计算机辅助船舶制造

计算机辅助船舶制造

教学目的

通过课程的学习，使学生了解计

算机辅助船舶设计、制造的历史，当前

的应用领域和水平以及未来的发展方向,

了解造船CIMS的概念，同时了解船体建

造工艺中的主要数值的表示方法及计算

机应用的原理与方法，为以后从事计算

机辅助船舶设计、制造的应用和科研工

作提供入门知识。

第一幸概论

，、工业企业应用计算机概况

1.产业背景：工业生产模式发生变化

2.应用基础：微型计算机广泛使用

3.技术创新:CAD/CAM/CAPM/CAPP

4.发展阶段：制造、设计、管理及一体化

制造：NC机床多道加工NCDNCCNC

FMS/CAPP

设计：DB/设计计算/交互造型/绘图人机

对话交互设计3维设计和工程分析CAD系统

管理：单独模块功能MISMRP1/2ERP

柔性制造系统柔MS）

柔性是指系统适应环境或输入条件变化的

能力。作为一个企业的制造系统，其柔性主要

体现在对市场变化作出快速有效响应的能力。

柔性制造系统是一个产品设计（CAD）、工

程设计与施工等局部集成起来的制造系统,由

产品设计系统、工程设计（生产设计、数学放

样、作业计划设计等）系统、自动化机器（如

数控工作机器、机器人）、监控系统、资源管

理系统等多个子系统构成。

CAD与CAM信息的交互使用，促成

建立以工程数据库为基础的计算机辅助设

计和制造的一体化综合系统。

CAD、CAM、MIS贯穿工业生产过程

的三个组成部分---市场、设计和制造°

一体化发展趋势：单元技术的高度自

动化和整体技术的高度集成化。

CIM:两个内涵

CIMS:两个特征

二、船舶行业应用计算机概况

1956年，丹麦船舶研究学会用计算机进行船舶静水

力曲线和邦金曲线的计算。应用计算机计算船舶性能、

解算各种技术问题。由此用计算机进行船舶设计中的数

学计算，代替繁重的人工计算。

1958年，英国研制成功第一台数控切割机。

60年代，造船业开始研究用计算机进行数学放样，

使计算机应用和数控技术进入船体建造领域。同时开发

数控肋骨冷弯机、数控弯管机、数控螺旋桨加工机床等

数控加工设备。

70年代，数据库技术得到广泛应用，造船界提

出了发展以数据库为核心，船舶设计、建造、管理

一体化的造船集成系统。系统由若干能独立完成某

些特定功能的子系统和模块组成。在此期间，计算

机应用从船体领域发展到躺装领域。

80年代以来，造船集成系统发展主要表现在两

个方面，其一，继续改进、完善和扩充现有的造船

集成系统，扩大系统功能和应用范围，以提高系统

应用效益；其二，为研制开发新一代的造船集成系

统——船舶计算机集成制造系统提出目标和规划。

船舶产品和造船生产过程的特点

1.造船生产方式的特点；

多品种、单件或小批量生产。

2.船体设计的表示方法特点；

特有的船体放样工序。

3.船体建造工程的施工特点；

作业环境复杂、作业条件恶劣，不利于实现装配和焊接的

自动化。

4.船舶躺装系统在船舶制造中的施工特点；

躺装工程的安装作业更为复杂，不利于安装作业机械化

和自动化。

设备供应而

系蜕供应商

船级社

分包建造厂

码头艇装

造船CAM技术的特点

1.船体放样的数据处理和计算；

2.管系、电缆布置的数据处理和计算;

3.船体构件的计算机辅助套料；

4.船体构件加工特点的影响；

5.船体装焊工艺特点的影响；

6.躺装系统安装工艺特点的影响。

1.3主要造船集成系统简介：

国外：

>TRIBON(AVEVAMarine);

>FORAN;

>NUPAS-CADMATIC;

>SHIPCONSTRUCTOR;

国内：

>HD-SHMHD-SPD;

>SB3DS;

TRIBON(TB5/Ml/M2/M3-AVEVAMarinel2.0):

瑞典的KCS公司在STEERBEAR系统的基础上，兼并了AUTOKON

系统、SCHIFFKO系统、BMT部分系统，组成了TRIBON造船

CAD/CAM集成系统。

那UNTITLED-LYF-Hullp]-Tzibon■!PlanarHull

EditVie*InsertFormatloolsSiMensionModifyEl«n*rMullTo01sU«lp丁H宗

Q昌5Wi施KJ-f・/0勺01口口01/掰给期伊萨1fas

K日

X夕

®后

云

即

口

V

O

G

一

一

句

因

.

/•

ES日

森园Qa学♦：♦⑦

NOME

3YiadowaExplorerUHTULED-[YT-:x-4so£tPower?.UlpioNiaucci.

TRIBON三维模型（船体）

TRIBON三维模型（救生艇）

FORAN:

FORAN由西班牙Sener集团开发，是一个从基本概念设计

到钢结构加工、机舱布置和船舶胃西装作业的功能很强的造船

集成系统。

FORAN三维模型

NUPAS-CADMATIC:

由荷兰和芬兰两家公司开发的三维CAD/CAE/CAM船舶设计

和工程软件。

NUPAS三维模型

NUPAS中的外板展开

SHIPCONSTRUCTOR:

加拿大船舶建造软件ShipConstruetor是基于AutoCAD和

MicrosoftAccess二次开发的一套用于产品建模的船舶建造

SHIPCONSTRUCTOR三维模型

年

囤

口

长

酬

整

s

甘

HD-SHMHD-SPD:

沪东造船厂开发的HD-SHM主要用于船体型线放样、结

构零件生成、零件套料。

SPD系统是在Windows操作系统下，基于OpenGL图形库开

发的，能满足船体结构、机装、电装、居装、甲装等专业设

计的三维全数字化船舶产品设计系统。SPD软件现已拥有包

括国内最具规模的造船企业、最著名的设计院所和顶尖的船

舶类院校在内的102家用户。

设置型线

旦纵剂线。.甲板线匕助曾绥

0.00▲0001C0?0II400.00

0.001000.002C0.0-51600.00

100.001500.003C0.0

300.002000.00

500.003000.00

1000.004500.00

1500.005500.00

2000.006000.00

2350.00

3000.00▼

.环链线空间线

0.00▲3.50001折角

2800.002折角

5600.003侧面轮廓

8400.00