù)，不適應(yīng)船廠的需求。AM自帶程序選部件的流程如圖2所示。

圖2 AM自帶建模程序建模流程

為了解決這一弊端，進(jìn)行深入的二次開(kāi)發(fā)，通過(guò)bore值及部件的CATE命名直接從多個(gè)規(guī)格書(shū)中篩選出所需要的部件[2]，解決了用PIPE建模方式靈活性受限的問(wèn)題，并且在部件庫(kù)中根據(jù)需要，設(shè)置了大量的設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了橋架吊腳高度的剪切、腹板的添加、吊腳位置的調(diào)整、橋架角度的調(diào)整等功能，極大地拓展了AM程序的功能，用戶的體驗(yàn)得到了極大的提升，具體表現(xiàn)為：

1）可以實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格書(shū)布置在同一分支上，且不需要切換規(guī)格書(shū)。由于橋架在布置時(shí)，遵循當(dāng)前的橋架的進(jìn)口點(diǎn)和前一個(gè)橋架的出口點(diǎn)相連，所以可以通過(guò)修改前一個(gè)橋架的設(shè)計(jì)參數(shù)的BOWD值來(lái)改變橋架出口的通徑，從而實(shí)現(xiàn)在一個(gè)橋架分支上布置不同寬度的橋架。

2）分支上的部件可以批量修改。用戶通過(guò)鼠標(biāo)選取要修改型號(hào)的橋架，然后程序根據(jù)用戶輸入的新的橋架規(guī)格批量修改橋架的Spref屬性，并根據(jù)新的Spref屬性值來(lái)獲取當(dāng)前部件的bore值，再通過(guò)bore值獲取該規(guī)格書(shū)的leave tube reference值并寫(xiě)入到橋架的Lstube屬性中。

3）橋架的吊腳高度可以批量修改，并可以靈活控制腹板。在橋架部件庫(kù)建立時(shí)，橋架的每個(gè)吊腳的高度都設(shè)置為設(shè)計(jì)參數(shù)，所以可以通過(guò)修改該設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)靈活調(diào)整橋架的高度。對(duì)于橋架吊腳上腹板的有無(wú)也是通過(guò)控制設(shè)計(jì)參數(shù)PDCD來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如當(dāng)PDCD的值為9111111，則表示橋架的6個(gè)吊腳都有腹板，當(dāng)PDCD的值為9110011，則表示橋架的6個(gè)吊腳中前后4只吊腳有腹板，中間2個(gè)吊腳無(wú)腹板。

4）快速收頭首尾及彎頭橋架的旋轉(zhuǎn)。通過(guò)以上修改，極大地提高了電纜固定件的建模效率，用戶界面更加友好，更符合設(shè)計(jì)人員的建模流程及需求。

2.3 上建區(qū)域電纜橋架燒焊支撐的建模

由于客滾船對(duì)于空船重量及重心高度的控制比較嚴(yán)格，上建區(qū)域大量采用減重設(shè)計(jì)和薄板，甲板面的厚度只有5.5 mm,為了避免在甲板面上焊接電裝件造成甲板面變形，電纜橋架的吊腳根據(jù)橋架的種類(lèi)采用不同的燒焊形式。網(wǎng)格型橋架支架燒焊形式，如圖3所示。

圖3 網(wǎng)格型橋架支架燒焊節(jié)點(diǎn)

為了加快網(wǎng)格型橋架支架的建模速度，以及實(shí)現(xiàn)支架制作標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，根據(jù)網(wǎng)格型橋架支架的燒焊節(jié)點(diǎn)編寫(xiě)支架生成程序，程序的實(shí)現(xiàn)流程如下：

1）根據(jù)支架節(jié)點(diǎn)確定支架形式。

2）創(chuàng)建支架的參數(shù)化模板。

3）根據(jù)設(shè)計(jì)人員選定的支架類(lèi)型及捕捉到的結(jié)構(gòu)型材數(shù)據(jù)來(lái)獲取支架的設(shè)計(jì)參數(shù)，并傳遞給支架。

4）用戶定位網(wǎng)格型橋架支架的位置。

普通橋架支撐燒焊形式，如圖4所示。

圖4 普通橋架支撐燒焊形式

由于上建區(qū)域橋架吊腳不能直接燒焊在甲板上，需在球扁鋼上燒焊角鋼來(lái)作為橋架的支撐腳，若使用手動(dòng)方式建模，則需要巨大的建模工作量，橋架位置及型號(hào)調(diào)整之后還需花費(fèi)很大的時(shí)間來(lái)調(diào)整橋架支撐，且通過(guò)程序建?？梢钥刂浦谓卿摰拈L(zhǎng)度。通過(guò)程序?qū)⒔卿摰拈L(zhǎng)度控制為25的倍數(shù)，可以有效地減少角鋼長(zhǎng)度的種類(lèi)，方便制作單位的制作，程序的實(shí)現(xiàn)流程如下：

1）根據(jù)橋架和球扁鋼的位置選定支架的建模形式。

2）利用Event Driven Graphics（EDG）接口，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)模型中橋架和結(jié)構(gòu)球扁鋼的選取，并獲得相關(guān)的模型信息。

3）根據(jù)獲得的模型信息結(jié)合橋架的燒焊節(jié)點(diǎn)確定橋架支撐的位置及長(zhǎng)度。

3 結(jié)語(yǔ)

我廠建造的TL866P客滾船的實(shí)船應(yīng)用，在建模效率方面比AM自帶的程序有了質(zhì)的提升，而且用戶的體驗(yàn)感更好，功能更強(qiáng)大。對(duì)于客滾船這種上建區(qū)域甲板不能直接焊接的區(qū)域，橋架的支架建模方式比較實(shí)用，建模效率非常高，后續(xù)再配套相應(yīng)的材料統(tǒng)計(jì)和出圖程序，更起到了事半功倍的效果。對(duì)于剛從Tribon轉(zhuǎn)到AM的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，上手更加容易，通過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，就能在短時(shí)間內(nèi)掌握AM電纜固定件建模的方法，節(jié)省了大量的培訓(xùn)時(shí)間。