一、前言
廣船國際股份有限公司是中國船舶工業總公司下屬的八大船廠之一,其股票于1993年在香港和上海同時上市,是國內船舶行業中唯一的一家上市公司。廣船國際為華南地區最大的現代綜合性造船企業,產品包括船舶、集裝箱、鋼結構、壓力容器、機械工程等等,每年產值達20余億,效益位于同行業之前列。隨著經營形勢的不斷發展,年造船能力的不斷提高,對設計、制造提出了更高的要求。為了有效地縮短船舶設計建造周期和提高產品質量,有必要利用現代高科技來更新現有設計建造方式。為此,公司決定建立廣船國際船舶cad/cam系統工程(gsi-cad/cam),并將其作為廣船國際cims(gsi-scims)的先行項目來實施。
1992年至1993年期間,gsi-cad/cam工程剛成立之際,廣船國際就cad/cam軟硬件進行廣泛的調研和論證,最后決定硬件平臺采用美國dec公司alpha機型,應用支撐平臺采用瑞典kcs公司的tribon系統。下面就gsi-cad/cam的軟硬件平臺、應用情況,做一個簡單介紹。
二、廣船國際cad/cam系統
我公司于1994年7月引進了cad/cam支撐軟件── tribon系統,該軟件由瑞典kcs(kockumcomputersystemab)公司開發,是一套用于輔助船舶設計與建造的計算機軟件集成系統,也是一個較先進和實用的專家系統。gsi-cad/cam以此為平臺,開發出了具有廣船國際特色的cad/cam系統。1994年初,根據gsi-cad/cam開發需求,我們成立了多個課題開發小組,如開發小組、艙室布置系統開發小組、管子系統開發小組、電纜系統開發小組、圖形接口系統開發小組等。各小組分工合作,協調開發,建立了許多基礎數據庫,例如艙室部件庫、管子部件庫、管子電氣符號庫、設備庫等大部分建立完畢,同時還我公司的實際情況,對各個部件制定了相關編碼原則,建立了一整套編碼體系。現在各課題組都已取得較好的成果,船體設計系統、艙室布置信息計算機輔助系統、圖形及漢字轉換接口系統、管子數據接口系統、電纜應用系統等,都已圓滿開發成功。
gsi-cad/cam系統由四大子系統構成:
(1)船體設計子系統
船體設計子系統由船舶初步設計、線型光順、船體建模、船體放樣四個模塊組成,包括從初步設計、性能計算開始到線型光順、船體結構建模、零件生成、套料,最后生成切割指令。能計算各零件的重量、重心及面積,并可以進行干涉檢查,能準確的檢查零件之間是否有碰撞。
(2)艙室布置設計子系統
艙室布置系統主要是以計算機為工具,輔助專業人員進行艙室布置設計,并能統計各零件的數量,計算零件的重量、重心,實現計算機繪制各種布置圖、安裝圖、制作圖以及打印各種明細表清單、材料統計清單。
(3)管子設計子系統
管子設計系統包括管子原理圖設計與繪制、管子建模、生產信息生成與輸出等主要模塊。管子原理圖設計與繪制模塊主要通過人機交互方式來繪制管子原理圖,該模塊提供了許多專業繪圖工具,能大大地提高繪圖的效率。不但能輸出管子原理圖、管子制作圖、管子安裝圖,而且能提供數據清單,如閥件清單、管子材料清單等。
(4)電纜設計子系統
電纜設計子系統可分為電纜原理圖設計和電纜放樣兩大模塊。原理圖設計類似管子原理圖設計,通過人機交互的方式來設計,系統能輸出電纜原理圖及有關清單。電纜放樣是在三維圖形環境上進行的,提供了相關的船體分段、管子以及其它專業設備的調入、電氣設備及其支架布置、構成電纜路徑、托架和貫通、檢查電纜路徑的連結情況、電纜敷設、檢查電纜路徑等功能。
三、硬件平臺特點
由于船舶設計圖紙量龐大,一艘萬噸級船圖紙量達數萬份之多,所以造船cad/cam系統對主機速度、網絡帶寬、工作站速度有較高要求,但價格上也要能為企業所承受得起。經過對多家計算機公司的方案、產品性能價格比及售后服務的比較,最后選擇了dec的alphaaxp產品。其原因有:
當時tribon系統僅能運行在dec的openvms平臺上;
alphaaxp是dec最新的開放式64為risc結構,具有較好的可擴展性和較高可靠性;
dec的計算機芯片技術處于世界領先水平,其機器性能較高;
dec的新體系結構由單芯片實現,故具有較好的價格性能比。
gsi-cad/cam系統的現有硬件配置為:一套服務器(型號為alaphserver41005/533),其內存能力為1024mb,外存能力達56gb。產品設計數據硬盤采用磁盤鏡像,為產品數據的可靠性提供了充分保證。整套系統現配備了45套圖形工作站(型號為alaphstation2004/233和dec3000/300、alphastation2004/266、5/533),每套配置內存64m或128m,外存1gb、2gb或4.3gb。為了圖形處理方便,每套工作站配備了一臺21英寸、19英寸、17英寸大屏幕顯示器,并配有圖形加速卡。操作系統采用openvmaxp7.2,以cluster群機方式構造整個系統。
網絡方案也采用decnet以太網方案,當時流行的網絡技術有以太網10m、快速以太網(100m)、atm三種,但考慮以太網技術支撐的帶寬有限,atm的技術還不夠成熟,所以我們選擇了較成熟和具有較好帶寬(100mbps)的快速以太網方案。這樣既保證了大量設計圖形數據的快速交換,同時也給系統運作提供較高的可靠性。微機無論是dos還是windows環境,都可以很方便地通過pathwors與工作站群聯網,這樣部分清單文件可傳送至微機處理,減輕工作站任務忙碌時的負擔。
四、應用情況
我公司于1994年初成立gsi-cad/cam系統工程,經過開發、推廣應用一段時間后,1994年底月正式投入25600t產品設計中使用。到目前為止,利用該系統設計的產品有:
捷克25600t干貨船;
德國44000t散貨船;
中遠27000t散貨船;
外運27000t散貨/運木船;
丹麥35 000t成品油輪;
伊朗21000t多用途船(型);
丹麥ro-ro(滾裝)船;
中遠28000t多用途集裝箱船;
軍用922救生打撈艇;
瑞典ropax船。
幾年來,gsi-cad/cam系統的開發應用取得了可喜的成績,為縮短設計周期作出了貢獻,設計能力能由1996年的1.7條產品增加到1997年的近3條左右產品,gsi-cad/cam系統的推廣應用功不可滅,從以下一些數據可以體現出來。
設計的圖紙量達20余萬份;
設計電子文檔的數據容量超過8500兆字節;
各種圍繞gsi-cad/cam系統應用而進行的培訓有23次之多,培養gsi-cad/cam
專業應用和開發人員120余人;
二次開發的專業子系統達6個,部分獲得公司科技進步獎;
編制和完善5類適應gsi-cad/cam系統的新的編碼體系;
建立了上萬個部件的圖形和屬性數據庫;
制定了有關gsi-cad/cam應用、維護的配套標準及管理制度7項。
五、系統應用效益
通過使用gsi-cad/cam系統,成功地設計制造了多艘萬噸級船舶產品,并取得顯著的經濟效益。主要體現如下:
(1)通過應用該系統,在船舶產品設計中,各專業(船體、機裝、電裝)的設計周期有了不同程度的縮短,最快的船體設計方面可以縮短一個月的周期,這對勞動密集型、資金密集型的造船業來說是個很了不起的進步,大大縮短了資金的周轉周期和零部件的庫存周期,因此而提高了公司的市場競爭力。
(2)通過應用該系統,設計圖紙質量有了大幅度的改進,大大減少了因圖紙質量造成的材料浪費,產品質量也因此得以改進。
(3)通過應用該系統,我公司建立起了一整套船舶編碼體系和龐大的標準部件數據庫,使設計更趨標準化、規范化。在應用過程種,還培養了一批懂計算機和專業的技術人才,技術積累本身就是一筆財富。
(4)系統的應用給公司整體設計水平的提高提供了基礎。由此可見,gsi-cad/cam系統還取得廣泛的間接效益。
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