淺析Aveva Marine在深水半潛浮體三維設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

宋魯峰 劉俊斐 劉廣輝 曹揚(yáng) 沈鈺集

（海洋石油工程（青島）有限公司，青島，266520）

一、前言

隨著船舶和海洋工程裝備的發(fā)展，先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念不斷的更新。Aveva Marine船舶與海洋工程的三維設(shè)計(jì)軟件提供了形象直觀的設(shè)計(jì)界面，在半潛浮體項(xiàng)目中，各專業(yè)所建的生產(chǎn)模型和生產(chǎn)圖紙時(shí)時(shí)更新，在建模時(shí)各專業(yè)相互碰撞干涉檢查，在設(shè)計(jì)中能更好的解決所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。拉近了現(xiàn)場(chǎng)建造和設(shè)計(jì)的距離，有效的配合解決現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)問(wèn)題。同時(shí)Aveva Marine軟件同時(shí)提供了開(kāi)放的用戶開(kāi)發(fā)接口功能，根據(jù)半潛浮體項(xiàng)目特殊需要開(kāi)發(fā)出各種材料報(bào)表及焊接信息報(bào)表等，方便了現(xiàn)場(chǎng)的施工。AM在半潛浮體項(xiàng)目中生產(chǎn)建模的應(yīng)用，對(duì)三維設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量有了很大程度的提高，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)分段預(yù)制及總裝遇到的問(wèn)題，更能直觀的從模型中去解決現(xiàn)場(chǎng)施工遇到的技術(shù)問(wèn)題。

二、Aveva Marine關(guān)于半潛浮體項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)配置

在半潛浮體進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)的前期，AM根據(jù)半潛浮體項(xiàng)目情況及ABS和CCS的規(guī)范以及詳設(shè)圖紙的節(jié)點(diǎn)圖冊(cè)及場(chǎng)地的施工能力進(jìn)行工程的建立。由于該項(xiàng)目對(duì)焊接坡口要求比較嚴(yán)格，關(guān)于焊接工藝涉及到的坡口形式及留根和拼板對(duì)接間隙等數(shù)據(jù)都要轉(zhuǎn)化成AM數(shù)據(jù)庫(kù)，后期在項(xiàng)目的生產(chǎn)建模時(shí)可以從AM數(shù)據(jù)庫(kù)直接調(diào)用破口代碼，進(jìn)行坡口設(shè)計(jì)；同樣不同的坡口類型會(huì)對(duì)應(yīng)相應(yīng)的焊接類型，采用不同的焊材，對(duì)此AM可以提出該項(xiàng)目所用的焊材及焊接形式報(bào)表，為該項(xiàng)目的項(xiàng)目管理提供相應(yīng)的技術(shù)支持文件。所以，半潛浮體項(xiàng)目工程的建立，是一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，它也是后續(xù)建模過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)。同樣半潛浮體工程的建立還包括：半潛浮體項(xiàng)目的肋位，坐標(biāo)，船體型線、建模所用的材料規(guī)格庫(kù)，圖紙的一些數(shù)據(jù)庫(kù)，型材端切代碼，板材坡口代碼，組立代碼，貫穿孔代碼，補(bǔ)板類型，流水孔類型，透氣孔類型等生產(chǎn)信息配置等建模所需要的數(shù)據(jù)代碼。

AM前期數(shù)據(jù)庫(kù)的搭建為下一步生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，提供了技術(shù)保證，后續(xù)的分段建模設(shè)計(jì)都是依據(jù)前期的數(shù)據(jù)庫(kù)和圖紙以及節(jié)點(diǎn)圖冊(cè)進(jìn)行精細(xì)模型的搭建，同樣在精細(xì)模型的搭建過(guò)程中仍然要考慮ABS和CCS規(guī)范（半潛浮體項(xiàng)目入籍ABS和CCS），所有的模型生產(chǎn)設(shè)計(jì)都要符合規(guī)范要求。所以，AM半潛浮體數(shù)據(jù)的搭建工作是一項(xiàng)基礎(chǔ)而關(guān)鍵的工作，由專門的半潛數(shù)據(jù)庫(kù)管理員，進(jìn)行定期的維護(hù)，保證半潛平臺(tái)的建模設(shè)計(jì)才能正常運(yùn)行下去[1]。

三、Aveva Marine生產(chǎn)設(shè)計(jì)模型

圖1 半潛模型

深水半潛項(xiàng)目建造原則是分段預(yù)制，分段預(yù)合攏成總段，總段搭載，最后形成半潛船體。根據(jù)分段的建造原則和分段劃分圖，節(jié)點(diǎn)圖冊(cè)以及各專業(yè)的技術(shù)文件，AM進(jìn)行生產(chǎn)建模，校核分段劃分的合理性，包括各個(gè)專業(yè)，對(duì)于不合理或者不符合規(guī)范要求的分段劃分，在AM模型里進(jìn)行調(diào)整以適合規(guī)范要求和施工要求[2][3]。

由于半潛浮體不同于常規(guī)的船舶，所特有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，比如有很多特殊區(qū)域，水平大肘板或者大的趾端，那么在現(xiàn)場(chǎng)施工焊接時(shí)要特殊對(duì)待，焊后打磨要嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)要求，類似這樣的高難度高標(biāo)準(zhǔn)施工技術(shù)要求，需要在生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙中體現(xiàn)[4]。AM在生產(chǎn)建模時(shí)會(huì)根據(jù)詳設(shè)圖紙要求的特殊區(qū)域，在AM的加工流向代碼里進(jìn)行備注，設(shè)置代碼為S，則在分段板材套料時(shí)，所排版的特殊區(qū)域的零件流向代碼里有S字母，那么現(xiàn)實(shí)施工人員對(duì)這個(gè)的零件的運(yùn)輸、吊裝、焊接、打磨等施工都會(huì)特別注意。半潛浮體項(xiàng)目服務(wù)于南海區(qū)域，由于常年受到臺(tái)風(fēng)和季風(fēng)的影響，尤其是規(guī)律性的季風(fēng)影響，對(duì)下部船體的疲勞壽命要求很高，那么在浮體焊接疲勞打磨上必須要全面嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)要求，AM在模型里進(jìn)行零件的特殊打磨標(biāo)注，很全面的解決了這個(gè)問(wèn)題[5]。

Aveva Marin生產(chǎn)設(shè)計(jì)建模，各專業(yè)之間的設(shè)計(jì)相互交叉、影響、依存，AM生產(chǎn)建模設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)融和半潛浮體所特有建造方案、工藝工法、部件組裝、預(yù)舾裝等一體化要求，還要按場(chǎng)地的實(shí)際條件（場(chǎng)地、設(shè)備）和慣例進(jìn)行AM生產(chǎn)建模設(shè)計(jì)。各專業(yè)在AM建模時(shí)對(duì)于一體化的零件的安裝以及零件的散裝和零件的安裝階，AM都會(huì)在流向代碼里進(jìn)行備注，如管線和電儀專業(yè)會(huì)出相應(yīng)的托盤表進(jìn)行預(yù)舾裝。

四、 Aveva Marine生產(chǎn)設(shè)計(jì)出圖

Aveva Marin根據(jù)詳設(shè)圖紙、規(guī)范、施工要求搭建完精細(xì)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)模型，下一步就是進(jìn)行半潛浮體生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙的輸出及各種施工表格的輸出。

半潛浮體出圖：一般情況下半潛浮體完成建模工作及專業(yè)平衡工作后，可以開(kāi)始各專業(yè)出圖工作，以結(jié)構(gòu)出圖為例，通常情況下，船體結(jié)構(gòu)專業(yè)輸出圖紙內(nèi)容：分段結(jié)構(gòu)施工圖、分段部件圖、分段板材套料圖、分段型材套料圖、分段零件加工圖、分段零件表、分段施工料單、NC切割指令。分段現(xiàn)場(chǎng)的施工根據(jù)AM輸出的分段結(jié)構(gòu)施工圖進(jìn)行預(yù)制，分段結(jié)構(gòu)施工圖包括：前幾頁(yè)的施工注意事項(xiàng)、符號(hào)、零件編碼、組立代碼、加工流向、坡口代碼、典型節(jié)點(diǎn)、打磨信息等說(shuō)明；現(xiàn)場(chǎng)施工所參照的組立樹和分段裝配流程圖；平面圖和立面圖以及外板圖紙和剖面的局部詳圖，半潛浮體理論線圖，拼板圖，分段完工測(cè)量圖等。對(duì)于半潛浮體分段里有曲度的零件如外板和面板，AM可以輸出分段零件加工圖，里面包含帶有曲度零件的加工信息，比如坡口、余量、輥壓信息、外板的曲形信息，根據(jù)外板曲形信息制作胎板用于外板的曲加工等（如圖2所示）。

圖2 胎板

半潛分段預(yù)制裝配的一般都是從小組立開(kāi)始，AM會(huì)輸出分段部件圖也就是小組立圖，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)部件圖進(jìn)行施工預(yù)制，可以同時(shí)展開(kāi)預(yù)制工作，這樣可以提高施工效率。AM輸出的分段板材套料圖和分段型材套料圖里面包含零件名、零件的加工信息、零件的組立流向信息、零件的打磨信息、坡口和余量等；現(xiàn)場(chǎng)會(huì)根據(jù)套料圖數(shù)控切割之后進(jìn)行坡口的開(kāi)設(shè)、打磨，以及零件按照流向進(jìn)行分揀工作。AM會(huì)輸出分段零件表和分段施工料單供現(xiàn)場(chǎng)施工所用[5]。

五、 半潛浮體設(shè)計(jì)建造中遇到問(wèn)題，Aveva Marine所給的解決方案

半潛分段在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制、預(yù)合攏、總裝的過(guò)程中，便于項(xiàng)目的施工管理及施工進(jìn)度和資源的調(diào)配?，F(xiàn)場(chǎng)會(huì)急需各種報(bào)表，而且這些報(bào)表可能需要幾天才能匯總完成，比如統(tǒng)計(jì)幾十個(gè)分段的不同焊接類型的焊材用量，如果在圖紙上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，那么工作量是很大的，耗費(fèi)的時(shí)間和精力也是巨大的，而且容易出錯(cuò)，對(duì)此AM可以根據(jù)需要隨時(shí)提取幾十個(gè)分段的焊接類型和焊接長(zhǎng)度，從而會(huì)算出不同焊材的用量，用時(shí)也就幾分鐘問(wèn)題，對(duì)統(tǒng)計(jì)的工作量有了質(zhì)的轉(zhuǎn)變。半潛浮體不同的板材材質(zhì)及厚度的提取，面板的提取等等類似這樣材料報(bào)表提取及統(tǒng)計(jì)工作，AM可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工及項(xiàng)目管理需要隨時(shí)提取。這樣的統(tǒng)計(jì)提取工作對(duì)于項(xiàng)目的施工和項(xiàng)目管理是十分重要的技術(shù)支持文件[6]。

半潛分段在預(yù)制時(shí)，有的地方由于空間狹窄施工受限，很難保證焊接質(zhì)量，一般會(huì)對(duì)這樣的受限空間進(jìn)行封堵。設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持人員會(huì)在AM生產(chǎn)模型里進(jìn)行封堵方案的設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)完成經(jīng)過(guò)船級(jí)社批準(zhǔn)，會(huì)輸出加設(shè)結(jié)構(gòu)圖紙和套料圖用于封堵施工。類似這樣的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員在AM生產(chǎn)模型里更能直觀、快速的給出解決問(wèn)題的技術(shù)方案，很大程度上提高了出圖效率，快速的解決了現(xiàn)場(chǎng)遇到的施工問(wèn)題，保證了施工的進(jìn)度。

六、總結(jié)

隨著技術(shù)的發(fā)展，船舶與海工裝備制造業(yè)朝著智能化、模塊化、一體化的方向發(fā)展。Aveva Marine軟件在浮體設(shè)計(jì)領(lǐng)域的三維可視化的先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，能更好的解決半潛浮體在設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，減少設(shè)計(jì)失誤，提高出圖效率；同時(shí)也會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)的施工人員提供有力的技術(shù)支持，從而降低施工成本，提高生產(chǎn)效率。