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从“二维”到“三维”,少的不仅是一卡车图纸

新闻来源:中国船检    浏览量:617 胥苗苗 2019-06-04


日前,世界首艘全专业、全要素使用CATIA软件设计建造、实现全船大规模三维设计交付物工程应用的新一代大型航标船已正式下水。这里提到的CATIA软件设计、三维设计等都是什么“数字硬核技术”,又是怎样应用到船舶建造领域的?我们一起来看一下~~~

 

这艘大型航标船由中船集团第七〇八研究所设计,江南造船制造,主要用于对东海海区各港口航道的灯浮标和助航设施进行布设、撤除、检查和维护工作,并能兼顾海上防污染和无线电导航信号监测等任务。这是2015年底,江南造船正式引进三维体验平台和CATIA设计软件。此前,虽然该软件平台在其他行业有成熟的案例,也有国外造船厂将其应用在船舶建造的部分环节,但江南造船的这艘大型航标船首次实现了生产、设计、全流程、全专业、全要素、全三维交付。该大型航标船是江南造船实施“创新引领”和“转型升级”的重要平台。基于“单一数字模型”核心理念,在设计上,江南造船运用三维体验平台进行数字化设计和VR建造模拟,提前进行空间可达性、设备可操作性和可维护性评估,从源头上提升设计质量、增强用户体验;在建造上,江南造船按建造阶段创造性地提出了三维交付物的方案,即通过智能生产终端以三维模型直接指导生产建造与管理,无纸化建造的新模式逐渐成形。
 

 

 

与又厚又大、艰涩难懂的二维图纸相比,三维设计交付物仅需使用一台IPad、笔记本电脑或固定终端就能提供包含零件编号、安装部位、材料、工艺、工序等所有生产需要的信息,而且识图时立体直观,大幅缩减了图纸流转、识别、分析及核对的时间;更清晰的三维视角和视图能更高效准确地辅助、指导工人现场作业。

 

三维图纸的差错率大幅降低。二维图纸时代是每人拿一份图纸,各自做各自部分的,容易产生较高的差错率。三维图纸时代则是参建人员都看一份图纸,就一个模型,都以这个图纸为标准,所以差错率就会低很多。从处在制造链上游的设计环节开始采用作为单一数据源的三维模型,也减少了建造流程中各工种人工核对、传递数据所产生的误差。同时,单一数据源减少了出错的概率,防止信息在一道道传递中出现疏漏和失误。再加上三维交付物电子档图纸可以只显示关键数据,隐藏其他数据。

 

同改单量大幅减少相伴而来的,是工程进度的显著提升,效率大幅提高。基于三维体验平台的新解决方案、新模式大大缩短了施工周期,主船体结构实际搭载时间仅花费了31天,远远低于之前预留的2个月搭载周期。据该船总建造师周学坤介绍,建造该艘大型航标船江南造船还运用了GS数字化造船集成系统。这个系统正好结了CATIA软件一起应用,体现出来的优势很明显。整艘船的所有的管理流程全在这个系统上面推进。从最初的生产设计出图、物资采购订货招标、审价、合同法务、财务等;生产建造过程中的计划管理、工时管理、质量管控等全部实现了在网上流通,实现了电子化审批,原来仅仅走完订货流程的周期可能就需要1到2个星期,现在最快只需要两天就能全部走完。与此同时,整个过程通过无纸化还能随时把握每个节点,实现进度管控。 

 

在施工方面,使用三维交付物图纸识图更直观,一目了然。在建造船舶的过程中,以前的工人施工拿着图纸需要花两到三个小时去思考和想象,现在拿着iPad和笔记本电脑点开电子档图纸转一下角度,就会很直观立体的呈现。江南造船还用该船的三维模型配合VR技术,建立了该船的模拟体验系统,操作者将感受船员在该船上如何行走、操作、维护。

 

除此以外,使用三维图纸还可以大大降低成本。“你知道造一艘船,可能需要一卡车的图纸吗?”周学坤表示,“这次在这艘航标船上试水‘全过程无纸化造船’,一张纸质图纸都没有下发,从设计出图、物资采购、生产建造、工程管理到质量检验都是电子文档数字化的。”此次建造的这艘船只是全面应用无纸化造船的一个实验平台,下一步,我们还有一艘86000立方米的LNG船也将继续采用这种方式。但是这艘船的难度系数、物量以及一些关键区域、零件与航标船都不一样,再加上LNG船技术含量更高,因此,在全过程实现三维交付物和无纸化的过程中对我们设计、施工、控制等各方面的要求会更高。

 

江南造船(集团)有限公司为交通运输部中国海事局东海航海保障中心建造的大型航标船由 CCS上海分社执行船舶检验。可以说,船厂对该项目采用三维数字生产施工设计应用于船舶生产建造全过程的业务模式对CCS现场检验项目组也带来新的服务要求的挑战。

 

 

最直接的是以往纸质化的生产施工图纸由船厂提供的储存在智能终端产品Ipad三维数字图纸代替相关的生产设计图纸零件编号、安装部位、材料、工艺、工序等生产所需的信息,船厂采用的这种生产设计管理模式是一种全面创新,且是第一次全面应用,系统本身还存在些须完善的地方,CCS现场项目组为了配合船厂这种全新生产管理模式在检验过程中的使用,在该项目开工前,两次组织船厂及船东召开三维数字化在船厂建造检验过程中应用的沟通协调会,明确了相关的检验质量控制点及注意事项,确保批准的审图意见全面、实时及有效地覆盖到三维数字图纸中。

 

在检验过程中,CCS现场检验项目组积极消化二维审批图纸的审图意见要求,对船厂三维数字生产设计图纸进行仔细复核,以确保审批意见全面、及时地落实在三维立体生产施工图纸中;克服了船厂第一次使用该三维交付物数字化图纸,局部尚需完善的情况,充分运用报验项目事前充分准备,事中仔细检查,事后及时通知反馈跟踪的质量控制要求,使船厂在使用数字化图纸带来的直观、便捷的同时又确保CCS规范及审批图纸的要求在船舶建造过程中能得到全面落实。

 

该船在结构制造和搭载过程中,船体结构板材使用较多薄板,在检验过程中,CCS现场检验项目组在薄板焊接结构强度检验过程中,发现存在钢板变形的情况,检验项目组及时与船厂设计部门及研究院一道分析问题产生原因,确定整改的方案,使得局部区域采取加强的措施图纸及时报审图中心获得批准,及时发现并排除船舶建造过程中结构强度的安全隐患;在该船船台建造过程中关键节点轴舵系拉线照光报验阶段,由于船尾轴管整体由设备厂家精加工好后,到船厂进行精度定位装配后环氧浇注安装,对轴系拉线照光的精度要求很高。CCS现场检验项目组在分析了解了现场碰到实际问题情况后,及时召集船厂技术人员及船东监理,短时间内确定了检验过程中对基准点位置测量的变通的检验测量方法,确保一次重大关键节点检验项目能在满足规范及行业标准的情况下顺利实施检验通过。

 
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