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2009产品创新数字化峰会征文:基于TRIBON的船体分段设计数据分析

2009/10/16    来源:e-works    特约撰稿人:韩冬梅  刘旸  孟梅      
关键字:TRIBON  船舶分段  数据分析   
文章结合船舶设计软件TRIBON,分析某船体分段所包含的设计数据信息,对装配结构树、工艺、材料等方面的数据在设计图纸中的表现形式和生产信息的表达形式进行整理,以期能够对推动船舶产品数据的分析利用有一些帮助作用。

1 概述

    随着网络和通信技术的发展,“数字造船”已经成为世界各国船舶工业追求的目标。信息化正在改变着造船工业的设计方法、生产模式和管理方式,以“信息化推动造船现代化”是中国造船工业追赶国际先进水平的最好机遇,是实现设计生产管理一体化、壳舾涂一体化的重要手段。

    本文从我国船厂现今所用的船舶设计软件之一TRIBON出发,从船舶企业实际的应用状况出发,以实现产品数据管理为目标,分析TRIBON船体分段设计所生成的数据信息,希望能够对实现船舶产品数据化和标准化有一点帮助。

2 船体分段设计简介

2.1 设计软件

    TRIBON系统是船舶设计和建造的专业软件,由船体设计、舾装设计、系统管理及维护三个部分组成,功能覆盖了船舶设计的船体、管系、电缆、舱室、涂装等各个专业。该软件在国内外船舶计算机辅助设计和建造的软件市场中占有相当大的份额。

    TRIBON系统的船体生产设计功能由七大功能模块实现,即:船体标准初始化模块、平面建模模块、曲面建模模块、装配计划模块、焊接计划模块、生产信息界面、套料模块。应用TRIBON系统进行船体生产设计就是利用这七大模块建立船体信息模型的过程。这个生产信息模型以船体结构模型为基础,包含了丰富的生产管理信息和建造工艺信息。

2.2 船体生产设计的过程

    生产设计作为船舶设计的一个阶段,在初步设计和详细设计之后进行,是船舶整个建造过程中的一个重要环节。生产设计必须在总体建造准备工作完成以后才能有效的开展,真正起到船舶功能设计与建造工艺、生产管理和现场施工之间的纽带作用。

    船体生产设计的准备工作,是针对所需要建造的船舶,从全厂性、全船性和综合性的角度,对设计、施工、管理等工作进行技术上和计划上的统筹协调。下面从TRIBON建模的角度来简单介绍船体生产设计过程。

    开始建模前,先要做一些准备工作,主要是查看分段生产设计所引用的文件,一般情况需要引用以下文件资料:

    1) 船体专业图纸资料,包括:船体结构理论线图、船体详细设计结构图、船体结构节点图、船体外板展开图、船体肋骨型线图、船体拼板图。

    2) 制造工艺文件,包括:船体分段划分图、船体建造方案一览表、船体焊接规格表、船体精度作业指导书、船体主板标注图、船体结构零件编码规则。

    船体分段生产设计建模一般是由多个设计人员共同完成的,每个人领到相应的分段任务后,根据以上的技术资料便可以开始工作。建模时要先分析分段的结构,即通过对图纸进行细致的分析,得到与分段生产设计建模有关的信息,如分段所处的位置、尺寸、分段构件理论线的方向、XYZ三个方向的主要构件、板缝位置、穿越孔形式、端切形式等结构信息和焊接方法、板边余量、补偿量、坡口形式等生产信息。

    在分段模型建立好的基础上,可以通过TRIBON软件相应的模块生成分段的装配结构树、套料图、放样数据、零件表、出生产加工图纸等信息。

3 基于TRIBON的船体分段数据分析

    船体结构十分庞大,据初步统计,一条散货船的船体零部件接近1万个,因此其包含的数据关系也是错综复杂的。本文仅以船体分段这个基本单元为对象,结合TRIBON软件能够生成和提取的数据,从装配结构树、材料、工艺三个方面分析船体分段生产设计生成的数据信息。

3.1 数据在设计图纸中的表达

    通常情况下,设计院提供船体详细设计结构图纸、工艺文件等用于指导船体生产设计。所以通过查阅设计院提供的船体建造方案一览表,可以得知艉部分段的建造程序,即以上甲板或平台为基胎上反造,外板单独做胎。因装配结构树是在生产设计中产生的,是在已有模型的基础上才能进行的工作,所以在详细设计中并不提供装配树的图纸。

    对于材料的信息,在设计院提供的详细设计图纸和文档中能够得到。现以某船体艉部1201分段为例,从结构图和详细设计图中截取的部分图纸,我们可以看到设计图纸包括数据主要有:分段的几何信息、零件的几何信息,如零件的几何形状、尺寸等零件材质和厚度多种信息(图1、图2)。

图1 上甲板结构图
 

图2  艉封板结构图

    在设计院提供的详细设计工艺文件里我们可以找到船体钢材预处理、加工、焊接及涂装工艺要求和作业精度指导。下图给出焊接方法(图3)和焊角高度(表1)具体要求。

图3 焊接方法

表1 焊脚高度

责任编辑:黄菊锋
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