AM電氣建模軟件在客滾船中的應用

李傳達，何文強

（招商局金陵船舶(南京)有限公司技術中心，江蘇 南京 210015）

0 引言

近年來，我廠承建的高端客滾船需滿足安全返港及安全撤離的要求，各種設備及控制系統(tǒng)采用冗余設計，電纜的使用量約是普通汽車滾裝船的3倍，傳統(tǒng)的Tribon三維設計平臺已經無法滿足海量設計數據的處理，亟需尋找更加有效的設計平臺,由此引進了Aveva Marine（簡稱AM）設計平臺，通過在AM平臺下的二次開發(fā)，結合電裝設計人員的使用習慣和船廠標準，開發(fā)出全新的滿足安全返港要求的電裝設計系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)的開發(fā)，極大地提高了船舶電裝設計的建模和出圖效率，提高了圖紙的準確度，為縮短船舶的建造周期奠定堅實的技術基礎。

1 本研究的內容及目標

1）AM自帶的CableTray模塊建模步驟繁瑣，人機交互極其不友好，對于習慣使用Tribon的初學者來說會不適應，需研究出一種快速上手，無需過多培訓的建模方法，方便Tribon和AM之間建模的無縫連接。

2）由于上建區(qū)域甲板面使用薄板，為了避免舾裝件在甲板面焊接時產生變形，電纜橋架的支撐要加支架燒焊。需研究出一種根據電纜橋架的類型，快速生成電纜橋架的支撐的工具。

2 軟件功能設計

以AVEVA Marine為三維設計平臺，分析電裝專業(yè)在客滾船整個建模流程中的瓶頸因素，通過AM提供的PML，python，C#.net等二次開發(fā)工具和接口[1]，實現高效快捷準確的建模和出圖環(huán)境。開發(fā)的平臺架構如圖1所示。

圖1 平臺架構

2.1 電氣部件庫的建立

電氣部件庫是電裝二次開發(fā)的基礎，部件庫的建立除了要能緊密貼合船廠的設計標準外還要有良好的擴展性以方便程序提取數據。以橋架的部件庫為例，現在主流的部件庫有2種，第一種是部件庫的橋架不帶吊腳，優(yōu)點是部件庫簡便，但后續(xù)用戶需對橋架的吊腳單獨建模，二次開發(fā)也復雜；第二種橋架的部件庫帶吊腳，優(yōu)點是方便以后的二次開發(fā)，但部件庫的建立相對復雜。經過仔細權衡，我廠選擇了第二種方式，并進一步加強了部件庫的功能，表現如下：

1）根據設計參數調整每根吊腳的長度，并靈活控制每根吊腳是否帶墊板。

2）根據設計參數可以調整吊腳在橋架中的安裝位置，可以靈活地避開管子結構等模型。

3）根據設計參數可以調整吊腳和橋架的角度，可以簡化后續(xù)的二次開發(fā)難度。

注意事項：

1）建庫的時候對于設計參數的Dkey值一定要取有意義的縮寫，不要用默認值，在編寫程序獲取設計參數值時可以直接用RPRO Dkey方式進行取值，避免使用desp[keyNo],這樣做的好處是在部件庫的設計參數序號進行調整時無需更新程序。

2）在Data Set中建立key值為BOWD的設計參數，該設計參數會被橋架的P2點（出口點）引用，在后面的程序設計中通過修改BOWD值，實現在一個分支中有多種不同的橋架寬度，而不用再新建分支。

3）對于橋架或者貫穿件的材質問題，建議不同材質的部件使用同一份規(guī)格書，以避免每種材質都新建一次規(guī)格書，材質可以使用material text來區(qū)分。如建規(guī)格書時，默認引用碳鋼材質的material text，當要使用其它材質的部件時可以對部件使用進行自定義屬性，通過自定義屬性再引用material text。自定義屬性的material text值優(yōu)先于部件規(guī)格書的material text。

2.2 電纜固定件建模程序開發(fā)

對于電纜固定件的建模有2種方案，如下：

方案一：把電纜固定件當成fixing來處理，把每個分段的電纜固定件建成1個或幾個structure,其優(yōu)點是可以靈活移動電纜固定件，不用考慮固定件之間的首尾聯系，每個電纜固定件之間是獨立的，但這種方案對后續(xù)電纜路徑的生成沒有優(yōu)勢。

方案二：采用PIPE建模方式，將電纜固定件當成FTUB和BEND來處理，這樣電纜固定件的首尾有連接關系，建模時需考慮電纜固定件之間的順序。若要達到方案一相同的靈活性，對二次開發(fā)的要求比較高，但優(yōu)點是可以根據電纜固定件的連接關系，通過二次開發(fā)生成電纜的敷設路徑。

對于這2種方案，考慮到后續(xù)的電纜敷設路徑的生成，我廠選擇方案二。AM本身提供了電纜固定件的固定程序，但該程序弊端較大，所選的電裝件規(guī)格需從規(guī)格書中選取，一旦該分支比較復雜，部件規(guī)格超出規(guī)格書范圍時就必須頻繁切換規(guī)格書，或者新建branch分支來解決，造成分支無法連續(xù)，不適應船廠的需求。AM自帶程序選部件的流程如圖2所示。

圖2 AM自帶建模程序建模流程

為了解決這一弊端，進行深入的二次開發(fā)，通過bore值及部件的CATE命名直接從多個規(guī)格書中篩選出所需要的部件[2]，解決了用PIPE建模方式靈活性受限的問題，并且在部件庫中根據需要，設置了大量的設計參數，實現了橋架吊腳高度的剪切、腹板的添加、吊腳位置的調整、橋架角度的調整等功能，極大地拓展了AM程序的功能，用戶的體驗得到了極大的提升，具體表現為：

1）可以實現不同規(guī)格書布置在同一分支上，且不需要切換規(guī)格書。由于橋架在布置時，遵循當前的橋架的進口點和前一個橋架的出口點相連，所以可以通過修改前一個橋架的設計參數的BOWD值來改變橋架出口的通徑，從而實現在一個橋架分支上布置不同寬度的橋架。

2）分支上的部件可以批量修改。用戶通過鼠標選取要修改型號的橋架，然后程序根據用戶輸入的新的橋架規(guī)格批量修改橋架的Spref屬性，并根據新的Spref屬性值來獲取當前部件的bore值，再通過bore值獲取該規(guī)格書的leave tube reference值并寫入到橋架的Lstube屬性中。

3）橋架的吊腳高度可以批量修改，并可以靈活控制腹板。在橋架部件庫建立時，橋架的每個吊腳的高度都設置為設計參數，所以可以通過修改該設計參數來靈活調整橋架的高度。對于橋架吊腳上腹板的有無也是通過控制設計參數PDCD來實現的，如當PDCD的值為9111111，則表示橋架的6個吊腳都有腹板，當PDCD的值為9110011，則表示橋架的6個吊腳中前后4只吊腳有腹板，中間2個吊腳無腹板。

4）快速收頭首尾及彎頭橋架的旋轉。通過以上修改，極大地提高了電纜固定件的建模效率，用戶界面更加友好，更符合設計人員的建模流程及需求。

2.3 上建區(qū)域電纜橋架燒焊支撐的建模

由于客滾船對于空船重量及重心高度的控制比較嚴格，上建區(qū)域大量采用減重設計和薄板，甲板面的厚度只有5.5 mm,為了避免在甲板面上焊接電裝件造成甲板面變形，電纜橋架的吊腳根據橋架的種類采用不同的燒焊形式。網格型橋架支架燒焊形式，如圖3所示。

圖3 網格型橋架支架燒焊節(jié)點

為了加快網格型橋架支架的建模速度，以及實現支架制作標準的統(tǒng)一，根據網格型橋架支架的燒焊節(jié)點編寫支架生成程序，程序的實現流程如下：

1）根據支架節(jié)點確定支架形式。

2）創(chuàng)建支架的參數化模板。

3）根據設計人員選定的支架類型及捕捉到的結構型材數據來獲取支架的設計參數，并傳遞給支架。

4）用戶定位網格型橋架支架的位置。

普通橋架支撐燒焊形式，如圖4所示。

圖4 普通橋架支撐燒焊形式

由于上建區(qū)域橋架吊腳不能直接燒焊在甲板上，需在球扁鋼上燒焊角鋼來作為橋架的支撐腳，若使用手動方式建模，則需要巨大的建模工作量，橋架位置及型號調整之后還需花費很大的時間來調整橋架支撐，且通過程序建?？梢钥刂浦谓卿摰拈L度。通過程序將角鋼的長度控制為25的倍數，可以有效地減少角鋼長度的種類，方便制作單位的制作，程序的實現流程如下：

1）根據橋架和球扁鋼的位置選定支架的建模形式。

2）利用Event Driven Graphics（EDG）接口，實現用戶對模型中橋架和結構球扁鋼的選取，并獲得相關的模型信息。

3）根據獲得的模型信息結合橋架的燒焊節(jié)點確定橋架支撐的位置及長度。

3 結語

我廠建造的TL866P客滾船的實船應用，在建模效率方面比AM自帶的程序有了質的提升，而且用戶的體驗感更好，功能更強大。對于客滾船這種上建區(qū)域甲板不能直接焊接的區(qū)域，橋架的支架建模方式比較實用，建模效率非常高，后續(xù)再配套相應的材料統(tǒng)計和出圖程序，更起到了事半功倍的效果。對于剛從Tribon轉到AM的設計人員來說，上手更加容易，通過簡單的培訓，就能在短時間內掌握AM電纜固定件建模的方法，節(jié)省了大量的培訓時間。