SPD系统在船舶管系生产设计中的应用_张守强.pdf

第 31 卷 第 1 期2023 年 1 月Vol.31 No.1Jan.,2023船 舶 物 资 与 市 场 MARINE EQUIPMENT/MATERIALS&MARKETING0 引言船舶管系生产设计是船舶制造过程中，涉及范围最广、工作量最大、作业最为复杂，且成果存在很大不确定性的工程项目。通过相关资料分析可知，在船舶管系设计、制造与装配过程中，所花费的时间占据整个舾装总体工作量的 40%45%，占据整个船舶造船工作量的 8%12%。一直以来，在我国造船工业发展中，注重的往往是船舶本身的制造，忽视舾装，这也使得我国船舶舾装件的技术发展相对缓慢，特别是有关管系的生产设计。在 20 世纪中期，国外某公司开发出相应的软件，应用在船舶制造当中，但传入到我国，实际操作难度较大，而且与实际情况发展不符，因此，无法在我国船舶生产制造中得到广泛应用。1 SPD 系统分析1.1 简要概述SPD 系统属于船舶设计软件系统，包含管系设计系统、电气设计系统、涂装设计系统等很多附属设备系统。与传统船型设计方式相比而言，SPD 系统的应用，可以将船舶管系具体设计效果通过三维立体的方式展现给工作人员，确保工作人员能够对图纸模型有正确认识，结合图形分析，做好参数数据调整工作，从而满足当前造船工业发展中的各类要求，这对于船舶设计水平提升，以及制造技术水平的提升能够起到良好促进作用。在船舶管系生产设计期间，通过对 SPD 系统的科学应用，不仅能够实现船舶设计、制造与管理之间的相互SPD系统在船舶管系生产设计中的应用张守强（黄海造船有限公司，山东 威海 264309）摘 要：SPD 系统在船舶管系生产设计过程中发挥着重要作用，因此，设计人员对于 SPD 系统的重要作用要有正确认识，在船舶管系生产设计过程中，将 SPD 系统的实体交互建模功能、管系标准部件处理功能、加工处理功能发挥出来，以提升设计的有效性。关键词：SPD 系统；船舶管系；生产设计中图分类号：U673 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2023.01.015引用格式 张守强.SPD 系统在船舶管系生产设计中的应用 J.船舶物资与市场,2023,31(1):44-46.收稿日期：2022-09-26作者简介：张守强（1985-），男，本科，工程师，研究方向为船舶轮机工程。结合，同时也能够进一步强化三者之间的联系，形成完整的产业链条，在此背景下，提升船舶生产制造质量。1.2 特点从 SPD 系统的具体应用中不难看出，该系统是将OpenGL 作为基础，从而创建的具备自主知识产权的三维 CAD 绘图平台。SPD 系统具有 CAD 技术、CAM 技术的全部优势，可以与国外造船设计软件相抗衡1，也就是说，SPD 系统的应用可以使船舶在整体设计制造期间满足三维立体的实际需求。对于 SPD 系统与传统图纸设计的具体对比，如表 1 所示。表 1 SPD 系统与传统图纸设计的对比分析使用方法出错率 精准度能否满足相应需求是否可以整合数据信息工作量及工作难度传统图纸设计较高较低一般不能较大SPD 系统较低较高能能较小 SPD 系统应用时的设计思路，可以满足现代船型模式设计基本理念，同时也可以满足设计、制造、管理一体化的现代化船型制造基本要求，以及具体标准。利用 SPD 系统能够获取相应的产品设计信息，从而满足船舶中间件作为主导船舶生产技术的需求。SPD 系统能够与其他软件系统数据接口进行连接，并在 Tribon 系统、CATIA 系统中进行有效的数据交互，从而将模型数据资料及时地传输到计算机系统中，并生成三维产品模型，在此背景下，能够实现对不同结构CAD的数据信息整合，为后续船舶管系设计工作的落实奠定良好基础，并提供信息保障。第 1 期 45 2 SPD 系统在船舶管系生产设计中的应用2.1 实体交互建模功能应用SPD系统在应用中具备3D交互式模型化功能特点，通过对 SPD 系统的应用，将复杂机械设备、船舶管系的非标准零件，改进成为简单结构组成的零件。接着通过基础实体交互设计，创建相应实体模型2。工作人员要对实体模型进行分类，按照不同类型将其保存在实体模型数据库当中，为后续工作的开展打下良好基础。需要注意的是，模型是三维立体结构，因此，创建的主机实体模型尺寸信息、管子结构位置，都与实体结构中的尺寸、位置相同。将管系具体设计情况，通过三维立体模型的方式展现在工作人员面前，工作人员通过分析能够及时发现在船舶管系设计中存在的不足，并给出调整措施，避免对后续制造产生影响。2.2 管系标准部件处理功能应用SPD 系统实际上属于一套相对规范的管系数据资料库，在这一过程中，工作人员需要将零件的数据信息、资料，及时录入到标准数据资料库中，执行元件本体能够形成相应功能，并创建零部件三维实体模型，将三维实体模型保存在实体数据资料库当中。在正式进行船舶管系设计工作之前，需要安排设计人员对一般零件信息进行科学录入，在此背景下，其他设计人员可以直接在计算机中进行管系设计、管系布置与安装，还可以在实体数据资料库中，快速查找到自身想要获得的部件数据信息，此时，必须要对相关零件信息进行反复参考，从而减少辅助工作量，提升工作效率，还能够在一定程度上避免人为因素带来的设计误差。2.3 船体背景模型应用在船舶三维结构背景模型创建中，SPD 系统可以提供 2 种不同方式：1）工作人员可以在 SPD 系统当中直接完成船舶主要船体结构的 3D 建模工作，在这一过程中可以进行有效收集，将获取的资料信息等转化为系统中的 3D 背景模型3。在后续船制造过程中，可以直接对目标船舶数据进行拷贝，并对数据进行适当修改。2）在船舶主要结构外形与外板型线的定制中，要将 SPD 系统优势发挥出来，并创建三维船舶结构背景模型。在船舶工程设计工作开展中，一般情况下会采用第一种方式，对货舱区、大多数舱室空间三维船体结构背景模型进行获取。在船舶中生活区创建、烟囱创建期间，可以采取第二种方式。通过该种方式，能够将船体TRIBON 建模资源共享最大化，更好地解决与各个专业设计进度同步化之间存在的矛盾。2.4 加工处理功能应用在 SPD 系统的具体应用中可以了解到，系统具备管道结构原理示意图加工处理功能，基于此，在应用 SPD系统过程中，要确保能够将不同设备、管路、部件的代号，与管系原理是一体的代号之间相对应，通过该种方式，能够尽量避免管系设计制造期间出现的反复放样问题，以及疏忽遗漏问题4。可以在最短时间内，将管系装配图中部件代号准确标出。与此同时，能够输出管系在设计制造期间需要使用的相关资料、信息。在管路代码界定期间，工作人员对于管路验收等级信息、管路表面处理信息、管路试验压力信息等要有正确认识，数据信息、资料在经过确定之后，可以充分展现在管路零部件图中，在此背景下，船舶管系设计工程的劳动强度能够降低，可以为船舶管系生产、经营打下良好基础。2.5 管系布置功能应用SPD系统拥有良好的管系排列能力与管系布置能力，也就是说，在具体安装工作落实中，将管系参数信息及时输入到 SPD 系统中，就能够生成管系布置图。但在具体应用中，需要已经完成部件三维实体建模工作、船体背景三维实体建模工作，以及管系原理图界定工作。在确保上述工作完成后，工作人员结合管路设计基本要求，针对船体背景模型，开展一系列镜像操作、旋转操作、复制操作、缩短操作以及绘制操作等，完成对船舶中各个管系的布置与调整工作。在船舶管系安装期间，工作人员需要明确管路代号，还要明确管道设置是否合理，如果出现不合理情况，工作人员要及时做出调整，避免问题影响范围的进一步扩大。2.6 部件布置功能与复板布置功能应用SPD 系统拥有 2 种插入部件功能，即索引选择、标准插入。在完成管道安装工作后，工作人员必须要将部件及时插入到管道中5。在插入期间，如果部件压力与管道压力相同，那么工作人员可以采用标准插入指令，使 SPD 系统能够满足部件需求。通常情况下，在将法兰插入到管道中时，会利用该指令。如果零件法兰压力与管道压力不相同，处于对等情况，那么可以采用索引选型指令进行相应处理。特殊的多片排列功能是 SPD 系统具备的一项重要功能，通过对贯穿船体结构管子的利用，能够对船舶主体结构中任意一个开孔尺寸、复板尺寸、护环尺寸、护环材料等进行明确，同时可以完成复板的生产制造工作，并生成图纸。该种方式能够进一步完善结构的孔洞定位，提升大小精度，为后续板材下料期间管系开孔工作创造良好环境。张守强：SPD 系统在船舶管系生产设计中的应用船舶物资与市场第 31 卷 第 1 期 46 2.7 消隐、干涉检查与模型查询功能应用SPD 系统的消隐、干涉检查与模型查询功能，在船舶管系设计过程中发挥着重要作用。工作人员通过对SPD 系统消隐功能的应用，可以在三维立体图形当中，将设备、管道、部件等临时隐藏，为工作人员管道选择结果检验工作的落实提供保障；利用干涉检查功能，对船舶主体结构、设备、部件是否存在空隙情况进行检查，与此同时，结合生成的干扰数据表，对管道布置、排列情况进行分析，明确在其中是否存在不合理情况，一旦存在不合理之处，就要及时做出调整与完善；通过对建模查询功能的科学利用，明确各个节点匹配是否合理，结合连接表格做好管道修整工作6。通过 3D 展示，能够发现不恰当的红色连接点。通过多次、反复的消隐、干涉检查以及建模分析之后，工作人员不仅能够找到管道的最佳线路，而且在管系布置期间也能够防止干涉情况、管路连接点不合理情况出现，确保管系设计精度能够符合规定。2.8 管系生产信息处理功能应用SPD 系统在具体应用中，可以为管材加工期间的数据信息处理提供更多便利。从近些年我国造船业发展中不难看出，积极借鉴其他国家造船业经验，不断落实船舶改型工作，使得整个船舶设计水平得到提升。在船舶管系生产设计期间，托盘管理是其中的重点内容，将管系生产信息处理功能发挥出来，同时工作人员可以严格参考管系制造需求、装配技术需求，做好管段的分段加工工作，从而生产管系产品图纸，将管系加工检验工作落到实处7。此外，针对管系托盘能够实现托盘分隔处理，在托盘中将制造时间、安装时间等真实反映出来，为管道制造进度资料、数据信息收集提供保障。2.9 图纸处理功能与三维实体虚拟漫游功能应用SPD 系统所具备的图纸处理功能包含很多方面，比如，图形转换功能、图纸生成功能、图纸输出功能等。通过对图纸处理功能的应用，能够生成很多不同图纸，包括管系安装图、复板制作图、管系安装图等，通过详细、完善的图纸保障，可以为后续各环节生产制造工作的落实提供正确引导，工作人员根据图纸能够高质量完成管系、船舶的生产制造工作，减少问题出现。除此之外，SPD 系统具备的三维立体虚拟漫游功能，也为管系生产设计工作的开展提供保障。在管系设计期间，工作人员可以随意选择一个区域管系的三维实体模型，进行有效虚拟漫游，这样可以将该区域内的结构、管系部件、设备等呈现出来，工作人员也能够对该区域具体情况有正确认识。通过旋转、漫游等方式，帮助工作人员了解管系走向情况、零部件的具体安装位置、管道尺寸大小，这样能够确保设计的模型能够与实际结构相符合。3 SPD 系统应用注意事项在将 SPD 系统应用在船舶管系生产设计过程中，为将系统优势发挥出来，要及时做好系统数据维护工作。针对管系数据库当中的数据信息，进行实时更新，将已经设计完毕的管系标准件实体及时存储到系统中，为后期产品开发、生产打下良好基础8。与此同时，还要做好系统数据信息的备份与维护工作，数据备份能够避免SPD 系统出现问题时造成数据丢失，通过备份能够实现数据信息的恢复，防止对后续工作造成影响。系统维修的主要目的是及时发现并解决系统存在的异常、故障情况，实现系统的安全稳定运行。4 结语在如今社会技术快速发展的背景下，我国船舶生产设计水平得到一定提升，对于船舶管系生产设计也给予更多重视。在此背景下，在有关船舶生产制造环节中，加大资金投入力度与人才投入力度，促使管系生产设计系统软件得到优化。SPD 系统被广泛应用在船舶管系生产设计环节中，要将图纸处理功能、三维实体虚拟漫游功能、