AVEVA Marine 軟件在船體生產設計中的應用

摘" " 要：船體生產設計是船舶制造中的一個重要環節，其設計質量和效率不僅關系著船舶的建造質量，還關系著船舶的建造周期。基于船體生產設計，如何快速高效地設計出完美的圖紙，是船體工程師追求的目標。本文針對AVEVA Marine 軟件在船體生產設計中的應用進行研究，供各位同仁參考與借鑒。

關鍵詞：船體結構；生產設計；裝配計劃；應用

中圖分類號：U671.4" " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A

Application of AVEVA Marine Software in Hull Production Design

HE Bangyong，" ZHANG Guaiping

（ China Merchants Heavy Industry （Jiangsu） Co.， Ltd.，" "Nantong" 226116 ）

Abstract： As an important link in shipbuilding， the level of thedesign quality and efficiency for the hull production design is not only related to the construction quality of the entire ship， but also to the entire ship construction cycle. Based on hull production design， how to design perfect drawings quickly and efficiently is the goal that all hull engineers always pursue. This paper studies the application of AVEVA Marine software in the entire hull production design process for your colleagues' reference and use for reference.

Key words： hull structure;" production design;" assembly plan;" application

1" " "前言

隨著我國智能制造、網絡大數據等計算機軟件技術的迅速發展，船舶制造行業也迎來了新的產業轉型和技術革新。如何順應發展趨勢，應用便捷的計算機軟件技術來實現船舶建造，使各個階段效率提升顯得尤為重要，這包括船舶的研發、設計、制造三個階段。本文著重介紹AVEVA Marine 軟件在船體生產設計中的應用。

AVEVA Marine將Tribon的船體和海工行業采用的PDMS進行系統整合，推出了新的設計系統。AVEVA Marine相對CATIA軟件來說，對計算機性能要求不高，在船舶設計方面應用更為廣泛。在生產設計階段，AVEVA Hull Detailed Design是海洋平臺結構、主船體結構設計及生產信息生成的數據中心應用程序，此程序包含所有類型船舶與海洋平臺，從船體生產設計到零件加工、分段裝配的全過程，不僅可以創建各類圖紙，還可以生成在設計和建造過程中所需的所有生產信息。船體生產設計模塊最大的亮點，是新增了裝配計劃和焊接計劃，非常快捷方便，全面提升船舶設計、建造的效率和精確度。

為研究AVEVA Marine軟件在船體生產設計中的應用，本文以某多功能飽和潛水支持船為例。該船全長為142.9 m，型寬為27 m，型深11 m，配有DP3動力定位系統，適用于無限航區。該船的核心設備為24人固定式雙鐘雙艇300 m飽和潛水系統，其主要由潛水鐘及收放系統、居住艙、過渡艙、自推進高壓供氧救生艇以及生命保障系統等組成。此外，該船還配置了目前最先進的無人遙控潛水器 （ROV），最大水下作業深度可達3 000 m，可從事深水打撈、安裝、檢查、維修等作業。

2" " AVEVA Marine 軟件在船體生產設計中的應用

AVEVA Marine軟件與船體生產設計關系圖，如圖1所示。

2.1" "準備工作

項目開始，軟件管理人員應充分學習和理解多功能飽和潛水支持船的技術規格說明書，梳理本項目結構的設計重點和難點，以及分段建造方案，其中包括：總段劃分及總段搭載方案；各階段場地布置及出塢方案；流水線和拼板圖流向統一規定；其他需要特別強調的建造工藝、分段統一零件命名規則、分段劃分圖、艙室布置圖、船體結構節點圖冊、焊接節點圖冊等，根據技術要求進行調整，滿足該項目所需的標準庫，包含型材、支柱、墊板、肘板、角隅、貫穿孔及開孔等標準，這些標準符合海洋工程和造船規范、船級社要求等。

2.2" "船體零件編碼

使用AVEVA Marine軟件在板架建模的時候，零件名稱會默認查重并自動完成編碼；為了有效地提高設計效率和質量，設計人員通過分段名+位置信息+零件名+生產信息的編碼規則進行命名，例如該船002PS分段FR182肋位橫向水密艙壁命名為：002PS-TB182A-A1，利用統一的編碼標準，為后續裝配計劃的編制以及生產部門具體信息查詢提供參考。

2.3" "船體建模

船體建模分為曲面建模和平面建模：曲面建模是設計人員結合外板展開圖、線型圖等，使用AVEVA Marine軟件中的曲面模塊，對船體曲面進行建模；在平面建模過程中，肘板的創建非常關鍵，肘板的形式不同，對應的選擇類型就不同，不同的類型對應參數的選擇和填寫的位置也不同，難點就是參數的選擇和填寫位置；標準庫里對于帶筋的肘板、帶面板的肘板也有區分，但不能完全滿足該項目需求，軟件配置人員會根據實際需要在標準庫中添加肘板的形式、帶筋的端切等，以達到預期的目標。

軟件自身擁有通過空間三點進行創建板架的功能，對于首尾分段平面和曲面對接的板架、駕駛甲板外圍各種斜板對接的板架，該功能非常實用有效：曲面建模主要包括：外板板縫劃分、外板型材布置、外板創建、曲面板架創建和添加零件所需的生產加工信息等；該船曲面建模包含：主船體外殼、艏樓舷墻、錨穴、錨臺、側推喇叭口、線型雷達桅、線型煙囪等曲面構件；平面建模主要是設計人員結合詳細設計圖紙、分段劃分圖、總布置圖、艙室布置圖、工藝文件要求，使用AVEVA Marine軟件中的平面模塊對船體的內部結構進行建模。平面建模主要包括：板、型材、肘板、面板、墊板、支柱等，以及添加零件所需的生產加工信息。通過軟件自帶的三維瀏覽功能，設計人員可以檢查出船體結構分段內和分段之間的各種干涉以及存在的死艙等問題。

無論平面建模還是曲面建模，板厚、材質、坡口都非常重要。軟件中對于坡口有很多常規類型的選擇，如自由坡口、自定義坡口等，軟件根據拓撲板架會自動計算坡口的角度；對于一條板縫跨多個板厚的特殊的坡口，軟件不能完全識別到位的，需要手動去套料圖上添加；對某些板架板厚差比較大的對接形式，需要單邊過渡斜開坡口或者雙邊過渡斜開坡口等，軟件管理人員根據軟件自身識別的優勢、規則和原理，添加更為方便的代碼，達到預期的效果，減少后期套料圖手動標注坡口的工作量，降低出錯率，提高設計效率；創建一個完整的船體模型（支持二維三維的圖紙建模），可以供舾裝、輪機、管系、電氣等相關專業進行布置，同時檢查各專業間干涉問題，在船體生產設計階段解除問題隱患、減少修改量、保證船舶建造周期、提高建造效率和質量。

2.4" "裝配計劃

裝配計劃為AVEVA Marine 軟件中AVEVA Assembly Planning模塊，主要進行船舶建造方案、裝配生產信息的編制，同時生成車間所需要的各種裝配信息等。

裝配計劃的構成：生產設計的分段BLOCK—板材PANEL—Model—板架零件—模型建立；分段建模完成后，設計與生產部門根據現場施工難易程度等因素制定合理的分段建造方案，基于裝配計劃由底層向上層進行逆向收集，直至收集到整船的總組、搭載；隨后利用裝配計劃的二次開發，自動小組立，完成組立屬性的設置，包括流向、賦號等生產信息，同時根據二次開發自動確定普通組立的裝配基面，完成裝配順序圖及組立樹、重量重心表等。

2.5" "焊接計劃

焊接計劃為AVEVA Marine 軟件中AVEVA Hull Weld Planning模塊，該程序主要提供船體裝配過程中的所有節點和相關的焊縫長度計算、焊材使用預估，以及船廠指定的規則。

焊接計劃應用程序使用了裝配計劃制定的組立結構，一旦裝配結構更改，焊接計劃需要重新計算，保證焊接數據的準確性；焊接計劃根據裝配計劃，讀取每個組立的屬性、裝配基面，可以準確地計算出焊縫信息，包括焊縫類型、長度、焊接方法與焊角高度等，為工時管理提供重要的參考數據，更好地提高船廠的工時管理水平。圖2為該項目002PS分段焊縫長度明細表。

2.6" "出圖生成

船體生產設計圖紙，主要在AVEVA Marine 軟件中AVEVA Hull Detailed Design 模塊進行，包括分段工作圖、拼板劃線圖、零件加工圖、型材切割制作圖以及生產所需的零件明細表、重量重心表等。軟件自帶的板架視圖和模型保持著關聯性，模型修改可以根據圖形來操作，減少了設計時間。

另一大優勢是軟件自帶標注功能，設計人員根據實際需要進行調整，制定出圖標準，并利用二次開發功能，縮短了設計時間，提高了工作效率。

AVEVA Marine 軟件的出圖，是通過模型剖面實現的，生產設計圖面上標注的各種信息，如零件名稱、材質規格、安裝定位尺寸、工藝信息等是直接從模型數據提取的，這就保證了圖紙和模型的一致性，降低了手動出圖標注信息的錯誤率；后續根據現場生產需要，在軟件的基礎上，利用二次開發可以制作分段緩涂圖紙、二次劃線圖、焊縫追蹤圖、NDT圖紙等，軟件快捷方便，為現場生產提供了完整的施工圖紙。

2.7" "零件套料

建模完成后，設計人員通過軟件對模型按照分段進行有效分離和分離檢查等，在保證模型無誤并且生產信息完整的情況下，進入AVEVA Marine軟件中的套料模塊進行套料；設計人員根據母板規格進行板材零件套料，軟件自帶模擬切割功能，根據設置進行劃線切割，自動生成草圖和現場所需要的生產信息；在套料模塊中，軟件擁有快速套料功能，可以供分段訂貨使用，方便靈活；套料圖在此模塊中生成，板材切割指令通過軟件自動生成后，經過船廠開發的轉換，直接對接數控切割機，為后續生產提供了有力支撐。

3" " 結束語

本工程項目采用AVEVA Marine系統進行船體生產設計，設計效率和質量大幅提升，為后續工作的進展節省了寶貴的時間。隨著計算機軟件技術的進一步發展，效率的提升也越來越明顯。通過科學的方法實現AVEVA Marine軟件在船舶建造各階段的應用，能夠大幅度減少船舶建造各個階段的工作量，顯著降低錯誤率，從而實現降本增效的目標，加速船舶行業的發展。

參考文獻

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