芬兰Bluetech

反思船舶基本设计

2018年一月一个寒冷的冬天,丹麦Molslinjen的一艘158米的RoPax在芬兰RaumaMarine Constructions造船厂下水。Bluetech芬兰有限公司的创新设计团队使用CADMATIC三维船体设计软件完成了该船的基本设计。船体详细设计和舾装设计使用了相同的模型。Bluetech为该船提供了结构基础设计和结构生产设计的全方位服务。

Bluetech设计师Otto Koivisto 使用RoPax项目对CADMATIC三维船体设计软件在基础设计上的应用做了研究。他的研究成果和他开发的优化建模过程及其对提高总体设计效率的影响都包含在他的硕士论文中。

打破传统

RoPax型船的基本设计通常采用2D进行,一般使用AutoCAD®等工具。另一方面,3D建模仅在设计过程的后期才会被使用。当芬兰Bluetech在2016年6月收到Molslinjen RoPax的基本设计订单后,设计团队大胆地决定在设计项目早期阶段就突破传统地引入3D建模。Bluetech被委托提供基本和生产设计,他们也希望去尝试一些新的东西。他们有信心可以应对所有挑战。

“我们希望可以尽早使用3D建模,并在这之后地设计阶段节省时间。关键是确保生产的三维模型以及用于船体生产设计的工具也可以用于结构基础设计。即便我们之前没有这么做过,但我们相信我们可以做到这一点,” Otto谈道。

更新模型所面临的挑战

在基本设计中应用三维建模最具挑战性的一方面就是保持模型最新状态所需的工作量。在这一方面,成功的关键是可以最大限度减少更新需求的方法。

“当您只有一张图纸并在根据此图纸创建模型时,这个过程通常非常快捷。但如果模型需要经常更新,那就会变得非常耗时。如果模型的某些部分是最新的,而其他部分并不是,那这样就可能会造成混淆。我们需要一个解决方案来减少设计过程中需要更新的信息量。这就是为何我开发了一个优化的建模过程来

保持模型的轻量化,” Otto解释了对优化设计过程的需求。

优化后的建模过程避免在项目进程中过早建模。当整个设计过程的一个大矩阵被创建之后,我们确定需要什么,何时需要它们,谁来制定这些以及如何按照精简原则来创建信息。(参见下图的优化建模过程的总结)

“一旦你根据智能流程进行基本设计建模,就可以避免项目早期繁重模型所引起的问题。你可以更轻松的享受三维建模带来的船体设计优势,” Otto补充道。

使用三维建模工具完成基础设计的优势


“三维建模让项目进度一览无遗的同时也提高了设计质量。设计人员在3D中犯的错误也更少,特别是在狭窄空间和高弯曲区域。此外,你可以利用该模型进行结构分析(FEA)。可以将结构模型导出为可导入FE软件的不同文件格式,” Otto解释道。

另一个很大的优势就是我们可以在项目早期就从模型中提取生产计划信息(如重量和重心)。“例如,你可以使用参考船获取生产计划信息,但从模型中获取该信息的准确度和简易度都更高。这个项目证明了只要模型是正确的,你就可以使用CADMATIC船体的重量信息。如果信息还不完整,你可能需要针对一些方面进行估测。但如果你的建模过程是优化的,你就会知道如果做到这一点,” Otto透露道。

在船体基本设计过程中使用三维建模的最大好处是可以显著减少以后详细设计所需的工作量。

“一旦你从基础设计到详细设计都使用相同的模型,正如我们在这个项目中做的那样,你不必为了详细设计而再次对整个结构进行建模。你可以直接应用强大的基本设计模型,并通过添加新的部分完善模型。”


结果也适用于其他建模系统

Otto的论文是基于CADMATIC船体软件的使用。但他表示,他的研究结果也同样适用于其他三维建模系统,前提是它们具有相同的功能。

“一些软件供应商在市场推广时也表示他们的系统可以处理基本设计,他们的模型可以在设计过程的后期使用。这些系统虽然非常不同,良莠不齐,实际应用时效果往往差强人意。我的研究证明了CADMATIC的三维船体设计软件可以满足这一要求,” Otto说。

该项目的舾装设计是在AVEVA OUTFITTING™中完成的。我们通过Bluetech将CADMATIC的船体模型成功导出至AVEVA来完成舾装设计。