為打破國外船舶設(shè)計系統(tǒng)對我國船舶設(shè)計的壟斷,提高我國船舶設(shè)計、建造的創(chuàng)新能力,

　　滬東中華造船(集團)有限公司在積30余年CAD和CAM開發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開始研發(fā)船舶產(chǎn)品設(shè)計(Ship Product Design, SPD)系統(tǒng)，至2003年完成船舶舾裝三維設(shè)計系統(tǒng),并應(yīng)用于公司的軍品產(chǎn)品設(shè)計;至2005年又完成具有三維拓撲關(guān)系的船體建模設(shè)計軟件，基本完成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的造船三維CAD /CAM設(shè)計系統(tǒng)——SPD系統(tǒng);今年8月20日，滬東中華造船(集團)有限公司正式推出新一代三維設(shè)計軟件SPD系統(tǒng)——SPD V3.0。

　　下面簡單介紹新一代SPD V3.0系統(tǒng)的功能、特點以及推廣應(yīng)用。

　　一、系統(tǒng)功能

　　SPD系統(tǒng)是能滿足船體結(jié)構(gòu)、機裝、電裝、居裝和甲裝等專業(yè)設(shè)計的三維全數(shù)字化船舶產(chǎn)品模型軟件平臺。它通過三維模型對船舶產(chǎn)品進行性能、結(jié)構(gòu)強度分析、工藝合理性和制造可行性分析，是整個船舶數(shù)字化制造集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

　　SPD系統(tǒng)具有如下功能:

　　1、圖形平臺。該平臺是在Windows操作系統(tǒng)下,基于OpenGL圖形庫開發(fā)的CAD基礎(chǔ)平臺,實現(xiàn)基本圖形對象的生成、顯示、操作、管理、優(yōu)化、輸出和模型構(gòu)造等功能,為應(yīng)用程序提供圖形對象、操作命令和開發(fā)接口。

　　2、通用設(shè)計。在船舶設(shè)計過程中,具有實體部件設(shè)計、參數(shù)部件設(shè)計,二維背景圖、模型、圖冊、標準模型庫管理,模型實體顯示,模型消隱,圖紙管理和處理,干涉檢查以及DXF文件輸入/輸出等功能,能輸出IGES格式,與其他CAD系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。

　　3、船體結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)是涉及船舶技術(shù)設(shè)計、詳細設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)計全過程的三維建模系統(tǒng)。系統(tǒng)能進行船體型線定義、結(jié)構(gòu)布置、板材和型材零部件定義、建立具有拓撲關(guān)系的三維船體結(jié)構(gòu)模型(見圖1)。該模型具有船體結(jié)構(gòu)的幾何、物理和工藝等屬性。從模型中可分解全船結(jié)構(gòu)的板材和型材零件,建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹,生成滿足生產(chǎn)所需的各類安裝制造圖冊和生產(chǎn)管理表冊,并具有對其他設(shè)計系統(tǒng)生成的圖紙、電子文件中二維視圖的處理功能。

　　圖1：船體三維建模

　　4、管系設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以船舶管系設(shè)計以及其他行業(yè)的管路設(shè)計為對象進行開發(fā)的，提供交互管系布置界面，建立三維管系模型(見圖2),具有很強的實用性。

　　圖2：管系三維建模

　　5、風管設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)是面向船舶通風管系的三維設(shè)計系統(tǒng)。針對通風管規(guī)格多變和接頭形式多樣等特點,系統(tǒng)利用參數(shù)化設(shè)計方法進行個性化風管布置、接頭生成和拼接,建立方風管和螺旋風管的三維實體模型。

　　6、船舶電氣設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)的開發(fā)貫穿于電氣詳細設(shè)計和電氣生產(chǎn)設(shè)計整個過程中,采用交互設(shè)計的操作界面,實現(xiàn)電氣三維模型設(shè)計,改變目前電氣生產(chǎn)設(shè)計的手工狀態(tài)。

　　7、鐵舾件設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要處理船舶設(shè)計各專業(yè)對各類設(shè)備、管子、風管和電纜等系統(tǒng)的定位固定,船舶各艙室暢通行走的輔助裝置和設(shè)備(如管子支架、電纜導(dǎo)架、風管吊架、基座、窗、梯和護欄等鐵舾裝件)的三維建模設(shè)計(見圖3)和相應(yīng)生產(chǎn)信息的生成,以及鐵舾件在船舶設(shè)計三維建模的定位所需信息。該系統(tǒng)是船舶設(shè)計各專業(yè)所需的基本設(shè)計系統(tǒng)。

　　圖3：舾裝三維建模

　　8、涂裝生產(chǎn)設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)在設(shè)定涂裝原則工藝的基礎(chǔ)上導(dǎo)入船體模型,按照船體涂裝的各個不同階段和要求進行涂裝艙室的劃分,自動計算涂裝面積,并根據(jù)涂裝面積和涂裝工藝信息生成涂裝施工圖紙和表冊供現(xiàn)場使用,作為涂裝生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)信息供生產(chǎn)使用。

　　二、系統(tǒng)特點

　　1、三維模型和二維圖紙高度一致,模型和圖紙達到同步自動修改。

　　2、SPD系統(tǒng)提供完整的信息源,具有統(tǒng)一的設(shè)計、工藝、制造船舶產(chǎn)品模型。

　　3、應(yīng)用實體和參數(shù)化技術(shù)建立具有完整拓撲關(guān)系的船舶產(chǎn)品模型。

　　4、滿足“殼、舾、涂一體化”,“設(shè)計、生產(chǎn)、管理一體化”現(xiàn)代造船要求。

　　5、建立與其他軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口,實現(xiàn)異構(gòu)CAD的數(shù)據(jù)和信息集成。

　　6、利用參數(shù)化反算技術(shù),對管子、風管、電纜支架自動定位,并自動生成支架圖紙。

　　7、通過具有特色的船體結(jié)構(gòu)編碼能自動生成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹,并相應(yīng)生成組立圖。

　　8、全船結(jié)構(gòu)建模拆分成分段結(jié)構(gòu)模型,實現(xiàn)自頂向下的設(shè)計,為設(shè)計院所和企業(yè)協(xié)同設(shè)計、數(shù)據(jù)集成創(chuàng)造條件。

　　三、系統(tǒng)推廣應(yīng)用

　　滬東中華造船(集團)有限公司2003年起局部應(yīng)用SPD系統(tǒng),到2005年已全面應(yīng)用,先后用于挖泥船、拖船、近海巡邏艦、訓(xùn)練艦以及高新工程產(chǎn)品等民品的6種船型、軍品和高新產(chǎn)品9種船型的設(shè)計。更為重要的是,應(yīng)用SPD系統(tǒng)全面實現(xiàn)滬東中華造船(集團)有限公司軍品的數(shù)字化建模設(shè)計,徹底改變軍品數(shù)字化集成制造落后于民品的局面,為艦船制造數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用打下扎實基礎(chǔ)。

　　滬東中華造船(集團)有限公司應(yīng)用SPD系統(tǒng)取得顯著的經(jīng)濟效益。SPD系統(tǒng)建模可大大減少設(shè)計差錯,管子設(shè)計差錯率減少2/3,船體、舾裝設(shè)計周期縮短到1.5個月,涂裝設(shè)計周期縮短50%以上。SPD系統(tǒng)的應(yīng)用節(jié)省軍船設(shè)計系統(tǒng)引進國外設(shè)計軟件費用達人民幣2 000萬元以上。

　　至今，SPD系統(tǒng)已在外高橋、金陵、廈門、文沖、4806所、北海、揚帆、中遠船務(wù)、哈爾濱工程大學、廣州船舶設(shè)計院、天津新河船舶及海洋工程設(shè)計公司等80余家船廠、船舶院校、船舶設(shè)計公司中得到推廣應(yīng)用,取得可觀的經(jīng)濟效益和社會效益,推進數(shù)字化造船技術(shù)的應(yīng)用,提升企業(yè)生產(chǎn)能力和管理水平,累計節(jié)省購買國外軟件費用約4億元人民幣。用戶評價SPD系統(tǒng)功能已經(jīng)達到并部分超過國外系統(tǒng),可替代國外同類軟件,性價比為國外軟件的8倍。還有一些院校把SPD系統(tǒng)作為教學內(nèi)容并編制成教材。

　　由于SPD系統(tǒng)影響日益擴大,使我國一些船舶企業(yè)在同國外軟件商購買軟件時掌握一定的主動權(quán)。