SPD系統(tǒng)在涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉銘，劉向東

（1.寧波大學(xué)海運(yùn)學(xué)院，浙江寧波315211；2.渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

SPD系統(tǒng)在涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉銘1，劉向東2

（1.寧波大學(xué)海運(yùn)學(xué)院，浙江寧波315211；2.渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

船舶涂裝是船舶建造中的重要環(huán)節(jié)，涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)及管理能力的高低，直接影響船舶生產(chǎn)的成本和建造周期。SPD軟件是東欣軟件公司開發(fā)的船舶設(shè)計(jì)軟件，將其應(yīng)用于涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)，可以更高效地編制涂裝材料定額，節(jié)約計(jì)算時間，提高計(jì)算的準(zhǔn)確性。以38 000 dwt化學(xué)品船涂裝材料的計(jì)算過程為例，闡述運(yùn)用SPD軟件涂裝模塊計(jì)算的整個過程，并對計(jì)算過程中遇到的一些問題進(jìn)行探討，提出優(yōu)化思路。

SPD系統(tǒng)；船舶設(shè)計(jì)軟件；涂裝材料；優(yōu)化設(shè)計(jì)

涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響著船舶整體的施工進(jìn)度及成本，因此涂裝的生產(chǎn)設(shè)計(jì)也越來越被各大船舶企業(yè)所重視。在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以前，涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)基本都是人工完成的，設(shè)計(jì)周期長，修改困難，效率低。計(jì)算機(jī)的運(yùn)用大幅提高了船舶設(shè)計(jì)與生產(chǎn)效率，加之?dāng)?shù)學(xué)方法不斷運(yùn)用到船舶設(shè)計(jì)，以及各種船舶設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)運(yùn)而生，使得船舶涂裝設(shè)計(jì)從手工操作中解脫出來。

Tribon系統(tǒng)是一個先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助船舶設(shè)計(jì)與建造集成系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)能夠建立三維實(shí)體模型、具有較強(qiáng)交互功能、實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，因此也被稱為船舶制造專家系統(tǒng)。滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司（以下簡稱公司）一直應(yīng)用此系統(tǒng)，由于此系統(tǒng)價格昂貴并且每年都需要大量維護(hù)費(fèi)用，為降低成本，公司自主開發(fā)了船舶設(shè)計(jì)系統(tǒng)（以下簡稱SPD系統(tǒng)），SPD系統(tǒng)基于CAD系統(tǒng)，符合國內(nèi)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)習(xí)慣，提高了各專業(yè)工作效率和準(zhǔn)確性，極大限度地滿足了設(shè)計(jì)需要。

隨著SPD系統(tǒng)等三維建模軟件的普及，涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)也越來越標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化。SPD系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于公司設(shè)計(jì)的多條船舶，在公司設(shè)計(jì)研發(fā)部門全面覆蓋。涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)借助這個平臺，可以更加高效地編制涂裝材料定額，節(jié)約設(shè)計(jì)工時，提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。但在涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)中仍有一些缺陷和不足。筆者通過工作中的實(shí)踐與探索，總結(jié)一些簡單容易操作的流程，希望可以為設(shè)計(jì)人員提供一些幫助，提高工作效率。

2 SPD系統(tǒng)在涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)主要是編制分段涂裝圖冊，是船舶涂裝施工、計(jì)算工時的參考，油漆用量的理論依據(jù)。

2.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備

公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對于涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)性作用。首先，應(yīng)充分熟悉理解如下標(biāo)準(zhǔn)：

H﹠Z020002-2013船舶產(chǎn)品涂料消耗系數(shù)

H﹠Z020004-2012船舶涂裝工藝定額編制

H﹠Z012301-2005船舶涂裝工藝項(xiàng)目編碼

H﹠Z012302-2007船舶涂裝區(qū)域代碼

其次，準(zhǔn)備涂裝說明書。涂裝說明書是全船涂裝的指導(dǎo)性文件，其中包含油漆牌號、顏色、油漆類型、所配用的稀釋劑、干膜厚及理論涂布量等重要信息。

最后，準(zhǔn)備好全船總布置圖、艙室劃分圖、分段劃分圖和分段工作圖（包括分段零件表），其中包括全船的總體布置、分段劃分、艙室劃分等重要信息，為后續(xù)工作做好知識儲備。

2.2 SPD系統(tǒng)的應(yīng)用

涂裝所使用的船體模型是由船體背景生成的模型數(shù)據(jù)，也可以使用其他專業(yè)模型數(shù)據(jù)中的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。對于所有調(diào)入的模型數(shù)據(jù)，涂裝只針對船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算。

2.2.1 建立圖冊和模型

啟動船舶SPD系統(tǒng)，圖片中的交互建模，打開工程和模型管理，打開圖冊管理會出現(xiàn)圖形文件管理框，科室名稱可選為居裝，文件名稱為所計(jì)算分段名稱。值得注意的是，在輸入圖冊范圍的時候可以輸入一個全船的范圍，這樣就可以在同一個圖冊里調(diào)取該船的所有分段。接下來在工程和模型管理目錄下打開模型管理，專業(yè)名稱選為涂裝，模型名稱與圖冊中文件名稱相同。范圍仍為全船范圍，加入圖冊后置為當(dāng)前，確定后，圖冊與模型建立完成，如圖1所示。

圖1 建立圖冊和模型

2.2.2 模型調(diào)入

在工程和模型管理目錄下進(jìn)入“涂裝定義和計(jì)算”菜單，選擇“模型調(diào)入”功能。在彈出的選項(xiàng)卡里選擇模型名稱為“BACKxxxx”，專業(yè)為“背景”的模型，勾選“板架”，點(diǎn)擊“調(diào)入”。等待后計(jì)算機(jī)即可在三維視口里看到被調(diào)出來的分段模型，如圖2所示。

圖2 模型調(diào)入

2.3 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

首先，在涂裝定義和計(jì)算目錄下，進(jìn)入涂裝標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)擊涂裝區(qū)域代碼。根據(jù)不同涂裝區(qū)域完善涂裝區(qū)域代碼，使每一區(qū)域?qū)?yīng)相應(yīng)的區(qū)域代碼。代碼表中每個區(qū)域只能出現(xiàn)一次，不同船型的壓載艙的數(shù)量是不同的，需要在三位代碼前加以數(shù)字（便于區(qū)分艙室名稱即可）進(jìn)行區(qū)分，特別需要說明的是區(qū)域代碼字段的后三位必須在涂裝區(qū)域代碼表中能夠找到，否則輸入是無效的。

其次，在涂裝定義和計(jì)算目錄下，進(jìn)入涂裝標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)擊“油漆列表”出現(xiàn)油漆屬性表格。根據(jù)涂裝說明書將油漆名稱、牌號、顏色、濕膜厚、干膜厚、理論涂布量、稀釋劑牌號及油漆類別鍵入表格，表格如圖3所示。輸入過程注意干膜厚和理論涂布量的正確性，干膜厚和理論涂布量是系統(tǒng)計(jì)算油漆數(shù)量的依據(jù)，對結(jié)果的正確與否具有重要影響。此表格可以直接鍵入數(shù)據(jù)，也可在制作好的模板上進(jìn)行修改。

圖3 涂裝工程數(shù)據(jù)管理

最后，在涂裝定義和計(jì)算目錄下，進(jìn)入涂裝標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)擊涂裝工程數(shù)據(jù)管理。根據(jù)涂裝說明書將不同區(qū)域的除銹等級、涂裝順序、油漆牌號、油漆名稱、膜厚和道數(shù)、是否為底漆鍵入表格。

此表格分為B、K、Q、D階段，B階段為分段建造階段需要預(yù)涂的油漆屬性，K階段為船臺階段需要預(yù)涂的油漆屬性，Q階段為碼頭建造階段需要預(yù)涂的油漆屬性，D階段為交貨前需要補(bǔ)涂的油漆屬性，可根據(jù)現(xiàn)場的要求得到不同階段的油漆用量。此過程主要是確定不同部位的油漆配套，在后續(xù)計(jì)算過程中極為重要，輸入時務(wù)必校對準(zhǔn)確，以免影響計(jì)算的準(zhǔn)確性。

2.4 涂裝區(qū)域劃分及計(jì)算

涂裝模型調(diào)入后，在涂裝定義和計(jì)算目錄下，進(jìn)入涂裝范圍定義，可在已調(diào)入模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行區(qū)域劃分進(jìn)而計(jì)算涂裝面積。

點(diǎn)擊“范圍定義”按鈕后，會彈出范圍定義的對話框。根據(jù)部位的不同，利用上面、下面、左面、右面、前面、后面進(jìn)行劃分。在這個過程中往往需要進(jìn)行拼湊、排除（計(jì)算過程中往往很難出現(xiàn)規(guī)整的艙室，一次計(jì)算很難直接得出所求艙室面積，需要拆分，拼湊等方法）等將完整部位計(jì)算出來，如圖4所示。

圖4 范圍定義的對話框

在全船分段涂裝面積計(jì)算完成后系統(tǒng)會自動整合之前鍵入的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，形成完整的分段涂裝圖冊，并作為車間領(lǐng)料、材料預(yù)估和工時計(jì)算的依據(jù)。在涂裝定義和計(jì)算目錄下，進(jìn)入統(tǒng)計(jì)輸出。分段涂裝圖冊如圖5所示。

圖5 分段涂裝圖冊

3 SPD系統(tǒng)應(yīng)用于涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢與進(jìn)一步優(yōu)化的探討

相比于手工計(jì)算的數(shù)據(jù)，利用SPD系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以追溯到具體部位，系統(tǒng)也可保存計(jì)算時劃分的區(qū)域，便于對錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，準(zhǔn)確性極高。在進(jìn)行驗(yàn)算時可以分段為單位，比較分段總面積和劃分部位后的分段面積和是否相等。若相等，則計(jì)算過程中不存在錯誤，否則，返回區(qū)域劃分，重新計(jì)算直到驗(yàn)算結(jié)果準(zhǔn)確。工作中不需翻閱大量的圖紙，圖紙中的數(shù)據(jù)在模型中都已體現(xiàn)，且大量系數(shù)已集成在系統(tǒng)中，當(dāng)整船數(shù)據(jù)完整后可統(tǒng)計(jì)油漆的總用量。

在SPD系統(tǒng)中雖然單獨(dú)對涂裝設(shè)計(jì)有了平臺的支持，但是實(shí)現(xiàn)的功能有限，主要存在以下幾方面的問題：

第一，每一次的計(jì)算都以一個分段為單位建立圖冊，當(dāng)調(diào)入第二個分段后不能參與其中的計(jì)算，對于一些小分段（某些高新船舶艙室內(nèi)的橫隔壁）來說，同時計(jì)算幾個小分段組成大分段的面積應(yīng)該更為快捷。

第二，當(dāng)進(jìn)行區(qū)域劃分時，對于有線型的外板和甲板仍不能進(jìn)行點(diǎn)選，需要區(qū)域劃分之后進(jìn)行修改，增加了后續(xù)的工作量。

第三，目前SPD系統(tǒng)只滿足對于船體結(jié)構(gòu)的涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)，隨著外舾專業(yè)的全面建模可否對于舾裝件開展油漆的估算。

第四，管子表面的油漆、電纜貫穿件、導(dǎo)板等其他專業(yè)的小型鐵舾件如參考船體結(jié)構(gòu)的方式調(diào)入模型進(jìn)行油漆材料的預(yù)估，可以更加完善系統(tǒng)的整體性。

如果SPD軟件能針對每個問題進(jìn)行優(yōu)化，能同其他專業(yè)一樣全部在SPD系統(tǒng)中進(jìn)行涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)，將更能提高工作效率，使得數(shù)據(jù)鏈轉(zhuǎn)換更加完善，更加準(zhǔn)確。

[1] 彭輝,王金鑫,司衛(wèi)華.船舶防腐與涂裝[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2006.

[2] 汪國平.涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)的重要性[J].造船技術(shù),1985(4):31-33.

[3] 王金鑫,朱丹紅.利用Tribon系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化船舶涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)[J].造船技術(shù),2008(3):40-42.

[4] 彭輝.船舶CAD/CAM[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版,2009.

[5] 蘇文榮.船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)（SPD）系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)輔助工程,2009(2):1-4.

[6] 王金鑫.非船產(chǎn)品防腐涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化[J].造船技術(shù),2015(4):82-84+100.

The Application of SPD Software in Painting Production Design

LIU Ming1,LIU Xiangdong2
(1.Ningbo University Faculty of Maritime and Transportation,Ningbo 315211,China;2.Bohai Shipbuilding Vocational College,Xingcheng 125105,China)

Ship painting is an important part of ship construction,the production design and management capacity of painting directly affect the cost of shipbuilding and construction cycle.The SPD software is the ship design software developed by Dongxin software company,and applying it to the painting production design can make the quota of painting material more efficiently,save calculation time and improve the accuracy of calculation.Taking the calculation process of the painting material of the 38 000 DWT chemical tanker as an example,the whole calculation process by using SPD software painting module is expounded,some problems encountered in the process of calculation are discussed and the optimization ideas are put forward.

SDPsoftware;ship design software;painting material;optimal design

U671

A

2095-5928（2017）05-43-04

2017-04-20

劉銘（1989-），男，遼寧錦州人，助理研究員，碩士，研究方向：船舶與海洋結(jié)構(gòu)物動態(tài)響應(yīng)。劉向東（1963-），男，遼寧義縣人，教授，博士，研究方向：船舶與海洋工程。

10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2017.05.012

［責(zé)任編輯：秦錦文］