輪機(jī)管系設(shè)計(jì)自動(dòng)化探究

繆龑

摘要：隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)行業(yè)產(chǎn)生了巨大變革，很多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)船舶輪機(jī)管系工作中，已經(jīng)摒棄了傳統(tǒng)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)模式，利用了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的高效化、便捷化、自動(dòng)化。本文分析了推動(dòng)船舶輪機(jī)管系自動(dòng)化設(shè)計(jì)的意義，并提出了一些建議，以期加快輪機(jī)管系設(shè)計(jì)自動(dòng)化的速度，提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；輪機(jī)管系；設(shè)計(jì)；自動(dòng)化

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)船舶的需求越來越大，對(duì)船舶建設(shè)企業(yè)而言，就必須要提升其建設(shè)速度和建設(shè)質(zhì)量。目前，提升船舶建設(shè)企業(yè)新船修建速度的有效手段之一，就是提升設(shè)計(jì)效率。輪機(jī)專業(yè)的圖紙中，管系圖紙占了相當(dāng)大的比重（近70%），管系圖紙?jiān)O(shè)繪的速度和質(zhì)量，是整個(gè)輪機(jī)設(shè)計(jì)速度和質(zhì)量的重點(diǎn)[1]。因此，提升管系圖紙的設(shè)計(jì)效率，提升管系系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，探索現(xiàn)代信息化、自動(dòng)化的管系設(shè)計(jì)手段，成為很多研究者共同關(guān)注的話題。

1.輪機(jī)管系自動(dòng)設(shè)計(jì)的意義

輪機(jī)管系自動(dòng)設(shè)計(jì)是基于信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)建模技術(shù)而發(fā)展起來的新型設(shè)計(jì)模式，相較于傳統(tǒng)的手動(dòng)設(shè)計(jì)而言，效率更高、質(zhì)量更好。傳統(tǒng)手動(dòng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師要在圖紙上進(jìn)行大量的測(cè)繪、繪圖、對(duì)比、修改，圖紙多、繪圖多，因此需要的時(shí)間就比較長(zhǎng)。同時(shí)，傳統(tǒng)的手繪設(shè)計(jì)中，修改圖紙花費(fèi)的時(shí)間也比較長(zhǎng)，有時(shí)候一個(gè)小小的變更，就會(huì)致使大量圖紙作廢，影響了設(shè)計(jì)效率。而利用新型計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)模式，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足。首先，提升了設(shè)計(jì)效率。目前國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)軟件已經(jīng)朝著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，很多計(jì)算機(jī)軟件在船舶輪機(jī)設(shè)計(jì)中，發(fā)揮了重要作用，例如利用VBA技術(shù)，就可以在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建和編輯二維船舶輪機(jī)系統(tǒng)圖像，利用這些技術(shù)，設(shè)計(jì)步入“一鍵化”時(shí)代，顯著提高了效率。其次，提高了船舶設(shè)計(jì)質(zhì)量。傳統(tǒng)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師需要對(duì)每一個(gè)計(jì)算數(shù)據(jù)，進(jìn)行反復(fù)核算，從而確保數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。而利用一些計(jì)算機(jī)軟件，通過軟件編輯，就可以快速而準(zhǔn)確的計(jì)算出所需要數(shù)據(jù)，從而提升了數(shù)據(jù)的計(jì)算速度，保證了數(shù)據(jù)計(jì)算的質(zhì)量。最后，提升了客戶滿意度。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是在平面圖紙上，構(gòu)建三維設(shè)計(jì)模型，這種方式不能從全面、整體的角度，構(gòu)建船舶輪機(jī)管系內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)結(jié)果也更偏向?qū)I(yè)性，整個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)劃不能充分展現(xiàn)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思路。同時(shí)，這種方式讓客戶在二維空間中，自主構(gòu)思三維輪機(jī)管系模型，對(duì)客戶的要求也比較高，很多客戶因此不能充分了解設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)構(gòu)思，致使設(shè)計(jì)者和客戶之間溝通不暢，降低了客戶滿意度。

2.輪機(jī)管系設(shè)計(jì)自動(dòng)化探究

2.1利用VBA技術(shù)

Visual Basic for Applications（VBA）是Visual Basic的一種宏語(yǔ)言，是微軟開發(fā)出來在其桌面應(yīng)用程序中執(zhí)行通用的自動(dòng)化（OLE）任務(wù)的編程語(yǔ)言[2]。VBA是寄生于VB的一種通用的自動(dòng)化語(yǔ)言，能擴(kuò)展Windows的應(yīng)用程式功能。目前最為普及的就是辦公軟件就是微軟Office軟件，利用VBA技術(shù)，可以提高Word、Excel、Powerpoint、Access、Outlook以及Project等辦公軟件的效率。通過一段VBA代碼，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯的統(tǒng)計(jì)，比如從多個(gè)表格中，自動(dòng)生成一個(gè)按照時(shí)間順序排列的統(tǒng)計(jì)清單，從而提高了設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效率。將VBA技術(shù)和《船舶建造與入級(jí)規(guī)范》融合在一起，開發(fā)一個(gè)船舶輪機(jī)管系規(guī)范設(shè)計(jì)程序，打造自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)計(jì)算，設(shè)計(jì)師可以在Office辦公軟件中，預(yù)先設(shè)計(jì)好船舶輪機(jī)管系結(jié)構(gòu)的說明書，實(shí)現(xiàn)了對(duì)說明書的自動(dòng)化輸出。其軟件要點(diǎn)主要包括以下方面：首先，設(shè)計(jì)師將得到的船舶輪機(jī)管系基本信息進(jìn)行輸入，輸入之后利用軟件進(jìn)行計(jì)算，將得到的計(jì)算結(jié)果與管系設(shè)備目錄之間進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，然后利用Word軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化輸出。其次，編輯軟件時(shí)，應(yīng)當(dāng)參照目前通用的輪機(jī)管系設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如油水分離器必須符合《73/78國(guó)際防污公約》等。再次，構(gòu)建完整的數(shù)據(jù)庫(kù)。設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)利用VBA技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)輪機(jī)管系設(shè)備完整的目錄數(shù)據(jù)庫(kù)，從而幫助計(jì)算機(jī)軟件迅速找到要用的設(shè)備（如燃油艙柜、輸油泵、貯存柜等）的各類信息。最后，根據(jù)船舶輪機(jī)管系設(shè)計(jì)類型，打造一個(gè)專業(yè)的輪機(jī)管系數(shù)據(jù)庫(kù)，利用VBA技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)選用合理的輪機(jī)管系設(shè)計(jì)類型，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化設(shè)計(jì)。

2.2引入計(jì)算機(jī)VR技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR），開始于上個(gè)世紀(jì)60年代，是一項(xiàng)前沿科技成果，綜合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)以及傳感技術(shù)，創(chuàng)建了一套虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，利用交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體仿真體驗(yàn)，讓“身臨其境”的體驗(yàn)成為可能。目前，VR技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到醫(yī)學(xué)、娛樂、室內(nèi)設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)開發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域中。但是在船舶輪機(jī)管系設(shè)計(jì)上，還沒有利用這一技術(shù)。如何運(yùn)用這一技術(shù)，筆者認(rèn)為，可以參考其他領(lǐng)域的技術(shù)成果。第一，構(gòu)建船舶輪機(jī)管系VR模型。構(gòu)建這一模型，可以參照醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的VR技術(shù)。在輪機(jī)管系設(shè)計(jì)之初，根據(jù)設(shè)計(jì)需求，構(gòu)建一個(gè)整體的VR模型，這個(gè)模型中，包含了輪機(jī)管系系統(tǒng)中燃油系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、艙底水系統(tǒng)、壓載水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)師靈活運(yùn)用VR模型，改變這些系統(tǒng)的位置、高度、大小，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的可視化。第二，查找問題。輪機(jī)管系每個(gè)小系統(tǒng)的設(shè)備，都有自己的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如曲軸箱油潤(rùn)滑系統(tǒng)中的滑油泵：滑油泵應(yīng)當(dāng)有兩臺(tái)（一臺(tái)備用）、螺桿泵（穩(wěn)定壓力）、真空表（真空度不應(yīng)當(dāng)超過0.03MPa），構(gòu)建VR輪機(jī)管系模型，應(yīng)當(dāng)把這些小細(xì)節(jié)包含在內(nèi)，這樣設(shè)計(jì)師就借助VR模型，借助計(jì)算軟件，計(jì)算設(shè)備的壓力、穩(wěn)定性、流速等多個(gè)問題，從而實(shí)現(xiàn)了減少安全隱患，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的目標(biāo)。第三，節(jié)省投資。這一技術(shù)，可以參照室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)。室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，利用VR技術(shù)，通過虛擬的場(chǎng)景，展現(xiàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)的未來場(chǎng)景。而利用VR技術(shù)，參照室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)要求，打造一個(gè)未來的輪機(jī)管系體系。設(shè)計(jì)者可以按照自己的設(shè)計(jì)需求，任意改變自己在輪機(jī)管系中的位置，去實(shí)地觀察自己設(shè)計(jì)的效果，然后設(shè)計(jì)者在電腦上及時(shí)修改設(shè)計(jì)，不用再像以前一樣，在圖紙上進(jìn)行大量的畫圖、修改等，這在一定程度上減輕了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)，提升了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，節(jié)省了做模型的費(fèi)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了節(jié)省設(shè)計(jì)規(guī)劃投資的目標(biāo)。

3.結(jié)束語(yǔ)

輪機(jī)管系自動(dòng)化設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)者長(zhǎng)期堅(jiān)持不懈地探索和研究。通過上文的分析，基于計(jì)算機(jī)VBA技術(shù)和VR技術(shù)的輪機(jī)管系設(shè)計(jì)有很多優(yōu)點(diǎn)，值得研究者在今后的工作中，投入精力進(jìn)行研究和研發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅春.輪機(jī)管系設(shè)計(jì)自動(dòng)化初探[J].船舶，2001（1）：61-63.

[2]占淼.基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的船舶輪機(jī)送審圖紙研究[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2016，16（2）：118-119.