摘 要：在造船生產(chǎn)過程中，會出現(xiàn)一系列的問題，導(dǎo)致船舶生產(chǎn)存在安全隱患，其中船體雙曲度外板水火加工成型自動化是最嚴重的問題。為了解決這一問題，文章對船體外板水火成型工藝參數(shù)預(yù)報系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)進行了研究，通過分析系統(tǒng)的特點、闡述功能設(shè)計形式、概述系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用效果，對文章進行深入的剖析，通過文章的研究，能夠充分得出，依據(jù)該系統(tǒng)的設(shè)計形式與實現(xiàn)效果，在船體雙曲度外板水火加工成型自動化問題上能夠得到有效地解決，確保安全性能。

關(guān)鍵詞：船體外板；水火成型工藝；參數(shù)預(yù)報；系統(tǒng)設(shè)計

引言

在造船生產(chǎn)過程中，水火彎板加工工藝方法較為常見，其以技術(shù)性強、難度大的板材加工形式被人們廣泛應(yīng)用，主要應(yīng)用于船體雙曲度的外板曲面成型方面。依據(jù)當(dāng)前造船廠的情況，老工人退休，年輕工人對該工藝方法掌握不夠嫻熟，出現(xiàn)工藝斷層的危險。為了有效解決這一狀況，相關(guān)部門采取了一系列的方式，引入了船舶設(shè)計軟件系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)進行研究，開發(fā)出了船體外板水火成型工藝參數(shù)預(yù)報系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)對于造船事業(yè)來說，具有一定的影響。因此，文章的研究勢在必行。

1 系統(tǒng)的特點分析

船體外板水火成型工藝參數(shù)預(yù)報系統(tǒng)在其設(shè)計與實現(xiàn)過程中，要依據(jù)其自身的特點，具體特點形式包括以下幾個方面：首先，高技術(shù)的焰道預(yù)報系統(tǒng)。在系統(tǒng)構(gòu)成方面主要是帆型與鞍型外板展開與加工集成形式，在系統(tǒng)形成過程中，主要采取了高精度的外板展開方式，在此基礎(chǔ)上對進入焰道的模塊予以優(yōu)化，進而提供有效的數(shù)據(jù)與加工信息。焰道預(yù)報系統(tǒng)主要指的是焰道的具體位置、有效長度以及加工的時間等，對這些內(nèi)容的有效數(shù)據(jù)進行提煉，與此同時，將船體曲型外板的加工與火工進行校正，以提煉出有效的數(shù)據(jù)；其次，為船廠使用提供批量處理。在許多船廠在進行船體生產(chǎn)設(shè)計過程中，大多采用批量處理的方式，能夠有效地提高船體生產(chǎn)中鋼板的利用率以及生產(chǎn)效率[1]。運用該系統(tǒng)，可以有效的將單個或者是多個形式組成批量予以處理，在實施批量處理的過程中，其計算方式較為靈活，既可以依據(jù)批量概念進行選取，也可以按照人工形式按次序選?。蛔詈?，該系統(tǒng)具有靈活的數(shù)據(jù)接口。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，設(shè)計了能夠與其他操作系統(tǒng)平臺進行連接的數(shù)據(jù)接口，通過數(shù)據(jù)接口相連，將其他操作系統(tǒng)中的有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆撓到y(tǒng)當(dāng)中，以便于更好的操作該系統(tǒng)，最終實現(xiàn)資源共享。

2 系統(tǒng)的功能設(shè)計

為了能夠有效解決船體外板的設(shè)計與生產(chǎn)需求，該系統(tǒng)在設(shè)計過程中應(yīng)具備以下幾種功能。

2.1 船體外板精確展開計算

在展開計算過程中，要對展開基準線予以確定，在確定基準線的基礎(chǔ)上將外板曲面予以劃分，劃分為網(wǎng)格形式，運用撐線法將劃分好的各個小網(wǎng)格向基準線的兩側(cè)進行展開，再將展開的圖形進行拼接，拼接完成后出現(xiàn)的缺口就是鋼板水火彎板加工時要考慮到的收縮區(qū)域，按照這一區(qū)域計算出收縮量的具體數(shù)據(jù)。

2.2 建立水火彎板變形規(guī)律所需數(shù)學(xué)模型

在水火彎板實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，在四維歐幾里得空間中，采用向量映射以及平面投影等方式建立數(shù)學(xué)模型，并依據(jù)焰道的長度以及彎板厚度將數(shù)學(xué)模型進行分類，以提煉出焰道布置所需的有效信息。

2.3 船體外板水火加工焰道的布置優(yōu)化

依據(jù)船體外板精確展開數(shù)據(jù)，將鋼板收縮率曲線予以換算，將鋼板加工時間與曲線擬合度進行融合，并基于數(shù)學(xué)模型建立水火加工焰道布置優(yōu)化，再運用權(quán)重系數(shù)變化的方法，將問題予以轉(zhuǎn)化，最終實現(xiàn)優(yōu)化結(jié)果[2]。

2.4 船體外板加工通用數(shù)據(jù)計算

依據(jù)船體外板展開精確計算結(jié)果以及外板型值等方法，將各個肋骨位置的樣板曲線數(shù)據(jù)點進行標注，比如，距離基平面的高度值以及樣板垂桿上準線的標記等等，數(shù)據(jù)計算能夠有效的檢測出外板水火加工成型樣板制作。

2.5 該系統(tǒng)與Tribon進行集成連接

對于集成連接來說，主要包括肋骨型值表的生成以及外板信息的生生成兩個方面。肋骨型值表生成主要是因為Tribon系統(tǒng)沒有直接提取功能，需要提取一定的坐標文件，再依據(jù)樣條插值、坐標轉(zhuǎn)換等方式生成有效的型值數(shù)據(jù)。而外板信息生成主要指的是在Tribon系統(tǒng)中提取外板的具體屬性，將其板縫型值數(shù)據(jù)提取出來。

2.6 系統(tǒng)具有工程數(shù)據(jù)庫的功能

船體外板在設(shè)計與加工過程中，會需要一定的數(shù)據(jù)信息，并且這些所需的數(shù)據(jù)信息將會在不同的階段、不同的部門之間進行傳遞。該系統(tǒng)為船體外板的數(shù)據(jù)信息管理提供了有效的解決方案，在此基礎(chǔ)上，可以對不同船廠的不同要求進行整理，并依據(jù)不同要求提出不同的處理方法，體現(xiàn)出工程數(shù)據(jù)庫的具體功能，進而為用戶提供較高的通訊環(huán)境[3]。

3 系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用

依據(jù)上文中所提到的系統(tǒng)的功能設(shè)計要求，可以準確的實現(xiàn)該系統(tǒng)的具體應(yīng)用。在系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，需要依據(jù)一定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程，具體流程為Tribon系統(tǒng)船型數(shù)據(jù)形成集成連接，并形成一定的工程數(shù)據(jù)庫；工程數(shù)據(jù)庫可以進行單板輸入與批量處理，完成單板輸入與批量處理以后，會形成板信息輸入，在此基礎(chǔ)上進行外板精確展開，外板展開以后建立水火彎板變形規(guī)律數(shù)學(xué)模型、進行焰道布置優(yōu)化與見通數(shù)據(jù)計算，完成以后對信息進行輸出處理，最后形成數(shù)據(jù)文件、圖形文件、切割劃線文件以及屏幕監(jiān)視確認[4]。出來系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程以外系統(tǒng)用戶窗口也是實現(xiàn)的一部分，主要是采用圖文結(jié)合的形式，能夠?qū)ν獍逅鸪尚凸に噮?shù)的結(jié)果進行預(yù)報，并以文本的形式從窗口給出，這種文本形式的預(yù)報結(jié)果可以轉(zhuǎn)換為數(shù)控切割格式的文件，轉(zhuǎn)換完成以后提供給數(shù)控切割機，以保證數(shù)控切割機在套料的同時對肋骨、焰道、加工樣板等進行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)在外板上進行自動劃線形式，為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。

運用該系統(tǒng)對大型成品油輪予以應(yīng)用，對油輪的帆型板以及鞍型板進行外板精確展開、焰道布置優(yōu)化計算等，按照所得的數(shù)據(jù)進行加工，在此基礎(chǔ)上，對外板成型情況實施測試，可以有效的呈現(xiàn)出鞍型板水火成型焰道布置與加工參數(shù)的預(yù)報結(jié)果，對焰道號、各個位置以及邊距離等結(jié)果都能有效的測試出來。除此之外，對于帆型板水火成型工藝參數(shù)結(jié)果同樣可以預(yù)報出來，能夠?qū)⑽恢米鴺恕㈤L度、時間以及加工方向準確呈現(xiàn)出來，以滿足不同類型板成型的要求。

4 結(jié)束語

通過文章的研究可以得知，船體雙曲度外板水火加工成型工藝參數(shù)預(yù)報系統(tǒng)是水火彎板成型自動化研究的重要組成。文章在研究過程中，依據(jù)原有水火彎板工藝參數(shù)預(yù)報系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，對該系統(tǒng)進行了深入的研究，通過對系統(tǒng)的特點、功能設(shè)計的闡述，以達到準確實現(xiàn)該系統(tǒng)的應(yīng)用，確保船體雙曲度外板水火加工成型自動化的研究順利進行。

參考文獻

[1]陳文雄，程良倫.船體外板自動化加工專家系統(tǒng)研究[J].制造業(yè)自動化，2014，7（9）：16-19.

[2]陳文雄，程良倫，何恰.船體帆型外板火路預(yù)報系統(tǒng)研究[J].中國造船，2014，3（1）：182-191.

[3]蘇紹娟，胡勇，王呈方.船體三維曲面外板成形工藝方法研究進展[J].中國造船，2012，5（2）：211-216.

[4]王呈方，胡勇，馬軍偉，等.三維曲面船體外板成形加工的新方法[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報（交通科學(xué)與工程版），2010，2（3）：431-434.