刍议船舶电气智能设计系统关键技术

刘本峰 陈峰 邱哲誉

摘要：本文指出建立船舶电气智能设计系统的必要性，分析船舶电气智能化设计系统建立前需要考虑的因素，阐述对该系统功能的基本要求，提出船舶電气智能设计系统需要构建的主要框架，并对船舶电气智能设计系统的关键技术进行说明。

关键词：船舶电气;智能设计;关键技术

0  引言

船舶是交通运输中一种重要的运输工具，在现在的船舶设计中，电气设计是必不可少的一个部分。但是，船舶的电气设计是一项对技术要求非常高的设计，不仅要求设计者具备优秀的专业素养，而且要求设计者具有一定的经验积累和设计方面的创造性。建立船舶电气智能设计系统，可以更好地进行船舶电气设计。

1  建立船舶电气智能设计系统的必要性

在智能设计系统出现之前，我国的船舶电气设计方面虽然也有一些设计软件可以应用，但是这些软件在应用时都不够智能，一般只能使用这些设计软件进行图纸的绘制，依靠大量的人工操作才能完成，在技术上不够先进，进行一项设计不仅流程十分繁琐，而且对人力的需求过高，不能够适应当前船舶发展需要。而船舶电气智能设计系统改变了固有的设计方式，将设计、建模等一系列操作通过数字化手段进行有机整合，从而实现船舶电气设计的智能化，释放了人力捆绑，使设计更加高质、高效。

2  船舶电气智能化设计系统建立前需要考虑的因素

电气智能化设计系统使电气设计变得更加现代化，提高了设计的可行性，并且可以减少人工成本的投入。但是，在建立设计系统之前，要求对设计的应用对象进行更全面的了解，掌握设计中需要应用的因素，以及设计对象对功能方面的个性化要求。这就要求在进行设计之前，必须全面了解与设备相关的环境变量，进行合理的区域划分，安排好设备的安装位置。在考虑船舶的综合因素时，要对船体情况进行深入了解，明确船体的总体结构和各部分的构造特点，尤其是要对甲板的具体情况进行掌握，避免出现设计与实际情况不符的情况。除了要对设计对象进行了解，还必须了解电气设备和电缆的属性，如制作材料、使用特点和规格参数等信息。这些电气器材的属性都是电气设计中的影响因素，因此必须要进行如实了解。在进行船舶电气智能化设计时，还应该建立科学的设计模块，使设计工作条理分明，有序进行，保证电气设计的效率和质量。

3  船舶电气设计智能化系统功能的基本要求

船舶的电气系统设计需要与时俱进，出于技术更新速度比较快的原因，和船舶发展的一些客观需要，电气设计很容易因为不适应新的要求而只能被淘汰，被新的设计方案取而代之。而且不同的船舶在进行电气设计时，也对电气系统有不同的要求，所以在进行船舶电气的设计时，必须要以最先进的技术理念为指导，根据船舶的具体情况和实际使用需要，做出最科学合理的设计。在进行船舶电气智能化设计系统的建立时，要确保系统能够智能化地管理系统中所有的数据信息，充分利用计算机软件的功能辅助作用，不但能够对信息进行调取和分析，还要对数据进行精准的计算，保证计算结果准确无误，并且在需要时交换一些需要调取的数据。这些功能都是船舶电气智能化设计系统的基本要求。

4  船舶电气智能设计系统的框架构建

4.1 操作界面  船舶电气智能化设计系统的操作界面由若干主界面组成，每个主界面之下又包含着一些具有特殊功能的子界面。系统的这些界面在系统运行中都担负着不同的重任，有些负责创建系统设计所需要的模型，有的负责数据之间的交换，有些负责创建标准化的符号和图框，有些则负责设计图的绘制，有些负责总结材料报表，还有一些界面负责进行图纸或者项目的管理等。这些都是根据电气智能化设计系统的需要而创建的，每个部分都是系统不可缺少的部分，精准定位需要进行操作的部分，使操作系统变得更加便捷。

4.2 主体程序  在船舶电气智能化设计系统中，各种界面功能都是依靠相应的程序才能实现的，如果没有这些程序，操作界面就无法具备相应的功能。这些程序的作用除了对操作界面的信息整理、绘图和各种管理之外，还需要对设计模块提供协助，因此，主体程序是电气智能化设计系统中非常重要的一个框架部分。

4.3 系统数据信息中心  电气设计系统的数据信息中心存储着设计所需要的所有信息，其中也包括图纸和一些文档之类的资料。在建立电气智能化设计系统时，需要为系统创建这样的数据信息模块，将应用信息进行整合。在这一框架中，包含系统的数据库，系统设计时一旦用到某一项数据信息或资料，就需要从这一框架部分中进行调取或查阅，所以这一框架对系统而言有着非常重要的意义，可以说是系统建设的核心。

4.4 参数绘图模块  电气设计系统需要根据参数进行设计方案图的相关绘制，例如，船舶的灯光照明系统分布情况，广播系统的电路与控制设备关联图纸，电气控制系统的图表绘制等。这些就是参数绘图模块的主要作用。

5  船舶电气智能设计系统的关键技术

5.1 船舶信息的数字化  在船舶的电气设计中，为保证电气设计的准确性，需要利用数字化手段，将设计中需要用到的各方面信息，比如作为设计对象的船体结构、吨位、主要船体部分的材质和各项数据等，进行数字化的处理，将所需要考虑的因素全部以数字化信息的方式呈现出来。然后将这些重要的信息进行统一整理和归类，分门别类地进行分析和存储，作为船舶电气设计时的重要依据。对信息进行数字化的存储，可以使设计者在对设计对象进行了解时更加客观，在方案的设计时更加科学和符合应用需求。数字化的信息是更加精准和更加明确的信息，是对众多信息的精准提炼，具备更高的参考性，可以为电气设计提供可靠的依据。对船舶信息进行数字化处理，可以全面呈现船舶的整体情况，尤其是可以呈现船舶结构设计方面的特点，使设计可以有针对性地进行，提高设计的准确性和适配性。通过对船舶信息的数字化处理，可以了解船舶在电气施工和应用方面的限制条件，以及船舶特性中与电气使用密切相关的属性特征，从而为电气设计排除无效的应用方案，筛选出可行的设计方向。

利用数字化信息处理手段，将船舶的整体信息和细节信息进行全面处理，不仅可以通过数字信息对船舶进行了解，而且可以利用这些数字化的信息为船舶建立模型。建立模型也是对船舶进行数字化信息处理的最主要目的。为船舶建立数字化的电气模型，以模型为基础展开电气设计，既可以从全局上对船舶的结构进行宏观把握，也可以在需要时对数字化模型进行智能分解，查看每一个细节部分的结构。这就像是将船舶制作成一个虚拟的乐高玩具或者是立体拼图，可以在设计者需要的时候将其拆解成不同的部分，将每一个部分的全貌展现出来，也可以在看完细节后随时将这些部分重新组合起来，重新构建成一个完美无缺的整体。只是与立体拼图不同的是，这个“立体拼图”是虚拟化的，结构更加复杂，但是将其“分解”和“组合”的过程也更加便捷。利用信息数字化手段，为船舶建立电气智能设计系统，使设计过程更加直观，设计视角更加全面。应用这种现代化的技术，既可以做到对电气设计的全局把握，又能兼顾每个设计细节，是船舶电气智能化设计系统中应用到的最重要的先进技术之一。

5.2 功能模块的参数化  利用参数化的方法建立电气智能化设计系统所需要的功能模块，也是船舶电气智能化设计中常用的手段。在建立船舶电气智能化设计系统时，需要建立许多具有不同功能的模块。表达图片的具体情况，设计中进行绘图时所需要应用的信息，都与参数化模块的功能有关。简言之，参数化模块主要是对电气智能化设计系统中的不同模块进行功能特征方面的描述。利用参数化的方法，可以量化电气智能化设计系统的设计图纸，使图纸的信息以参数的方式表现出来，以及进行必要的图纸识别。例如，当我们进行船舶的电气设计时，很多时候需要对载驳船的信息进行了解或修改。载驳船本身包含的信息非常繁杂，想要对这些信息进行处理，会是一项比较大的工程。但是，我们可以通过参数化的手段，对这些信息进行处理，使我们所需的船舶信息以更加明确的方式，呈现在我们眼前。

6  结论

经济发展对船舶的运输能力提出了更高的要求，船舶的电气系统也必须要适应船舶的发展需要，进行更加智能化的设计。传统的船舶电气设计具有一定的局限性，操作起来不但效率低，而且准确性差。建立电气智能化设计系统，可以帮助设计者有效开展船舶电气设计工作，提升船舶电气设计水平。

参考文献：

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