船舶管系设计中三维管系放样软件的应用

摘要：随着社会的不断发展、科技水平的不断进步，计算机技术得到了空前的提高和应用。管系生产放样已经成为船舶建造中一个重要的环节。文章将从三维管系放样软件在船舶管系放样设计中运用的现状、三维管系放样的优点等方面对船舶管系放样设计中三维管系放样软件的应用进行研究。

关键词：船舶管系设计；三维管系放样软件；管系制作；船舶建造；计算机技术 文献标识码：A

中图分类号：U671 文章编号：1009-2374（2015）19-0064-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.031

目前，我国的船舶研制还存在诸多的问题，比如在不同的设计阶段之间计算机数据还不完整等。这样一来，施工阶段的技术设计的计算机数据不能自然、连续，从而导致施工设计和技术设计共用的计算机信息的概率相当低，严重地影响了生产设计效率。船舶制造的重要内容之一就是船舶管系的设计、制造和安装。由于传统的管子制造存在着许多不足，比如质量差、消耗能量大、制造时间长等，因此我们必须进行技术革新，要利用船舶三维管系放样软件进行放样设计来替代传统的管子制造，从而提高船舶管系生产设计的水平和质量，更好地为船舶建造服务。

1 三维管系放样

在添加一系列的三维信息之后，通过分析二维管系放样的普遍情况，将固定的船体作为构建三维模型的背景，然后进行整个三维关系放样，整个工作过程就是三维管系放样。与此同时，第一个步骤管系的放样综合系列的图纸以及安装过程的基本图纸需要注意，进行绘制管子零件图的时候是第二个步骤，第三个步骤就是将管系的明细表编制出来，比如说机械的设备、一些附件、管子等。这三个步骤就是管子放样的主要工作。但是创建管路以及修改管路、加上管支架的整体三维设计都属于三维管系模型建造的功能，并且具有许多有趣的实用性的建模操作功能。为了方便用户完成管子制作图、安装图等，我们可以通过在PCPS、CAPDS系统上开发数据处理的功能，从而达到我们的目的。

2 船舶管系放样三维设计的现状

随着科学技术的不断进步，船舶设计方法和技术的不断改进，三维管系放样技术在船舶设计中的运用越来越广泛。三维管系放样技术是一种相当新颖的船舶管系设计手段，比传统的通过二维平面设计作为船舶管系放样的方式更加先进和实用，也是一种设计技术上的突破。它改变了以往的传统管系放样模式，通过将计算机三维设计与现代船舶管系放样的有效结合，准确地表达了设计者的意图和想法，在设计者面前呈现出一个直观的、真实的设计样式和模型，让船舶管系放样和建造很巧妙地结合起来，不仅可以减少船舶管系建造的劳动强度，大大减少返工现象，而且还能提高生产效率和经济效益，缩短船舶建造周期。

通过调查了解到，国外的船舶管系三维放样技术已经超越了国内的船舶三维放样技术。国外的三维技术已经相当成熟，但是国内却因为知识产权等限制性的影响，起步比起国外较晚，所以国内的船舶管系三维放样设计水平比起国际水平要低一些。但是通过十几年的不断开发与研究，上海已经研制出自己的三维管系放样软件，并被国内很多厂家所采用，目前国内最广泛使用的是Tribon、Caddss、Sb3ds等。

3 三维管系放样在船舶放样设计中运用所具备的优点

三维管系设计放样是通过在二维管系放样的基础上进行改进的，突破了传统的二维平面设计。因此，它具有自己的优势，比如图表生成方便快捷、数据管理安全、预舾装程度高、准确程度高。下面将从这四个方面进行分析：

3.1 图表生成方便快捷

整个管子零件图形形成并构建成完整模块是尺寸标准智能化的主要功能，它的主要功效就是方便编辑文字以及制作表格，比如说EXCEL表格和EXCEL图形以及部分的AUTOCAD，都能够通过这一个功能进行有效的关联。

3.2 数据管理安全

如何提高三维管系放样的软件在整个数据管理的工作中，提高其安全性以及数据的一致性，其中商用的数据库发挥着非常重要的作用。较强的灵活性以及开放性也是三维管系放样技术整个数据库结构的最好体现。我们常常会因为粗心和大意，导致一些比较重要的三维文件丢失或者损坏，这时通过模型数据库就可以简单地重新生成模型，方便且安全。与此同时，工作人员通过数据库对整个系统数据的整理，可以更加有效地进行数据的分类和汇总，还能够和其他的管理系统之间相互连接在一起，更为便捷。熟练地利用数据库的每一个标准库，工作人员一定程度上可以简化对三维图形和附件库以及阀件库和舾装件库整体之间的运用，提升工作人员的设计水平。

3.3 预舾装程度高

为了达到设备、管系、风管、电缆通道等的综合布置和平衡，我们可以利用三维管系放样技术的可视化的交互设计技术，呈现出非常直观的图形，以达到支持工程建造的目的。通过船舶三维结构背景生成技术的应用，可以让舾装件的生产设计提前展开。提前安装在船上的主要条件就是，在整个船体分段制造工作并没有完成，而管子已经对预制有了很好的布置，这样才能够提前安装。通过这样的操作，不仅能够解决工作人员交叉作业相互矛盾的问题，还能够平衡工作人员的劳动量，具有更强、更高的效益。三维管系放样技术已经渐渐在大多数船厂普及开来，特别是一些散货船和拖船，加上供应船的管子放样，基本上都采用了三维关系放样。

3.4 准确程度高

三维管系放样通过使用“三维”建模，在电脑上，依托船体结构的立体空间，就可以清晰明了地呈现出管子的相对位置，这样做不但可以降低管子和设备的基座，同时还能够有效地对管子与船体结构，与电缆的托架，甚至是管子与管子两者之间的一些摩擦和干涉，都有非常不错的效果。这个时候，已经被船东认可的建造图纸以及建造方案就可以更加直接地在电脑上面展现。假如说有什么不得当或者不好的地方，可以更快发现并改正。如此一来，不但可以降低返修和返工等情况，还能够加强整个施工的效率。实船通过对三维管系放样技术的运用，可以很清晰地看出很多问题，比如，管系放样的管路会不会影响船舱布置的合理性、管路布置是否美观、阀件操作管理是不是方便等。

4 研究三维管系放样技术的目的和意义

通过研究三维管系放样，我们不仅可以更加了解船舶建造不同设计阶段对数据的需求，还可以解决数据流不能连续的关键问题，从而可以保证二维管系放样技术到三维管系放样设计的数据流的连续性。在施工设计阶段可以大大节省设计的时间，设计效率也得到了大大提高，对设计过程中技术设计阶段数字化设计的规划有很大的指导意义。

5 结语

从古至今，存在很多因素制约造船行业的生产效率，比如船舶管道数量比较庞大，种类比较繁多，施工比较困难等。通过三维管系放样软件的应用，不仅可以使管道三维实体的造型正确清晰地展现，而且可以缩短设计的周期，从而达到生产效率的提高。三维综合放样技术具有表生成方便快捷、数据管理安全、预舾装程度高、准确程度高的优点，突破了传统的综合放样技术的壁垒，在二维设计基础上进一步提高与改进，从而使船厂的生产效率、质量和效益得到了保证。由此可见，三维管系放样技术是未来船舶管系放样的趋势，更进一步开发和改进三维管系放样技术对船舶建造具有重大的现实意义。

参考文献

[1] 冯山岭.二位零件图与三维实体图互生成方法探讨

[J].机械研究与应用，2010，（4）.

[2] 高玮.基于二维试图特征的三维重建[J].计算机学报，2010，（5）.

作者简介：曹祖化（1982-），男，安徽六安人，江门市南洋船舶工程有限公司助理工程师，研究方向：船舶管系质量检验和船舶管系放样设计。

（责任编辑：陈 倩）endprint