舰船数字化制造的若干关键技术.doc

舰船数字化制造的若干关键技术.doc舰船数字化制造的若干关键技术
46卷第2期(总第169期)
()VolJune2005文章编号:100024882(2005)0220075206
(,北京100861;,150001)摘数字化制造正成为推动21关技术的研究应用工作。,提出了舰船数字化制造的若干关,、舰船工程共享信息库、数字、、舰船数字化建造体系和装备、配套系统设备数字化研制技术等。
舰船工程;数字化制造;关键技术关键词:船舶、
中图分类号: 文献标识码:A
1 引言
数字化制造以其响应快、质量高、成本低和柔性好等特点,正成为推动21世纪制造业向前发展的主流[1]。世界先进造船国家及海军强国广泛地开展了相关技术的研究应用工作。早在上世纪90年代初,美国DARPA提出了集虚拟样机技术和仿真技术于一体,并对舰船设计、制造、生命周期维护等各项过程兼顾的新一代舰船设计系统——即基于虚拟仿真的舰船设计(Virtual—SimulationBasedShip
[2]2000年9月,全美六大造船公司率先联合建成基于信息技术的造船虚拟企业(动态联盟),它Design)。
联合了造船的分包商、供应商和舰船使用、检验、研究部门,采用能交互的、一致性定义的设计、建造过程控制方法,实现了造船CALS
系统[4]。2002年4月,韩国三星重工正式启动“数字化造船系统”的发展计划[3]。
2 舰船数字化制造总体结构[4]
舰船数字化制造(DitigalManufacturingforShip,DMS)是指在计算机技术、信息技术等支撑技术的支持下,在对舰船设计制造过程进行数字化的描述而建立起的数字空间中完成舰船产品的研制过程。其实质是基于产品描述的数字化平台,建立基于计算机的数字化产品模型,并实现产品开发全过程的数字化。因此,它的基本特征表现为:设计制造全过程信息融合及过程集成管理、数字化建模仿真与优化、面向产品全生命周期。其特征结构如图1
所示。
收稿日期:2005201219
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图1 舰船数字化制造特征结构
舰船数字化制造系统的目的是实现舰船研制过程中不同数据、应用、流程和服务的共享和协作,其应用对象是具有复杂信息环境、复杂信息关联的舰船设计制造企业
。其分布式数据库和应用系统的基础上,
,通过平台提供的专业化系统服务、,。其体系结构见图2。
图2 数字化舰船制造系统体系结构
3 舰船数字化制造的关键技术[4~8]
舰船数字制造技术标准及实施规范
舰船设计制造是一项非常复杂的工程,它是由多团队、多领域、多厂所共同参与开发,涉及大量的信息系统,并且需要在严格的流程管理控制下实现这些信息系统之间交互和协作。目前针对不同的对象有不同的技术标准和不同的信息表达方式,但无法满足整个舰船数字制造过程的需要。因此,在舰船数字制造技术研究中,其标准及实施规范便成为关键问题之一。
(
1)舰船工程编码技术:根据DMS构建及运行的需要,构建统一的舰船设计、建造的工程编码体系,建立舰船工程编码管理系统,为舰船产品设计全过程及舰船建造、维护提供统一的编码依据,保证信息的一致性;
(2)舰船数字化制造参考模型:构建完整的DMS参考模型库,规范并优化舰船设计、生产、管理流程,指导舰船研制相关单位的协作流程构建和信息共享与交换,为信息系统的选择、开发、实施、运行和动态重组提供参考。
舰船工程共享信息库
(1)舰船情报信息系统:建立以舰船专业情报部门为核心,相关厂所情报部门为骨干,形成一体化的信息资源结构和协力式情报研究与服务环境,实现知识资源的电子化、网络化和预测及分析手段的现代化、辅助决策过程的科学化;
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(2)舰船母型船数据库系统:按常规潜艇、核潜艇、水面战斗舰艇、军辅船等船型进行分类,建立一个采用统一工程数据库结构技术、具有独立管理功能、开放式体系结构的舰船工程共享数据库,完成舰船型号产品数据的综合管理,建立数据库内部多种数据的传递、查询响应机制,为新产品设计中船型优化、性能预报、结构设计、设备及材料选择等数据源和工具,建立起数据库与其它应用系统之间的耦合。该数据库系统应包含舰船母型船性能数据(实船阻力性能、推进性能、操纵性能、螺旋桨、舵)、结构数据(船用钢材、舰船结构图形、舰船振动性能数据等)、产品数据(舰船的线型、主要结构图、载重量、航速、总布置、主要材料、设备等);
(3)舰船综合性能优化设计及工程分析计算软件库:体线型和螺旋桨设计方案,并能给