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      基于并行協(xié)同設(shè)計理念的船舶設(shè)計流程優(yōu)化

      2017-06-13 13:24:59徐志剛
      山東工業(yè)技術(shù) 2017年11期
      關(guān)鍵詞:船舶設(shè)計流程優(yōu)化

      徐志剛

      摘 要:生產(chǎn)實踐表明,船舶設(shè)計是以仿真模型為基礎(chǔ)的,為了使得整個設(shè)計階段能夠協(xié)同并行便于設(shè)計的無縫連接,提高制造業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和效率,我們對船舶設(shè)計的整體流程進行探討研究,并為調(diào)整專業(yè)內(nèi)容提供依據(jù),以求更好的為生產(chǎn)實踐服務(wù)。

      關(guān)鍵詞:并行協(xié)同;船舶設(shè)計;流程優(yōu)化

      DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.209

      協(xié)同設(shè)計,是近年來提出的一種新的設(shè)計模式,已被有遠見的設(shè)計單位所接受和有效運用。協(xié)同設(shè)計的機理在于將多種看似簡單的設(shè)計模式有效結(jié)合起來,同時融入許多現(xiàn)代化應(yīng)用技術(shù),通過抽象開發(fā)開發(fā)的系統(tǒng)的現(xiàn)代設(shè)計方法論。其目的是構(gòu)建一個良好的協(xié)作環(huán)境,加強設(shè)計人員與工作層面的溝通與合作,保證設(shè)計師之間能夠資源共享、信息通暢,從而優(yōu)化設(shè)計的全部環(huán)節(jié)及階段,這么做能夠有效防止重復(fù)或由設(shè)計導(dǎo)致的錯誤數(shù)據(jù)信息。

      研究指出,協(xié)同設(shè)計涉及范圍廣泛,包括虛擬設(shè)計,并行設(shè)計,生產(chǎn)設(shè)計流程再造等等。相關(guān)文件指出,船舶的設(shè)計的階段都有自己的產(chǎn)品模型,為了實現(xiàn)船舶從概念設(shè)計到生產(chǎn)設(shè)計過程的總體協(xié)調(diào)有序,縮短船舶設(shè)計的時間及預(yù)算,避免不必要的重復(fù)工作,我們對相關(guān)問題進行探討分析。

      1 船舶設(shè)計的階段劃分及其相關(guān)內(nèi)容概述

      目前,船舶設(shè)計過程一般分為五個階段:準備技術(shù)任務(wù),初步設(shè)計,詳細設(shè)計,生產(chǎn)設(shè)計和完工設(shè)計。設(shè)計階段的任務(wù)各不相同,本文主要根據(jù)操作性質(zhì)和操作過程對前四個階段的內(nèi)容進行分類。

      (1)準備技術(shù)任務(wù),按照設(shè)計單位的要求對船舶的外觀,性能和作用進行準備。

      (2)初步設(shè)計,這是基于對任務(wù)書的深入分析和調(diào)查研究得出的,主要對船體,汽輪機,電氣各個專業(yè)方面的各種可行性方案進行設(shè)計,以滿足船東的要求。

      (3)詳細設(shè)計,是基于初步設(shè)計完成的,按照各種系統(tǒng),功能,專業(yè)深入分析各種問題并進行詳細的推算演練,并進行計算和繪制??煞譃檎w結(jié)構(gòu)設(shè)計,區(qū)域結(jié)構(gòu)詳細設(shè)計,模型創(chuàng)建和項目結(jié)構(gòu)材料庫存統(tǒng)計等設(shè)計任務(wù)。

      (4)生產(chǎn)設(shè)計,是根據(jù)造船廠的條件和特點,按照技術(shù),設(shè)備,施工方案,工藝要求等要求,設(shè)計和制作施工圖紙及施工工藝和程序的設(shè)計過程。

      2 船舶并行協(xié)同設(shè)計過程的構(gòu)建

      (1)設(shè)計過程分析與分解。要完成并行協(xié)同設(shè)計理念下的過程分析與分解,一方面,依照設(shè)計方案將各項細則明確細化,為后續(xù)施工設(shè)計過程做準備;另一方面,在并行協(xié)同工程中注重“宏觀并行,微觀串行”的相關(guān)理論,對傳統(tǒng)的船舶設(shè)計過程加以細分為初步設(shè)計、詳細設(shè)計和生產(chǎn)設(shè)計三個大的階段。詳細的設(shè)計是基于整體設(shè)計,對設(shè)計的子系統(tǒng)進行深入分析。生產(chǎn)設(shè)計的最終目的是船舶生產(chǎn),其主要過程可以總結(jié)為殼、舾、涂三大流程。

      (2)設(shè)計過程的規(guī)劃與重組。實踐表明,設(shè)計流程之間有三種關(guān)系,即串行關(guān)系,平行關(guān)系和交叉關(guān)系。串行關(guān)系是最原始的協(xié)作關(guān)系,我們將其優(yōu)化的目的就是將這種傳統(tǒng)向著并行關(guān)系或交叉關(guān)系進行轉(zhuǎn)變。通過分解與設(shè)計,對一些原始的連續(xù)工作流程并行,分工過程中進一步劃分關(guān)系并進行過程重組,進而保證設(shè)計的成功率,構(gòu)建設(shè)計微循環(huán)。

      微循環(huán)模型是一種宏觀平行的,微觀設(shè)計理念下的的模型機制。起主要是將設(shè)計對象分解為子對象,并允許設(shè)計人員在設(shè)計對象的不同方面進行同時工作,從而大大縮短整個設(shè)計周期,提升了工作效率,該種設(shè)計理念需要完成的信息共享機制作為保障。

      3 基于并行工程的船舶設(shè)計過程的改造

      (1)建模。這實際上是一個需要重復(fù)設(shè)計的過程,很難做到一次性成功。 就船舶工程而言,其設(shè)計過程中的各種元素之間是一個動態(tài)變化的過程,需要大量的時間作為依托才能把握其規(guī)律,對其進行精確描述,最終設(shè)計成功。在這種情況下,為了保證最大限度的成功幾率,在生產(chǎn)實踐中通常使用最小-最大代數(shù)關(guān)系來構(gòu)建其函數(shù)關(guān)系,然后使用動態(tài)規(guī)劃方法優(yōu)化其周期。這同時也要求,我們在設(shè)計出模型并應(yīng)用于并行優(yōu)化的整個過程中,在模型和設(shè)計過程之間建立一對一的對應(yīng)關(guān)系是非常重要的,必須要引起設(shè)計師們的高度重視。

      (2)改造管理機制。目前,船舶制造企業(yè)開展生產(chǎn)設(shè)計所需要建立的模式是在設(shè)計院設(shè)計的基礎(chǔ)上建立的,在生產(chǎn)設(shè)計和現(xiàn)場生產(chǎn)直接指導(dǎo)的基礎(chǔ)上建立的,所以設(shè)計這種機制更好的優(yōu)化方法是設(shè)計研究所和造船企業(yè)進行聯(lián)合設(shè)計,組件高效、高質(zhì)量的設(shè)計團隊,聘請或者引用造船企業(yè)的優(yōu)秀人才,從制造設(shè)計的各個環(huán)節(jié)著手,重點關(guān)注技術(shù)薄弱環(huán)節(jié),全方位的監(jiān)控生產(chǎn)過程和生產(chǎn)條件,并對從概念設(shè)計模式到生產(chǎn)設(shè)計模式,然后到現(xiàn)場生產(chǎn)的全過程實現(xiàn)無縫鏈接。

      (3)應(yīng)用輔助設(shè)計和管理技術(shù)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步與發(fā)展,計算機模擬技術(shù)被逐步應(yīng)用于船舶設(shè)計和發(fā)展的全過程。尤其是在結(jié)構(gòu)計算、性能計算和制造技術(shù)方面,計算機技術(shù)發(fā)揮著不可替代的重要作用。但就目前來看,計算機技術(shù)在船舶制造企業(yè)中的應(yīng)用還不廣泛,技術(shù)也不夠成熟。因此,在船舶的設(shè)計中,由于船舶產(chǎn)品的復(fù)雜性,經(jīng)常由無數(shù)的部分組成,而且每部分信息也可能比較凌亂,更有可能改變其動態(tài)。為了確保這些信息的完整性,有效性和準確性,難以通過手工管理手段實現(xiàn)。這需要一個良好的技術(shù)平臺進行支持生產(chǎn),同時要加強生產(chǎn)和管理信息集成的并行設(shè)計,使船舶設(shè)計院與制造商之間的三維船體模型變得更加完善。綜上所述,在設(shè)計院和造船廠實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之間的協(xié)同設(shè)計,使造船企業(yè)在詳細設(shè)計階段開始參與設(shè)計,這對加強企業(yè)和設(shè)計院的數(shù)據(jù)庫管理模式,實現(xiàn)優(yōu)化的船舶設(shè)計過程有非常大的幫助。

      參考文獻:

      [1]李明,孫東升,陳慈慧等.船舶并行協(xié)同設(shè)計管理研究[J].船舶工程,2005,27(06):84-86.

      [2]劉寅東,蘇紹娟.船舶并行協(xié)同設(shè)計環(huán)境及關(guān)鍵技術(shù)[J].大連海事大學(xué)學(xué)報,2011,37(01):25-28.

      [3]崔小祥,蔣志勇,王岳.船舶產(chǎn)品建造程序計劃系統(tǒng)信息模型研究[J].造船技術(shù),2008(03):4-7.

      [4]曲鵬祥,馬曉平.船舶并行協(xié)同設(shè)計動態(tài)計劃管理系統(tǒng)研究[J]. 造船技術(shù),2010(02):8-10.

      [5]劉永.飛行器協(xié)同設(shè)計中的PDM框架與文檔管理研究與實現(xiàn)[D]. 南京:南京航空航天大學(xué),2008.

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