生产设计技术的发展趋势

4.8　生产设计技术的发展趋势

生产设计从其初始概念的形成到完整概念的建立，以及在发达造船国家中的广泛应用，至今可以认为，其设计的理论基础、设计理念与原则、设计内容与方法均一清二楚，而且这种设计不仅适用于民船，也适应于军船以及海洋工程装备。但是，生产设计仍然需要不断完善，改进设计手段才能促使这项设计技术的进一步发展。

图4.7－6　管系三维模型图

在我国，推行生产设计20多年的实践表明，生产设计的发展和应用，与其设计手段的不断完善，改进是紧密相连的。回顾我国船厂在引入生产设计技术的当初，开展生产设计仅局限于船体，设计是在图板上手工绘制的。随后应用CAD/CAM技术进行了船体、管系、电缆等方面的生产设计，进而在一些骨干造船企业引进了国外先进的造船设计软件系统，才为开展壳舾涂一体化生产设计提供了条件。如今，又突破了三维建模技术，更为深化生产设计创造了条件。

不断完善与改进生产设计手段是当前，乃至今后一段时间促进生产设计技术发展与应用的课题。其发展方向就是进一步推进设计计算机化、数字化与信息化。这就需要：

1）建立信息共享平台

推进应用计算机辅助集成管理系统（CIMS）与产品数据管理系统（PDM），并以三维设计软件系统为基础实现船舶产品CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM的集成应用。

我国在CAPP/PDM技术应用上与国外差距主要在于沟通设计、生产、管理三者之间的相关信息存在欠缺与不够全面，以及存在信息的真实与可靠性不够。再由于我国造船企业在ERP（企业资源管理）技术应用上同样存在信息的欠缺与不够全面，以致搭建信息共享平台尚缺乏足够的生产、管理方面的可靠信息。为此，加速推进CAPP、PDM以及ERP技术的研究将是进一步完善，改进生产设计手段，推进应用CIMS系统，实现CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM三维数字化设计的必然趋势与必要保证。

2）研究并推进三维模型在不同软件间的转换

所谓三维模型在不同软件间的转换是指要求设计院所提供准确的三维模型能“直接”或者“经转换后”可供船厂后续生产设计使用，并使设计院所提供的三维模型成为船东、设计院所及船厂认可的施工依据，从而改变目前在船舶设计、建造过程中船东、设计院所及船厂三者之间的技术载体、审核及施工依据均有赖于二维纸质图样的状态。

如今，沪东中华造船（集团）有限公司自主开发的SPD系统软件已成功实现TRIBON、CATIA、CADDS5等系统产生的模型几何数据和部分属性数据在SPD中的导入与转换，从而既解决了异构CAD同设计院所、企业的设计集成，又可使企业原来引进的设计系统和SPD系统的集成应用。

推进三维电子模型在不同软件间的转换，应从设计院所先行。设计院所在提供二维图样的同时，还应提供准确的三维电子模型。船厂可以采用专用的模型数据转换接口，如运用或开发类似SPD系统，或配置同设计院所一致的三维设计软件对提供的三维电子模型进行深化，并开展生产设计，这样才能大大缩短生产设计的周期。

3）推进异地协同设计

异地协同设计是解决不同设计组织在不同设计阶段之间信息共享的有效手段。

计算机网络技术，尤其是网络互联技术的广泛应用，改变了企业内部以及企业之间、企业与设计院所之间的业务合作模式，为船舶产品远程异地设计的实施提供了新的平台，也使得设计的内涵与外延增加了全新的内容。通过企业与设计院所之间的异地协同设计，还可以使设计院所的设计融入企业尽可能多的生产工艺信息，同时，可使企业能够尽早地获得详细设计信息，使并行设计延伸到详细设计，从而提高了设计质量和加快了设计进度。

民用船舶远程协同设计是以计算机网络为平台采用协同设计软件，包括船舶设计各个阶段的设计模块，通过网络进行远程协同设计，实现不同组织之间的各设计阶段的衔接，使生产设计前移，达到缩短设计周期的目的。

异地协同设计可分异步和同步两种。异步协同是指在不同时间下异地用户可以通过服务器获得的协同信息；同步协同是指异地用户同时进行面对面的网络协同，信息交流可不经过系统的服务器，可以大大减轻系统的负担，并能提高工作效率。

选用同步协同设计可用通用的网络会议软件作为协同设计的软件支持平台，通过文字、视频、声音、图形、图像等方式加强异地间的协同设计。

推进生产设计全面实现计算机化、数字化与信息化，除要研究上述三方面的技术外，更为重要的是要打好基础，能用信息技术构建完整、可靠、实用的产品设计、生产、管理信息共享平台，真正推广应用计算机辅助集成管理系统（CIMS）。为此，要求：

（1）在理顺船舶生产设计流程，合理划分设计阶段，明确各阶段设计内容的基础上，建立船舶设计生产信息库，含设计所需各类标准、代码、图形、文件、管理信息，以及各类产品数据库。

（2）在理顺生产作业流程、定点、定岗作业的基础上，构建企业资源数据库与作业信息反馈数据库。

（3）在理顺生产管理流程，建立生产管理体系的基础上，构建生产管理信息数据库，含各类管理标准、作业标准、代码、文件、管理信息等，以及各类主导产品的工程数据库，包括完工记录、工时、物量统计、质量、成本分析等数据。

（4）在构建设计、生产、管理信息共享平台的基础上，能有效推广CIMS的应用。

参考文献

［1］日本造船学会钢船建造法研究委员会会编.钢船建造法第一卷总论［M］.北京：国防工业出版社，1986.

［2］高介祜，方双.造船生产设计［M］.北京：国防工业出版社，1989.

［3］高介祜.深化生产设计对建立造船生产管理新模式的有关要求［G］.深化造船生产设计文集，1992.

［4］高介祜，郁照荣.现代造船模式概论，现代造船工程［M］.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，1998.

［5］《中国船舶工业集团公司推进建立现代造船模式领导小组》文件，《2007年度船舶设计院所长第二次联席会》纪要附件2，设计概念介绍［G］.推进建模工作通讯，2007（4）.

［6］章炜梁，周德寿.舾装件的设计与管理托盘化的应用研究.沪东中华造船（集团）有限公司，现代造船模式的应用研究专题研究报告（下册）［R］.上海船舶工艺研究所“现代造船模式的应用研究”项目管理办公室，2007.

［7］谢子明，薛曾丰.造船软件国产化，2006中国数字化造船论坛论文集［C］.中国造船工程学会，2006.

［8］郑冬标，胡可一.江南数字化设计之路，2006中国数字化造船论坛论文集［C］.中国造船工程学会，2006.

［9］宫国玺，刘善德，刘作发.舾装件的设计与管理托盘化的应用研究，原大连船舶重工有限责任公司，现代造船模式的应

用研究专题研究报告（下册）［R］.上海船舶工艺研究所“现代造船模式的应用研究”项目管理办公室，2007.

［10］王卓楠，张涛，王庆升，朱丹红.以中间产品为导向，以信息化技术为手段，规范生产设计内容和设计信息共享技术的应用研究，渤海船舶重工有限责任公司，现代造船模式的应用研究专题研究报告（上册）［R］.上海船舶工艺研究所“现代造船模式的应用研究”项目管理办公室，2007.

［11］章炜梁，周德寿.以中间产品为导向，以信息化技术为手段，规范生产设计内容和设计信息共享技术的应用研究，沪东中华造船（集团）有限公司，现代造船模式的应用研究专题研究报告（上册）［R］.上海船舶工艺研究所“现代造船模式的应用研究”项目管理办公室，2007.

［12］严风华.为高效设计提供强力工具［N］.中国船舶报，2008（37）.

［13］胡可一.信息技术与造船模式的转换，第五届上海工博会科技论坛论文集［C］.上海市造船工程学会，2003.

［14］高介祜.对互动推进建立现代造船模式与数字化造船的一些看法［C］.2006年中国数字化造船论坛论文集，中国造船工程学会，2006.

【注释】

[1]现代造船工程计划管理体系详见第2章现代造船模式。

[2]关于作业区域划分的详细叙述见本书第11章船舶舾装工艺技术。

[3]船体、舾装生产设计可参阅第6章船舶制造数字化技术。