基于船舶电气智能设计系统关键技术分析

基于船舶电气智能设计系统关键技术分析

陶贤冬,邓雅杰

武汉船舶设计研究院有限公司  湖北省武汉市  430000 

摘要：我国目前所拥有和掌握的船舶设计软件只是在设计绘图方面有一定的造诣。但是船舶电气智能设计系统的专业性和复杂程度都比较高，船舶电气智能设计系统同时也是一个协作性要求比较高的设计领域。电气智能设计系统需要通过设计方案确定、模型建设和设备的评价优选等诸多环节。人工操作又存在着精确度不高和误差大的缺点，对设计的质量和效率提高有很大的制约性。基于此，本文针对船舶电气智能设计系统关键技术进行了分析与探讨。

关键词：船舶电气；智能设计系统；关键技术；

引言

由于技术等方面的制约．我国目前大多数船舶设计软件在电气设计方面仅具备绘图功能 而船舶的电气系统设计是一个需要多专业协作的复杂过程．涉及到大量的设计方案的确定、分析模型的建立、各种设备的评价选优等工作．若靠人工的操作不仅消耗大量的时间而且工作精度不高．严重影响设计的效率和质量。

1.船舶电气智能设计系统现状

船舶电气设计的过程十分复杂，涉及知识面广、学科交叉明显。现代的船舶电气系统要求越来越高，无论是精度还是周期，都有了新的要求，但现有的船舶设计系统更多的是注重整体结构和轮机等方面，电气系统却基本只有绘图功能，技术革新也相对缓慢。因此，如何利用信息技术代替人力，科学的指导和管理现有资料是现阶段迫切需要解决的问题。

1.1 设计细节不重视

船舶电气设计工作所关系到的方面十分之广，其中包含着很多的专业知识，是各项专业知识的整合。还关系到了十分之多的细节，如若这些细节在设计进程中无法得到重视与关注，一些技术知识之间的关联也无法有效连接，就会使得传播电气设计成为了一个相对孤立的专业，如若忽略了其中的任何一个设计细节，那么在设计进程中也就会出现偏差，偏差集中显现在设计图纸中，对于后续的各项施工与建造环节会产生一定影响。

1.2材料选取不合理

船舶电气设计进程中对于材料的选取是一个十分常见的问题，一些经常可见的设备选取合理与否也是船舶电气设计之中的重要问题。如若在设计进程中，设计人员无法对一些常见的材料如：电缆、断路器等进行合理选取，那么将十分有可能对电气设备造成一定的安全隐患，对于船舶整体质量的安全造成一定的限制，各个系统之间的平稳有效运行也难以被保障，十分有可能会产生严重的损失。

2.船舶电气智能设计系统的关键技术

2.1船舶信息的数字化

在船舶的电气设计中，必须使用数字工具来确保电气设计的准确性。这将需要在设计的各个方面使用信息，例如船体结构的设计对象、吨位和材料以及船舶主要部分的数据，所有因素都必须考虑并以下列形式表示：数字信息，然后以一致的方式对关键信息进行分类，分析和存储，这是船舶电气设计的重要基础。信息的数字存储可以使设计人员在开发程序时更客观，更科学且更符合应用程序的要求，从而更好地理解设计对象。数字信息是更精确、更具体的信息，这是正确的。准确提取大量的信息，具有较高的参考价值，可以为电气设计提供可靠的依据。船船信息的数字处理的总体现状，特别是船舶电气设计的特点，这样可以有针对性地进行设计，可能会提高设计准确性和响应速度。通过数字化处理船舶信息，可以了解船舶电气设计和应用的局限性，以及使用电力的船舶的特性，这些特性与它们的属性和特性密切相关，从而消除了不可接受的电气设计和可行的设计应用程序。数字信息处理方法用于复杂处理所有信息和船舶部件，不仅可以通过数字信息了解船舶，还可以使用数字信息创建船舶模型。仿真也是船舶数字信息处理的主要目的，建立船舶数字电气模型并基于该模型进行电气设计，不仅可以从全局角度了解船上的电力，而且可以在需要时智能地分解数字模型以查看每个细节。

2.2故障智能检索

在船舶长时间的使用过程中，不可避免发生系统故障，若不对这些故障进行检修处理，将存在极大的使用隐患。而船舶电气智能设计管理，能够在项目设计环节，便将可能发生的障碍进行预测，结合数据库中的故障发生数据，对事故发生时的线索进行收集。通过连锁逆推的方法探究事故发生的原因，以及造成这些原因的操作细节，在智能系统中以关系树的方式体现其逻辑关系，借此进行事件分析，并最终解释故障原因及发生概率等细节的故障分析手段。

2.3参数化方法

查询改进母型船是船舶的电气化设计系统最常用的一种方法。但是这种方法在实施过程中有一定的难度，要进行复杂的信息处理。参数化方法恰好可以弥补传统方法的缺点。参数化方法就是将设计图纸中信息进行参数化处理，主要是对图纸中的模块进行参数化表达。

2.4船舶设计测绘

在数字化测绘技术对船舶原图的设计处理过程中，通常会运用扫描矢量化的处理方式，发挥其高效率、高精准度的技术特点，借助一定的辅助工具来提升工作质量。但这种方法容易对原图的准确性造成一定影响，所以通常作为船舶电气智能设计管理的紧急措施使用。为了避免或减少扫描矢量化应用过程中出现的弊端，可以利用补测和修测等技术方法，使船舶设计测绘的精准度得到保障，完成相关制图要求。此外，电气智能设计能够将数据、图纸不完整的部分进行恢复，通过缩放图技术与外业测点的优势结合，保证所得图纸的完整性。结合CAD软件的技术支持，进行船舶结构俯视图和轴线的绘制工作，从而得到整体设计图纸信息。将大量信息的相同属性收集并储存起来，完善信息的整理归类工作，方便日后进行船舶资料查找。

2.5作用应力检测

电气智能设计能够对船舶系统进行刚柔耦合动力学仿真，其原理是由于刚体的受力分析只能对零部件的外部受力进行显示，通过智能模拟设计滑台运动的方法获取相应的船舶零部件作用应力、变形情况等信息，从而对船舶的冲击强度进行分析。需要注意的是船舶的形式速度较快，其中柔性体的使用会避免传统刚体反映信息不明确的问题，表现出船舶的整体运动、受力情况。此外，电气智能设计技术中对动力学仿真的应用，能够改变传统静力学仿真仅针对某一部分的运行状态进行研究的弊端，强调整个主体在运作时的运动结果。

2.6设计模块的原型实现

设计模块的关注对象是项目的图纸和界面，能够发挥出绘图等多种功能，图纸可以把设计与绘图结合到一起，并做出一系列的编辑处理。设计模块能够辅助图纸管理生成材料表和子系统，并实现设计图纸和设备控制的自动化发展，展开一系列的智能化操作减轻，人为劳动的负担和压力。同时，在设计布置环节，这一技术能够推动设计对象和电气功能向着数字化的方向迈进。要想真正实现设计模块的自动化运转，就必须要对电气的符号做出规定，设计人员可以用图标驱动的方式展开绘图工作，并对过程中的数据进行分类整理，最终生成行之有效的目标图，为后续的审核奠定坚实的基础。

3.结束语

经济发展对船舶的承载能力提出了更高的要求，船舶的电气系统也必须适应船舶发展的需要，并且要更加合理。传统的船用电气设计具有一定的局限性，不仅效率低，而且精度低。智能电气设计系统的创建可以帮助设计人员有效地设计船舶电气系统，提高船舶电气系统的设计水平。

参考文献

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