Tribon M3在钻井船舾装生产设计中的应用

何广亮

（上海船厂船舶有限公司 设计部，上海 202164）

0 引言

Tribon M3是船舶行业内用于辅助设计与建造的专业计算机软件集成系统。该系统集船体、轮机、电气、舾装专业为一体，让各专业在同一平台上并行设计，也可实时进行专业间模型平衡，缩短设计周期，提高设计效率。

该系统所提供的专业模块功能非常强大，在舾装生产设计方面，主要包括 Components、Design Manager、Drafting和Structure Modelling等[1]，由这些模块所提供的功能完成三维建模、信息提取和出图。

1 应用范围

Tribon M3在舾装生产设计中的应用主要包括：舾装三维建模、生产信息提取和制作与安装图的绘制。

舾装三维建模包含原材料部件数据库的建立、标准件和非标准件的建模以及设备建模。建模完成之后，就可以对本专业及其他专业模型进行干涉检查，避免设计冲突，并协调各专业布置更新。

生产信息提取包括需求托盘表和安装托盘表的编制、船厂自制和外协舾装件以及订货设备舾装件的统计、原材料数据汇总等内容。设计、生产和管理各阶段所需的舾装专业技术数据就包含在三维模型中，可以按照各方要求提供船舶建造各阶段的清单报表。

制作与安装图的绘制是在各专业模型干涉检查确认后，将三维模型数据转化为二维平面的生产图纸，表达舾装件的详细制作与安装信息。

2 应用实施

上海船厂钻井船项目的生产设计，由两家外协设计公司和上海船厂设计部三方采用并行工程的工作模式完成。两家外协设计公司分别负责前期主船体区域和钻井区域的建模出图，上海船厂设计部负责生活区域和后期全船的设计修改。借助便利的通信工具，在公共数据库的支持下，设计者之间可以进行通信，根据目标要求既可随时响应其他设计人员的要求，修改自己的设计，也可以要求其他设计人员响应自己的要求。同时，通过并行设计过程的协调与控制，使设计返工率达到最低[2]。

2.1 舾装三维建模

在项目启动前期准备中，设计三方一致提出首先完善基础数据库，以便实施后期生产信息提取和出图。虽然虚部件建模相对简便快捷，也不要构建部件库，但是在计算舾装件的重量时会出现偏差。因此，为了精确表达舾装件重量并显示各类生产所需信息，多采用实部件建模。

1）部件库完善

舾装生产设计中常用铁舾装件都可以看成是板材或型材的原材料组合，物资和集配部门也需要这些材料的统计数据进行采购订货，而铁舾装件的特点是体量细小、种类繁杂且分布广泛，若是采用手工统计不仅费时费力而且极易报错。因此在Components部件库中增加了设计、生产和管理所需要的各类技术数据，诸如名称、规格、等级、材质和重量等信息（图1），然后用计算机辅助生产设计来实现数据统计的自动化。

图1 原材料部件库数据

2）标准件建模

标准舾装件包括国标、行标和厂标的各种规格和类型的梯子、舱口盖/人孔盖、放水塞、系泊件、船用眼板、液位计、通风附件等。在以往应用Tribon M3的项目中，已经做了大量建模工作（图2为示例），现在要将各类标准部件进行分类、整理、存储在部件库中。此外，为了满足钻井船的实际需要，必须扩大原来的标准库，增加所需标准件模型数据。这样，随着船型数据的不断积累，今后只要选择相同的标准，就能快速从标准库中调用。

图2 双面快开闭耐压水密舱盖

3）非标件建模

非标件建模包括常用非标准件和钻井船舾装设备建模两部分。

常用非标准件一般使用Structure Modelling模块进行预定义，也可借助Tribon软件二次开发的参数化建模工具。斜梯是船舶内各层甲板间最常用的垂向通道设施，按其制造材料可分为钢质斜梯和铝质斜梯，民用船舶通常应使用钢质斜梯[3]。普通钢质斜梯参数化建模（见图3），根据梯架材料、耳板规格、梯宽、角度、层高等主要参数，分别定义后即可建模存于数据库中。在舾装生产设计中，采用常用非标准件可显著节约建模时间，提高工作效率。

舾装设备建模主要使用 Drafting模块的Volume功能。首先依据设备样本，将设备构建为Volume实体模型（见图4和图5模型示例），接着再将材料、重量、生产厂家和其他描述等相关信息一起添加到 Components部件库中，然后就可以链接为Equipment设备，将该设备由厂家的二维工作图转化为实船中的舾装件三维模型，也包括设备上与管子、电缆的接口。当轮机和电气专业进行管子和电缆放样时，只要把设备模型调出来，直接就可以布置管线并准确得出管线的长度和走向，提高设计质量。

图3 斜梯参数化建模

图4 直升机消防泡沫柜

图5 除气器

舾装建模完成后，需要对本专业及其他专业的模型进行干涉检查，主要使用Design Manager模块。通过干涉检查和模型评审工作，各专业便可以调整模型，更新布置，以达到最佳出图状态。

2.2 生产信息提取

钻井船在建造过程中采用了托盘管理的先进造船理念，将海洋工程船中纷繁复杂、数量庞大的舾装件按分段、总段、区域组织生产，进而实现设计、生产和管理一体化的总装造船。

为满足造船各阶段设计、生产和管理部门所需的数据信息，在舾装生产设计中应用Tribon软件预先将各类生产信息添加到三维模型和数据库中。这样就可以很方便地利用软件和二次开发工具，根据船厂实际要求，自动生成舾装件需求托盘表和安装托盘表，以供现场有序领料和生产。同时，也能进行船厂自制和外协舾装件以及详设订货设备舾装件的统计工作，并完成板材、型材和标准件等原材料的数据汇总。如此一来，物资和集配部门就可以根据设计提供的清单和报表，管理舾装件物流，降低船厂生产成本。

2.3 制作与安装图的绘制

钻井船舾装生产设计图纸主要包括：分段舾装件制作图与安装图、总段舾装件制作图与安装图、区域舾装件制作图与安装图。对应的舾装作业按阶段分为：单元组装、分段预舾装、总段舾装和船上安装等。为了缩短舾装作业周期，降低船体大合拢时舾装作业的难度，并减少船台船坞因舾装作业而占用的时间，船厂应该追求最大程度的分段预舾装率。因此，钻井船舾装生产设计中，花费了大量精力绘制分段舾装件制作与安装图。

在舾装件制作与安装图的绘制过程中，应充分利用Tribon系统的模型和数据，根据船厂生产要求，按设计标准和计划，借助软件二次开发实现自动化出图、零件表自动生成和信息自动标注等。另外还可以从通过下列方式来提高出图效率：

1）标准舾装件参数化出图

对于常用的标准舾装件，例如斜梯、直梯、踏步、拉手和眼板等，可以通用图纸搭配参数列表的形式完成制作图。以斜梯为例，其耳板规格、级数、高度、踏步间距、角度、梯宽等均用参数表示，绘制出图时只需将对应的斜梯参数值填入列表即可。

2）绘制典型制作与安装图节点

通常在制作与安装图绘制过程中，几乎在每份图纸中都要加入一些典型节点，包括视图局部放大、尺寸标注、材质说明和其它备注等。为了减少重复的工作，也为了节点图的统一规范，借助Subpicture功能，将这些典型的制作与安装图节点做成子图。当画图要调用的时候，仅需插入对应的 Subpicture就行，而当该典型节点产生修改时，也只需要选择该子图一键点击更新即可。

3）部分制作图自动生成

在舾装生产设计标准化工作已有一定成果的前提下，对于已经参数化建模的斜梯、直梯、栏杆扶手和搁架，这部分舾装件都可以借助Tribon软件二次开发，实现基于参数化模型的舾装件制作图自动生成，即自动输出标准舾装件的主、辅视图和立体图，图中能自动进行尺寸标注，同时生成制作材料表。而普通舾装件，也能使用类似程序辅助生成非参数化创建的舾装件制作图，包括三视图和立体图自动生成、用交互式对零部件添加描述、智能化剖切面和添加详图、自动生成材料表并在模型修改后能进行快速更新。

3 结论

Tribon系统以生产信息模型（PIM）为核心，实现了设计、生产和管理信息的集成一体化。钻井船舾装生产设计全面应用了该系统，使得各专业能高效协同设计。舾装三维建模能够对全船舾装件布局进行较直观的仿真，而且舾装件制作需求托盘和安装托盘等生产信息也一应俱全。

实践证明，钻井船应用Tribon M3系统辅助舾装生产设计，不仅减少了重复工作量，缩短了生产设计周期，而且提高了设计精度和质量，降低了建造成本。在今后的设计过程中，我们会不断对该软件进行功能挖掘和二次开发，为我公司建设“现代造船模式2.0”做出应有的贡献。