基于Intergraph Smart 3D的邮轮铁舾建模功能优化开发

夏 鼎，李 佳

（上海外高桥造船有限公司，上海 200137）

0 引言

邮轮设计建造具有高技术、高附加值和高可靠性等典型特点。随着三维船舶生产设计技术的应用，目前造船业不断向着信息化、智能化的方向发展。智能三维工程设计系统Intergraph Smart 3D是面向数据和规则驱动的软件，既能提供完整的设计服务，又能在全生命周期中为工厂提供维护服务，可有效提高设计效率，提升设计质量。本文以Intergraph Smart 3D在邮轮铁舾建模中的应用为例，对Structure模块原有命令的缺陷进行梳理和分析，并提供解决这些缺陷的优化方案，阐明 Intergraph Smart 3D优化开发的必要性。

1 原有命令的缺点

1.1 直线型材命令

Intergraph Smart 3D软件原有直线型材命令具有如下缺点：

1）在使用原有命令构建直线型材时，需选取相应基点。若相邻两型材选取的基点不一致，则彼此间无法形成端切。

2）无法直接生成指定长度的型材，需配合Pin Point功能才可实现。

3）创建的型材之间会产生关联性，会对后续复制、移动、修改、镜像和旋转等操作造成很大干扰。

1.2 曲线型材命令

在使用原有命令构建曲线型材时，需将基线一笔画成。若在此过程中出现错误需要修改，则只能重新建模。此外，在进行曲线型材的建模时，无法使用打断命令终止过程。

1.3 板材命令

Intergraph Smart 3D软件原有板材命令具有如下缺点：

1）操作较为繁琐，须先对基面进行自定义，再选取参考边界，然后在Sketch Smart界面绘制板材边界，最后在3D界面生成板材模型。

2）在对基面和参考边界进行定义时，会产生很多关联性，这会在一定程度上干扰用户建模。即使在建模中使用关联关系较少的三点定面法，也无法完全规避关联关系。

3）由于关联性的存在，无法对使用原有命令建成的板材方便地进行复制、移动、镜像、阵列和旋转等操作，进而导致建模效率低下。

1.4 几何线命令

Intergraph Smart 3D软件原有几何线命令仅能起到辅助参照作用，并无实际功能，且具有如下 3个缺点：

1）无法直接输入尺寸，如直线的长度和圆的半径等。

2）无法对绘制完成的几何线进行编辑，如延伸、偏移、倒角和修剪等操作。

3）每次绘制之前需打开Reference Geometry功能，否则无法显示绘制的几何线。

1.5 端切命令

Intergraph Smart 3D软件原有端切命令具有如下缺点：

1）原有命令中的端切分散在几个文件夹中，不方便查找，需要用户对端切命令极为熟悉。

2）原有命令中端切种类过少，无法满足生产设计的要求。

3）无法输入端切参数，只能在系统默认值中进行设置。

2 优化命令

由于船舶设计人员通常使用Tribon软件进行建模，对此软件较为熟悉，因此在对Intergraph Smart 3D软件进行优化时，尽量将其使用风格向 Tribon软件靠近，以便设计人员尽快上手。

2.1 几何线命令的优化

将几何线命令拆分成3个部分：1）直线命令，该命令可输入直线的长度和角度，并支持连续绘制；2）圆形命令，该命令可输入圆的半径或直径；3）矩形命令，该命令可输入矩形的长度和宽度。几何线命令经优化后，无须在绘制前打开 Reference Geometry功能。

2.2 端切命令的优化

在原有命令的基础之上，对所有端切命令进行集成处理。在选取端切命令后，会弹出图1所示对话框，在左侧选取端切类型，并修改右下角对话框中的参数，预览无误后即可生成模型。

图1 优化后的端切命令界面

优化后的端切命令具有如下3点优势：1）界面直观，优化后的端切命令将所有端切命令集成在一起，方便设计人员查找对应的端切型式；2）界面人性化，支持自定义参数修改；3）具备预览功能，若选择的端切型式不正确，可提前进行更改。

在对单根型材进行自由端切时，无须检查该型材与其他型材间是否存在关联关系；在对2根型材相接处进行端切时，需要这两根型材间存在一定关联。

3 开发命令

3.1 几何线编辑命令的开发

原有命令无法对几何线进行编辑，参照Tribon软件和Auto CAD中对几何线条的编辑功能，开发了具有Intergraph Smart 3D软件特色的几何线编辑命令，主要包括以下7项功能：1）修改直线尺寸；2）修改圆形尺寸；3）修改矩形尺寸；4）倒角，支持圆角、斜角和反圆角等3种方式，倒角方向可分为内倒角和外倒角；5）偏移，支持直线、弧线、圆形和矩形的偏移；6）相切，包括点圆相切、线圆相切和两圆相切等3种相切方式；7）延伸和切割。

3.2 创建型材命令的开发

开发创建型材命令，该命令具有以下4点优势：1）支持输入型材的长度和角度；2）可连续创建型材，且连续创建的型材之间没有关联关系，不会干扰后续建模；3）在型材之间可以直接添加端切关系；4）无须选择生成型材的基点。

3.3 创建板材命令的开发

开发创建板材命令，该命令具有以下3点优势：1）定义基面的方式较为简便，可选择共面、面、面、面和视图面等5种方式；2）创建的板材与基面之间不存在关联，方便进行复制、移动、镜像、阵列和旋转等操作；3）可直接对板材的边界进行修改，无须进入Sketch Smart界面。

3.4 线建型材命令的开发

在使用优化后的几何线命令绘制基线的基础之上，点击“线建型材”命令，即可完成型材模型的构建。该命令具有如下3点优势：1）若基线是多段几何线，则该命令支持创建分离或合并两种状态的型材，分离状态下支持编辑，合并状态下不支持编辑；2）当型材为曲线型材时，可采用曲线型材打断命令将目标型材打断；3）可按照图纸尺寸绘制型材基线，通过命令直接生成所需型材，无须再次修改。

3.5 线建板材命令的开发

开发线建板材命令，该命令具有以下4点优势：1）可对板材边界进行修改，无须进入Sketch Smart界面；2）可对板材的材质、厚度和朝向等参数进行修改；3）可按照图纸尺寸绘制板材边界，通过命令直接生成所需板材，无须再次修改；4）板材与基面之间不存在关联关系，方便进行复制、移动、镜像、阵列和旋转等操作。

3.6 垫板命令的开发

垫板命令有2项功能：1）直接在型材端部添加垫板；2）将型材自动延伸到舱壁，并自动添加垫板。根据型材的不同，软件会自动匹配合适的垫板类型。

3.7 平台创建命令的开发

平台创建命令可依据几何线构建的外形，直接生成目标平台。该命令的使用步骤如下：1）绘制平台的几何外形（见图 2）；2）点击平台创建命令，对平台位置、型材标准、截面信息等参数进行设置；3）选择平台基准边框；4）生成平台模型（见图3）。

图2 平台的几何外形示意

图3 平台模型示意

需注意的是，平台创建命令并不能完美生成平台模型，对于瑕疵部分，需人为手动修改，该命令可将铁舾件的建模效率提升50%以上。

4 结论

相较于成熟应用于造船行业的三维建模软件Tribon，Intergraph Smart 3D功能更为强大，覆盖范围更广。Structure模块作为Intergraph Smart 3D的重要组成部分，主要应用于邮轮的铁舾专业。本文对Structure模块原有命令存在的缺陷进行分析，并在此基础上给出优化和开发方案，优化和开发后的命令可有效提高建模效率。