Автоматизированные системы проектирования в судостроении

Известно, что судостроительная продукция является очень наукоемкой и технологически насыщенной. Наряду с разработками традиционных типов торговых судов, морских пассажирских лайнеров и военных надводных кораблей, развивается проектирование специальных судостроительных сооружений – таких как морские платформы различного назначения, скоростные суда с нетрадиционной формой корпуса и др.

Создание и развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) началось более в конце 70-тых годов прошлого столетия. В сложившихся за последующие годы условиях развития судостроительной отрасли особую важность приобретает выбор эффективных средств автоматизации технической подготовки производства, обеспеченных стабильностью компании-разработчика и поддержкой квалифицированных специалистов по внедрению.

Основными критериями выбора были:

· стоимость программного обеспечения;

· уменьшение затрат на средства вычислительной техники;

· быстрота ввода в действие;

· полный набор функциональных модулей для всех специализаций проектных бюро;

· возможность параллельной работы всех специализаций проектных бюро.

На мировом рынке CAD/CAM систем можно выделить наиболее заметных для судостроительного проектирования и производства решений: FORAN, TRIBON, NUPAS/CADMATIC, CATIA, CADDS5, CIMATRON, ProINGENEER, UNIGRAFICS.

Три из их числа - FORAN испанской компании Sener, (AVEVA) TRIBON шведской компании Kockums, NUPAS-CADMATIC компаний Numeriek Centrum Groningen BV (Голландия) и Cadmatic Oy (Финляндия) – являются специализированными судостроительными системами с длительным опытом использования в судостроении.

Система FORAN выполняет проектирование и разработку:

· Поверхности корпуса, формирование палуб и переборок, теоретический чертеж, расчеты по теории корабля для гражданских судов;

· Электронной модели корпуса и заготовки рабочих чертежей корпуса с дооформлением в AutoCAD, эскизы деталей, карты раскроя, гибочные шаблоны, чертежи постелей для гибки листов, программы плазменной резки для станков с ЧПУ, плазовую книгу часть 2;

· Электронной модели помещений, заготовки рабочих чертежей расположения оборудования и трубопроводов с дооформлением в AutoCAD, совмещенные чертежи, карты-эскизы труб, альбомы ветвей трубопроводов с координатами установки на судне, альбомы видов макета, программы автоматизированной гибки труб для станков с ЧПУ;

В настоящее время используются версия систем FORAN V 80 фирмы SENER, которая лицензирована более чем 150 судостроительным и проектным организациям в 30 странах.

Объединение систем TRIBON M3 с программами AVEVA Marine в 2004 году позволяет обеспечить равнозначно сильные решения как в части проектирования корпуса корабля, так и его насыщения.

Система NUPAS-CADMATICявляется одним из мощнейших в мире 3D CAD/CAE/CAM инструментом для судостроения и нефтегазовой промышленности, может выступать интеграционным ядром при построении комплексных решений на всех стадиях проектирования и производства судов, морской техники и нефтедобывающих платформ любого типа сложности, снабжена различными пакетами проектирования и управления (CAD, CAM, MMS, PLM, ERP) покрывая весь жизненный цикл создания конструкции.

В настоящее время в судостроение успешно используется универсальная система CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) - одна из самых распространенных САПР высокого уровня, обладатель законченного интегрированного решения, включающего проектирование судостроительных и промышленных технологических сооружений (AEC Plant & Ship), точное геометрическое моделирование машиностроительных изделий и сборок (Mechanical CATIA), управление развитием проекта (ENOVIA PDM/VPM) и полную работающую интеграцию перечисленных составляющих.

Решения CATIA для судостроения охватывают полный цикл технической подготовки судостроительного производства, в том числе базовые кораблестроительные расчеты и формирование судовой поверхности.

Система CATIA предлагает проектировщикам широкий выбор возможностей для создания, анализа и модификации сложной поверхности судового корпуса в числе которых:

· создание поверхностей по заданным граничным условиям или по множеству точек,

· построение поверхностей на основе сегментов форм и оболочек,

· определение площади, центра тяжести и других параметров поверхности,

· контроль кривизны и касательных,

· пересечение, объединение, разрезание, зеркальное отражение, выравнивание и сглаживание поверхностей, -обнаружение и устранение зазоров (разрывов) и наложений,

· импортирование и обработка поверхностей из других CAD систем.

Модули прочностного анализа CATIA позволяют выполнить расчеты общей и местной прочности корпуса и его составных частей. Из трехмерной модели в любое время автоматически генерируются необходимые чертежные виды секций, а также рабочие чертежи деталей со спецификациями. После разделения судовой поверхности по границам листов наружной обшивки выполняется их автоматический раскрой с возможностью контроля и правки при необходимости. Аналогично выполняется оптимизированное размещение и раскрой других листовых деталей корпусных конструкций.

Модули АЕС CATIA обеспечивают создание принципиальных монтажно- технологических схем, интерактивную трехмерную трассировку трубопроводов с динамическим размещением и модификацией компонентов, автоматическую проверку соответствия трехмерных моделей предварительно сформированным технологическим схемам, контроль пересечений и зазоров элементов конструкций, автоматическую генерацию изометрических монтажных чертежей трубопроводов со спецификацией компонентов, визуальный пространственный контроль модели в режиме реального времени, проверку выполнения корпоративных правил проектирования, создание пользовательской базы конструктивных элементов и многие другие функции.

Проектирование выполняется на основе унифицированных элементов конструкций, структурированных в развитой системе каталогов и отвечающих требованиям используемых стандартов (международных – DIN, ANSI и других, отраслевых или собственных стандартов предприятия).

Для проектирования различных судовых механизмов и оборудования (как лебедки, грузовые стрелы, люковые закрытия, спасательные средства и т.п.) используется весь арсенал гибридного моделирования машиностроительных изделий и сборок CATIA Mechanical (точное твердотельное моделирование, поверхности и каркасы, электронный цифровой макет).

Выполняется прочностной, кинематический и монтажный анализ механизмов в пространстве судового набора, анализ пересечений и зазоров элементов насыщения, коммуникаций и корпусных конструкций. Генерируются сборочные и рабочие чертежи со спецификациями.

Для электротехнического оборудования используются специальные модули компоновки и прокладки. Для подготовки техпроцессов механообработки деталей генерируются управляющие программы для станков с ЧПУ и визуализируется работа режущего инструмента. Обмен данными и управление проектом.