導(dǎo)語(yǔ)：三維設(shè)計(jì)對(duì)深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]現(xiàn)代化船舶平臺(tái)設(shè)計(jì)制造的基礎(chǔ)特征和信息化發(fā)展之間存在著一定的局限性，在這一基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié)同化設(shè)計(jì)顯得非常重要且必要。隨著近些年計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)性發(fā)展及其在船舶設(shè)計(jì)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，有許多關(guān)鍵技術(shù)均可以應(yīng)用于深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，其中PDMS、TRIBON、NAPA、CATIA以及CADDSS等軟件均可以作為深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目的三維設(shè)計(jì)軟件，其具備獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是因?yàn)橄到y(tǒng)之間的密封性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)之間存在一定的交互性障礙。對(duì)此，為了進(jìn)一步提高深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目的綜合設(shè)計(jì)水平，本文簡(jiǎn)要分析深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目當(dāng)中三維設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用，希望可以為相關(guān)設(shè)計(jì)者提供幫助。

[關(guān)鍵詞]深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目；三維設(shè)計(jì)；研究與應(yīng)用

船舶設(shè)計(jì)屬于一項(xiàng)大型且復(fù)雜化的工程，在計(jì)算機(jī)技術(shù)沒有成熟之前船舶設(shè)計(jì)主要是基于螺旋上升的設(shè)計(jì)方式為主，其設(shè)計(jì)難度高并且設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)計(jì)成果還存在比較多質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程不僅周期壓縮的短，同時(shí)設(shè)計(jì)流程也更加規(guī)范，但是因?yàn)榇敖Y(jié)構(gòu)越發(fā)復(fù)雜，想要在短時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量的完成深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)仍然存在較高的難度。對(duì)此，探討深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目中三維設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用具備顯著實(shí)踐性價(jià)值。

1深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目采用三維設(shè)計(jì)的價(jià)值

在船舶企業(yè)的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，需要高度重視設(shè)計(jì)平臺(tái)的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行有效管理的同時(shí)，需要嚴(yán)格落實(shí)數(shù)據(jù)的交換以及數(shù)據(jù)的共享化管理。為了進(jìn)一步提升船舶的整體建設(shè)質(zhì)量并降低船舶的建設(shè)成本，需要高度重視船舶在設(shè)計(jì)期間的三維模型應(yīng)用從而提高整體設(shè)計(jì)效益。目前來(lái)看，深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目當(dāng)中三維設(shè)計(jì)應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：1)深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目中采用三維設(shè)計(jì)方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中資源的合理整合，同時(shí)軟件本身屬于多樣化的，企業(yè)可以應(yīng)用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件系統(tǒng)的有效整合，促使所有軟件均可以發(fā)揮相應(yīng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而加快設(shè)計(jì)綜合效率與質(zhì)量可靠性[1]；2)深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目中采用三維設(shè)計(jì)方式可以更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)模型數(shù)據(jù)的管理，在船舶的開發(fā)和設(shè)計(jì)期間會(huì)形成大量的數(shù)據(jù)，這一些數(shù)據(jù)可以有效展現(xiàn)船舶設(shè)計(jì)與制造期間的重點(diǎn)與關(guān)鍵信息，但是其中每一個(gè)軟件所生成的信息并不是統(tǒng)一性的，這也就導(dǎo)致信息管理難度明顯提升，同時(shí)軟件處于持續(xù)更新、更換以及升級(jí)過(guò)程中還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的數(shù)據(jù)丟失，此時(shí)應(yīng)用三維平臺(tái)可以更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化規(guī)劃與管理，從而提高對(duì)數(shù)據(jù)的利用效率；3)深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目中應(yīng)用三維設(shè)計(jì)方式可以更好的提高平臺(tái)一體化的設(shè)計(jì)水平，軟件設(shè)計(jì)的成果應(yīng)當(dāng)保持關(guān)聯(lián)性特征，在修改部分?jǐn)?shù)據(jù)的同時(shí)也會(huì)牽扯到一些其他的數(shù)據(jù)，應(yīng)用三維設(shè)計(jì)平臺(tái)方式可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一性的管理數(shù)據(jù)，可以有效規(guī)避大多數(shù)數(shù)據(jù)修改形成錯(cuò)誤，并且對(duì)于平臺(tái)一體化的設(shè)計(jì)形成重要的影響力。

2深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目中三維設(shè)計(jì)技術(shù)方案

平臺(tái)的設(shè)計(jì)屬于多方面且?guī)в休^多特征，其分別是以概念設(shè)計(jì)、整體規(guī)劃設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)深化設(shè)計(jì)等不同環(huán)節(jié)。在這一些部分具備相互關(guān)聯(lián)性特征，并呈現(xiàn)出螺旋上升性表現(xiàn)。在船舶的外形和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，借助三維軟件可以更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)以及資源的整合。下面分別介紹兩種軟件在三維設(shè)計(jì)的流程，以便更好的為相關(guān)設(shè)計(jì)者提供幫助。1)PDMS三維軟件對(duì)于深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)流程如下：PDMS作為大型工程項(xiàng)目的三維設(shè)計(jì)，它具有很強(qiáng)的建立工程，校核碰撞，管理及傳送數(shù)據(jù)功能?？捎盟鼇?lái)完成鋼結(jié)構(gòu)布置及設(shè)計(jì)，設(shè)備布置，管道布置及設(shè)計(jì)，電纜及托架布置，暖通管道布置等多方面的三維設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)結(jié)果以最直觀，最準(zhǔn)確的形式反饋給設(shè)計(jì)者，對(duì)于核對(duì)干涉，檢查碰撞，各專業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)起著相當(dāng)大的作用。其大體流程如下：a)制定整體設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程是總體專業(yè)所要完成設(shè)計(jì)工作，系統(tǒng)的規(guī)劃出整體的布局。使用PDMS軟件首先要制定設(shè)計(jì)流程，并且要將問(wèn)題及需求及時(shí)的反饋與各個(gè)專業(yè)，協(xié)同考慮。b)創(chuàng)建初始軸網(wǎng)創(chuàng)建初始軸網(wǎng)結(jié)構(gòu)，主要包括為平臺(tái)主尺度，各個(gè)外板面，水平桁，強(qiáng)肋位的輔助線。c)建立結(jié)構(gòu)模型PDMS結(jié)構(gòu)建模由于其相對(duì)易于上手，使用比較廣泛。其基本單元僅為兩類：板與型材。由于結(jié)構(gòu)板架間連接方式眾多，為提高建模效率可遵循有主到次，由外向內(nèi)，由大到小，由板到型材這幾種順序：d)新建或?qū)胫饕O(shè)備及建立附屬平臺(tái)并定位導(dǎo)入設(shè)備模型，包括主要的工藝設(shè)備、吊裝類、泵類設(shè)備以及工藝設(shè)備的附屬操作平臺(tái)、鐵舾（梯子欄桿等）、設(shè)備基座等，并根據(jù)已有的軸線進(jìn)行設(shè)備定位，并向相關(guān)專業(yè)提資。e)建立初始管道模型并建立主要管道設(shè)備和附屬平臺(tái)根據(jù)流程圖進(jìn)行初始管道路徑建模，并規(guī)劃出閥門位置及操作平臺(tái)，再根據(jù)初始配管方案，進(jìn)行支架布置，如有大型燃?xì)?、通風(fēng)管道需要將大型閥門設(shè)備模型及附屬平臺(tái)建立，并向相關(guān)專業(yè)提資。f)建立電纜線路模型、電纜托架、安全通道及地排等電氣、機(jī)械、安全等專業(yè)可以根據(jù)前期布置建立電纜線路模型、電纜托架、消防通道等模型，并向相關(guān)專業(yè)提資。h)細(xì)化詳設(shè)結(jié)構(gòu)模型，整體核查干涉圖7PDMS細(xì)化結(jié)構(gòu)模型，整體核查干涉i)出圖2)CATIA三維軟件對(duì)于深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)流程如下：a)系統(tǒng)框架CATIA屬于三維平臺(tái)的核心系統(tǒng)，其具備比較突出的作用與意義，可以借助Automation技術(shù)開發(fā)船體的外形，同時(shí)可以完成船體的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，借助XML中間格式文件，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成化構(gòu)建，同時(shí)船舶設(shè)計(jì)功能模塊可以劃分為五個(gè)部分，同時(shí)船舶設(shè)計(jì)表達(dá)可以應(yīng)用通用模型實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)的建設(shè)。b)核心平臺(tái)在深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目三維設(shè)計(jì)期間，在前期進(jìn)行研究時(shí)可以進(jìn)行測(cè)試和對(duì)比，下面以CATIA作為核心平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先該軟件屬于通用性的CAD軟件，船舶設(shè)計(jì)的造型功能非常龐大，同時(shí)操作簡(jiǎn)單、精度也相對(duì)較高，在轉(zhuǎn)換軟件期間也可以更好的保障模型及其精度。CATIA軟件可以提供較多的二次開發(fā)接口，同時(shí)資料相對(duì)比較豐富，這也可以為軟件開發(fā)降低難度。在接口方面可以提供標(biāo)準(zhǔn)化的文件格式，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)輸出標(biāo)準(zhǔn)的文件格式，借助CATIA軟件可以構(gòu)建船舶的模型庫(kù)、板材庫(kù)以及設(shè)備庫(kù)，能夠有效提高設(shè)計(jì)綜合效率并降低建模的難度。同時(shí)CATIA軟件具備比較強(qiáng)大的發(fā)展空間，屬于提高深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目三維設(shè)計(jì)綜合水平的有效途徑[2]。c)模型接口方案船舶三維設(shè)計(jì)平臺(tái)方面最為重要的功能便是數(shù)據(jù)交換性功能，其能夠?qū)崿F(xiàn)模型的共享，同時(shí)CAX系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口主要涉及到三種，分別為專用、通用以及統(tǒng)一性模型三種。專用的格式數(shù)據(jù)交換主要是為三維模型的映射以及轉(zhuǎn)換為主，基于特性系統(tǒng)CAD當(dāng)中的DWG格式、CATIA軟件以及CATpart等，通用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可以通過(guò)DXF、STEP以及LGES等，這一些數(shù)據(jù)格式屬于中性化的，其不依賴于任何系統(tǒng)。統(tǒng)一性產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換屬于不同系統(tǒng)應(yīng)用相同數(shù)據(jù)管理的軟件，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)跨平臺(tái)的設(shè)計(jì)。船舶設(shè)計(jì)牽涉到的因素非常多，其本身屬于一個(gè)復(fù)雜的綜合物體，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)方案具備復(fù)雜化的綜合性特征，這一些問(wèn)題包含了流體靜力學(xué)、水動(dòng)力以及結(jié)構(gòu)等多方面知識(shí)，只有將學(xué)科高度優(yōu)化和融合，才可以更好的完成船舶設(shè)計(jì)。在模型表達(dá)方面，船舶設(shè)計(jì)的不同階段對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)知識(shí)應(yīng)當(dāng)保持高自由度，設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)知識(shí)非常多，設(shè)計(jì)自由度卻比較低。在設(shè)計(jì)期間可以以毫米作為單位完成建模，同時(shí)基于不同軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單位制的設(shè)計(jì)，其可以維持毫米級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)于不同三維軟件設(shè)計(jì)的幾何體參數(shù)數(shù)據(jù)精度要求并不相同，同時(shí)可以達(dá)到四位小數(shù)點(diǎn)的有效值標(biāo)準(zhǔn)。在整體模型方面，基于多學(xué)科的優(yōu)化方式，可以突出落實(shí)管系、電氣、設(shè)備等模型建設(shè)，同時(shí)基于ship為跟元素，基于整體船體，同時(shí)以Shape作為外形模型，hull作為結(jié)構(gòu)模型，subdivsion作為分艙模型，從而完成整體設(shè)計(jì)任務(wù)。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目當(dāng)中合理應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件能夠更加快速且合理的完成船舶設(shè)計(jì)任務(wù)，能夠顯著提高船舶的綜合設(shè)計(jì)水平，可以在設(shè)計(jì)期間做到更加徹底、創(chuàng)新以及高水平。借助過(guò)程性重組，可以有效提升船舶制造期間的質(zhì)量水平并降低建設(shè)成本。對(duì)此，在今后需要進(jìn)一步探究軟件的應(yīng)用方式，針對(duì)船舶設(shè)計(jì)三維平臺(tái)的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行合理的分析，尤其是做好數(shù)據(jù)接口方案以及模型之間信息傳遞方式、建模方式等研究，進(jìn)一步強(qiáng)化深水半潛平臺(tái)項(xiàng)目的三維設(shè)計(jì)綜合水平，為我國(guó)深水半潛平臺(tái)設(shè)計(jì)以及建造的發(fā)展提供支持。

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作者：張文博 董寶輝 楊亮 喬曉國(guó) 胡海峰 單位：海洋石油工程股份有限公司