船舶电气智能设计系统中的数字化及参数化方法研究

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1、船舶电气智能设计系统中的数字化及参数化方法研究?３９?李铭志，蒋如宏，赵永生，马宁（上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海２０００３０）提要智能化是船舶设计系统发展的趋势，数字化和参数化是其实现的重要手段。主要研究了船舶设计系统中数字化和参数化的基本方法。关键词船舶电气设计数字化参数化７智能化中图分类号Ｕ６６５文献标识码Ａ１引言在船舶设计过程中，一般都采用查找修改母型船的设计方法，．因目前大多数船舶设计软件在电气设计方面仅具备绘图功能，查找母型船、规范和法规占用大量设计时间，不同专业、不同电气系统、不同设计阶段之间信息脱节，前期设计

2、成果的利用及有效性难以保证等，这些因素都会影响船舶电气设计的效率和质———————————————————————————————————————————————量。为有效解决上述问题，要求船舶电气设计系统实现智能化。实现智能的前提和基础是建立计算机能够识别和处理的船舶电气信息模型。为了使该信息模型数据结构清晰，电气设计系统运行顺畅，本研究依据面向对象的思想，把船舶电气相关系统分解为不同类别的设计对象，分别对其进行数字化，并对设计功能模块进行参数化，从而建立了用于船舶电气计算机辅助设计、管理和控制的信息模型。２设计对象数字化方法设计对

3、象是指船体背景、电气器材、电气系统等在船舶电气设计过程中需要考虑的对象。数字化是指把所有需要系统识别和处理以及需要设计人员考虑的船舶信息变成能够被设计软件识别和处理的计算机表达和存储形式的技术。设计对象数字化就是针对每一类具体的设计对象，把设计者在设计过程中需要考虑的有关该类设计对象的所有因素作为其属性并以数据表字段的形式定义下来。项目来源：教育部科技部重大专项（教技函Ｅ２００５３１２０号）作者简介：李铭志（１９８３一），男，硕士研究生。万方数据２．１设计对象的分类根据设计对象的来源和用途，设计对象可以分为船体背景、电气———————

4、————————————————————————————————————————器材和设计管理信息。在船舶电气设计过程中需要考虑有关船体背景及其属性的情况。①电气系统图设计时，为了方便识图需要在图纸上按照设备所处甲板对设备进行划分，并对每个设备标注其所在区域名或确切位置；②设备布置时，需要考虑设备所处区域的环境变量。可见，电气设计对甲板只需其名称、Ｚ坐标，而对区域不但需要其名称、所在甲板还要考虑其环境变量，由于甲板和区域属性的差异，应该把船体背景分为甲板和区域分别考虑其属性。电气器材包括电缆和电气装备，由于电缆的属性主要是型号、规格以

5、及和前后设备的拓扑关系，而电气装备的属性除了二维符号、三维模型、名称、代码等之外，负荷性装备还包括额定功率、功率因数等属性，鉴于属性的完全不同，电缆和电气装备在数字化过程中需要分开考虑。为了方便管理，需要把设计管理分作船舶项目、系统、子系统和功能模块四级，并建立结构树，所以它们的属性除了名称和代号以外，还应包括其各自上级代号。另外，目前船舶设计图纸封面上需要注明船名、船东以及设计、审核人员姓名等，所以船舶项目属性还要包括船东、船名、设计单位、建造单位，系统属性也要包括图名、图号以及设计、审核、审定人员姓名等。鉴于它们属性之间的差异，也

6、需要分开进行数字化。在以上所有对象中，电气装备的属性最多。考虑到在同一艘船上有很多个同类装备的情况比较普遍，因此在很多设计过程尤其计算校———————————————————————————————————————————————验过程中只需要考虑其装备类的共同属性。当然，因为建造的需要，各个装备的布置位置、代号、相互之间的拓扑关系等属性的定义也是必要的。因此，根据数据的使用情况不同，为了使数据简单，电气装备可以分为装备类（部件）和具体装备（设备）来定义其属性。图１表示该系统对设计对象的划分及其部分属性。造船技术２００９年第５期（总第

7、２９１期）ｒ甲板：甲板名称、Ｚ坐标船体背景ｊｌ区域：Ⅸ域代号、区域名称、外壳保护等级、特殊气体环境、最高温度、防火级别、层高、宽，电缆：线号、系统代码、始设备名、未设备名、总长、型号．规格电气器材一设计对象ｒ部件：部件代码、部件名，型号、负载类型、额定功率、相制、额定电压、功率冈数、防护所爆、供应商、备注ｌ装备Ｊ【ｌ设备：设备代号、设备名、部件代码、系统代号，所在区域代号、所在甲板名称、布置坐标、标注，船舶项目：项目号、船名、建造单位、船东系统：项目号、系统代号、系统名、图号、图名、设计、审核、核定设计管理Ｊ—————————————

8、——————————————————————————————————子系统；子系统代号、子系统名，系统代号【功能模块：模块代号、模块名、子系统代号图１设计对象分类及属性图本研究选择属性比较复杂的区域、部件和设备分别说明其