刍议船舶电气智能设计系统关键技术

刍议船舶电气智能设计系统关键技术

李林坤

中船澄西新荣船舶有限公司 江苏靖江 214514

摘要：针对船舶电气设计而言，实为一个多专业协作、多学科汇集以及所需知识内容多元的复杂过程，无论是在明确设计方案上，还是在构建分析模型上，再或者是在评价优选各种设备方面，均需设计经验与创造性设计的紧密交融。当前，船舶电气系统正变得越发复杂，而且精度要求越来越高，周期越来越短，如此一来，不仅要确保各种资源的合理利用，而且还需保证各个电气系统均能安全、高效运行。因此，需要设计出更加智能化的船舶电气系统，本文就此系统的开发路径作一探讨。

关键词：船舶电气智能设计系统；关键技术；

由于技术等方面的制约．我国目前大多数船舶设计软件在电气设计方面仅具备绘图功能 而船舶的电气系统设计是一个需要多专业协作的复杂过程．涉及到大量的设计方案的确定、分析模型的建立、各种设备的评价选优等工作．若靠人工的操作不仅消耗大量的时间而且工作精度不高．严重影响设计的效率和质量。

一、船舶电气智能设计

要想从根本上将设计周期、质量、精度及资源浪费等方面的问题给解决掉，需善于借助相关知识与数据，且做到快速访问，除此之外，还需要把估计改成估算，并借助计算机以一种自动化方式完成规律性劳动。设计方案阶段。能够科学管理设计资料，并且实现再设计，其主要囊括如下方面：可以将最合适的母型船给找出来，并且还能以一种快捷方式将其修改成目标船；能够将某种型号设备的各类出厂资料给快速找出。技术设计与生产设计阶段。需要实现：其一，在各核心设计阶段，可基于系统运行界面，将所需要的设计流程、设计方法及检验标准的指导给出来；其二，对于那些有着较强规律性的系统，能实现对其的参数化绘图；其三，利用技术设计来明确的各类参数，会对生产设计造车约束；其四，能够实现数据的关联与统一。

2. 船舶电气智能设计系统关键技术

1.船舶电气系统设计，船舶的电气系统是一个复杂的系统，各个电气系统规律性不统一，而且现在的新的电气控制系统更新换代速度快，所以在设计中要考虑到系统能实现常规计算机辅助设计功能以及资料管理，具有计算生成、自动校验、数据交换等智能化功能的基础。电气功能模块包括电气系统、子系统以及子系统所属的模块，是一个集成概念，而电气功能模块主要设备的功能、性能参数，图形信息以及其中的设备信息，总模块的性能参数、功能等是实现参数化绘图，对庞大的设计资料进行科学管理，以方面设计人员快速找到最恰当的母型船，提高设计效率等功能的基础。按照需求，每个功能模块需要包括文档、性能参数、功能参数和子集等内容。文档包括材料表、计算书、布置图、系统图、规格书、说明书等。性能参数，是指用来描述该模块性能的参数，如电力推进系统的损耗、辐射、精度、灵敏度等。而功能参数，是用来描述该模块功能的参数，如综合通讯系统的岸线、内部通话、插线、对外喊话、广播找人、电话会议等。子集一般是该模块的子模块，如果没有子模块的话，子集指的就是所属的文档信息、图形、设备信息。综合上述要求船舶电气系统设计主要是通过调用第三方绘图软件和WindOWS应用程序的技术方案来实现系统需求，主体框架分操作界面、主程序、参数绘图模块、数据库、资料库五个部分。操作界面：主要有项目管理、图纸管理、计算书生成、材料报表生成、电气绘图、标准图框生成、标准符号生成、三维模型生成、数据交换以及帮助十个主界面。对于功能和需求比较复杂的主界面．为了进一步的实现系统的功能需求，配有子界面，例如电气绘图主界面配有页面管理、设计布置、参数绘图、对象编辑四个子界面。主程序：指为了实现操作界面的相关操作，主要是为了实现项目、图纸管理，计算书、材料报表生成，电气绘图，辅助设计模块的相关程序以及接口程序。数据库：数据库是整个系统的核心部分。主要保存着零件及设备的参数、项目信息等，主要分为管理数据库和项目数据库管理。而且在系统中，每个项目都有自己的项目数据库，用于存储其所有电气系统、电气设备以及资料信息。资料库：保存所有船舶电气设计过程中涉及产生的图纸和文档资料。参数绘图模块：目前的船舶电气系统中，主要包括电力一次系统图、广播系统图、照明系统图以及照明布置图四个部分。

2.船舶电气智能设计对象分析，为了更好的实现电气设计的智能化，本文对设计过程中涉及的对象进行了简单的分析。设计对象主要分为船体背景、电气器材和设计管理信息三大类，船体背景，在船舶的电气化设计．船体背景是一个必须要考虑的重要因素主要是指甲板的环境变量和设备所在的区域属性。即在电气系统图设计时需要在图纸上按照设备所处甲板对设备进行划分，确定每个设被的准确位置；再对设备进行布置时，需要考虑设备所处区域的环境变量。电气器材，这里的电气器材主要是指电缆和电气装备。在电气系统的设计需要对电气器材的属性有具体的了解 对于电缆的属性主要是型号、规格以及和前后设备的拓扑关系。而电气装备的属性则想多比较具体，主要有二维符号、三维模型、名称、代码、额定功率、功率因数等。设计管理信息主要是在设计过程中．为了方便管理．将设计管理分作船舶项目、系统、子系统和功能模块四级，并建立结构树，进行相关的属性信息管理。自动生成计算书和材料清，通过定义各种计算书、说明书和规格书的参数化模板，实现在选择方法、填写部分参数的情况下调用数据库，自动生成船舶电力负荷计算书、电压降计算书、船舶电气规格书、船舶电气说明们等。系统需根据设计需要自动生成各种材料统报表，在图纸上自动生成其中每个电气系统的材料表。

3.船舶电气智能设计系统中，运用到的高新技术众多本文主要是介绍了船舶信息数字化、功能模块参数化两种关键技术。信息数字化技术信息数字化技术在船舶电气智能设计系统中主要将设计中设计到的对象进行相关的数字化信息处理，即根据相关定义原则，将约束条件和属性采用相关的数字代替具体的信息，然后对上述船舶电气设计中需要设计的对象采用相关的数字描述．建立船舶电气数字化模型 数字化过程中主要采用面向对象方法学，将船舶看作由各种“对象”组成的整体，然后根据相关的约束条件对各对象的归类、设计以及定义属性、方法以及响应的事件。使其能满足计算机的识别和处理功能。参数化方法在船舶电气设计中，比较常用的方法就是查询修改母型船。但是该方法在查找过程中需要进行大量的信息处理．本文针对该特点采用了参数化方法 参数化方法主要是对电气系统图纸采用参数进行量化和识别和相关功能模块的描述。主要进行参数化的因素有船舶类型、装载作能力航区、自动化标志、电力推进、主机、主电源和大型机械设备等。参数化模块主要是指描述描述系统功能的特征项．包括图面需要表达、绘图需要的各方面。 本文以船舶电气智能设计系统中数字化、参数化设计方法为基础，介绍了AutoCAD中的ActiveX技术及XData技术详细探讨了使用该技术对船舶电气AutoCAD图纸的识别与再设计方法，并给出使用VB语言实现船舶电气再设计功能的关键源代码．该技术在船舶电气智能设计系统中的应用解决了AutoCAD图形与数据库关联的问题及其图形对象难以被计算机识别的问题。

该技术的应用能够大大缩减母型船转化的速度，提高设计效率，缩短设计周期。同时，该技术对基于AutoCAD平台设计的其它专业也有参考价值。总而言之．随着我国科技的日新月异，计算机技术的快速发展，我国的船舶电气智能化设计将会有很大的进步，步入真正的智能化阶段，将大大的缩短设计成本以及设计周期。

参考文献：

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[2]李赟. 船舶电气智能设计系统关键技术研究及原型实现[J]. 中国水运（下半月）， 2017， 15（12）：132-133.

[3]于忠鑫， 胡勇， 白民权. 船舶电气智能设计系统关键技术研究及原型实现[J]. 科技创新与应用， 2017， 15（23）：37-37.