【摘要】本文介紹了在船舶電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，將詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙中的信息高效轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙信息的數(shù)據(jù)對(duì)接技術(shù)。描述了將以AUTOCAD繪圖軟件為載體的詳設(shè)圖紙中電氣設(shè)備信息，電纜信息提取，轉(zhuǎn)化，并輸入到用于船舶電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)的AM12三維設(shè)計(jì)軟件中的過(guò)程。通過(guò)這種高效的數(shù)據(jù)對(duì)接，減少人為干預(yù)，提高了詳設(shè)信息向生產(chǎn)設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)化的準(zhǔn)確性與高效性，體現(xiàn)了信息高度集成化，自動(dòng)化的現(xiàn)代造船模式的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】電氣詳細(xì)設(shè)計(jì)；電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)；AM12；AUTOCAD；EXCEL；電氣設(shè)備信息；電纜信息；數(shù)據(jù)對(duì)接

引言

船舶電氣設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性和多專業(yè)性的特點(diǎn)，要想高速，準(zhǔn)確的進(jìn)行船舶電氣設(shè)計(jì)，必須要借助各種現(xiàn)代先進(jìn)的造船軟件。

船舶電氣的詳細(xì)設(shè)計(jì)不僅涉及配電，照明，通導(dǎo)，控制等純電氣圖紙的設(shè)計(jì)，輪機(jī)，舾裝，管裝，通風(fēng)等所有相關(guān)專業(yè)設(shè)備的電氣控制圖都要在電氣詳設(shè)圖中體現(xiàn)出來(lái)，信息量大。

目前船舶電氣詳細(xì)設(shè)計(jì)多采用繪圖方便、操作簡(jiǎn)單的AutoCAD為設(shè)計(jì)平臺(tái)，但這種計(jì)算機(jī)繪圖方法，也只是存儲(chǔ)了設(shè)計(jì)的最后結(jié)果， 丟失了設(shè)計(jì)過(guò)程因此，設(shè)計(jì)、修改時(shí)，一動(dòng)百動(dòng)，需要耗費(fèi)大量的人力、物力，嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)該給船舶電氣設(shè)計(jì)帶來(lái)的效益[1]。因此，在CAD圖紙基礎(chǔ)上通過(guò)進(jìn)行屬性化處理將圖形信息轉(zhuǎn)化為文字信息，并在信息輸入輸出過(guò)程中進(jìn)行快速信息跟蹤處理，保證設(shè)計(jì)信息的一致性的技術(shù)，對(duì)船舶設(shè)計(jì)具有極大的實(shí)用價(jià)值。

AM12軟件集Tribon與PDMS的優(yōu)勢(shì)于一身，其模塊化結(jié)構(gòu)給生產(chǎn)設(shè)計(jì)的組織工作帶來(lái)了無(wú)限便利。[2]

AM12軟件為船、機(jī)、電各專業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的并行和協(xié)同提供了三維可視化的工具[3]，有效地解決了因協(xié)調(diào)不充分引起的設(shè)計(jì)返工、修改等問(wèn)題，既縮短了生產(chǎn)設(shè)計(jì)周期，又保證了綜合放樣質(zhì)量，可直觀地隨時(shí)進(jìn)行干涉檢查、綜合平衡。

充分考慮AUTOCAD和AM12這兩款軟件的特點(diǎn)和適用范圍，有效的協(xié)調(diào)并使用這兩款軟件，使得設(shè)計(jì)信息在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在兩款設(shè)計(jì)軟件中快速準(zhǔn)確的傳輸，對(duì)船舶電氣設(shè)計(jì)意義重大。

1、概述

舟山中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司在進(jìn)行船舶電氣設(shè)計(jì)時(shí)，使用AUTOCAD繪圖軟件繪制電氣詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖，布置圖，通過(guò)AM12設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行電氣設(shè)備，電氣設(shè)備支架，電纜托架的三維建模及布置，電纜的虛擬敷設(shè)等，保證在船舶建造完工后，所有設(shè)備能實(shí)現(xiàn)各自應(yīng)有的功能，安全有效的運(yùn)行。由于詳設(shè)圖紙信息和生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙信息之間有一定的繼承關(guān)系但卻處于不同的媒介之中，詳設(shè)圖紙修改后，涉及到生產(chǎn)設(shè)計(jì)的大量修改并不能自動(dòng)更新到生產(chǎn)設(shè)計(jì)模型中，甚至很難去一一核查這些信息來(lái)保證不同類型圖紙的一致性，反復(fù)不斷的核查工作在船舶電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中造成了很大的人力浪費(fèi)。為了將詳設(shè)圖紙中的有效數(shù)據(jù)迅速便捷，準(zhǔn)確無(wú)誤的輸出到生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，保證圖紙的一致性，我們研究了電氣詳細(xì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中的數(shù)據(jù)特征和傳輸方式，合理運(yùn)用軟件功能，從數(shù)據(jù)生成，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)輸出各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，處理，成功解決了這一瓶頸問(wèn)題。

2、船舶電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)中需要的詳細(xì)設(shè)計(jì)信息

船舶電氣詳設(shè)圖紙中包含大量的信息，并不是所有的信息都需要在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中使用。船舶電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)中需要的詳設(shè)信息主要包括電氣設(shè)備信息，電纜信息。這些信息的組成及其使用情況如下文所述。

2.1電氣設(shè)備信息

船舶上需要安裝的所有電氣設(shè)備，包括純電氣設(shè)備以及與電氣有關(guān)的機(jī)械設(shè)備等。所有電氣設(shè)備都有其設(shè)備名稱，并都各自有一個(gè)全船唯一的代號(hào)來(lái)把不同的電氣設(shè)備區(qū)分開(kāi)來(lái)，我們把這個(gè)代號(hào)叫做電氣設(shè)備代號(hào)。

電氣設(shè)備信息主要包括：電氣設(shè)備名稱，電氣設(shè)備代號(hào)。

2.2電纜信息

船舶上每一套電氣設(shè)備都不是獨(dú)立的，一個(gè)設(shè)備與另一個(gè)設(shè)備之間通過(guò)電纜連接起來(lái)，完成電力和信號(hào)的傳輸，保證船舶上照明，通信，導(dǎo)航，推進(jìn)，控制，安全等設(shè)備都能夠正常運(yùn)行，使得遠(yuǎn)洋船舶能夠安全，舒適，高效的在大海中航行。這些電纜信息能否被正確提取并使用，電纜能否正確的敷設(shè)到不同設(shè)備之間，決定著這些設(shè)備能不能最終實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的功能。

這些重要的電纜信息包括：電纜代號(hào)，電纜型號(hào)，電纜規(guī)格，起始設(shè)備名稱及位置，終止設(shè)備名稱及位置。

2.3電氣設(shè)備信息及電纜信息的使用

電氣設(shè)備信息輸入到生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中后，就能確定船上具體需要安裝多少設(shè)備，這些設(shè)備安裝在什么位置，如何安裝。電纜信息輸入到生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中后，我們就能清楚，船上的各個(gè)設(shè)備要想正常運(yùn)行，各需要連接多少根電纜，這些電纜又是何種型號(hào)，何種規(guī)格的，全船用于電纜敷設(shè)和綁扎用的電纜托架需要如何選擇路徑和寬度。

將電氣設(shè)備信息和電纜信息輸入到AM12模型中，通常需要各區(qū)域設(shè)計(jì)人員在建立好各個(gè)區(qū)域的全部設(shè)備模型后，針對(duì)自己區(qū)域的每一個(gè)設(shè)備，逐個(gè)設(shè)備將該設(shè)備需要連接的電纜的全部信息手工輸入到AM12模型之中，這樣輸入信息量大，耗費(fèi)大量的人力，而且常常會(huì)因?yàn)槿藶橐蛩卦斐蓴?shù)據(jù)錯(cuò)誤，且難以察覺(jué)，不便于檢查。一旦詳設(shè)信息出現(xiàn)變更，就需要將生產(chǎn)設(shè)計(jì)信息全盤核對(duì)一遍，而且并不能保證核查后的信息完全準(zhǔn)確。若含有錯(cuò)誤電纜信息的電纜最終敷設(shè)安裝到船舶中，將造成設(shè)備故障，人員傷害等嚴(yán)重影響。

如果在船舶電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)建模過(guò)程中，就根據(jù)詳設(shè)圖紙，將其中電氣設(shè)備與電纜的對(duì)應(yīng)關(guān)系完整提取出來(lái)并轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)設(shè)計(jì)中能夠使用的格式，并就每個(gè)設(shè)備各自需要連接的電纜信息一次性全部上傳到生產(chǎn)設(shè)計(jì)模型之中，這樣，既減少了設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)，節(jié)省了大量的設(shè)計(jì)工時(shí)，又大大提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，且便于數(shù)據(jù)的檢查以及跟蹤處理，即使詳設(shè)信息出現(xiàn)變化也能進(jìn)行便捷有效的處理，真正做到通過(guò)信息化達(dá)到設(shè)計(jì)上的降本增效。

3、電氣詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)對(duì)接方案

3.1方案的提出

以本對(duì)接方案的首個(gè)實(shí)施對(duì)象，遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船型57000DWT散貨船來(lái)說(shuō)，該項(xiàng)目電氣系統(tǒng)包括了電力，照明，通訊，導(dǎo)航，報(bào)警等17個(gè)大系統(tǒng)，共2800多個(gè)設(shè)備，3300余根電纜，全船按空間位置劃分為17個(gè)不同區(qū)域。若按傳統(tǒng)船舶電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)模式，由每個(gè)區(qū)域的生產(chǎn)設(shè)計(jì)人員手工往模型里輸入電纜數(shù)據(jù)，將是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力又沒(méi)有準(zhǔn)確性保障的龐大工程。

按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，每個(gè)區(qū)域的設(shè)計(jì)人員要仔細(xì)查看本項(xiàng)目全部的電氣詳設(shè)系統(tǒng)圖，從幾百頁(yè)的電氣詳設(shè)系統(tǒng)圖中逐頁(yè)排查，挑出將要安裝在自己負(fù)責(zé)區(qū)域的電氣設(shè)備，按全船17個(gè)區(qū)域來(lái)算，需要這17個(gè)區(qū)域的設(shè)計(jì)人員各自針對(duì)本區(qū)域查找所有的系統(tǒng)圖，制作本區(qū)域的電氣設(shè)備清單，這樣，因?yàn)楦鱾€(gè)區(qū)域設(shè)計(jì)人員之間完全并行的處理所有信息，在人力資源利用方面造成了極大的浪費(fèi)。同時(shí)，負(fù)責(zé)不同設(shè)計(jì)區(qū)域的設(shè)計(jì)人員之間很難交互信息，又沒(méi)有有效的核查措施，既不能保證各自整理的設(shè)備清單的完整性和有效性，也不能保證設(shè)備電纜信息的正確性。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案顯然無(wú)法滿足現(xiàn)在高節(jié)奏，高準(zhǔn)確性要求的現(xiàn)代船舶建造設(shè)計(jì)。

如何來(lái)改變？將電氣詳設(shè)數(shù)據(jù)提取出來(lái)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接對(duì)接，由多人手工操作轉(zhuǎn)化為專人半自動(dòng)化操作的方案呼之欲出。

3.2詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的集成

要做到對(duì)詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，首先要對(duì)詳設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成處理，具體來(lái)說(shuō)，需要以每一單根電纜作為一個(gè)數(shù)據(jù)源的原則，將使用AUTOCAD作為載體的詳設(shè)系統(tǒng)圖中全船設(shè)備、電纜信息提取到一個(gè)一個(gè)的電纜信息屬性塊中。如下圖1，圖2。對(duì)AUTOCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，將多個(gè)單行文字的信息逐條錄入到屬性塊中，便于下一步處理。此工作可由項(xiàng)目設(shè)計(jì)主管一人完成。

3.3提取、處理詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

所有電纜的屬性塊集成完成后，以屬性塊作為媒介，并通過(guò)AUTOCAD工具選項(xiàng)下屬性提取功能將所有電纜的數(shù)據(jù)信息從AUTOCAD文件中提取出來(lái)，形成一個(gè)EXCEL數(shù)據(jù)表格。

提取出的數(shù)據(jù)表格文件如下圖3所示。

對(duì)提取出的表格進(jìn)行篩選，排序，查看同一根電纜在不同系統(tǒng)中描述的電纜信息是否一致，如型號(hào)，規(guī)格，起始設(shè)備，終止設(shè)備。發(fā)現(xiàn)不一致的地方，分析原因，修改對(duì)應(yīng)的詳設(shè)系統(tǒng)圖，消除不一致項(xiàng)。這一步操作不僅是對(duì)電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)詳設(shè)圖紙中重復(fù)數(shù)據(jù)的一致性進(jìn)行了非常有效的校核。當(dāng)所有電纜的基本信息都一致以后，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)合并，每一根電纜只留一條有效數(shù)據(jù)行。如下圖4。

對(duì)數(shù)據(jù)表格進(jìn)行進(jìn)一步處理，有針對(duì)性的重新編排，以各個(gè)設(shè)備代號(hào)為主信息將該設(shè)備相關(guān)的電纜代號(hào)等信息集中到一起，形成適合導(dǎo)入AM12模型的數(shù)據(jù)格式。如下圖5。

3.4將數(shù)據(jù)表格輸入到AM12模型中

將處理好的設(shè)備及電纜信息數(shù)據(jù)導(dǎo)入AM12模型中。由于預(yù)先設(shè)置了特定的設(shè)備命名規(guī)則，通過(guò)AM12的二次開(kāi)發(fā)程序，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)表格中的設(shè)備代號(hào)與AM12模型中建模的設(shè)備代號(hào)進(jìn)行匹配。設(shè)備成功匹配后，對(duì)應(yīng)的電纜信息會(huì)全部存儲(chǔ)在AM12模型后臺(tái)連接的數(shù)據(jù)庫(kù)中，供后期電纜路徑生成及電氣焊接件寬度核查使用。電纜信息數(shù)據(jù)輸入到AM12模型后信息體現(xiàn)形式如圖6所示。

4、自動(dòng)糾錯(cuò)功能

在將電氣設(shè)備及電纜信息數(shù)據(jù)表導(dǎo)入AM12模型進(jìn)行匹配時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示并列出模型中有而數(shù)據(jù)表格中沒(méi)有的設(shè)備代號(hào)，同時(shí)也會(huì)列出數(shù)據(jù)表格中有而模型中沒(méi)有的設(shè)備代號(hào)。這時(shí)，我們需要對(duì)兩組設(shè)備代號(hào)進(jìn)行對(duì)比。根據(jù)不同錯(cuò)誤的產(chǎn)生原因，對(duì)應(yīng)的處理方法如下表1：

表1 匹配過(guò)程中錯(cuò)誤原因及解決辦法

當(dāng)AM12模型中的電氣設(shè)備清單與電氣設(shè)備及電纜信息數(shù)據(jù)表格中達(dá)成一致后，準(zhǔn)確的詳設(shè)信息就全部導(dǎo)入到了生產(chǎn)設(shè)計(jì)用模型中，船舶電氣詳設(shè)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)的信息數(shù)據(jù)對(duì)接順利完成。

由于以上數(shù)據(jù)處理和傳輸過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理校核的主要步驟都由計(jì)算機(jī)快速完成，設(shè)計(jì)人員只需要對(duì)最終處理結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)即可，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸只需要極少的人工便可高效的完成。當(dāng)電氣詳細(xì)設(shè)計(jì)信息出現(xiàn)變更后，按照以上步驟重新操作一次即可。

5、結(jié)束語(yǔ)

為了不斷推進(jìn)先進(jìn)的造船模式，提高船舶電氣設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確率，舟山中遠(yuǎn)船務(wù)通過(guò)研究電氣詳設(shè)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中的數(shù)據(jù)特征和傳輸方式，合理運(yùn)用軟件功能，從數(shù)據(jù)生成，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)輸出各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，處理，從源頭上杜絕了電氣設(shè)計(jì)從詳設(shè)到生產(chǎn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中產(chǎn)生人為差錯(cuò)的可能。本對(duì)接模式已經(jīng)在大型散貨船，油輪，海洋平臺(tái)輔助船等項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中成功實(shí)施，使船舶電氣設(shè)計(jì)的詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)完整的轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，節(jié)約人工成本，將此轉(zhuǎn)化工作的效率提高了近20倍，每條船設(shè)計(jì)過(guò)程中節(jié)約1500余個(gè)設(shè)計(jì)工時(shí)，單船節(jié)約設(shè)計(jì)成本約10萬(wàn)元。與此同時(shí)，這一對(duì)接程序大大提高了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的準(zhǔn)確性，使整個(gè)船舶電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程都處在可控的狀態(tài)下，為船舶電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)最終能夠準(zhǔn)確出圖，船舶建造能夠順利進(jìn)行提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保證。

參考文獻(xiàn)

[1]曾芬芳，趙建立.基于參數(shù)化的艦船自動(dòng)繪圖系統(tǒng)[J].造船技術(shù)，1995（5）：42-45.

[2]呂泓博，薛巍.AM12軟件電氣建模優(yōu)化方法探討.船電技術(shù)，2010（8）：49-52.

[3]王 文 榮，船 舶 制 造 三 維 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) SB3DS 的 開(kāi) 發(fā) 和應(yīng)用 [J]，艦艇，2008，14：40-41