计算机辅助船舶制造技术研究

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1、计算机辅助船舶制造技术研究　　摘要本文针对某起重船的设计与制造，阐述计算机辅助船舶制造技术在现代造船业中，应用广泛，深刻影响造船工业转换造船模式。　　关键词起重船计算机辅助制造详细设计　　中图分类号：TP393.09文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.10.026　　ResearchontheTechnologyinComputer-integratedManufacture　　SONGFugao[1]，SULinfang[2]　　（[1]DalianShipbuildi

2、ngIndustryShippingResearchInstitute，Dalian，Liaoning116005；　　[2]DalianMaritimeUniversity，Dalian，Liaoning116026）　　AbstractInthispaper，focusontheCraneVessel’sdesignandmanufacture，describedthatthetechnologyincomputer-integratedmanufacturetransformtheshipbuilding

3、industrytoday.　　Keywordscranevessel；CAD；detaildesign5　　船舶作为水上建筑物，系统复杂、技术含量高且使用周期长。如何利用计算机辅助船舶制造技术，完成船舶稳性、结构强度及刚度等校核，并在总体设计基础上，即总布置设计、型线设计、各项性能计算，逐步细化模型，完成生产设计以及船舶制造，是由计算机辅助船舶制造技术融合了现代造船模式的先进理念所决定的，即用信息化手段支持“协同创新、精益制造”。其内涵包括两个方面。首先，利用数字化建模技术搭建计算机辅助船舶制造方案的基础，实

4、现精益制造。其次，针对产品生产、加工工艺以及船舶生命周期管理而构建的数字化造船管理系统，实现协同创新。现以某起重船的制造为例，充分说明计算机辅助船舶制造技术对促进造船工业转换造船模式，提高企业整体素质和竞争力，赢得竞争优势具有重大意义。　　该起重船主尺度如下：　　型长：89.8m　　型宽：31.0m　　设计吃水：3.2m　　垂线间长：88m　　型深：6.6m　　排水体积：7408.2米3　　首先，利用计算机辅助船舶制造工具之一――5Maxsurf软件，针对该起重船的基本设计方案，进行数字化建模并完成稳性校核。数

5、字化建模主要负责建立各种制造资源的数字化模型。其基础数据模型包括：产品数据、工艺数据、标准代码、资源数据、计划数据、其他基础数据。由于Maxsurf软件，利用B样条曲面和非均匀有理B样条曲面，基于数学公式形式，进行型线描述及设计；在保持很好的计算稳定性的前提下，来设计复杂的船体外形，通过反复迭代，逐步得到最终可靠的结果，即采用优秀的船体型线提高船舶的快速性，所以采用该软件进行型线设计，完成数字化建模，并进行稳性校核。线型如图1。　　为表达船舶在正浮状态下的浮态和稳性要素随吃水的变化，完成了完整稳性许用重心高度计

6、算等，按照水线面、纵倾的定义，插值计算船舶静水力数据，求得不同排水体积或不同吃水及不同横倾角时浮力作用线至假定重心的距离，即横交曲线数据，并对指定进水点计算其进水角及甲板入水角。再利用该软件，根据《船舶与海上设施法定检验规则》国际航行船舶法定检验规则（1999）中IMOA749（18）号决议和非国际航行海船法定检验技术规则（1999）两部份进行稳性计算，数据如图2。　　其次，利用计算机辅助船舶制造工具之一的Nupas，进行结构数字化建模及生产设计。该起重船选用Nupas软件完成该项工作。生产设计是在详细设计的基

7、础上，按建造单位的技术、设备、施工工艺及流程、生产管理等情况，设计和绘制施工图纸以及施工工艺和规程等。其中还包括组装和管理的要求。生产设计的详细、完整和深入的程度，直接影响到造船质量、建造周期。计算机辅助船舶制造非常适应现代造船产业的发展。由于Nupas软件能导入基于表面的船体线型数据，如5Iges，Rhino，Napa，Acis等，内置智能的船体结构拓扑原理及管道规范，统一的逻辑数据，友好地用户界面及三维环境等，所以将Maxsurf的数字化型线模型的iges文件导入Nupas软件中，进行数字化船体三维建模。最

8、终，输出各种二维、三维格式的图纸，例如AutoCad，dwg，dxf，pdf等。其中，生产设计，从广义上讲，是对生产计划的制定、执行、反馈与持续改进起到良好的辅助作用，使整个生产形成闭环管理。包括三大系统和二大数字化共享平台：造船生产计划管理系统、造船物流管理系统、造船MES；造船生产管理门户平台、造船数字化管理建模平台。本文从工艺生产设计的角度出发，介绍相关技术应用。5　　起重船项目