船舶协同设计模型分析及应用

郭永贵

摘要：从设计项目，设计任务目标和具体设计活动三个层级为入手点，将船舶的一整套设计流程基于船舶设计活动的特点来加以解构解构归类的办法，将与船舶设计流程完全相关的形式定义，解构理念和整体化的架构分别加以引出。对船舶协同设计系统的具体开发和实用过程间接证明了模型本身的合理性。

【关键词】船舶协同设计 船舶设计过程模型设计任务

作为一种综合特性很强的大宗产品，船舶产品在结构、涉及技术、开发设计过程的时间和难度、配套产品以及自身所蕴含信息量上面都有着很高的要求，而整个船舶产品的建造投入，建造时间以及产品质量都要由设计这一关键性要素来决定。本论文简要说明了部分最为基础的船舶工程分解架构的概念，并且以此为基础开发了一套协同化的船舶设计过程模型，这一模型的合理性在开发船舶协同设计系统的过程中得到了证明。

1 船舶工程分解结构

项目的分解过程将以内在的架构或者执行流程为基准，分解目标为更加容易管控的子项目乃至具体的活动。因此有着很好的直观性和分解性，但是这一方法的实用能力和项目复杂程度之间是成反相关的，而且基于SWBS的分解树因为不同的项目分解执行人的原因不具备足够的稳定结构，知识的持续化积累利用会受到影响，而且鉴于较强的活动联系，分解完成以后，全局化的活动网络架构会因为局部的调整而产生变化，因此产生的再次架构会让大量活动的规划和管控难度升高。

2 船舶设计过程分析

现有国内船舶制造商制定造船流程计划的主要理念都是基于造船主管部门的经验来完成各种类型的日程制定，层次化的造船任务解构处于空白状态，尽管造船日程计划的结构乍一看既包含了全局性的大日程计划，也包含了最基础的滚动式两周作业流程计划，从层次上来看并不存在缺憾，但是这样的计划两两层次之间并没有足够的映射联系，上下层日程计划之间并不存在足够的指导规范或者反馈作用，因此动态化的日程管理难度很大，这也是必须引入基于现代化造船理念对整个工程进行解构探究的必要性之所在。

所谓的船舶设计，是指设计单位基于时间、资金、建造条件以及质量要求等一系列限制的情况下，以手中相应资源和设计目标为基准，通过和船东，船级社和造船工厂之间的协调配合来取得多类型船舶产品参数的过程，具体来说即为图1。

船舶设计过程中所使用到的设计资源包括管控和技术人员，设计用各类软硬件以及历史数据等内容。船舶产品及其相关设计过程的数据都来源于具体的船舶设计过程之中。这里的船舶产品数据是指和传播产品相关的一个或多个一组基于事实，理念以及相关流程和要求的表述性语言。

3 船舶协同设计过程模型

设计过程中的多个角色协调和协同设计的实现是船舶协同设计过程模型的具体存在目的，基于设计任務的具体定义，单个具体的任务都会存在无数个输入或者参考性的稳当，这些文档可以实现基于当下设计或者历史设计两部分的纵横协同关系，项目之间的网状联系也可以通过这些文档加以表明。项目团队的建立是基于对任务的分解和对角色的分工来完成的，每一类型的角色工作安排都可以通过优化算法来加以执行，但是基于角色.设计活动的时间属性，对各类角色人员的管控可以通过角色权限管控轻松完成。

4 船舶协同设计应用系统

实现船舶产品的跨地域设计，以及实现企业间的合作和资源共享，通过一个协同平台打破设计人员之间的时空障碍，在通过合理架构储存和管控多类型产品数据的同时，让最终的用户获得最好最快的数据存取提供服务是传播协同设计应用系统的开发目的。这样的一套分布式船舶协同设计管理系统已经在大连一家船舶设计公司加以运行并取得了很好的效果。

构成船舶协同设计集成管理系统的层次一共有四个：

（1）数据库层；

（2）协同服务层；

（3）系统管理层；

5 结论

本论文基于现有船舶设计活动以及计算机技术发展的特点，对船舶设计过程进行了项目，任务和活动这样的三层次分解，并以此建立了一套以同步和协同设计为目标的船舶设计过程模型，从形式上明确了该模型的定义。通过实际化的应用过程，该船舶设计系统的实用性得到了充分证明，同时，系统所依靠的分解方法在安排计划和进度以及具体的设计过程中体现的管控和灵活优势也都得到了证明。

参考文献

[l]Koeing P C，Christensen W L.Development and ImplementationofModernWorkBreakdownStructure in Naval Construction：a Case Study. Journal of ShipProduct ion， 1999， 15 （03）： 136-145.

[2]Ring D，Shenoi R A，Courts M.Application of the Goal Tree-successTree （GTST） Technique to DecomposeShip Design in a Product in Context.Journal of Mechanical EngineeringScience， 2002， 215 B：79-93.

[3]刘志，高济，支持虚拟企业的过程建模和工作流管理系统[J].计算机辅助设计与图形学学报，2001，13 （10）： 952-960.