基于AM的船舶电气设备基座建模及出图方法_李传达.pdf

第 31 卷 第 1 期2023 年 1 月Vol.31 No.1Jan.,2023船 舶 物 资 与 市 场 MARINE EQUIPMENT/MATERIALS&MARKETING0 引言随着计算机辅助三维建模软件的发展，船舶电气生产设计成为船舶生产设计的重要研究方向，船舶设计软件 AVEVA MARINE（AM）是现今应用最为广泛的船舶设计软件，其中的 outfitting 模块功能强大，通过该模块可以进行电缆桥架、电气设备及其基座、电缆等建模工作，但限于软件本身的原因和各个船厂舾装件标准的不同，尽管可以完成建模出图工作，但操作步骤非常繁琐，效率低下。为了解决上述问题，需对 AM 软件进行二次开发，扩展其功能，提高工作效率。招商局金陵船舶（南京）有限公司承接的 TL866P 高端客滚船中首次使用 AM 作为生产设计软件，面对如此复杂的船型，经过不断探索研究，自主开发出了适合该厂电装生产设计标准及质量要求的生产设计配套软件，其中根据 AM 软件的特点，整理出一套快速进行电气设备建模和出图的方法和流程，并配合二次开发软件达到快速建模和出图的目的。1 AM 原生功能的电气设备基座建模AM 中有专门建基座的模块，用户需切换到 Structure 模块，并根据需要选择型材建模（Beams&Columns）子模块和板材（Panels&Plates）建模子模块，用户选择不同的型材和板材来完成一个基座的建模，型材或板材的尺寸需要通过输入坐标或用 AM 提供的有限功能来调整尺寸，建模过程十分繁琐，效率非常低下，建模的效率甚至不如 Tribon。基于AM的船舶电气设备基座建模及出图方法李传达，何文强（招商局金陵船舶（南京）有限公司技术中心，江苏 南京 210000）摘 要：本文探讨和分析了基于船舶设计软件 AVEVA MARINE 的客户化开发，实现电气设备基座的建模及快速出图方法，并基于船厂的电气设备基座制作标准，实现参数化基座建模和标准化出图，达到简化建模工作和操作流程的目的，极大地提高了工作效率。关键词：AVEVA MARINE；基座参数化建模；基座出图标准化中图分类号：U665 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2023.01.009引用格式李传达,何文强.基于 AM 的船舶电气设备基座建模及出图方法 J.船舶物资与市场,2023,31(1):26-28.收稿日期：2022-10-10作者简介：李传达（1983-），男，本科，工程师，研究方向为船舶电装生产设计及软件开发。2 基于 AM 的快速电气设备基座建模AM软件相比Tribon，在参数化方面有很大的提高。用户可以通过制作参数化模板来实现基座建模的参数化，达到简化建模操作的目的，同时为标准化出图的实现提供数据支撑。2.1 制定电气设备基座的形式及材料规格选用标准，并制作参数化模板为了实现参数化建基座及标准化出图的目的，特制定电气专业中小型设备基座制作标准，以此标准为基础在 Design templates 模块中制作设备基座的参数化模板。2.2 编写 UI 界面引用参数化模板AM 中用户引用参数化模板建模的界面不够友好，使用我司自行编写程序引用参数化模板，用户可以直接通过图形化界面（见图 1），点选需要的基座类型，并在图形化界面中填写基座的尺寸参数和材料规格等参数1，填写完毕后，通过鼠标捕捉三维视图中的点作为基座定位坐标。图 1 电装参数化建基座界面第 1 期 27 李传达,等：基于 AM 的船舶电气设备基座建模及出图方法AM 提供了多种客户化开发工具，主要有 PML和.NET 两种方法。PML 是 AVEVA 产品特有的一种编码语言，基于驱动 PDMS 的命令语法。随着产品的发展，PML 也得到了改进，提供了新的功能，使它更近于其他面向对象的语言，同时仍然保留了强大的命令语法。当PML 作为命令语法编写时，PDMS 将其作为单独的命令进行处理，并按顺序运行，就像被直接输入到命令窗口一样，通过 PML 语言可以对数据库进行访问，并提供与三维模型的交互方法。.NET更侧重于二维图纸操作3，没有提供操作三维模型的接口。通过 PML 与.NET 结合，可以实现 PML 的增强功能，允许 PML 程序调用.NET 代码，从 PML 使用.Net 框架还允许用户构建自己的控件，在 PML 窗体上使用它们，并在运行时调试代码。程序编写的思路是通过建立 COMPROP 对象，把参数化模板的规格书赋予该对象，然后建立基座和COMPROP 之间的联系，通过图形界面把基座的各种参数传递给基座，基座的定位利用 Event Driven Graphics（EDG）接口4，实现用户对 3D View 中模型信息的拾取，点线面的位置获取，通过此接口方便用户和 3D View 的交互操作。通过用户操作界面程序，把标准基座的种类，基座尺寸数据，材料规格等数据都存在了 AM 的数据库中，方便后续出图程序进行数据提取。3 电气基座的参数化出图基座的参数化出图的思路是先在 AM 的 MARINE DRATFING 模块中建立标准基座的 Subpicture，然后提取标准基座的尺寸参数和型材规格，再把这些数据写入到相应的基座 Subpicture 中。3.1 标准基座二维图纸的数据化为了实现基座标准化出图，建立标准基座图框和标准基座之间的连接关系，我司通过对标准设备基座标准整理归纳，把基座 Subpicture 抽象成 Excel 表格2，方便程序实现基座 Subpicture 和基座模型之间的联系。形成的标准基座数据，如图 2 所示。此表为每一种类型的基座都指定了相应的图框，并在参数列表中指定了需在参数化模板中提取的设计参数的值，在 Position number 列表中标明了每种标准基座涉及的部件号，通过该部件号可以获取该部件的型材及板材的型号规格，获取的部件型号规格再和第 F 列的型材及板材材料规格作比较获取该型材或者板材对应的代号，该部件对应垫板或者接地螺杆等部件，相应的代号从第G 列垫板规格和 H 列接地螺杆规格获取，这样只要维护好这个表格，就可以在不修改程序的情况下扩展标准基座的类型，并简化程序。3.2 基座制作图的存储位置AM 中图纸是按照 DepartmentRegistry 的结构来存储的，Department 是存储在 PADD 类型的数据库中。为了方便管理图纸，根据需要自定义图纸类型，分为上建电装图纸、货舱电装图纸、机舱电装图纸，自定义图纸的类型定义在 d065 文件中 SB_DRAWINGTYPE_LIST 参数指向的文件中，在该文件中指定图纸类型的number和图纸类型。此外还需要在 D065 文件中设置自定义图纸类型默认存储的 Department 和 Registry。值得一提的是，在 d065 文件中 SBD_OWNING_REGI 参数的值要设置为 MANUAL，这样可以设置图纸存储位置的 Registry，否则图纸只能存储在 d065 文件中设置的默认的 Registry 目录下。3.3 基座出图软件的开发1）出 图 模 块 的 选 择。在 AM 提 供 了 Outfitting drafting 和 Marine drafting 出 图 模 块，经 过 研 究 发 现Marine drafting 更便于使用，而且该模块继承自 Tribon，更便于从 Tribon 升级到 AM 的用户使用，许多在原来Tribon 上开发的出图软件经过部分修改也能在 AM 的Marine drafting 中使用，Outfitting drafting 使用比较繁琐，在做图框、编辑文字和二维线条等方面操作很复杂，且由于以前使用的是 Tribon 软件，比较熟悉 Marine drafting 的操作，基于以上原因，电气设备基座的出图模块就选用 Marine drafting 模块。2）标准电气设备基座图纸的生成。由于在基座的建模阶段通过自定义属性（UDA）：STDSEAT 字段已经区分该基座是否为标准设备基座，对于标准设备基座的出图是基于图 2 电气标准基座数据表格，程序读取该表图 2 电气标准基座数据表格船舶物资与市场第 31 卷 第 1 期 28 格中的内容，并根据标准基座的型号对基座进行划分，以基座的型号为依据，查找标准基座数据表格的内容，分别找到该型号的基座对应的图框名称（Subpicture），参数的名称、件号、各种型号及板材等信息，对这些信息通过程序处理，写入到图框（Subpicture）中。生成标准基座的制作图，如图 3 所示。图 3 电气标准基座制作图3）非标电气设备基座的出图。对于非标的电气设备基座的出图，首先通过程序创建三视图和 1 个 ISO 视图，并把基座添加到视图中4，在三视图中通过程序捕捉到型材的端点，标出型材的长度。若型材上有孔，则捕捉孔的坐标位置，标出 2 个孔的孔距，对于板材标出板材的边长等数据。在 ISO 视图中捕捉到基座每个零件的材料规格，通过特定的合并规则来标注零件的件号，并把该零件的材料规格写在图框的特定位置。4）基座列表明细的导出。基座列表明细用于给基座制作部门统计基座的数量及重量，并方便基座的领用部分领用。由于 AM 的 Grid Control 控件只提供非常简单的导出 Excel 的功能，不能满足使用需求，这时候需要用.Net 去编写和 Pml 交互的接口，把 PML 的 Grid 控件得到的数据通过.Net 编写的接口导出到 Excel 中去，实现基座的数据按照固定格式的输出。当然用.Net 方式编写 Excel 的接口实现数据的固定格式的输出不是唯一方案，还可以使用 Python 间接地和 Pml 的控件进行数据交换，也不失为一种可行的方案。4 结语经过 TL866P 高端客滚船的实船验证，达到了最初设想的目的，并取得了巨大的经济效益，以建造的FL5800lm RORO 船为例，按照手工拼搭一个控制箱基座时间 10 min 测算，该程序可将建模时间控制到 20 s 以内；全船的基座约为 6500 多个，使用手动方式建模约需工时 650010 min/60=1083 h，使用参数化建模程序约需工时 650020 s/60/60=36 h，合计节约时间为：每船 1083-36=1047 s，按设计工时 50 元/时计算，合计节省设计人工费用约 104750=52350 元/船。船厂可以根据各自施工标准，制造标准并结合船舶设计要求大力加强 AM 的二次开发的工作，通过对 AM系统的二次开发不但可以弥补 AM 系统的功能缺陷，加强 AM 系统的功能，而且可以大大减轻设计人员的工作量，产生巨大的经济效益，在一定程度上缩短船舶的建造周期，提高船舶设计质量。参考文献：1 雷洪涛,单小芬,诸周亮.基于知识驱动的船舶设备基座参数化设计方法 J.舰船科学技术,2021,43(9):70-73.2 谭冬,王成林.基于 AM 的舾装建模工具开发 J.机电设备,2020,37(3):25-28+72.3 刘西安,杨德庆,李清.船舶基座阻抗计算的梯度网格模型方法 J.中国造船,2020,61(4):20-31.4 李景赞,符晓红,刘亮.基 AM 软件的船舶电气托架节点建模及电缆生成方法 J.船舶经济贸易,2021(1):30-35.