為打破國外船舶設計系統對我國船舶設計的壟斷,提高我國船舶設計、建造的創新能力,

　　滬東中華造船(集團)有限公司在積30余年CAD和CAM開發應用經驗的基礎上，開始研發船舶產品設計(Ship Product Design, SPD)系統，至2003年完成船舶舾裝三維設計系統,并應用于公司的軍品產品設計;至2005年又完成具有三維拓撲關系的船體建模設計軟件，基本完成具有自主知識產權的造船三維CAD /CAM設計系統——SPD系統;今年8月20日，滬東中華造船(集團)有限公司正式推出新一代三維設計軟件SPD系統——SPD V3.0。

　　下面簡單介紹新一代SPD V3.0系統的功能、特點以及推廣應用。

　　一、系統功能

　　SPD系統是能滿足船體結構、機裝、電裝、居裝和甲裝等專業設計的三維全數字化船舶產品模型軟件平臺。它通過三維模型對船舶產品進行性能、結構強度分析、工藝合理性和制造可行性分析，是整個船舶數字化制造集成系統的基礎。

　　SPD系統具有如下功能:

　　1、圖形平臺。該平臺是在Windows操作系統下,基于OpenGL圖形庫開發的CAD基礎平臺,實現基本圖形對象的生成、顯示、操作、管理、優化、輸出和模型構造等功能,為應用程序提供圖形對象、操作命令和開發接口。

　　2、通用設計。在船舶設計過程中,具有實體部件設計、參數部件設計,二維背景圖、模型、圖冊、標準模型庫管理,模型實體顯示,模型消隱,圖紙管理和處理,干涉檢查以及DXF文件輸入/輸出等功能,能輸出IGES格式,與其他CAD系統進行數據交換。

　　3、船體結構設計系統。該系統是涉及船舶技術設計、詳細設計、生產設計全過程的三維建模系統。系統能進行船體型線定義、結構布置、板材和型材零部件定義、建立具有拓撲關系的三維船體結構模型(見圖1)。該模型具有船體結構的幾何、物理和工藝等屬性。從模型中可分解全船結構的板材和型材零件,建立產品結構樹,生成滿足生產所需的各類安裝制造圖冊和生產管理表冊,并具有對其他設計系統生成的圖紙、電子文件中二維視圖的處理功能。

　　圖1：船體三維建模

　　4、管系設計系統。該系統是以船舶管系設計以及其他行業的管路設計為對象進行開發的，提供交互管系布置界面，建立三維管系模型(見圖2),具有很強的實用性。

　　圖2：管系三維建模

　　5、風管設計系統。該系統是面向船舶通風管系的三維設計系統。針對通風管規格多變和接頭形式多樣等特點,系統利用參數化設計方法進行個性化風管布置、接頭生成和拼接,建立方風管和螺旋風管的三維實體模型。

　　6、船舶電氣設計系統。該系統的開發貫穿于電氣詳細設計和電氣生產設計整個過程中,采用交互設計的操作界面,實現電氣三維模型設計,改變目前電氣生產設計的手工狀態。

　　7、鐵舾件設計系統。該系統主要處理船舶設計各專業對各類設備、管子、風管和電纜等系統的定位固定,船舶各艙室暢通行走的輔助裝置和設備(如管子支架、電纜導架、風管吊架、基座、窗、梯和護欄等鐵舾裝件)的三維建模設計(見圖3)和相應生產信息的生成,以及鐵舾件在船舶設計三維建模的定位所需信息。該系統是船舶設計各專業所需的基本設計系統。

　　圖3：舾裝三維建模

　　8、涂裝生產設計系統。該系統在設定涂裝原則工藝的基礎上導入船體模型,按照船體涂裝的各個不同階段和要求進行涂裝艙室的劃分,自動計算涂裝面積,并根據涂裝面積和涂裝工藝信息生成涂裝施工圖紙和表冊供現場使用,作為涂裝生產管理的基礎信息供生產使用。

　　二、系統特點

　　1、三維模型和二維圖紙高度一致,模型和圖紙達到同步自動修改。

　　2、SPD系統提供完整的信息源,具有統一的設計、工藝、制造船舶產品模型。

　　3、應用實體和參數化技術建立具有完整拓撲關系的船舶產品模型。

　　4、滿足“殼、舾、涂一體化”,“設計、生產、管理一體化”現代造船要求。

　　5、建立與其他軟件系統的數據接口,實現異構CAD的數據和信息集成。

　　6、利用參數化反算技術,對管子、風管、電纜支架自動定位,并自動生成支架圖紙。

　　7、通過具有特色的船體結構編碼能自動生成產品結構樹,并相應生成組立圖。

　　8、全船結構建模拆分成分段結構模型,實現自頂向下的設計,為設計院所和企業協同設計、數據集成創造條件。

　　三、系統推廣應用

　　滬東中華造船(集團)有限公司2003年起局部應用SPD系統,到2005年已全面應用,先后用于挖泥船、拖船、近海巡邏艦、訓練艦以及高新工程產品等民品的6種船型、軍品和高新產品9種船型的設計。更為重要的是,應用SPD系統全面實現滬東中華造船(集團)有限公司軍品的數字化建模設計,徹底改變軍品數字化集成制造落后于民品的局面,為艦船制造數字化技術的應用打下扎實基礎。

　　滬東中華造船(集團)有限公司應用SPD系統取得顯著的經濟效益。SPD系統建模可大大減少設計差錯,管子設計差錯率減少2/3,船體、舾裝設計周期縮短到1.5個月,涂裝設計周期縮短50%以上。SPD系統的應用節省軍船設計系統引進國外設計軟件費用達人民幣2 000萬元以上。

　　至今，SPD系統已在外高橋、金陵、廈門、文沖、4806所、北海、揚帆、中遠船務、哈爾濱工程大學、廣州船舶設計院、天津新河船舶及海洋工程設計公司等80余家船廠、船舶院校、船舶設計公司中得到推廣應用,取得可觀的經濟效益和社會效益,推進數字化造船技術的應用,提升企業生產能力和管理水平,累計節省購買國外軟件費用約4億元人民幣。用戶評價SPD系統功能已經達到并部分超過國外系統,可替代國外同類軟件,性價比為國外軟件的8倍。還有一些院校把SPD系統作為教學內容并編制成教材。

　　由于SPD系統影響日益擴大,使我國一些船舶企業在同國外軟件商購買軟件時掌握一定的主動權。