船舶内装精细化建模研究与应用

李小虎　杨泳东　陈涛　梁俊民　司停

摘    要：为提高船舶内装设计质量和效率，本文主要介绍基于东欣船舶设计软件（SPD）建模的基础上，通过对船舶内装三维模型精细化建模的方法进行研究与应用，提高船舶内装建模效率，有效避免船舶内装模型与其他电气、管系、通风等专业模型干涉问题，并为上建三维评审提供更加直观和完善的模型。

关键词：内装模型;精细化建模;干涉检查

中图分类号：U662.2                                 文献标识码：A

Abstract： Based on modeling by the Dongxin ship design software （SPD）， this paper introduces the research and application of the fine modeling method of the 3D accommodation fitting model in order to improve the modeling efficiency， effectively avoid interference with other professional models， and provides a more perfect model background for the model review.

Key words： Accommodation fitting model; Fine modeling; Interference checking

1     前言

近年来，随着船东对船舶居住环境的要求越来越高，船舶居住环境的舒适性、美观性越来越受到重视，从而对船舶内装设计的要求也越来越高。目前内装设计尤其是内装建模工作在生产设计阶段普遍重视不够，导致后期容易出现各类设备干涉和整体布局美观性问题。究其原因，一是内装生产设计图纸一般无需通过建模出图，只做基本的模型干涉检查;二是船舶内装模型数量较多、种类繁杂，严重影响了建模速度。为了保证建模速度，对模型完整性、细节性考虑不足，像内装板板缝、门窗开启角度、设备维修空间、设备内装设备接口等信息都未能在模型上体现。针对上述原因，本文通过对上建内装精细化建模方法进行研究，对模型干涉检查流程进行归纳整理，在提高建模速度的同时完善模型信息，使后期容易发生的与各专业设备干涉的问题和舱室布置合理性、美观性问题得到源头上的解决，同时为上建整体三维模型评审提供更加直观和完善的模型。

2     精细化建模方法及应用

2.1   内装建模方法

由于上建舱室设备具有数量多、种类多的特点，为提高建模速度、模型准确度，针对不同的模型应采用合适的建模方法。目前基于SPD软件建模的方法，主要有：参数化建模、典型模型建模、传统建模三种方法，下面对此三种建模方法进行分析。

2.1.1 参数化建模方法

参数化建模方法是通过调用参数化模型，对参数进行修改得到相应尺寸模型的方法。该方法需具备以下条件：

（1）对于数量较多、重复使用频率较高、多系列船型等均可使用此方法;使用次数少或各产品不通用的模型，进行参数化建模会造成工时浪费;

（2）每次使用模型时整体形式无变化，仅部件尺寸发生变化，如衣柜、茶几、沙发等;

（3）模型尺寸变化后，需修改小样且修改部件較多。

参数化建模方法：通过SPD软件参数化部件功能进行参数化模型编程，对模型框架和主要结构进行构建，如图1所示。

模型安装时在铁舾件安装指令下直接调用参数化模型，在参数修改指令下进行参数调整，输入相应的尺寸数据完成模型参数设定，获取我们想要的尺寸。

2.1.2 典型模型建模方法

典型模型建模方法是通过SPD软件部件小样管理功能构建小样的方法。该方法应用比较广泛，但花费时间较多。典型模型建模方法，需具备以下条件：

（1）不同船型选取同一厂家的设备。以我司承建的82 K及120 K系列散货船为例，两种系列船厨房洗衣设备供货厂家均为同一公司，厨房洗衣设备小样可作为典型模型在后续使用该公司产品的船型上继续使用，减少了重复建立小样的时间;

（2）不同厂家的设备节点相似。如卫生单元除主体尺寸不一致外，其余管子、水箱等形式基本一致，可利用典型模型调整主体尺寸后直接使用，减少重复建立卫生单元附件小样的时间;

（3）对于外形要求不严且使用量较大的模型。如扶手椅各个厂家形式大同小异，且扶手椅模型准确度要求不高，可使用典型扶手椅模型进行布置，节省建立小样的时间。

典型模型建模方法：通过SPD软件部件小样管理进行模型命名与编辑，模型安装时直接从模型库调用，布置到相应的位置即可。

2.1.3传统建模方法

传统建模方法就是利用铁舾建模功能进行建模。一般适用于于比较简单、形状多为平直状的模型，如内装板、绝缘、敷料等。该建模方法速度较快，但应用面较窄。

2.2   内装建模范围及清单

内装建模前应先确定建模范围，由各专业提出内装建模需求，统一列出内装模型清单;同时，分析哪些模型采用哪种模型建模方法，并在清单中备注。

2.3  内装建模标准

确定好模型建模方法和范围后，下一步就要确定模型建模要求。哪些模型信息需要表达、哪些模型需要细化等，都需要在建模前仔细策划形成标准。例如，通过增加内装板板缝、模型检修空间、门窗开启轨迹、接口等信息，可以有效避免天花灯、布风器与板缝等干涉和管系、通风、电气布置不合理等问题，其他细节若建模时间充裕可再考虑增加。

2.3.1内装板模型

内装板模型建模标准：建模范围包括所有安装内装板的房间。建模时不仅要按实际内装板排板图建模，而且应能体现内装板的板缝。由于需要嵌装在内装板的设备如布风器、灯等容易发生跨越内装板板缝的干涉问题，故为减少建模工作量和后期板缝调整工作量，内装板建模根据房间布局整体建模。板缝建模用铁舾建模功能建出一根根较薄的扁铁替代，依据内装板排板图板缝的位置将扁铁嵌入内装板内充当板缝，后期板缝调整只需通过调整扁铁的位置即可，由此既可避免一块一块建板的大量繁琐工作，又可大量减少后期板缝调整的工作量，如图2所示。

2.3.2 门窗模型

门窗模型建模标准：建模范围包含所有防火门及门框、窗及窗斗.建模时应保证门、窗呈完全打开和关闭的状态，并用箭头标识窗扇、门扇的活动范围（见图3、图4），其外形尺寸严格依据设备资料。

2.3.3卫生单元模型

卫生单元模型建模标准：建模范围包含所有卫生单元。建模时要示出卫生单元的管子进出口和电缆进线位置，其外形尺寸严格依据设备资料。

2.3.4 厨房设备模型

厨房设备模型建模标准：建模范围包含所有需要接管和插电的设备。建模时要示出管子进出口和电缆进线位置，设备若有门应呈现完全打开状态，其外形尺寸严格依据设备资料。

2.3.5木质家具模型

木质家具模型建模标准：建模范围包含所有家具。为方便模型干涉检查，其柜门、抽屉应呈现完全打开状态，其外形尺寸严格依据设备资料。

2.4   舱室模型布置

建完上述模型后，就可以根据舱室布置图及各房间布置图定位尺寸布置各类模型，其效果图见图5、图6。

2.5   模型干涉检查

上建模型初步完成后，通知各个专业相互检查干涉情况，发现问题及时沟通和调整。专业间模型干涉调整，在满足功能要求的前提下，尽量做到修改量小、成本小、效果好。

2.5.1内装板天花板缝与灯具等干涉检查

通过对板缝进行建模，可以直观检查板缝与灯、探头、布风器等的干涉，有效避免灯具等跨越板缝的情况，并有利于天花整体布局的调整。

2.5.2电气设备与内装设备干涉检查

通过增加窗斗、窗帘盒等模型，有效避免壁灯、电气插座开关等的干涉。

2.5.3管子与内装板干涉检查

在建模过程中管子穿装饰板情况较多，通过模型干涉检查可以很直观地发现干涉问题，如图7所示。

2.6   调色与模型输出

通过对模型进行调色，可以讓内装板缝、家具、设备等更加清晰和直观，方便模型检查和提高模型评审舒适度。内装各模型通过导入Navisworks软件后整体调色，在模型评审前将最终调色后模型整体输出保存。图8为82 K系列散货船厨房调色后的效果图。

3     精细化建模效果对比

通过精细化建模，使我司承建的82K、120K系列散货船上建的三维建模完整性达到95%以上，对比之前产品上建模型，增加了下列信息：

（1）细化内装设备模型接口信息;

（2）增加内装板板缝;

（3）扩大建模范围（如：增加部分插电接管设备模型）;

（4）完善模型配色。

图9、图10为82 K系列散货船精细化建模前、后的舱室效果图。

4    结束语

本文介绍的船舶内装精细化建模项目，已经在公司82 K、120 K系列散货船上成功实施，并取得较好的效果，在上建模型对外评审中得到了船东的一致好评。

参考文献

[1]  中国船舶工业总公司，船舶设计实用手册[M]. 北京：北京国防 工业  出版社， 2002.

[2]  国际海事组织， 国际海上人命安全公约及其修改通报[M]. 北京：人民交通出版社， 2014.

[3]  李庆宁，船舶内装工程[M].哈尔滨工程大学出版社， 2007.

[4]  刁玉峰，船舶舾装工程[M].哈尔滨工程大学出版社， 2017.