基于矩形化动态匹配的船体零件排样算法研究

基于启发式搜索策略,提出了一种改进的排样算法——剩余矩形的动态匹配法来求解不规则船体零件的矩形化排样,并通过自动正交碰靠实现零件的紧密靠接和定位。动态匹配包括对入排零件与未排放的剩余矩形区域进行宽度匹配计算和排样高度的调整,并以其匹配度最佳及最低排样高度作为排样布局的评估准则来实现排样过程中的实时动态寻优。该算法在一定程度上实现了排样中定位与定序的协同思路,实例证明其有效性。     

船体零件智能优化排样系统的设计研究

针对船体零件的排样问题,开发了基于智能算法的板材套料优化排样系统。该系统采用粒子群算法,并将免疫记忆和浓度机制引入算法提高了零件的排序优化速度。通过零件图形信息数据库管理模块和排样解码算法,实现图形的输入和编码、定位排放和正交靠接及自动计算生成最优排样结果。排样实例表明了该系统具有良好界面和人机交互功能,且有效提高了排样自动化程度和材料利用率。     

基于剩余矩形匹配算法的船体零件排样

将剩余矩形匹配算法应用到不规则的船体零件的优化排样上,综合运用图形组合、自动碰靠和人机交互技术以使得排样结果更优.试验证明,该方法是有效可行的.     

采用形状识别启发式推理方法对二维不规则零件的排样研究（上）

本文提出了交示规则零件在任意形状的材料上进行排样的一种方法。排样位置通过不规则零件与科材料间的形状匹配来确定。在处理过程的每一阶段，采用各种不同细化层次的几何特征来描述零件和材料的轮廓，从而智能地选择零件以及将其在材料上进行排样。本文列举了实际应用的实例，将此算法的效率与已有的算法进行了比较，并采用船舶产品的数据进行了测试。     

船体零件编码计算机系统

船体零件编码系统是船体生产设计的一个重要组成部分.本文给出了船体零件编码一种编码方案的计算机方法.该系统可产生船体零件编码数据库及其对该库进行管理.系统还提供编码规则的学习以及按某些要求从编码库中打印出所需的分段零件明细表.     

船体结构零件产生系统

一、概述船体结构零件产生系统SPGS(Structural Parts Generation System)是用于船体结构施工设计阶段至生产建造阶段处理船体各类结构件的绘图、下料、加工数据准备及材料统计的一个数据处理系统。它是HCS(船体建造集成系统)的一个组成部分,但其本身又是一个较完整的独立系统。经过扩充它可与船舶结构设计系统相连接。SPGS系统由船体结构零件产生和船体结构零件后处理两大部分组成。前者由结构线定义、船底结构分析计算、舷侧甲板结构分析计算等模块和船体结构图形处理语言组成;后一部分由船体结构零件图绘制、船体结构零件统计、零件套料及切割后处理、零件修改和结构件划分等模块组成(图1)。SPGS系统对船体各构件进行统一的命名编号,使零件的所在部位、件号等都有明确的表示方法,便于存取、管理及检索统计。     

基于通用软件的船体结构三维数字模型的开发与应用

以一个常见双层底分段为例,介绍了利用通用软件AUTOCAD建立船体结构三维数字模型、提取零件属性、生成零件明细表、合并所有零件、构造整个分段三维实体模型、查询分段质量和质心、装配干涉检查、自动生成分段视图的方法和操作过程,以及船体曲面建模和其在船体结构设计中的应用;阐明了基于通用软件进行船体结构三维数字模型的开发与应用是切实可行的。     

基于视觉识别的船体板材零件理料原型系统开发

现阶段船体板材零件理料过程中完全依靠人工进行零件特征和编码识别,不利于开展理料装备自动化和智能化作业.针对该现状,提出基于视觉识别的船体板材零件理料原型系统.通过工业相机拍摄零件图像,对零件特征进行识别,获取零件类型和位置信息;对零件编码进行识别,获取零件流向信息.然后将类型、位置和流向信息传输至理料控制软件处理,机器人根据指令完成理料过程.结果表明,提出的理料原型系统及工作流程能够替代人工完成船体零件理料过程,为后续实现理料作业的自动化和智能化运行及装备集成应用奠定了基础.     

船体零件工艺信息可视化校验方法

在目前基于Tribon的船舶生产设计中,船体零件信息分散记录在多个文件中,加工工艺信息在二维设计视图中仅以文字标注形式显示,既不利于工艺信息的观察,也不利于设计人员的检查校验,因此零件工艺信息可视化校验方法的研究对船体零件工艺信息可视化应用技术的发展具有重要意义。对船体零件工艺信息进行分析,建立零件生产信息与外形工艺信息的映射关系;研究船体零件工艺信息可视化校验方法,确定平面外形工艺信息以及局部三维立体校验方案;开发.NET环境下的船体零件工艺信息可视化校验软件系统。     

船舶三维结构二维图形转换

通过研究MDT软件特点和船体结构的特征，将船体结构进行分类，并基于船体结构三维设计体系和设计流程构造三维模型，利用面向对象技术实现了船舶结构三维零件模型向二维图形的转换。     

船体零件套料的发展及现状

降低船企生产成本,首先就要提高钢板利用率。采用套料工艺可以提高材料利用率。介绍了套料工艺的优化方案和措施,自动套料软件的原理变迁和研发进展。实践证明采用套料自动化和人工合理调节套料相结合的方法,是目前能使船厂效益提高的最好方法。     

船体零件自动套料的原理与方法

根据船体零件数量多形状复杂的特点，提出了一种实现零件自动套料的方法，并设计了相应的软件系统。主要内容为建立板材逐次切割的无干涉“切割套料”模型，给出零件自动套料的算法。采用数据开采技术从零件库中提取有用信息，实现对零件的分类，生成有关套料属性信息，并据此生成相应的套料规则，实现零件的自动套料工作。经初步考核，证明此方法是可行的，并且具有运行效率高与板材利用率高等特点。     

提高造船钢材利用率的方法研究

阐述了钢材利用率和钢材规格对于船厂效益的影响,以及相互之间的关系。另外,还从加强过程控制出发,对典型结构进行分析,提出提高钢材利用率的具有可行性的系列技术方法,以及余料管理的原则和方法。     

船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统设计

针对船体小组立结构件，基于三维点云数据，利用点云和图像处理算法，完成船体小组立结构件的三维扫描、焊缝识别和焊缝拓扑结构分析。基于片体智能化焊接流水线，构建船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统。该系统具备对一般筋板类型结构件与交叉类型结构件的焊前扫描、焊缝识别、机器人焊接路径规划和机器人焊接作业生成等功能，经实际验证，可为片体智能焊接流水线实现船体小组立结构件智能化焊接提供准确的视觉信息与作业信息。     

面向精细化管理的船体组立设计研究

基于船体分道作业深入推进和管理精细化的需求,围绕分段作业分解、产品信息模型建模、船体零件编码、船体零件套料和分段装配图设计,研究和总结提出船体组立设计。按此设计模式开展船体生产设计,有助于推进船体分道作业。     

利用AM二次开发快速生成船体套料图

AM软件是当今船舶设计中使用最广泛的软件。船体分段套料是船体生产设计的重要环节,套料图是套料工作的重要设计输出之一。为方便船舶建造生产,每个船厂对套料图的格式都有一套自己的规范要求,一般与AM软件输出的格式有出入,这就需要对软件输出进行手工调整,工作量很大。为减轻设计压力,用软件开发手段自动化处理图面成为优先选择。本文对其进行了具体的研究。     

多芯管套料工艺改进

为解决船用多芯管套料存在的材料利用率低、现场剩余材料浪费突出的问题,对多芯管的建模流程、采购流程和套料流程进行管控,形成新的更加合理有效的多芯管套料工艺,采用新工艺可达到最大限度提升多芯管套料合理性,提高材料利用率,减轻设计人员工作负荷,降低采购成本的目的。     

Ship hull form optimization by evolutionary algorithm in order to diminish the drag

This study presents a numerical method for optimizing hull form in calm water with respect to total drag which contains a viscous drag and a wave drag. The ITTC 1957 model-ship correlation line was used to predict frictional drag and the corrected linearized thin-ship theory was employed to estimate the wave drag. The evolution strategy (ES) which is a member of the evolutionary algorithms (EAs) family obtains an optimum hull form by considering some design constraints. Standard Wigley hull is considered as an initial hull in optimization procedures for two test cases and new hull forms were achieved at Froude numbers 0.24, 0.316 and 0.408. In one case the ES technique was ran for the initial hull form, where the main dimensions were fixed and the only variables were the hull offsets. In the other case in addition to hull offsets, the main dimensions were considered as variables that are optimized simultaneously. The numerical results of optimization procedure demonstrate that the optimized hull forms yield a reduction in total drag.