船舶舾装设计中CADMATIC软件的作用

　　摘要：在船舶大型化和精细化设计和建造的大趋势下，将船舶详细设计和生产设计贯通的三维一体化设计是必然的发展方向。本文以85000 t散货船为例，使用CADMATIC三维设计软件进行舾装设备参数化建模、建立模型标准库、Plant Modeller中铁舾件建模、舾装设备及铁舾件三维空间布置以及Plant Modeller出图等操作。CADMATIC三维设计可实现详细设计和生产设计的一体化、各类设备及模型共享。相比于二维设计，三维设计各专业协调配合更加高效，对于后期施工、模型的查看等也更加方便。

　　关键词：CADMATIC软件； 舾装设计； 三维设计； 三维出图；

目录

　　0引言………………………………………………………………1

　　1研究背景………………………………………………………………2

　　1.1 CADMATIC软件介绍………………………………………………………………3

　　1.2软件优势………………………………………………………………4

　　2舾装三维建模………………………………………………………………5

　　2.1参数化建模………………………………………………………………5

　　2.2设备三维建模………………………………………………………………6

　　3三维空间布置………………………………………………………………7

　　4 Plant Modeller出图………………………………………………………………8

　　4.1三维出图………………………………………………………………9

　　4.2材料清单生成………………………………………………………………9

　　5结语………………………………………………………………10

　　文内图表………………………………………………………………11

　　图1直梯的尺寸参数………………………………………………………………11

　　图2标准库设备属性定义………………………………………………………………11

　　图3货舱典型分段舾装布置三维立体图………………………………………………………………11

　　图4货舱典型分段三维立体图………………………………………………………………11

　　图5典型分段平面俯视图及129肋位的剖视图………………………………………………………………11

　　表1 CADMATIC材料清单………………………………………………………………11

　　参考文献………………………………………………………………12

　　0 引言

　　船舶一体化设计是指应用设计软件实现船舶工程不同设计阶段、前后工序的数据传输、完成设计工程的主要工作。CADMATIC软件结合船体结构、舾装、轮机以及电气等方向来展开三维设计建模的应用型软件[1].该软件通过制定标准化的规范，使合同设计、详细设计及生产设计贯通，从而使模型更加流程化、标准化、数据保持一致，有利于将设计建造一体化，以达到提高效率、防止返工的目的。

　　1 研究背景

　　1.1 CADMATIC软件介绍

　　CADMATIC是一款针对船舶和海工设计所开发的三维软件。软件本身的目的是为了帮助客户优化设计工作、提高设计效率、减少建造工期及降低材料的浪费。在船舶行业，通过此软件实现三维一体化有很大的突破。

　　1.2 软件优势

　　CADMATIC采用欧洲的图纸数据模式，在船舶设计中，详细设计人员在满足设计规范的情况下进行参数化建模，并针对系泊系统、舵系、锚系等进行布置，减少设计的人力、物力。而生产设计人员衔接详细设计和现场施工，通过统筹各个专业，对模型进行优化和调整来满足生产工艺和建造，完成各项图纸后下放到生产车间进行生产[2].

　　本文以85000 t散货船为模型，结合详细设计和生产设计的要求对舾装件进行三维空间布置、材料表清单统计、出图图框的标准化以及制作图和安装图的出图。

　　2 舾装三维建模

　　舾装的三维建模，是合同设计、详细设计和生产设计标准的统一，实现每个设计阶段的无缝对接。对于舾装的生产设计，标准建模和铁舾件建模在整个工作阶段占了很大的比重，其中建立模型库是完成三维空间布置的基础。依据设计规范，以船体模型作为背景，舾装设计人员即可在三维立体图中进行设备和铁舾件的布置，这样既可以达到模型共享，又可以方便今后其他项目的使用。

　　2.1 参数化建模

　　对于一些标准化的直梯、人孔盖、污水井盖等铁舾件，可以通过参数化建模来方便尺寸的修改。比如，在CADMATIC标准库中，对于常用的直梯，通过参数化建模，只需要建一把直梯，拓扑相关的点，即可建出款式相同、任意尺寸的直梯，如图1所示。

　　图1 直梯的尺寸参数

　　对于这类规则的直梯，通过修改直梯的参数来改变直梯的尺寸，如图中L代表直梯的长度，B代表直梯的踏步宽度。

　　2.2 设备三维建模

　　在舾装模块，设备的属性定义包括设备名称、设备型号、设备厂家、设备人姓名等，如图2所示。通过详细的设备属性定义可迅速地找到三维中所需要的设备并放置，遇到设备有疑惑的地方，也可以从属性中找到当时将设备放入标准库的人员姓名进行及时的沟通。

　　图2 标准库设备属性定义

　　在标准库中设备的建模，不会局限于不同的模块、不同的设计阶段，所有参与项目有权限的设计人员都可以调用不同模块的设备进行有需求的使用，详细设计阶段建的设备生产设计阶段可以直接调用，这样节省了工作时间，设备在不同阶段得以统一，生产设计阶段的设备布置对设备的精准度进行了一次检查，有利于设备的准确性。

　　3 三维空间布置

　　三维空间的模型检查需要各专业间共同解决，这项工作保证各专业间的连贯性，减少设计错误的发生，缩短项目设计和生产周期[3].以85000 t散货船的货舱典型分段为例，仅调出船体、舾装设备和舾装件，通过设计要求布置。利用CADMATIC软件的优势，随时随地调用和隐藏其他模块的模型，如图3所示。

　　图3 货舱典型分段舾装布置三维立体图  

　　如图3对货舱典型分段进行直梯、人孔盖、污水井盖、导轨、压载井盖布置。CADMATIC三维设计使详细设计和生产设计得到衔接，2个设计阶段的设计人员都可以在模块中进行模型建模和布置。详细设计根据设计规范确保模型布置合理，生产设计在详细设计的基础上对模型进行优化，协调各专业之间的碰撞问题。

　　4 Plant Modeller出图

　　在CADMATIC中，完成建模后通过三维模型可以提取二维视图，自动生成布置图、计算重量重心和涂装面积；也可以直接通过三维模型智能生成送审图、结合模型信息自动生成材料清单、给零件图自动编号等。

　　4.1 三维出图

　　CADMATIC的二维出图可以直接从三维空间立体图中生成，并且可以任意剖切，满足模型精准设计和布置的要求[4].根据送审要求、船厂的图纸要求，CADMATIC对于图框、封面、内页、视图和材料表清单都是可以通过预先自定义来进行标准化的定义。以85000 t散货船项目的货舱典型分段为例，如图4和图5所示。

　　图4 货舱典型分段三维立体图 

　　图5 典型分段平面俯视图及129肋位的剖视图  

　　可知，舾装模型布置完成后调入其他专业模型进行检查，三维立体图采用旋转、剖切等方式进行各个模块检查，全方位地查看模型布置是否合理、模型之间是否有碰撞等问题。根据生产要求提前制作图框，图框中包含图名、图号等所需信息，插入典型分段的平面俯视图，其中调入船体结构和舾装件，前期的模型检查大大减少了后期制作图和安装图的返工。

　　4.2 材料清单生成

　　CADMATIC的材料表可以进行自动统计舾装件零部件的数量、自动更新设备属性的功能。当其他模块进行变更，图纸只需进行更新即可自动变成最新版本，无需再手工进行更改，如表1所示。

　　表1 CADMATIC材料清单

　　5 结语

　　CADMATIC应用于舾装三维一体化设计，还需要结合船舶行业和舾装的专业特点进行深入的二次开发。针对各个设计阶段，一体化的标准还需要不断完善，从而更加高质量和高效率地为生产服务。对于未来的发展趋势，一体化势在必行，一款能够脱引而出的软件也将被更多的人所使用和认可。

　　参考文献
　　[1] 田绍君，谢育福。NUPAS-CADMATIC软件在船舶精细化生产中的应用[J].科学与财富，2019,（3）：65.
　　[2] 雷龙飞，任焱国。Nupas-Cadmatic系统在造船中的应用[J].中国科技投资，2018,（20）：232.
　　[3] 郑洪维，雷龙飞。NUPAS/CADMATIC针对船舶分段总装建造策略的设计[J].科学与财富，2018,（30）：52,51.
　　[4] 刘鑫。CADMATIC船舶建模与标准化[J].中国水运，2011,（04）：30-31.