AM电气建模软件在客滚船中的应用

李传达，何文强

（招商局金陵船舶(南京)有限公司技术中心，江苏 南京 210015）

0 引言

近年来，我厂承建的高端客滚船需满足安全返港及安全撤离的要求，各种设备及控制系统采用冗余设计，电缆的使用量约是普通汽车滚装船的3倍，传统的Tribon三维设计平台已经无法满足海量设计数据的处理，亟需寻找更加有效的设计平台,由此引进了Aveva Marine（简称AM）设计平台，通过在AM平台下的二次开发，结合电装设计人员的使用习惯和船厂标准，开发出全新的满足安全返港要求的电装设计系统，通过该系统的开发，极大地提高了船舶电装设计的建模和出图效率，提高了图纸的准确度，为缩短船舶的建造周期奠定坚实的技术基础。

1 本研究的内容及目标

1）AM自带的CableTray模块建模步骤繁琐，人机交互极其不友好，对于习惯使用Tribon的初学者来说会不适应，需研究出一种快速上手，无需过多培训的建模方法，方便Tribon和AM之间建模的无缝连接。

2）由于上建区域甲板面使用薄板，为了避免舾装件在甲板面焊接时产生变形，电缆桥架的支撑要加支架烧焊。需研究出一种根据电缆桥架的类型，快速生成电缆桥架的支撑的工具。

2 软件功能设计

以AVEVA Marine为三维设计平台，分析电装专业在客滚船整个建模流程中的瓶颈因素，通过AM提供的PML，python，C#.net等二次开发工具和接口[1]，实现高效快捷准确的建模和出图环境。开发的平台架构如图1所示。

图1 平台架构

2.1 电气部件库的建立

电气部件库是电装二次开发的基础，部件库的建立除了要能紧密贴合船厂的设计标准外还要有良好的扩展性以方便程序提取数据。以桥架的部件库为例，现在主流的部件库有2种，第一种是部件库的桥架不带吊脚，优点是部件库简便，但后续用户需对桥架的吊脚单独建模，二次开发也复杂；第二种桥架的部件库带吊脚，优点是方便以后的二次开发，但部件库的建立相对复杂。经过仔细权衡，我厂选择了第二种方式，并进一步加强了部件库的功能，表现如下：

1）根据设计参数调整每根吊脚的长度，并灵活控制每根吊脚是否带垫板。

2）根据设计参数可以调整吊脚在桥架中的安装位置，可以灵活地避开管子结构等模型。

3）根据设计参数可以调整吊脚和桥架的角度，可以简化后续的二次开发难度。

注意事项：

1）建库的时候对于设计参数的Dkey值一定要取有意义的缩写，不要用默认值，在编写程序获取设计参数值时可以直接用RPRO Dkey方式进行取值，避免使用desp[keyNo],这样做的好处是在部件库的设计参数序号进行调整时无需更新程序。

2）在Data Set中建立key值为BOWD的设计参数，该设计参数会被桥架的P2点（出口点）引用，在后面的程序设计中通过修改BOWD值，实现在一个分支中有多种不同的桥架宽度，而不用再新建分支。

3）对于桥架或者贯穿件的材质问题，建议不同材质的部件使用同一份规格书，以避免每种材质都新建一次规格书，材质可以使用material text来区分。如建规格书时，默认引用碳钢材质的material text，当要使用其它材质的部件时可以对部件使用进行自定义属性，通过自定义属性再引用material text。自定义属性的material text值优先于部件规格书的material text。

2.2 电缆固定件建模程序开发

对于电缆固定件的建模有2种方案，如下：

方案一：把电缆固定件当成fixing来处理，把每个分段的电缆固定件建成1个或几个structure,其优点是可以灵活移动电缆固定件，不用考虑固定件之间的首尾联系，每个电缆固定件之间是独立的，但这种方案对后续电缆路径的生成没有优势。

方案二：采用PIPE建模方式，将电缆固定件当成FTUB和BEND来处理，这样电缆固定件的首尾有连接关系，建模时需考虑电缆固定件之间的顺序。若要达到方案一相同的灵活性，对二次开发的要求比较高，但优点是可以根据电缆固定件的连接关系，通过二次开发生成电缆的敷设路径。

对于这2种方案，考虑到后续的电缆敷设路径的生成，我厂选择方案二。AM本身提供了电缆固定件的固定程序，但该程序弊端较大，所选的电装件规格需从规格书中选取，一旦该分支比较复杂，部件规格超出规格书范围时就必须频繁切换规格书，或者新建branch分支来解决，造成分支无法连续，不适应船厂的需求。AM自带程序选部件的流程如图2所示。

图2 AM自带建模程序建模流程

为了解决这一弊端，进行深入的二次开发，通过bore值及部件的CATE命名直接从多个规格书中筛选出所需要的部件[2]，解决了用PIPE建模方式灵活性受限的问题，并且在部件库中根据需要，设置了大量的设计参数，实现了桥架吊脚高度的剪切、腹板的添加、吊脚位置的调整、桥架角度的调整等功能，极大地拓展了AM程序的功能，用户的体验得到了极大的提升，具体表现为：

1）可以实现不同规格书布置在同一分支上，且不需要切换规格书。由于桥架在布置时，遵循当前的桥架的进口点和前一个桥架的出口点相连，所以可以通过修改前一个桥架的设计参数的BOWD值来改变桥架出口的通径，从而实现在一个桥架分支上布置不同宽度的桥架。

2）分支上的部件可以批量修改。用户通过鼠标选取要修改型号的桥架，然后程序根据用户输入的新的桥架规格批量修改桥架的Spref属性，并根据新的Spref属性值来获取当前部件的bore值，再通过bore值获取该规格书的leave tube reference值并写入到桥架的Lstube属性中。

3）桥架的吊脚高度可以批量修改，并可以灵活控制腹板。在桥架部件库建立时，桥架的每个吊脚的高度都设置为设计参数，所以可以通过修改该设计参数来灵活调整桥架的高度。对于桥架吊脚上腹板的有无也是通过控制设计参数PDCD来实现的，如当PDCD的值为9111111，则表示桥架的6个吊脚都有腹板，当PDCD的值为9110011，则表示桥架的6个吊脚中前后4只吊脚有腹板，中间2个吊脚无腹板。

4）快速收头首尾及弯头桥架的旋转。通过以上修改，极大地提高了电缆固定件的建模效率，用户界面更加友好，更符合设计人员的建模流程及需求。

2.3 上建区域电缆桥架烧焊支撑的建模

由于客滚船对于空船重量及重心高度的控制比较严格，上建区域大量采用减重设计和薄板，甲板面的厚度只有5.5 mm,为了避免在甲板面上焊接电装件造成甲板面变形，电缆桥架的吊脚根据桥架的种类采用不同的烧焊形式。网格型桥架支架烧焊形式，如图3所示。

图3 网格型桥架支架烧焊节点

为了加快网格型桥架支架的建模速度，以及实现支架制作标准的统一，根据网格型桥架支架的烧焊节点编写支架生成程序，程序的实现流程如下：

1）根据支架节点确定支架形式。

2）创建支架的参数化模板。

3）根据设计人员选定的支架类型及捕捉到的结构型材数据来获取支架的设计参数，并传递给支架。

4）用户定位网格型桥架支架的位置。

普通桥架支撑烧焊形式，如图4所示。

图4 普通桥架支撑烧焊形式

由于上建区域桥架吊脚不能直接烧焊在甲板上，需在球扁钢上烧焊角钢来作为桥架的支撑脚，若使用手动方式建模，则需要巨大的建模工作量，桥架位置及型号调整之后还需花费很大的时间来调整桥架支撑，且通过程序建模可以控制支撑角钢的长度。通过程序将角钢的长度控制为25的倍数，可以有效地减少角钢长度的种类，方便制作单位的制作，程序的实现流程如下：

1）根据桥架和球扁钢的位置选定支架的建模形式。

2）利用Event Driven Graphics（EDG）接口，实现用户对模型中桥架和结构球扁钢的选取，并获得相关的模型信息。

3）根据获得的模型信息结合桥架的烧焊节点确定桥架支撑的位置及长度。

3 结语

我厂建造的TL866P客滚船的实船应用，在建模效率方面比AM自带的程序有了质的提升，而且用户的体验感更好，功能更强大。对于客滚船这种上建区域甲板不能直接焊接的区域，桥架的支架建模方式比较实用，建模效率非常高，后续再配套相应的材料统计和出图程序，更起到了事半功倍的效果。对于刚从Tribon转到AM的设计人员来说，上手更加容易，通过简单的培训，就能在短时间内掌握AM电缆固定件建模的方法，节省了大量的培训时间。