大连理工大学舰船先进制造技术实验室(大连市重点实验室)
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船体分段制造中的工艺设计数字化技术研究与应用
2023-04-05 14:33  

船体分段制造工艺设计是分段制造工艺先进性、可行性及经济性的重要保证。一直以来,船体工艺设计测算工作量大,重复工作多,大多设计工作以经验设计为主,缺少优化;同时,大多设计通过生产设计软件配合CAD软件完成,缺少专门工艺设计软件,自动化程度低。近年来,随着分段尺寸大型化和中间产品完整化,分段工艺设计工作趋于复杂,提升分段工艺设计水平已成为增强造船硬实力的必要条件。项目提出了钢料加工、分段制造、吊装合拢等关键工艺中涉及数字化问题的解决方案,开发了设计工具,应用中提高了企业生产设计、制造工艺及综合管理水平。

(一)生产设计数字化技术研究方面

开发了船体分段拼板图自动设计软件。系统集成了拼板外形图形、划线和构件装配定位尺寸、坡口和焊接规格、各种管理特征量的参数化设计,可实现自动出图。

开发了分段完工检测表自动设计软件。通过成组理论方法、Tribon数据结构中特征板架及特征位置识别方法,实现分段完工检测表自动设计。

开发了船舶分段吊装方案自动化设计系统。系统集成了吊点布置、强度分析、工艺仿真等功能,实现大型货运船舶分段吊装自动化设计。

(二)加工装配数字化技术方面

开发了船舶曲面外板水火加工工艺参数预报软件。在水火弯板应力应变分析理论研究、复杂曲面外板水火加工温度场和应力场数值模拟、复杂曲面外板水火加工局部变性规律研究方面开展了研究工作,开发软件系统。

开发了典型板架结构装配精度控制软件。运用数值模拟、实验研究等手段建立变形量与工艺参数的关系模型,获得补偿量计算模型,完成典型板架结构焊接精度控制系统主要功能模块的程序开发工作。

(三)信息管理数字化技术方面

开发了船舶产品套料数据及信息管控系统。针对套料数据传递\反馈机制、数据管控方案和数据包完整性检查等内容开展研究,实现套料数据高效管控。

开发了船舶管系加工进度计划系统。对管系制品模型、生产作业模型、作业资源模型进行建模,实现对制品作业及进度计划进行合理优化设计。

项目成果申请国家软件著作权登记8项(其中7项授权)、申请国家发明专利2项、发表学术论文13篇。成果已在大连船舶重工集团有限公司承建的40个船舶产品上取得应用,取得显著的经济效益和社会效益。项目成果已在大连船舶重工集团有限公司承建的18万吨散货船、30万吨超大型油船、3900-8800-9250-10000TEU集装箱船共40个船舶产品上取得应用。

项目瞄准船舶智能制造的发展目标和基本框架,按照“建立现代造船模式”,实现“精益造船”和“数字化造船”的具体要求,综合运用数字化理论和制造工艺技术相结合的方法,解决了钢料加工、分段制造、吊装合拢等船体分段制造中的部分关键技术难题,全面提升了造船企业的资源配置优化、操作自动化、实时在线优化、生产管理精细化和智能决策科学化水平,为国内造船企业进一步发展船舶智能制造奠定了基础。

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