基于SPD5.0电气功能优化及二次开发

2023-07-31张文斌

江苏船舶 2023年3期

梁隽,张文斌

(中船澄西船舶修造有限公司,江苏江阴 214433)

0 引言

Ship Product Design(SPD)系统是基于OpenGL图形库进行开发的造船CAD设计软件,能满足船体结构、管系、风管、电气、铁舾件、涂装等专业三维全数字化设计的需求[1]。采用SPD软件,建立数字化设计平台,助力各船型生产设计,能够取得良好的应用效果。但是,在使用过程中发现电气设计模块相比其他专业模块,存在数据准备时间较长、软件数据输出较粗略的问题。本文以SPD5.0版本为研究对象,对电气模块的参数化部件、内码表、设备小样、电缆标准、舾装区域定义、颜色配置等功能进行优化,并利用C#语言进行二次开发,完善出图系统。

1 SPD5.0电气设计模块

SPD-E电气设计系统涵盖了从电气标准、电气原理、三维模型到生产图纸和表册输出的全部过程,提供了电气设备、电气基座、电缆通道、电气导架、电缆贯穿件、电缆拉放、生产用表等一系列与电气生产设计有关的建模和管理功能[2]。SPD5.0电气模块具体功能描述见表1。

表1 主要功能描述表

2 电气功能优化

2.1 参数化部件库开发

SPD软件中PpdL程序是一个可以帮助用户设计参数化部件的程序,用编写参数代码来增加、修改组件[3]。在“参数化部件”设计界面下,用户通过“查询/导出”按钮可对所有参数化部件进行查询、引用及批量导出;通过“参数定义”按钮可直接对部件参数缺省值进行修改;通过“引用定义”按钮可查询该部件的组成,并对子部件数据进行修改。

由于SPD5.0软件内置的参数化部件不能完全适用于生产设计,根据实际需求对电舾件进行参数化部件开发,共涵盖4个方面:电缆支承件、电缆贯穿件、垫板、电气设备基座, 主要步骤如下:

(1)提高电气生产设计的准确率,制定舾装件标准化图册。

(2)简单的电舾件依旧使用内置的参数化部件,通过新建部件号对电舾件的材料、材质、重量等数据进行完善。

(3)根据电舾件标准化图册进行参数化部件开发,实现复杂电舾件的设计。

参数化建模支持搭积木式嵌套叠加引用,将复杂部件拆分为若干简单部件,最终通过引用方式将复杂部件搭建起来[4]。以图1新建的MS06P壁式组合单层直导架为例,该参数化部件共引用了8个小部件:组合导板(600)、左角钢吊脚、右角钢吊脚、长方体(即导板面)及4个三角复板。通过对不同部件的参数化部件开发并引用,从而实现了该部件的开发。

图1 MS06P壁式组合单层直导架构成图

在该托架“变量定义”代码部分,需对各层级的参数化部件材料、规格、数量、重量、内码等变量数据进行编制,并一一对应,以保证后期二次开发程序抽取材料的准确性,见表2。

表2 MS06P壁式组合单层直导架的变量定义

2.2 内码表优化

针对电气专业特点,整理近年来各系列船型电气、轮机、舾装涉及的设备厂家,通过EXCEL表格进行分类汇总。通过优化,将内码表优化成3大类:电气中型设备、灯具和电气通用设备。其中:电气中型设备内码表包含驾控台、集控台、电力分电箱3类;电气灯具包括舱室灯具和航行灯、信号灯2小类;电气通用设备则根据全船电气系统建立部件小类。

以上所有小类共建立236个内码。以设备厂家为单位,每一个内码($MCODE$)对应一个厂家名称(即代码名称$MNAME$),以便后期区分及维护,格式为:XT-CJ,XT表示系统名称,CJ表示厂家名称。

2.3 建立设备小样数据库

SPD5.0中提供了三维小样及实体小样的建模功能。通过各种实体建立的电气设备,简称设备小样。根据统计,常规一型散货船设计准备阶段全船需建立约400个电气设备小样。以优化后的内码表为载体,在SPD5.0中新建模板工程,对常用厂家涉及的电气设备实体数据、连接点数据进行预建模。每一个新项目前期小样建模时,可根据实际需求提取模板工程中的设备小样数据库。流程如下:

(1)判断相关系统的设备厂家与模板工程中的是否为同一厂家,并在本工程下建立相同内码。

(2)通过“数据管理”中“合并数据库”功能对模板工程中的部件进行复制。

(3)检查设备小样各数据准确性,包括设备外形、电气设备标准底盘、电缆连接点及电缆余量等。

(4)在“舾装标准”中通过“从VOL批量生成”按钮生成部件定义。

2.4 建立电缆标准数据库

根据近年来采用的电缆厂家样本手册,整理汇编电缆标准表格,新项目电缆原理输入前仅需导入相关厂家的电缆表格即可完成电缆参数的定义。

2.5 舾装区域标准化

在生产设计过程中,电气设备、电缆通道、电气设备基座、电缆支承件、电缆都要归属某个舱室,在设计准备初期需在“舾装区域”中定义甲板、区域、舱室,其层次结构为甲板-区域-舱室。根据《分段、总段代码规定》《舾装区域代码规定》,在SPD5.0“设计管理”中,以各甲板英文简称建立“甲板代码”(一般取2英文字符),“甲板简称”取其首字母;“区域代码”分别以“P000Q”“E000Q”“D000Q”“F000Q”代表“上建”“机舱”“货舱”“艏部”区域, 通过第2位数字的不同来划分不同的区域。

2.6 电缆通道类别和颜色标准化

经过多船的试用,对电缆通道类别及颜色定义标准化,见表3。定义如下:

表3 电缆通道类别和颜色标准定义

(1)将电缆通道分为7类,并明确每一类通道敷设电缆的类别。

(2)为了和其他专业模型颜色类别进行区分,解决本专业部分电缆分开敷设时的电缆通道颜色不明显的缺点,调整电缆通道颜色。

3 SPD5.0二次开发方法

利用C#语言对SPD 5.0进行二次开发出的桌面应用程序具有4个功能:电缆支承件抽取、电缆贯穿件抽取、设备基座抽取和设备基座制作图。功能结构见图2。

图2 电气二次开发软件功能

SPD5.0 提供SpdCustomization.dll和SpdArxCustomization.dll等文件作为查询二次开发接口[5],前者可有效提取标准部件的各类属性。其中:Mddrec模型记录基类的派生类,MddCabTray Class记录电气导架模型,MddCabpen Class记录电缆贯穿件模型,MddElecPed Class记录电气基座模型。

在SPD5.0的三维模型中,首先选择电舾零件进入托盘管理表,然后通过二次开发软件创建基于模型文件的树:模型文件-托盘-电舾件,选中托盘后对电舾件即可进行抽取。

3.1 电舾件制作材料提取

电缆支承件、电缆贯穿件、设备基座材料抽取原理相同,在参数化部件编制过程中,已对各变量数据进行定义。通过数据接口ParaComponent类提取数据,输出物量如下:

SubQualityCodes:材料名称;SubSpecs:材料规格;SubMainCodes:材质;SubSpecLength:组件规格长度;SubSpecNums:组件数量;SubWeights:组件重量。

3.2 支承件制作托盘

电缆支承件主要包括扁钢和电缆托架。扁钢包含普通电缆绑扎扁钢、单个电缆绑扎扁钢、桥型不锈钢电缆绑扎扁钢、电缆绑扎长扁钢。电缆托架根据托架托板型式的不同,分为角钢型托板的托架和槽钢型托板的托架;根据托架的层数不同,分为单层、双层和三层的托架;根据托架的长度不同,分为单托和组合托架及可变长度的托架和不可变长度的托架[6]。这些支承件种类繁多,每一类下又包含多种参数化部件。制作托盘输出步骤如下:

(1)在服务器端新制托盘表模板,除了常规输出支承件代号、名称、数量、单位、垫板之外,还增加了电缆托架撑脚脚高、螺丝螺母套数的数据输出,并明确电舾件的表面处理、安装阶段。

(2)因不同的电缆支承件代码对应不同的中文名称,制作托盘中应包括相关支承件代号所对应的中文名称。

(3)针对电缆绑扎扁钢、电缆托架托盘输出格式不同的特点,通过代码对入托的支撑件进行多条件判断输出:扁钢无需输出支撑脚及螺栓螺母,通过限定扁钢所在的参数化部件号(ParaCompNum)范围直接输出数据;由于不同形式的电缆托架制作材料不同,通过部件内码(MainCode)或者ParaCompNum判断电缆托架类型并输出撑脚高度(MddCabTray.legpairHeight)及SubSpecNums,螺丝螺母、垫板型号或者规格则通过参数值列表(ParaValues)提取。

之所以采取这一做法，主要就是因为：“由人身自由价值的重要性决定，人身自由罚作为一种处罚方法，只有用于对犯罪的刑事制裁才能具有相当性和合理性。”[40]也正是基于此，美国法哲学家博登海默明确指出，“人们赋予自由的那种价值为这样一个事实所证实，即监禁在任何地方都是作为一种刑事制裁手段加以使用的。”[41]因而，在轻罪范围拓展的限度标准上，“如果我们从定罪转向刑罚实施，我们可利用剥夺自由这一实际的或潜在的监禁判决所固有的天然标准。”[42]