[發(fā)明專利]一種船舶設(shè)計(jì)中模型一體化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011022718.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112149229B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉朕明;鄒昀凱;孫淼;陳曉明;王晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七0八研究所;上海中船船舶設(shè)計(jì)技術(shù)國家工程研究中心有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發(fā)明公開了一種船舶設(shè)計(jì)中模型一體化方法，本發(fā)明的方法結(jié)合順序存儲(chǔ)和關(guān)系存儲(chǔ)的特點(diǎn)，建立了統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)管理核心；為模型添加刷新時(shí)間與修改時(shí)間，建立了基于時(shí)間的刷新機(jī)制；采用基于宏命令創(chuàng)建模型間的相關(guān)性，建立了復(fù)合定義數(shù)據(jù)。在建立統(tǒng)一的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和刷新機(jī)制的基礎(chǔ)上，針對(duì)總體專業(yè)的設(shè)計(jì)、計(jì)算分析流程，建立了面向船舶初步設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)包括定義數(shù)據(jù)、幾何模型、計(jì)算分析模型、圖紙和報(bào)告四大類。這種復(fù)合建模方法將數(shù)據(jù)管理技術(shù)與CAD/CAE技術(shù)充分融合，能較好地滿足船舶初步設(shè)計(jì)的自頂向下，反復(fù)修改等的需求，為自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的船舶初步設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研制提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種船舶設(shè)計(jì)中模型一體化方法，屬于船舶設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

船舶設(shè)計(jì)一般劃分為方案設(shè)計(jì)、深化方案設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì))、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)四個(gè)階段。船舶的深化方案設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì))階段，設(shè)計(jì)師從初始的任務(wù)目標(biāo)和簡(jiǎn)單的方案規(guī)劃出發(fā)，通過總布置設(shè)計(jì)、型線設(shè)計(jì)、基本性能計(jì)算與分析、基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主要系統(tǒng)布置與分析等工作，大致上勾畫出船舶的整體形狀，明確船舶的總體布置和主要性能，因此初步設(shè)計(jì)階段是設(shè)計(jì)所船舶設(shè)計(jì)的最重要工作。

船舶的初步設(shè)計(jì)工作不僅是設(shè)計(jì)所最重要的設(shè)計(jì)工作，同時(shí)也是最復(fù)雜的工作。初步設(shè)計(jì)的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在：(1)初步設(shè)計(jì)是一個(gè)從無到有、自頂向下的過程，初步設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，這些功能要求、性能指標(biāo)和原理就必須與具體的結(jié)構(gòu)、形狀和設(shè)備建立起關(guān)系；(2)初步設(shè)計(jì)是一個(gè)設(shè)計(jì)與計(jì)算分析緊密結(jié)合的過程，需要設(shè)計(jì)師反復(fù)設(shè)計(jì)、反復(fù)計(jì)算分析；(3)初步設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷往復(fù)、不斷深化的過程，設(shè)計(jì)師會(huì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和參考資料反復(fù)調(diào)整設(shè)計(jì)，分析計(jì)算，最終得到功能、性能都滿足設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)方案；(4)初步設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合設(shè)計(jì)的過程，各專業(yè)會(huì)不斷產(chǎn)生矛盾，不斷妥協(xié)，總師根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)產(chǎn)品的理解在其中發(fā)揮重要的決策作用，而決策的依據(jù)就是各種性能指標(biāo)的平衡。

要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所數(shù)字化設(shè)計(jì)手段，其核心在初步設(shè)計(jì)的數(shù)字化設(shè)計(jì)。船舶的數(shù)字化初步設(shè)計(jì)系統(tǒng)必須滿足以下幾個(gè)方面：

(1)必須滿足自頂向下的設(shè)計(jì)流程的要求。數(shù)字化設(shè)計(jì)首要問題是建立數(shù)字化模型，而面向船舶的數(shù)字化模型必須既滿足船舶的整體表達(dá)，又滿足船舶零部件獨(dú)立表達(dá)，要滿足初步設(shè)計(jì)由粗到細(xì)，由整體功能、性能設(shè)計(jì)到局部細(xì)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程。

(2)必須滿足設(shè)計(jì)與分析計(jì)算一體化的要求。船舶的初步設(shè)計(jì)，乃至技術(shù)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師不斷調(diào)整設(shè)計(jì)方案，不斷進(jìn)行性能分析計(jì)算，分裂的以描述設(shè)計(jì)信息為主的CAD技術(shù)和性能分析計(jì)算手段CAE技術(shù)已不能滿足設(shè)計(jì)要求，必須采用CAD/CAE相互關(guān)聯(lián)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)CAD/CAE一體化。然而，CAD建立的模型，主要是尺寸、型號(hào)、位置等離散的信息，而CAE分析的模型，則涉及模型所起的作用，特性等，如結(jié)構(gòu)分析中的板、梁等，存在一個(gè)設(shè)計(jì)模型到計(jì)算模型的轉(zhuǎn)換，這個(gè)轉(zhuǎn)換體現(xiàn)船舶設(shè)計(jì)專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)則。

(3)必須滿足全艦拓?fù)潢P(guān)聯(lián)的要求。船舶初步設(shè)計(jì)是一個(gè)反復(fù)設(shè)計(jì)，反復(fù)計(jì)算分析的過程，如果僅實(shí)現(xiàn)CAD模型的拓?fù)潢P(guān)聯(lián)，只能保證設(shè)計(jì)方案的協(xié)調(diào)，而分析計(jì)算結(jié)果不能隨設(shè)計(jì)模型的改變而自動(dòng)重新計(jì)算。目前，大多數(shù)CAD系統(tǒng)和CAE系統(tǒng)是分離的，設(shè)計(jì)師需要在設(shè)計(jì)方案修改后，人工調(diào)整計(jì)算分析模型，重新計(jì)算。這就大大地增加了設(shè)計(jì)的工作量，也帶來了設(shè)計(jì)質(zhì)量問題。

(4)必須滿足全專業(yè)系統(tǒng)的要求。船舶初步設(shè)計(jì)是各專業(yè)協(xié)調(diào)的過程，如果數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)按專業(yè)分離，各專業(yè)就無法及時(shí)獲取其他專業(yè)的設(shè)計(jì)信息，造成信息的隔離。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是目前船舶設(shè)計(jì)具體設(shè)計(jì)模型通常包括CAD模型與CAE模型，而CAD模型的分析系統(tǒng)與CAE模型的分析系統(tǒng)分離，某一具體設(shè)計(jì)模型的設(shè)計(jì)方案變更后，各個(gè)具體設(shè)計(jì)模型之間的數(shù)據(jù)無法及時(shí)更新信息，造成了信息的隔離。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種船舶設(shè)計(jì)中模型一體化方法，具體步驟如下：

步驟一、為具體設(shè)計(jì)模型建立統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)管理核心：