船舶生产设计供图管理软件开发

杨 春，刘 杰，杨令康

(1.泰州口岸船舶有限公司，江苏泰州225321;2.武汉理工大学能源与动力工程学院，武汉430063)

船舶生产设计供图管理软件开发

杨 春1，刘 杰2，杨令康1

(1.泰州口岸船舶有限公司，江苏泰州225321;2.武汉理工大学能源与动力工程学院，武汉430063)

针对船舶建造过程中缺乏形象直观的设计供图软件,采用word等软件编辑时需用手工计算修改多个日期值的现状,设计自定义扩展属性的日期节点及连接线组件,构造并实现图形对象拾取算法、关联对象联动排版布局算法及对象干涉检测算法等,以vb.net语言为开发工具,构建船舶生产设计过程中的大节点排程及图纸文档进度的可视化管理软件系统,实现日期节点排程联动计算等功能。采用FTP文件存储结构提高了设计图纸文档的存储效率,并采用在中间层加/解密的处理方法,既保证了图纸文档的信息安全,又减少了对访问文档对象效率的影响。

船舶;生产设计;供图管理;软件开发

进入21世纪以来,信息技术已成为现代造船技术的核心,造船企业的信息化和数字化进程已成为造船业提高核心竞争力的关键因素和有效手段之一［1-3］。船舶建造的源头是设计,设计供图排程需要综合考虑人员、进度要求等多方面因素。排程中的节点安排是否合理,如何从历史数据中提炼经验知识以改进后续船的排程计划,对于造船企业非常重要,将直接影响到船舶能否按期完工。在日韩等先进的造船国家,数字化造船起步较早,已形成比较成熟的软件或产品,包括设计系统、生产过程管理系统等［4-6］。而国内船舶制造企业的管理大多比较粗放,很多关键节点的排程和控制主要依靠人工完成,效率较低,没有进度管理的流程及相应的软件作支撑,针对这些问题,开发船舶生产设计供图管理软件。

1 需求分析

1.1 目前做法

供图排程定义:针对船舶生产设计过程,通过设置关键节点进行控制和管理;对每一个节点,制定图纸发布计划,包括施工区域、图纸名称等,图纸由详细设计人员提供给生产和工艺设计人员,后者再生成施工图并下发到现场,保证船舶建造每个阶段的任务顺利按期完成。目前大多船舶企业制定船舶生产设计供图排程时,主要使用Word或Excel等现有的Office软件。图1所示为用Word软件设计供图排程信息的实例。

图1 运用Word软件设计供图排程

使用这种方法,主要存在以下问题。

1)计划排程节点时间需要手工计算,费时费力,不能实现自动对时间段内包含春节等关键节假日的提醒。

2)信息以文件方式发布,文件内容修改调整后需要重新发布,无法及时提醒相关人员。

3)关键节点之间的辅助信息不能描述,比如连接线上需要按时提交的图纸文档的信息。

4)无法根据船型模板自动进行排程,必须手工设定每个节点的具体日期。

5)计划的实际执行信息与计划排程信息难以集成,不利于进度管理。

1.2 软件需求分析

为了克服当前方法存在的问题,根据生产经验和实际需求,并在调研分析基础上进行软件需求分析,见表1。

表1 船舶生产设计供图管理软件需求分析

2 软件总体设计方案

软件的架构采用多层C/S结构,在企业局域网内都能使用。为了改善数据库的性能,所有文档、图纸资料等文件,都采用FTP方式进行存储;为了提高文件的安全性,采用附件加密存储的方式。文件附件通过通用的中间层进行上传/下载时,进行统一的透明加密/解密处理,软件关闭后自动删除客户端文件。软件的体系结构见图2。

图2 软件体系结构示意

在确立了软件架构之后,采取自上而下的设计思路。最后在服务器上安装和部署FTP软件,并对程序进行测试和升级维护。软件的功能模块见图3。

3 关键技术研究及实现

3.1 自定义组件

要实现可视化、拖拽方式排版布局,必须非常方便地实现图形对象的拾取及干涉检测的工作［7-11］,以往多直接从直线等图形对象层面进行控制,算法的效率不高,而且图元对象过多,刷新窗体的闪烁现实不好解决。故采用面向对象的设计方法,定义了新的日期节点组件和连接线组件,以解决图形对象拾取及排版布局的效率。日期节点组件的属性和相关说明见表2。

图3 软件功能模块

表2 日期节点组件属性

连接线包括节点与节点之间的连接线、时间点备注与节点之间的连接线、时间段备注与节点之间的连接线3种类型,其属性和相关说明见表3。此外,节点需要有框选和移动两个扩展方法,其主要功能见表4。

3.2 日期节点的联动计算

排程由一系列的日期节点组成,相邻2个节点之间有一个时间差,即完成节点任务预计需要的时间,实际当中以“d”为单位。以前的方法是首先给定交船的时间,再根据每个节点所需要的时间逐步推算到船舶开工的时间,同时要考虑每个月的天数不同;此外,如果修改了某节点的日期或计划完成所需的天数,将重新计算后续所有节点的日期。如果日期节点较多或修改比较频繁,将花费大量的时间,并且容易出错。因此,设计日期节点联动计算功能,不再需要人工计算,实现流程见图4。

表3 连接线属性

表4 日期节点组件扩展方法功能说明

图4 日期节点的联动计算实现方法

3.3 自定义布局——节点与连接线的联控

创建新的节点时,其位置默认固定不变,包括节点的绝对坐标和相邻节点之间的间距。如果添加的备注信息长度超过了节点之间的间距,节点将会被遮盖,影响操作。为此,设计节点和连接线的联控功能,使用户可以在窗体上任意拖动节点并重绘连接线,实现自定义布局。方法如下。

1)拖动某个节点时,根据前一个节点(表5中简称为A)与后一个节点(表5中简称为B)在水平方向和垂直方向上的相对位置来确定新的连接线,同时删除旧的连接线。节点与节点连接线的形式及判断条件见表5及图5。

2)拖动节点时,如果关联了时间点备注,根据备注与节点的相对位置重新调整连接线。连接线的形式及判断条件见表6及图6。

表5 节点与节点连接线形式及判断条件

图5 节点与节点的连接线形式

表6 时间点备注与节点连接线形式及判断条件

图6 时间点备注与节点连接线的联控

3)拖动节点时,如果关联了时间段备注,根据拖动后备注起源节点和结束节点的位置重新绘制连接线。

4 软件操作界面及应用实例

以泰州口岸船舶有限公司4 350 TEU集装箱船为例,使用该软件创建其供图排程,见图7。

在图7所示的供图排程中,包括了日期节点、节点描述、节点连接线、时间点备注及连线、时间段备注及连线、附加备注等对象。此外,可以显示节点执行的实际日期,作为对相关负责人提醒或调整后续节点计划的依据,见图8。

在图8中,计划排程上方一组平行但连接线指向箭头方向相反的节点即为实际执行的日期。

图7 4 350 TEU集装箱船供图排程

图8 同时显示计划排程信息和实际执行信息

5 结论

所开发的船舶生产设计供图管理软件综合考虑了船舶生产业务需求以及软件操作的友好性等因素,同时改变了过去分散的文件存储方式,采用FTP集中存储和加/解密技术,既便于管理,又提高了文件的安全性。系统已经在船舶企业成功应用,取得了良好的应用效果。

［1］邵天骏.论造船企业科技管理的深层推进与成果体现［J］.船舶与海洋工程,2012(3):74-78.

［2］刘 杰.基于vb.net自定义组件的MIS程序界面自动生成研究［J］.武汉理工大学学报:信息与管理工程版,2007,29(6):13-16.

［3］曹绛新.基于ERP的船舶建造生产管理系统研究［D］.大连:大连理工大学,2008.

［4］张志英,江志斌,张军辉.船舶生产制造执行系统架构［J］.上海交通大学学报,2006(2):206-210.

［5］张 亚,陈 宁.船舶生产设计日程管理系统研究［J］.江苏科技大学学报:自然科学版,2006(4):17-21.

［6］龚堰珏,贠敏,姜 虹,等.面向对象的交互显示和拾取模型研究［J］.系统仿真学报,2003(1):29-31.

Software Development of the Supply Management of Drawings for Ship's Production Design

YANG Chun1,LIU Jie2,YANG Ling-kang1
(1 Taizhou Kouan Shipbuilding Co.,Ltd,Taizhou Jiangsu 225321,China; 2 School of Energy and Power Engineering,Wuhan University of Technology,Wuhan 430063,China)

During the shipbuilding process,a lack of drawings provision softwaremakes theworkers always use theWord to create and edit drawings provision schedule and modify the datesmanually.So a date and connection-line assembly with customized properties is designed,and the algorithms to obtain graphic object,layout related objectswith linkage and check out the collisions between objects are constructed to realize a visualmanagement system to develop main nodes schedule which includes the needed drawings and documents during ship production by vb.net programming language.The system stores files by FTP technique to improve storage efficiency,and introduces encryption method on middleware to assure information security and reduce the influence on documents access.

ship;production design;management of supply drawings;software development

10.3963/j.issn.1671-7953.2015.03.010

U673.2;TP391

A

1671-7953(2015)03-0041-05

2014-12-17

修回日期:2015-01-05

江苏省科技支撑计划项目(BE2013107)

杨 春(1973-),男,硕士,高级工程师

研究方向:船型研发、船舶企业信息化应用

E-mail:yangc@cnkasc.com