摘要：虚拟技术和计算机技术逐渐成为某些行业发展的重点，尤其在船舶行业中，本文针对船舶管系建模与虚拟装配运用的相关内容，展开了分析和阐述，其目的就是有效降低船舶生产、设计的返修率，提高其生产效率，实现良好的经济效益，促进船舶生产行业发展的进程。
关键词：船舶管系建模；虚拟装配；生产效率；经济效益；
在船舶管生产的过程中，管系种类相对繁杂，数量也相对较多，这样就给船舶管系生产带来了一定的限制，影响其生产效率以及经济效益。面对这样的情况，逐渐将虚拟技术和计算机技术应用其中，实现船舶管系建模，将虚拟装配应用其中，通过利用软件功能，避免各种生产问题的产生，实现良好的生产效率。同时，船舶管系建模与虚拟装配的运用，可以有效降低大量材料的使用，缩短生产工期，大大降低生产成本，实现良好的经济效益，促使其行业得到更好的发展。
1、船舶管系
船舶管系主要是船舶上利用各种机械设备进行管道连接，是传输水、油、气等主要介质的通道。一般情况下，船舶管系主要分为两种情况，动力管系、船舶系统管系等，其中动力管系主要是为主机和辅助机服务的主要管系；船舶系统管系主要是为了提升船舶的抗沉性、稳性，进而满足船舶上工作人员的日常需求【1】。但是，在船舶管系材料使用的时候，必须经过相关部门的质量验证，避免给予船舶的运行带来安全隐患。
2、船舶管系建模
由于船舶管系相对繁琐，并且数量也相对较多，为了保证其生产的效率，逐渐将船舶管系建模应用到其中。但是，在船舶管系建模的过程中，很容易造成不同专业间相互干涉，管系建模违反管系原理的现象，这样严重影响了船舶管系建模的稳定性。因此，面对这样的情况，在船舶管系建模的过程中，主要是利用3ds Max软件，该软件具有良好的兼容性，并且不管是前期，还是后期处理能力都相对较为强大，下面就对具体的船舶管系建模的相关内容，展开了分析和阐述。
2.1管系布置
在船舶管系建模之前，应当先明管系的走向，根据走向进行布置，避免出现管系混乱的现象。同时，船舶管系布置的时候，一定要做好相应的保护措施，保证管系的完整性，避免产生任何的异常现象【2】。但是，为了确保实际情况与设计生产情况相符，需要注意以下几个问题。
2.1.1针对淡水管系，在布置的时候，不能通过油舱，这样主要是避免管系发生破损和渗漏的现象，影响水质的质量。另外，针对油管系的布置，也一定不能通过淡水舱，避免造成不利的影响。同时，在布置的时候，燃油舱柜的空气管、测深管等管路应需要避免通过居住舱室、贮藏舱室等舱室，以此保证管系布置的合理性。
2.1.2在船舶管系布置的时候，一定要注重其安全性，例如：油管、蒸汽管和水管等方面，一定要避免布置在配电板，以及其它电线路、机械设备等周围，避免引发安全事故的产生。另外，一定要保证管系的完整性，以此保证船舶管系处于正常使用的范围内。
2.2管系建模
在管系布置完成以后，主要是利用3ds Max进行管系建模，利用其它软件进行可兼容模型导入，并且需要做出相应的调整，再对剩余的部分进行建模，这样可以有效保证建模的准确性，图1所示【3】。在船舶管系建模的过程中，由于管系布置相对较为复杂，那么可以在不影响船舶管系完整度的情况下，做出适当的调整，这样可以在一定程度上保证船舶管系建模的准确性。但是，在做出适当调整的时候，需要注意以下几个方面。
2.2.1需要将不同长度的直管进行简化，形成统一型号，这样可以在一定程度上保证船舶管系建模的效率，更为后期生产环节的展开，提供了相对便利的条件。
2.2.2需要将不同的阀门、附近等设备进行规定和明确，这样可以降低材料数量的使用，控制船舶管系生产成本，实现良好的经济效益。
2.2.3在不影响船舶管系布置和使用的情况下，尽量降低船舶管系的弯曲，以及分段数量和建模面数等方面的数量，以此提升船舶管系的使用性能。
2.3模型合成
在船舶管系建模完成以后，需要进行模型合成，这样可以便于各项生产工作的展开。但是，在模型合成之前，一定要确定好模型的相对位置关系，以此保证各管路系统模型合成后在船舱内处于正确的位置。其实，在模型合成以后，可以在船体和各个管系中选择几个结构特殊点，确定各管路系统的特殊点与相近的船体结构特殊点之间的偏移方向和偏移量，再进行模型合成，以此保证建模的准确性。
3、虚拟装配
为了保证船舶管系生产的效率，加强虚拟装配的应用，也是一项非常重要的内容。因此，在下面的内容中，对船舶管系虚拟装配应用的相关内容，展开了分析和阐述。
3.1安装方式
在船舶管系生产的过程中，常见的管系安装方式为：系统安装法、单元组装法和分段预装法等，并且由于分段预装法可以有效降低高空作业和仰装做作业，所以被广泛的利用。其实，在分段预装的时候，一般分为三个阶段，具体的内容如下。
3.1.1分段预装主要在各个分段内的舱室中安装所有的管路，这样可以在一定程度上保证管系安装的合理性。
3.1.2针对各个分段管系需要进行合拢，并且确定剩余管路安装的位置，以此避免产生异常的现象，保证船舶管系虚拟装配的效果【4】。
3.1.3将剩余管系安装安完成以后，需要进行合拢，这样可以有效保证管系安装的完整性。
图1：船舶管系建模流程图
3.2装配序列
虚拟装配序列是船舶管系虚拟装配应用的一项重点内容，主要是根据各个装配体之间产生约束关系，并且确定线管功能以后，按照数据进行装配，降低生产问题的产生。其实，在装配的时候，常用的装配顺序有：件识别法、装配优先约束关系法、知识求解法和拆卸法等，需要选择一项实用性较强的转配序列，例如：拆卸法 避免产生异常的现象。其实，拆卸法就是秉持着“可拆可卸 ”的原则，实现装配过程和拆卸过程呈现互逆过程，有效提升船舶管系的生产效率。
3.3虚拟装配路径
装配路径是零件从存放位置到安装位置所经过的路径，一定要保证路线的稳定性，中间不能存在任何障碍物。也就是说，合理的装配路径不仅可避免障碍物的影响，也能保证装配路径的合理性和可操作性【5】。在虚拟装配路径中，常用的方法为：位姿空间法、可视图法、基于遗传算法的路径规划法等，并且这些装配路径并不是固定的，需要的根据实际情况，进行虚拟装配路径设定，这样才能有效保证其合理性，提升生产效率。
结束语
综上所述，本文简要对船舶管系的相关内容进行了明确，并且从不同角度和方向，对船舶管系建模与虚拟装配运用展开了阐述和分析，其目的就是保证船舶管系建模与虚拟装配的运用效果，降低各项生产问题的产生，实现良好的生产效率，降低其成本，提升经济效益，促进其行业发展的进程。
参考文献：
[1]郭涛，徐轶群.船舶管系建模与虚拟装配应用研究[J].机电工程技术，2017（11）：29-32.
[2]吴先哲，徐轶群.船舶管系建模与虚拟装配应用研究船舶管系建模与虚拟装配应用研究究[J]. 造船技术，2018（1）：97-100.
[3]杨治，郝宝彦，夏天宝，等.船舶管系建模与虚拟装配应用研究[J].工程技术（全文版）：00302-00302.
[4]万隆君，涂婉丽，徐轶群，等.基于VR技术的船舶管路装配虚拟仿真系统设计[J].中国造船，2017，58（1）：186-192.
[5]赵柏萱，宁汝新，刘检华.虚拟环境下的管路布局与装配仿真系统关键技术[J].北京理工大学学报， 2017，30（8）：895-900.
论文作者:王丽丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/4
标签：船舶论文; 建模论文; 管路论文; 路径论文; 舱室论文; 模型论文; 生产效率论文; 《基层建设》2019年第11期论文;