1、三维模型在船舶维护保养系统中应用及关键技术研究,报 告 人：孙永刚 指导教师：马 坤陈 明,报告主要内容,报告主要内容,选题依据,在船舶航运过程中，船体结构和船舶设备的维护保养对于船舶的安全性、提高营运率具有重要的意义。 从1914年的SOLAS公约到1973年的MARPOL公约，国际海运界已经制定了一系列的国际安全公约。这些公约大多是从船舶设计、航行规则、设备性能、操作规则等方面给出的一系列安全技术规范。,选题依据,对于海洋运输公司来说，更需要一套针对运营中船舶设备、结构零件的管理方案。 只有船公司全面的了解运营船舶的设备状况、结构腐蚀损坏情况，才能更好地指导船员对船舶设备进行维护保养，并根
2、据结构状况，提前定制修理计划，提高营运效率，有效的保证了船舶运营安全。,选题依据,目前船体结构以及舱室涂层的管理方式主要是依靠船员日常检查记录、船舶大修或者进行特殊检查时进行记录。 普遍采用2D图纸和文本描述记录缺陷信息，无法直观的表述船体结构和舱室涂层状况，而这些信息对于船舶的安全性又是极为重要的。,选题依据,SPECTEC公司的AMOS船舶管理软件、中远集运船舶管理信息系统（COSCON-SMIS）、中海集团航运船舶管理信息系统 目前我国船公司广泛采用的是GB/T 16558.1-16558.7船舶设备保养体系（CWBT） ，该体系将传统的船舶设备管理和国际上插卡式船舶设备管理相结合，形成
3、集计划、管理、指导于一体的科学、使用的船舶设备管理模式。,选题依据,但由于船体结构复杂，构件数量庞大，单纯使用二维关系数据库无法准确高效地描述船体结构状况。 无法应用这些系统实现对船体结构和涂层状况的管理。,报告主要内容,维护保养系统设计,为了将船舶设备、船体构件和舱室涂层同时纳入到维护保养体系中，方便船公司进行周期性的管理 本文通过建立三维船舶设备模型、船体结构模型和舱室涂层模型，使用SQL Server数据库管理设备、结构零件BOM数据和舱室涂层状态信息采用Visual Basic 2005集成3D XML Player插件进行开发，构建基于船体设备和结构三维模型的船舶检查维护保养信息管理
4、系统。,维护保养系统设计,维护保养解决方案,Visual Studio 2005,SQL Server,维护保养系统设计,船舶管理公司管理人员或者船上管理人员在日常维护保养过程中，通过对模型的选择操作，记录相应船舶设备运行状态、船体结构件状况以及舱室的涂层腐蚀情况，完成填报工作，也可以实现维护保养业务计划编制、下达、调整、跟踪等功能的。,维护保养系统设计,通过使用该系统，可使管理者更直观的显示船舶构件状况，从整体上查看船舶设备运行状态以及船体结构件腐蚀、损坏情况，便于船公司对船舶运营状态的管理。,维护保养系统设计,通过使用该系统，可使管理者更直观的显示船舶构件状况，从整体上查看船舶设备运行状态
5、以及船体结构件腐蚀、损坏情况，便于船公司对船舶运营状态的管理。,报告主要内容,三维模型建制流程,CATIA软件涉及到的行业众多，根据行业功能需求的不同划分为若干模块，各个模块之间转换方便灵活，功能丰富，操作简捷。船体三维模型采用CATIA的GSD、SFD、SDD、SR1模块建制和修改。,三维模型建制流程,流程图,GSD,SFD,SDD,SR1,通过型值点和型线生成船体曲面,船体结构总体设计,船体结构详细设计,将船体结构以零件的方式输出，提取BOM数据,三维模型建制流程,三维船舶模型建模流程： (1)使用CATIA软件中的GSD模块构建船壳曲面,三维模型建制流程,(1)使用CATIA软件中的GS
6、D模块构建船壳曲面,三维模型建制流程,三维船舶模型建模流程： (2)配置建模环境，定制xyz三个方向的参考平面、材料库文件、板材厚度库文件、型材库文件、开孔库文件、肘板库文件；,三维模型建制流程,三维船舶模型建模流程： (3)使用SFD模块建立船体主要构件模型,三维模型建制流程,三维船舶模型建模流程： (4)使用SDD模块建立船体详细模型，包括建立肘板、加强筋，定义型材端部形式；,三维模型建制流程,三维船舶模型建模流程： (5)使用SR1模块将船体模型转换为零件模型，输出结构件BOM数据，用于维护保养系统。,模型的分类,根据维护保养的对象不同，模型的建制方式、详细程度也不相同，分为以下4类模型
7、： 舱室划分模型 船体结构模型 舱室检查模型 船舶设备模型,模型的分类,舱室划分模型,模型的分类,船体结构模型,模型的分类,舱室检查模型,模型的分类,船舶设备模型,模型建制要求,为了能够快速、有效的管理船体构件信息，对三维船体模型做如下要求： （1） 结构模型的详细程度可根据不同船公司的维护保养要求定制。 （2） 模型中的管理对象的ID在该船的模型内是唯一命名的，ID是结构化的编码； （3） 船公司有多条船舶同时管理，可通过船舶登记号组合结构零件ID做为该结构零件的唯一标识进行数据查询与填报。,模型建制要求,为了保证结构零件模型引用时的唯一性，对其名称做了如下规定： 名称为多个字段通过连接字符
8、组成； 下划线“_”：用于连接名称中的各名称字段； 连接线“-”：连接字段中并列关系的名称字段； 圆点“.”：用于连接同一构件拆分后形成的顺序号。,模型建制要求,构件名称简写对照,模型的分类船体结构模型,构件命名-板材 舱室名称_结构分类名称_位置信息_构件编号.顺序号 例如：COT5P货油舱FR132肋位处的横舱壁上左舷侧一块板材的名称如下：,顺序号,构件编号,位置信息,构件分类名称,舱室名称,COT5P_TBHD_P-FR132_PL-E . 2,模型的分类船体结构模型,构件命名-骨材 舱室名称_结构分类名称_位置信息_构件编号.顺序号 例如：COT3S货油舱右舷第12号甲板纵骨一段骨材的
9、名称如下：,顺序号,构件编号,位置信息,构件分类名称,舱室名称,COT3S_MDK_S_DL-12 . 3,报告主要内容,BOM数据处理及模型重组,CATIA的开放性较好，提供很多数据接口，通过二次开发，可以实现BOM数据交互,Xml或Excel数据文档,SQL Server 数据库,ADO,BOM数据处理及模型重组,包括名称、材料、材料类型、构件分类信息、重量、涂装面积、板材厚度、型材类型、重心位置等,BOM数据处理及模型重组,在CATIA中以产品结构树的形式管理各个构件间的装配关系，通过调整构件在产品结构树中的位置，可以实现对产品不同需求的分类,BOM数据处理及模型重组,产品由多个零件通过
10、装配组成,简单的结构树,复杂的结构树,BOM数据处理及模型重组,通过对CATIA二次开发，可以实现产品结构树重组，可以定制不同的结构树。,BOM数据处理及模型重组,结构树重组,报告主要内容,系统应用,设备卡查看模块,系统应用,月度维护保养模块,系统应用,涂层及结构状态评价模块,系统应用,涂层及结构状态评价模块,系统应用,修理计划制订模块,系统应用,涂装面积计算模块,系统应用,涂装面积计算模块,报告主要内容,论文总结,创新点： 探讨了将船体结构以及舱室涂层纳入到维护保养体系中的可行性； 围绕系统开发，定制船体结构检查模型和舱室涂层检查模型建模原则，模型建立方法； 定制船体结构零件的结构化编码，方便软件编程管理,论文总结,存在的问题： 由于各个航运公司的维护保养管理模式都不相同，目前还无法对需求进行统一； 船体结构复杂，建立结构模型比较费时，过于详细的结构模型导致建模周期加大，成本增加，这些工作都有待于改进和完善。,展望,随着计算机性能的提高和三维造型技术的发展，飞机、汽车行业从设计到生产以及服务都已经实现的三维的应用。 船舶行业从设计制造营运过程，也将会全面应用三维造型技术。,谢谢 !,
