翟鳴暉，吳小燕

（上海斯達(dá)瑞船舶海洋工程服務(wù)有限公司，江蘇　南通　226000）

探究船舶電氣智能設(shè)計(jì)數(shù)字化信息模型

翟鳴暉，吳小燕

（上海斯達(dá)瑞船舶海洋工程服務(wù)有限公司，江蘇南通226000）

【摘要】隨著電子信息產(chǎn)品的普及，以計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助已經(jīng)漸漸形成規(guī)模，盡管目前各行業(yè)在以計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的系統(tǒng)建立上還存在一定的漏缺，但整體效果確實(shí)良好的。以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能夠?yàn)槠髽I(yè)建立起豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)資源，并且能夠以專業(yè)化的設(shè)計(jì)理念再結(jié)合設(shè)計(jì)者的想法來(lái)形成創(chuàng)新設(shè)計(jì)，能夠有效提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和創(chuàng)新能力。本文將就此簡(jiǎn)單對(duì)船舶電氣智能設(shè)計(jì)數(shù)字化信息模型進(jìn)行簡(jiǎn)要地探討。

【關(guān)鍵詞】船舶電氣；智能設(shè)計(jì)；數(shù)字化信息模型

以計(jì)算機(jī)輔助船舶設(shè)計(jì)在經(jīng)歷了一段時(shí)間的發(fā)展完善之后開(kāi)始由二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變成了三維設(shè)計(jì)，盡管許多船舶制造公司都建立起了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)體系和制造軟件平臺(tái)（CAD/CAM），并在個(gè)別版塊已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了智能化設(shè)計(jì)，但制造軟件平臺(tái)在現(xiàn)目前仍然未能形成跨階段的集成化設(shè)計(jì)環(huán)境，在船舶設(shè)計(jì)的產(chǎn)品模型上未能實(shí)現(xiàn)完整統(tǒng)一，制造軟件平臺(tái)不能提供完整的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，船舶設(shè)計(jì)的專業(yè)化還有待完善，這就給船舶企業(yè)設(shè)計(jì)帶來(lái)了較大的影響，影響著設(shè)計(jì)的創(chuàng)新以及質(zhì)量[1]。

1　業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

業(yè)務(wù)流程的設(shè)計(jì)能夠在很大程度上縮短設(shè)計(jì)的周期、提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量、給設(shè)計(jì)帶來(lái)更多的靈感與創(chuàng)新，在對(duì)船舶電氣智能設(shè)計(jì)數(shù)字化信息模型建立時(shí)，為了便于系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地在數(shù)據(jù)庫(kù)中找到合適的資源進(jìn)行匹配和實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)傳遞，業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)就應(yīng)該中和了以下兩個(gè)方面。

1.1任務(wù)：以在設(shè)計(jì)過(guò)程中的某一特定階段生成新的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)完善信息模型和優(yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程，這個(gè)新的成果要基于之前完成的任務(wù)所存儲(chǔ)的信息模型，是設(shè)計(jì)信息的集合[2]。

1.2資源：信息數(shù)據(jù)庫(kù)的海量貯備，能夠匹配船舶設(shè)計(jì)的專業(yè)需求和任務(wù)需求，以及設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于任務(wù)中相關(guān)參數(shù)的限制，這些利用資源包括專家咨詢、設(shè)備信息、相關(guān)設(shè)計(jì)資料、母型船資料等等。

船舶船機(jī)一體化的設(shè)計(jì)運(yùn)用三維作圖和建模來(lái)實(shí)現(xiàn)的功能是十分龐大的，以TRIBON系統(tǒng)推薦的設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)流程來(lái)講，其對(duì)于船舶電氣設(shè)計(jì)上存在的一些問(wèn)題提供了一套完善的解決方案，即實(shí)現(xiàn)了各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中數(shù)據(jù)的高度共享，這就在一定程度上擴(kuò)大了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息資源數(shù)據(jù)，有利于每個(gè)環(huán)節(jié)在數(shù)據(jù)庫(kù)中匹配到適合的信息，也方便了下一個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)充分使用上個(gè)環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)，具有經(jīng)驗(yàn)延伸的作用[3]。在TRIBON系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要真正將系統(tǒng)的有效性發(fā)揮到實(shí)處，系統(tǒng)就應(yīng)該進(jìn)行自動(dòng)布線，其需要滿足的要求有以下幾點(diǎn)：

1）以完整的Cable Way電纜通道網(wǎng)絡(luò)圖來(lái)作為設(shè)繪的基礎(chǔ)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，Cable Way這個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖是要實(shí)現(xiàn)電纜在其身上敷設(shè)的，純粹的設(shè)繪圖線并不難，但要實(shí)現(xiàn)通道間的連接，就要在通道間設(shè)計(jì)連接點(diǎn)，以方便電纜敷設(shè)的通路[4]。單組的電纜敷設(shè)相對(duì)簡(jiǎn)單，但當(dāng)這個(gè)數(shù)量擴(kuò)大到一千倍以后，設(shè)繪上千條Cable Way通道就顯得很有難度了，因此要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)布線，就必須設(shè)繪出完整的Cable Way電纜通道網(wǎng)絡(luò)圖。

2）連接點(diǎn)的設(shè)計(jì)。連接點(diǎn)作為電纜敷設(shè)的通路輻射點(diǎn)，在其設(shè)計(jì)上的要求是較高的，要求每個(gè)Cable Way電纜通道分支上都要有連接點(diǎn)，以方便通路連接。

3）保障每個(gè)最短通道的走向，并保證每個(gè)通道的暢通無(wú)阻。

4）電纜連接的設(shè)備應(yīng)當(dāng)布置在安裝區(qū)域內(nèi)，電纜連接的貫通應(yīng)當(dāng)布置在電纜通道之上。

2　信息數(shù)據(jù)建模

在進(jìn)行電氣設(shè)備及電氣舾裝件的建模和布置時(shí)要根據(jù)所設(shè)計(jì)船只在同類型船舶中噸位的大小來(lái)充分考慮到空間上的限制，采用三維空間建模和可視化布置，能夠方便有效地對(duì)船舶設(shè)計(jì)模型的尺寸以及位置進(jìn)行調(diào)整，以此大大節(jié)省了設(shè)計(jì)的時(shí)間，提高了涉及人員的工作效率，并且在設(shè)計(jì)中能夠通過(guò)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與匹配獲得同類型其它噸位船舶的生產(chǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

2.1信息模型

2.1.1信息集成

船舶工作流程的設(shè)計(jì)理論要求信息模型的建立需要對(duì)流程、任務(wù)和數(shù)據(jù)控制相關(guān)信息進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，因此首先要建立一個(gè)能夠在一個(gè)任務(wù)結(jié)束后來(lái)實(shí)現(xiàn)控制程序并且能發(fā)送設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)給相關(guān)任務(wù)的管理信息模型，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)能否滿足啟動(dòng)條件的判斷。

2.1.2設(shè)備信息的集成

由于各階段的設(shè)計(jì)模型在整個(gè)船舶電氣設(shè)計(jì)中來(lái)看是不完全相同的，這些設(shè)備信息包括了對(duì)系統(tǒng)的分化和描述、設(shè)備屬性等內(nèi)容，因此在設(shè)備信息模型設(shè)計(jì)中可以按照國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的分化和描述，即將模型設(shè)計(jì)分為：初步設(shè)計(jì)模型、詳細(xì)設(shè)計(jì)模型、生產(chǎn)設(shè)計(jì)模型、運(yùn)營(yíng)維護(hù)模型、退役拆解模型等，并且在這些模型之上在每個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中適當(dāng)設(shè)置若干個(gè)緩存模型來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的循環(huán)和回溯。

2.1.3信息數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建

針對(duì)于將信息集成與設(shè)備信息集成理論在實(shí)踐中的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)人員會(huì)發(fā)現(xiàn)有些數(shù)據(jù)過(guò)于冗余的問(wèn)題，設(shè)計(jì)操作顯得十分不方便，因此在數(shù)據(jù)庫(kù)的建立上就要做到有效的確保，以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化和調(diào)整軟件來(lái)提高設(shè)計(jì)的效率（基于公式的基礎(chǔ)上），根據(jù)現(xiàn)目前電氣智能設(shè)計(jì)數(shù)字化信息模型的構(gòu)建與研究，可以對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些改進(jìn)[5]。

1）按船舶設(shè)計(jì)型號(hào)進(jìn)行分類。數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建時(shí)按照船舶設(shè)計(jì)的型號(hào)進(jìn)行分類，以此構(gòu)建出一個(gè)包含了出廠數(shù)據(jù)部件表，并由此延伸出來(lái)建立的設(shè)備表，能夠有效實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性船舶設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)實(shí)意義。

2）以構(gòu)建部件表和設(shè)備表的理論與方法來(lái)對(duì)電纜進(jìn)行分類，要把電纜的規(guī)格、型號(hào)、類型等從電纜表中分離開(kāi)來(lái)，分別構(gòu)建獨(dú)立的表。

3）增加符號(hào)表并歸類。這是為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化人機(jī)設(shè)計(jì)的人控制界面，使得設(shè)計(jì)軟件界面更為人性化、簡(jiǎn)潔、方便使用，因此將相似形狀的部件符號(hào)進(jìn)行歸類，統(tǒng)一錄入數(shù)據(jù)庫(kù)新增的符號(hào)表之中。

4）設(shè)立一些其他文檔表來(lái)方便設(shè)計(jì)和管理，如《電氣說(shuō)明書(shū)》、《施工工藝》等等。

【參考文獻(xiàn)】

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[5]陳志磊，船舶應(yīng)急電力系統(tǒng)建模與仿真研究[J]，大連海事大學(xué)，2011.