基于模型的船舶厂所异地协同设计技术研究

随着信息技术的飞速发展和数字化工程技术在船舶研制过程中的深入应用,异地协同设计已成为船舶研制未来发展的必然趋势。文章基于模型的船舶厂所异地协同设计模式的研究,开展以总体所向工厂交付三维模型为标志的设计转阶段的探索,总装厂可以直接在三维模型基础上进行生产和工艺设计,从而达到提高研发效率、缩短设计周期、提升产品质量的目的。同时也对基于模型定义(MBD)技术在船舶厂所异地协同设计应用的前景进行展望和分析。     

面向国产大型邮轮的虚拟设计评审方案

分析国内大型邮轮三维设计模型的虚拟评审需求,基于Intergraph Smart 3D和Smart Plant Review软件,提出国产大型邮轮虚拟设计评审的总体解决方案。该方案基于三维模型轻量化、模型虚拟评审和大型邮轮设计-评审数据转换等关键技术,实现面向大型邮轮设计的沉浸式三维模型全流程虚拟评审。通过在国产大型邮轮设计模型上应用该方案,验证其可行性,为提高大型邮轮设计生产效率、缩短建造周期和降低生产成本等提供重要的技术支撑。     

面向国产大型邮轮的虚拟设计评审方案研究

本文分析了国内大型邮轮三维设计模型的虚拟评审需求,基于Intergraph Smart 3D和SmartPlant Review软件,提出了国产大型邮轮虚拟设计评审的总体解决方案。该方案采用三维模型轻量化、模型虚拟评审以及大型邮轮设计-评审数据转换等关键技术,实现了面向大型邮轮设计的沉浸式三维模型全流程虚拟评审,并通过在国产大型邮轮设计模型上的应用测试,验证了该方案的可行性,可为提高大型邮轮设计生产效率、缩短建造周期以及降低生产成本等提供重要的技术支撑。     

《水运工程设计信息模型应用标准》及其在船闸设计中的应用

为提升船闸工程信息模型应用水平,提高信息的利用效率和效益,在《水运工程设计信息模型应用标准》基础上,细化并编制了满足标准要求的船闸工程BIM设计细则,根据应用实践建立了船闸工程BIM设计总体实施流程。以某船闸工程为例,对信息模型的层级组织、模型内容、协同设计、分类编码、模型存储和成果交付等进行了实践,验证了基于标准的实施工作流程的可行性和标准在船闸工程BIM设计的适用性。结果表明,《水运工程设计信息模型应用标准》可以规范船闸工程BIM设计,提升设计成果质量、实现数字化交付和应用,也为船闸工程BIM技术实施和数字孪生建设提供了参考。     

船舶外舾装参数化模板构建方法研究及应用

针对船舶非标外舾装的三维建模工作量大、手工建模效率不高和建模质量难以保证等问题,结合在三维体验平台方面的实践经验,提出一种船舶外舾装参数化模板构建方法。通过梳理同类外舾装对象的共性元素,基于输入元素和参数构建外舾装对象的三维模型。以船舶钢质直梯为验证对象构建参数化模板,基于参数化模板实现对船舶外舾装的快速建模,规范外舾装建模方法和外舾装模型,提高建模的效率和准确性,缩短外舾装设计周期,同时为后期三维设计交付物的自动生成提供数据支持。     

3D打印技术船舶三维建模设计

受到船舶结构数据测量与转换误差的影响,导致船舶三维模型存在完整性低、建模周期长的问题,为此利用3D打印技术建立船舶三维模型。首先测量船体结构的三维数据,并根据测量结果划分船舶结构。参数化计算组成船舶组件,利用3D打印技术生成船舶组件模型,并降低船舶结构模型误差。按照船舶组成结构连接各个组件,得出船舶三维建模结果。通过与传统建模方法的对比,设计方法得出三维模型的完整度提高了19.72,且建模周期有所缩短。     

基于MBD的船舶管件三维工艺设计方法

针对目前船舶管件设计与制造阶段的不协同问题,提出一种基于MBD的船舶管件三维工艺设计方法,在三维环境下将船舶管件MBD设计模型作为工艺设计的基础,在工艺知识库的支持下实现工艺路线的自动规划、工艺信息的自动生成等工艺设计过程,基于MBD数据集规范定义方式生成用于指导加工制造过程的船舶管件MBD工艺模型,该方法将MBD模型作为唯一数据源,贯穿整个工艺设计过程,进而实现设计阶段与制造阶段的协同。     

深化内涵改革 缩短造船周期

本文分析了船舶总公司系统研究院(所)和船厂体制改革的必要性。建议造船厂和设计院(所)相结合推进生产设计,而造船厂则向总装厂方向发展,实行按区域组织生产,分段扩散制造,工程外包加工,达到缩短造船周期的目的。     

NAPA STEEL在豪华邮轮开发设计中的应用

为掌握一套成熟有效的豪华邮轮开发设计流程和方法,准确、高效地完成船舶结构设计工作,保证豪华邮轮的安全性和舒适性,从结构三维一体化设计总体思路、结构建模和数据输出及几何模型转换有限元模型等3个方面介绍上海船舶研究设计院运用NAPA STEEL开发设计7万总吨豪华邮轮的实践经验。将该设计与传统设计相对比,分析结构三维一体化设计的效率优势。同时,针对现阶段存在的不足和未来的发展方向提出相应的改进建议。     

基于云计算的3D协同工程设计方法

为克服传统二维设计方法的缺陷,同时更好地解决当项目参与人员较多时设计的合并和冲突处理问题,采用3D模型与云计算技术相结合的方式对项目设计工作方式进行优化。通过BIM技术使传统设计模式由二维转向三维,将建筑物的所有详细参数进行联动变化,设计准确性得到提高。同时,在云计算技术的支持下,提出基于云计算的三维协同设计理念,并开发三维协同工程设计平台。多系统融合后的设计模型结果表明,平台可顺利完成数据交换和参数设计等工作,能有效处理协同设计中的冲突问题,大幅提高工程设计效率。     

基于PROE的ROV总体平衡设计

ROV是重要的水下作业平台,PROE是机械行业中应用十分广泛的三维设计软件。本文以某水下ROV为例,应用PROE进行水下机器人三维设计,利用PROE得到ROV总体平衡计算所需的数据,完成ROV的总体布置,建立ROV的三维模型。研究结果表明,将PROE软件引入到水下机器人的设计中,不仅可以建立直观的三维模型,还可以提供较为准确的数据资料,提高设计效率。     

基于3DE平台的设备基座多分辨率建模技术

为进一步提高模型加载和使用效率,有效解决当前设备基座生产设计中常用的单一分辨率建模方式存在的建模时间长、建模周期滞后和维护周期长等问题,依托厂所协同环境,针对各类型设备基座,基于3DE平台对设备基座多分辨率建模技术进行研究。通过该技术得到设计时间轴贯穿全周期,包含设计阶段和颗粒度等多个维度,满足不同应用需求的基座模型,并辅以科学合理的模型关键信息要素定义和轻量化设计,实现分阶段减小模型占用容量,缩短设备基座设计周期,提升其总体设计能力、生产效率和创新水平,为类似多分辨率建模工程的开展提供参考。     

南海北部海洋平台环境参数嵌套逻辑分布估计

海洋平台环境参数的单因素设计标准无法反映真实海况,文章针对该缺点提出了基于最大熵边缘的三维嵌套逻辑模型。该模型采用的最大熵边缘可以涵盖大多数设计线型,如Gumbel分布、Weibull分布、对数正态分布等;三维嵌套逻辑模型可以反映海洋环境参数的相关关系及变量的不对称性。总结并提出了三种海洋环境条件设计标准,即单因素统计方法、条件概率分布设计法和联合环境条件设计法。利用南海涠洲岛后报的年极值风速及对应有效波高、平均周期数据,对三维模型和海洋平台环境条件联合设计标准进行了实例验证。结果表明,三维模型对数据拟合良好,联合设计标准更符合实际。     

舰船数字化设计的组织和管理方法浅析

国内组织管理现状 "十五"期间,国内舰船设计所和制造厂都已具备了与国际上发达国家设计所和造船厂相当的三维设计软硬件,初步构建了舰船三维设计的网络集成环境;三维设计技术得到广泛的应用,较好地解决了船舶设备、结构、管系和电缆之间的布置干涉问题,使舱室空间布置合理,并取消了舱室实物模型;实现了全船通舱漫游和通道可用性检查,开展了可操作性、可装配性和可维护性分析;根据三维舱室模型生成了二维参考图,并在此基础上完成施工设计图纸的绘制;统一了设计所和制造厂之间的三维设计约定,制造厂能够在设计所提供的三维模型基础上直接开展三维工艺设计;同时产品数据管理软件也开始逐步得到应用,企业内部数据的共享和过程的并行协同情况得到较好的改善.     

基于Unity3d的码头三维可视化安卓应用

三维可视化是在三维设计中常用的设计技术,移动通信是工作生活中最方便快捷的技术。将三维可视化和移动通讯应用结合起来,在方案展示,协同设计,施工模拟等方面具有创新的意义。文章基于Unity3d开发平台,采用Revit作为三维模型设计工具,C#作为开发语言,完成了码头三维可视化系统在安卓上的开发研究。在实际研究过程中提出了基于移动平台的三维可视化流程与方法。     

3D技术在船舶设计平台的应用

近年来,计算机技术的成熟使船舶数字化设计成为可能,不仅提高了船舶设计的质量,还极大地缩短了船舶的生产周期,降低了生产成本。3D数字化设计技术是一种基于3D软件、互联网的新技术,在机械结构的三维建模与仿真等方面有明显的优势。本文结合3D数字化设计软件Solidworks,构建了船舶3D设计与仿真平台,并分析了船舶数字化设计的三维建模过程。     

虚拟现实技术的船舶三维建模设计研究

为解决由船体结构数据测量误差引起的建模周期长、船舶模型存在完整性低的问题,提出基于虚拟现实技术的船舶三维建模设计方法。在虚拟现实概述研究的基础上,提取关键的船舶型值参量,根据船体外在结构的型线光顺性,生成连接型肋骨型线,再按照船舶舱室划分需求,建立完整的模型结构,完成基于虚拟现实技术的船舶三维建模设计方法研究。实例分析结果表明,与CATIA方法相比,虚拟现实技术设计方法所需的建模周期时间相对更短,针对甲板、船底板、龙骨三类测试结构所生成的船舶建模数据也更接近实际数值结果,能够较好解决船舶设计过程中存在的各项建造稳性问题。     

基于Unity3D的船舶航迹三维显示系统

传统的船舶航迹三维显示系统存在数据处理速率低、三维显示精准度低的缺陷,为此提出基于Unity3D的船舶航迹三维显示系统。系统的核心部分是软件部分,所以主要对系统软件进行设计。根据系统的目的提出航迹三维显示系统的总体架构,将获取的船舶航迹参数进行处理得到ADS数据,然后对其进行颜色处理,并将处理后的数据存储为KML文件。采用Unity3D游戏引擎对三维显示背景进行搭建,通过数据信息子系统的建立与三维显示背景的搭建,实现船舶航迹三维显示系统的运行。实验结果显示,设计的船舶航迹三维显示系统的数据处理速率与显示精准度均比传统系统高出30%及20%,说明设计的船舶航迹三维显示系统具备极高的有效性。     

Civil 3D在港口工程BIM协同设计中的应用

与传统二维设计相比,三维BIM设计具有更好的可视化效果和更高的设计精度。在港口工程设计中,采用Civil 3D软件创建与地形相关的土石方类BIM模型,并基于Vault平台开展多专业协同设计,可以实现对Civil 3D模型对象的“零件级”管理,保证专业间模型的动态关联,提高设计过程中的沟通协调效率,提升设计成果的质量和精度。基于Vault平台的Civil 3D协同设计解决方案可为港口工程BIM应用提供参考。     

基于3DEXP的管系L2P关联设计技术

针对国内船舶管路系统详细设计与生产设计分离导致的设计数据源不统一、人工信息转换效率低、模型与原理校对困难和设计更改难一致等问题,提出基于三维体验平台(3DExperiencePlatform,3DEXP)逻辑到物理(Logical to Physical, L2P)关联设计技术的解决方案。L2P关联设计技术紧密联系逻辑对象和物理对象,是对船舶管路系统设计模式的创新。分析现有设计模式下各种问题产生的原因,研究L2P关联设计的设计流程、设计准备、原理图设绘和三维建模等内容,打通原理图与三维建模关联设计的技术路线,创建原理图与三维模型之间的关联,实现快速三维建模、智能模型校对、设计更改一致和单一数据源。应用测试结果表明,采用管路系统L2P关联设计技术能有效提高管路系统设计的效率和质量。