(上海外高橋造船有限公司，上海 200137)

1 詳細設計環(huán)節(jié)優(yōu)化

1.1 基于單元模塊化的圖紙繪制

現(xiàn)下前期的詳細設計主流還是基于AutoCAD的圖紙繪制，高質(zhì)量圖紙更多的是依賴塊的合理應用和智能的自動化輔助設計。

一體化設計新解決方案中，詳細設計環(huán)境依靠內(nèi)部資源組建。所有圖元信息皆為單元模塊，只需調(diào)用關聯(lián)模塊，建立模塊連接即可完成詳細設計圖紙的重構。

標準化的CAD圖紙,可建立比對規(guī)則，直接解析后，即可自動重塑完成AVEVA圖紙繪制。

鑒于當前外來圖紙的標準不一，內(nèi)部轉(zhuǎn)化后，更多的只是保留圖面信息，可提取的邏輯關聯(lián)十分有限，所以CAD信息轉(zhuǎn)化到AVEVA更多的是利用復刻方式。但豐富的塊資源和高效的模塊新增，使得圖紙重構依舊十分高效和簡捷。

1.2 多圖紙的接口鏈接

傳統(tǒng)多個系統(tǒng)圖的繪制過程中，功能塊常常采用主系統(tǒng)中電氣連接采用實線，輔系統(tǒng)中采用虛線的方式，在避免重復電氣連接的情況下保障子系統(tǒng)的可讀性。但各系統(tǒng)獨立繪制完成，后續(xù)批量修改的過程中，同一對象的修改需要涉及多處，繁復低效、可靠性低。

一體化設計新解決方案中，見圖1，對象就是數(shù)據(jù)的集合，在完成主系統(tǒng)的繪制后，輔系統(tǒng)的只需調(diào)用需求的來至于主系統(tǒng)的數(shù)據(jù)塊，并控制虛線顯示即可。鏈接數(shù)據(jù)塊和更新控制的使用保障了數(shù)據(jù)的一致性(數(shù)據(jù)來源只有一個本體)，數(shù)據(jù)修改一次完成，準確、高效。同理，布置圖與系統(tǒng)圖中設備的一一對應關系，編制合理的比對規(guī)則，也能良好解決二者修改的同步性。

圖1 系統(tǒng)到三維模型的組建和核對

1.3 接線圖的自動繪制

基于一體化設計強大的屬性管理，系統(tǒng)圖繪制結束后，根據(jù)系統(tǒng)構成，組建兩端設備端子的數(shù)據(jù)接口連接關系后(定義兩端設備端子，將尾設備端子鏈接至首設備端子，可通過拖拽賦值，將一個端口放入另一個端口)，即可通過自動定義并分配芯線端口，進一步細化電氣連接拓撲關系[2]。最終篩選調(diào)用關聯(lián)模塊端子，即可完成接線圖的自動繪制工作。極大的簡化了工作內(nèi)容，核對信息僅限于兩端設備接口的對應關系(內(nèi)置EXCEL的數(shù)據(jù)處理功能可轉(zhuǎn)化任何形式報表的進行核對)，嚴密的邏輯控制有效維持數(shù)據(jù)質(zhì)量。

2 無縫連接詳細設計和生產(chǎn)設計

以具體設計解決方案為例，采用分階段環(huán)境獨立組建方式，傳統(tǒng)詳細設計采用CAD設計平臺，生產(chǎn)設計采用TRIBON平臺。各設計階段自主完成環(huán)節(jié)任務，前后道設計信息傳遞遲緩，前道數(shù)據(jù)不能直接應用于后道，更多的是倚靠人力重復解讀。隨著自動化程度的提高，部分數(shù)據(jù)可以得到應用，但封閉的數(shù)據(jù)存儲，使數(shù)據(jù)交互非常局限。多形式的外來圖紙、雜亂的數(shù)據(jù)結構形式以及不規(guī)范的設計人員修改造就的不規(guī)律數(shù)據(jù)處理需求，將問題處理進一步復雜化，最后不得不擱置輔助軟件的深度優(yōu)化，回歸人力干預，人工成本浪費依舊嚴重。

其中尤為凸顯的是：①需人工根據(jù)CAD中布置圖重新在TRIBON環(huán)境下完成模型的布置；②CAD中系統(tǒng)圖的電纜清單不能直接在EXCEL后續(xù)電纜冊中應用；③多環(huán)境的組合使用繪制完整信息的電纜冊。

2.1 二維系統(tǒng)生成三維模型

相同資源提供動力支持使得不同設計階段環(huán)境的組建基于相同平臺成為可能。設計環(huán)節(jié)中很多工序可以前移并直接由前道涵蓋。其中由二維系統(tǒng)直接驅(qū)動生成三維模型帶來的便捷尤為引人矚目，見圖2。

圖2 系統(tǒng)到三維模型的組建和核對

功能實現(xiàn)重點步驟為a)進入Integrator功能，b)選定已完成繪制的系統(tǒng)圖Diagrams，c)建立二維三維數(shù)據(jù)鏈接表，d)Build功能通過系統(tǒng)圖建立三維模型，e)Compare對比功能核對模型。

其中Compare對比功能規(guī)則的建立，初次完整配置后后續(xù)項目都可沿用。后續(xù)批次項目修改都可通過比對突顯和更新完成所有關聯(lián)修改，有效實現(xiàn)圖紙版本控制和修改跟蹤。

2.2 電纜列表的獲取

生產(chǎn)設計過程中，電纜通道設計是重要的一環(huán)。前期電纜列表的獲取為通道設計提供容量支持。但詳細設計的CAD電纜數(shù)據(jù)信息不能直接利用，人工重復提取耗時且引入誤差風險，同時多批次的修改也使得完整電纜列表信息不能及時快捷的獲得，給后續(xù)精細化電纜路徑布置的電裝生成設計帶來很大阻力?，F(xiàn)階段不斷縮短設計周期的大環(huán)境下，前道時間過短導致的準備不足直接制約后道的設計精細程度，兩大主題成了不可協(xié)調(diào)的悖論，而前后信息傳遞不暢帶來的工作冗余是制約設計周期的最大瓶頸。

一體化設計新解決方案，前道信息完全適用于后道，詳細設計系統(tǒng)圖數(shù)據(jù)可直接生成電纜列表，參與后道電纜通道設計。提出結果見表1。

2.3 電纜冊的繪制

現(xiàn)有解決方案的局限，多環(huán)境的組合使用才能實現(xiàn)完整信息電纜冊的編制。通過反復協(xié)調(diào)各環(huán)境數(shù)據(jù)達到共同合理才能最終結束。期間摻雜大量的數(shù)據(jù)處理、核對和關聯(lián)設計工作的修改[3]。

一體化數(shù)據(jù)解決方案，多平臺的數(shù)據(jù)處理功能可以由一個平臺的相同資源搭建實現(xiàn)，在繼承各平臺各項優(yōu)點的同時，突破信息傳遞共享瓶頸，信息交換更加便捷。復雜的跨環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)處理可以軟件計算獲得，極大提高復雜設計內(nèi)容的智能處理能力，同時計算所得數(shù)據(jù)可直接應用至關聯(lián)設計工作的環(huán)節(jié)中去，過程換算最大限度的消除。

表1 系統(tǒng)圖提取電纜列表數(shù)據(jù)

2.4 敷線圖和設備托盤表的繪制

系統(tǒng)圖的電纜屬性控制、設備的屬性控制可直接運用到敷線圖和設備托盤的繪制過程中。圖面信息的完成再也不是以背景為底，不斷的加入其他平臺獲取的信息的方式，而是改進為調(diào)用關聯(lián)屬性的方式，直接標注在圖面中。

3 生產(chǎn)設計環(huán)節(jié)優(yōu)化

3.1 數(shù)據(jù)變更突顯和同步

現(xiàn)有開環(huán)設計流程中，并行任務同時進行，變更信息不能在各環(huán)節(jié)直接傳遞，常常由于人工溝通不暢導致各環(huán)節(jié)修改進度不一，很多時候僅僅實現(xiàn)局部修改，修改遺漏極難核查，更多時候不得不重頭對全部數(shù)據(jù)進行比對。

一體化設計通過突出變更來識別及管理不同信息版本，同時還能夠運用強大的比較與更新功能，在項目的任何一點跨專業(yè)處理任務，從而用戶能夠輕松控制通用工程數(shù)計在專業(yè)間的同步。如圖3中常規(guī)比較和更新方式的示意，應用程序間自然集成確保清晰識別已發(fā)布任務和進行中的任務。因此，一方面，產(chǎn)品系列中各個應用程序緊密協(xié)作；另一方面通過開放式界面支持來自其他供應商或資源的工程和設計數(shù)據(jù)，確保在一個信息持續(xù)變更、項目優(yōu)先級不斷變化的環(huán)境中，設計的準確性貫穿于造船流程的各個環(huán)節(jié)。各流程環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)一致性檢查，進一步確保工程數(shù)據(jù)質(zhì)量[9]。

圖3 并行設計中的比較和更新

3.2 輔助功能設計

1)TEMPLATE模板可實現(xiàn)參數(shù)化建模和自動出圖。某司采用WADS和DASIS等輔助軟件的設計，在添置模型部件新的輔助屬性后才能實現(xiàn)參數(shù)化建模和自動出圖，因數(shù)據(jù)定義和訪問的局限性，功能適用型、可拓展性極弱。另外輔助屬性不能跟隨內(nèi)置屬性的修改而相應的更新，從而每次數(shù)據(jù)修改都必須加入輔助軟件數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，才能保證輔助數(shù)據(jù)的有效性。

一體化設計通過STRUCTURE模塊的面板角鋼的設計，可制作參數(shù)化的基座和設備模型。見圖4，基于其完全內(nèi)置的屬性定義重要參數(shù)后，通過PML編程獲取參數(shù)、輸出參數(shù)后，一次性完成參數(shù)化建立模型的自動出圖，且可良好解決數(shù)據(jù)修改后的有效性，因為屬性完全來自數(shù)據(jù)本身。

圖4 參數(shù)化設備建模示例

2)圖紙自動繪制，報表直接生成。屬性管理功能可以有效完成現(xiàn)有模型的屬性輸出。托盤表等相關報表的直接生成；實現(xiàn)模型的自動標注，可自動完成安裝圖、敷線圖絕大部分信息。深入研究智能控制，甚至可以實現(xiàn)完全自動出圖。同時由于標注的信息來至模型本身，待模型更新后，新的信息也可通過刷新直接更新到相應的圖紙中。

3)開孔管理。公司現(xiàn)有開孔管理軟件已經(jīng)比較成熟，但鑒于不同環(huán)境的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，操作步驟顯得繁瑣，且中間環(huán)節(jié)容易出錯。

一體化設計，公共平臺無縫連接甚至消除各處理步驟，一鍵完成處理成為可能。

4)碰撞管理和設計審核等。

3.3 電纜設計模塊可實現(xiàn)基于CADWIN的電纜冊編制和生成及有效進行節(jié)點控制

現(xiàn)有設計解決方案一般采用先構建電纜通道主干，然后使用CADWIN規(guī)劃電纜走向和核算節(jié)點網(wǎng)絡容量，最后精細化電纜路徑設計的方式，反復調(diào)整模型以滿足設計要求[4]。

一體化設計解決方案，在獲取電纜列表后，進入生產(chǎn)設計電纜通道設計環(huán)節(jié)。先組建電纜通道網(wǎng)絡，載入電纜樣本后，通過自動布線完成電纜走向，核算節(jié)點網(wǎng)絡后得出電纜通道容量。根據(jù)容量合理布置電纜支撐件完成電纜通道設計。

同時電纜通道設計初期可設定通道關鍵屬性，電纜彎曲半徑、本安電纜獨立敷設等關鍵內(nèi)容可以得到有效控制。不同條件下的電纜余量設定也是一大亮點，長期工程的實踐可不斷修正直至完善，最大限度實現(xiàn)電纜長度控制。

電纜通道設計完成后，結合現(xiàn)有電纜列表，通過AVEVA內(nèi)置的EXCEL的重要數(shù)據(jù)處理功能，編制一套規(guī)范的電纜分冊規(guī)則，通過report功能塊可直接達成需求電纜冊數(shù)據(jù)報表的需求完成一套智能電纜切割管理功能。

4 結論

一體化設計解決方案中的工程數(shù)據(jù)全部來自于同一個數(shù)據(jù)庫，基于相同資源提供動力支持集成技術，在繼承整合傳統(tǒng)解決方案各項優(yōu)點的同時，突破信息傳遞共享瓶頸，是提升設計效率的有效途徑。