САПР в судостроении (стр. 2 )

Рис. 4

AUTOBUILD - проектирование внутренней структуры корпуса судна.

Рис. 5

AUTOPLATE - определение листов наружной обшивки корпуса судна.

Рис. 6

AUTONC - генерация управляющих программ для машин резки с ЧПУ в различных форматах. Модуль имеет возможность автоматического раскроя. Для фрезерной обработки модуль имеет дополнительные возможности, учитывающие работу с 3D поверхностями.

Рис. 7

Все модули имеют возможность передачи данных в различных форматах, таких, как DXF и IGES.

2.2. K3-SHIP

Программный комплекс автоматизированного проектирования K3-SHIP разработан НВЦ "ГеоС", основанным в 1994 году. Предприятие является разработчиком геометрического программного обеспечения и поставщиком интегрированных решений в области систем автоматизации проектирования. [12]

K3-SHIP – это система формирования пространственной твердотельной модели корпусной конструкции судна и других его элементов. Система K3-SHIP используется для оснащения рабочих мест проектировщиков и конструкторов, занимающихся проектированием внутренних конструкций и компоновкой судна.

В основу подхода к проектированию судового корпуса в среде комплекса K3-SHIP заложена современная концепция, заключающаяся в отходе от традиционных методов, существовавших многие десятилетия. Эта концепция является базовой практически для всех систем автоматизированного проектирования, существующих в мире, и заключается в создании трехмерных твердотельных компьютерных моделей проектируемых изделий, часто называемых "виртуальным изделием". В отличие от традиционных "бумажных" технологий, использование которых предполагает выпуск чертежно-конструкторской документации в полном объеме на всех этапах проектирования, данный подход обладает целым рядом неоспоримых преимуществ.

Это:[13]

существенное сокращение сроков проектирования за счет эффективного и высокопроизводительного инструментария, ориентированного на создание моделей корабельных конструкций; исправление ошибок в конструкции, например, проникновение деталей, уже на ранних стадиях проектирования, в то время как основная их часть при традиционных подходах зачастую выявляется на стадии постройки; сокращение объема натурного и масштабного макетирования за счет высококачественных средств отображения "виртуальных изделий"; значительное снижение трудоемкости при решении задач компоновки механизмов, агрегатов, прокладки трубопроводов, кабельных каналов, воздуховодов и т. д.; существенное снижение объема чертежно-конструкторской документации при повышении ее качества. Возможность автоматической выдачи информации для изготовления деталей. Это все создает предпосылки для перехода на "безбумажные" технологии проектирования и постройки.

Использование комплекса позволяет автоматизировать труд инженеров-конструкторов и технологов, обеспечивая высокое качество проектирования конструкций судового корпуса, отвечающее современным мировым требованиям, за счет предоставления пользователю следующих возможностей:[14]

автоматическое задание трех основных судостроительных проекций (мидель, бок, план) с расстановкой конструктивных шпаций по всей длине корпуса или по его районам; проектирование и редактирование формы и размеров элементов и сборочных единиц судового корпуса, как в составе единой модели корпуса, так и в составе технологических единиц типа секция или блок-секция; проверка собираемости и геометрической непротиворечивости судовых конструкций, определение зазоров между деталями, определение размеров пространств в отсеках и возможности доступа к узлам и элементам конструкций; размещение оборудования, механизмов, трубопроводов и т. п. внутри спроектированного судна; вычисление масс-инерционных характеристик, как всей конструкции в целом, так и любой отдельно взятой его части, с учетом размещенного готового оборудования; автоматическое получение спецификаций, ведомостей заказа материалов, эскизов на изготовление стандартных профилей и прочей требуемой рабочей документации; выпуск рабочей конструкторской документации (сборочных чертежей секций). Кроме того, наличие трехмерной модели конструкции проектируемого судна позволяет выдавать изображение сложных узлов в необходимых ракурсах и делать растяжки отдельных блоков и секций с простановкой позиций всех деталей.

Теоретические поверхности передаются в K3-SHIP из других систем (в том числе SeaSolution) геометрического моделирования в формате DXF.

Все детали условно делятся на два типа: листовые и профильные:
Листовые детали. Геометрия листовой детали определяется произвольным внешним контуром и толщиной листа. Лист может иметь одно или несколько отверстий произвольной формы. С системой поставляется библиотека стандартных вырезов, которая может быть легко дополнена пользователем. В листовую деталь может быть добавлен по параметрам вырез под проход профиля. Кницы и бракеты формируются автоматически по указанным опорным точкам. Они могут иметь фланец или поясок. Информация для раскроя готовится в формате DXF – контур детали с вырезами и линиями маркировки. По требованию заказчика может быть сделан любой другой формат. Профильные детали. В текущей версии системы определены три типа параметрических профилей: полособульб, уголок, полоса. Таблица проката конкретного профиля находится во внешнем файле, который может быть отредактирован пользователем. Одновременно могут быть определены две таблицы (два стандарта) для каждого типа профиля. Для всех параметрических профилей автоматически создаются эскизы для изготовления детали: с размерами и шаблонами для гибки, если профиль гнутый. В случае необходимости профиль может быть задан по произвольному сечению, построенному пользователем. В текущей версии системы внутренний набор при изменении наружной обшивки автоматически не перестраивается.

Для подготовки спецификаций и иных табличных документов обеспечивается связь системы K3-SHIP с базами данных. Возможно автоматическое формирование ведомостей листовых и профильных деталей, сводных ведомостей заказа материала, альбом с эскизами для изготовления профильных деталей. Формат ведомостей и других документов определяется Заказчиком.

2.3. Sea Solution

2.3.1. Общие сведения о системе

Sea Solution - это программный комплекс, в основном предназначенный для создания или сглаживания судовой поверхности и работ с листовыми конструкциями (в том числе и с наружной обшивкой). Sea Solution - включает в себя функции геометрического моделирования, объектно-ориентированную базу данных, расчетные и интерфейсные модули. [15]

Существенные особенности системы Sea Solution заключаются в интерактивном формировании поверхности корпуса судна, определении палуб, надстроек, платформ и переборок, формировании конструктивных элементов штевней, трассировке трубопроводов, задании и развертке листов наружной обшивки на основе единого математического аппарата В-сплайн кривых и В-сплайн поверхностей.

Система Sea Solution имеет встроенную систему параметризации и позволяет отслеживать изменения, возникающие в процессе проектирования. Вся информация в базе данных структурирована по иерархическому принципу, причем структура иерархии может выбираться пользователем с учетом принятой структуры проектирования и числа рабочих мест в данной организации.

Система имеет интерфейсные модули для передачи данных в другие системы. Поддерживаются следующие форматы данных:[16]

DXF - формат обмена с чертежными системами и с системой K3-SHIP (в дальнейшем планируется прямой интерфейс передачи данных); VDA - формат обмена данными с системами геометрического моделирования такими, как CATIA, PROENGINER; DBG, IDF - формат обмена данными с системой INTERGRAPH; SRF - формат обмена с системой FASTSHIP; STC - формат обмена данными с подсистемой СТАТИКА; ASF - формат текстового представления базы данных системы; интерфейс в систему FORAN; интерфейс в систему AUTOKON (TRIBON).

Существует ввод данных из системы AutoCAD (через формат DXF), FASTSHIP.

Вся выходная документация может быть оформлена при помощи любой системы автоматизированного черчения, воспринимающей формат DXF.

2.3.2. Модуль ПОВЕРХНОСТЬ.

Формирование поверхности корпуса судна начинается с определения конструктивных каркасных линий с последующим определением участков поверхностей. Полученная поверхность может последовательно корректироваться и уточняться на последующих стадиях проектирования. Модуль решает практически все задачи, связанные с построениями поверхностей, как при формировании обводов корпуса, так и при формировании надстроек, палуб, платформ, переборок и выгородок. Модуль позволяет формировать библиотеки типовых обводов - бульбы, оконечности, выступающие части и использовать типовые элементы на вновь проектирующихся судах.

Возможности модуля ПОВЕРХНОСТЬ:[17]

гибкий аппарат проектирования поверхностей любой формы; легкость внесения уточнений и изменений; встроенные функции работы с типовыми поверхностями, такими, как поверхности вращения, вытягивания, сопряжения; поддержка изменений всех поверхностей, связанных с изменяющимся обводом; аффинные преобразования отдельных блоков и всего корпуса, как по одной координате, так и по нескольким; иерархическая структура деления на блоки и операции перемещения, поворота, симметричного отображения блоков; построение линий пересечения поверхностей и поверхностных линий; автоматизированный ввод данных для аппроксимации; автоматическая и ручная аппроксимация линий и поверхностей по имеющимся плазовым данным; построение эквидистантных поверхностей и линий; простой и наглядный аппарат управления формой кривых и поверхностей; визуальный контроль формы кривых и поверхностей через построение сечений, закраску поверхности, гауссову кривизну кривых и поверхностей; построение точек перегиба на сечениях поверхности; хранение текстовой информации по любому объекту; библиотеки типовых форм оконечностей, бульбов и выступающих частей; передача данных для проведения расчетов гидростатики и решения задач обшей прочности и непотопляемости; передача данных для получения теоретического чертежа и чертежей практического корпуса, выступающих частей, палуб, надстроек, модельных чертежей; формирование плазовой книги часть 1; файлы данных в форматах DXF, VDA, DBG, IDF, SRF, AST, STC, ASL, BMP.