[Tribon] 船舶虚拟设计的新秀—TRIBON系统

摘要：TRIBON软件是船舶设计专用的模块化软件。本文从船体、舾装和实际使用情况3个方面简要介绍了该软件，重点介绍了舾装各模块的组成及其在数字化船舶虚拟生产设计中的应用。同时将成组技术原理应用到该平台上，按照并行设计的原则，初步实现了壳、舾、涂一体化的船舶建造方法。
关键词：TRIBON；舾装；虚拟设计；管系

0引言
    TRIBON软件是由瑞典KCS(Kockums ComputerSystem AB)公司研发的1款辅助船舶设计和建造的计算机软件集成系统，集CAD/CAM/MIS于一体，在造船业中有着广泛的用户。迄今为止，全球已有200多家厂商采用该系统进行船舶产品的设计和制造，例如在欧洲有挪威、德国、法国、丹麦、芬兰、英国等国家，在亚洲包括中国、日本、韩国、新加坡等国家的多个厂家安装了该系统。进人20世纪90年代以来，我国有多家船舶设计单位和科研院所购买了该软件。因此，消化吸收好TRIBON软件并充分发挥好该软件集成制造系统的功能，有利于提高设计效率，减少工作量，缩短造船周期，使我国的造船水平与国际接轨，参与国际竞争。

1系统构成及功能
    总体上，TRIBON系统可以分为船体设计、舾装设计、系统管理及维护3部分。
1.1船体设计
    船体设计包括线形光顺、船体平面模、船体曲面模、性能计算、零件分离、数控套料、生成切割指令等模块。它实现了船体CAD/CAM的集成。
1.2舾装设计
1.2.1数据准备及维护
    舾装基础数据主要包括附件库(component)、符号库(symbol)、设备库(equipment)。该模块用于存储整个炯装系统的部件信息，并负责建立、修改和维护这些数据信息。栖装系统的各子系统如管路模块、电缆模块等均以附件库为设计基础。附件库对胭装各专业所需附件集中统一管理归类。它不仅包含2D,3D图形信息，而且包含大量的数据信息，例如附件的规格、材料、供应商、制造厂家、重量、重心等，如图1所示。

    附件的信息以记录的形式存人部件数据库中，并且用户可以追加记录，以扩充附件数量。TRIBON系统的附件库采用的是单一数据库(single data-bank)，对于不同的项目(project)，相同的附件仅需建立1次，因此初始时的建库工作量很大。随着附件信息的逐步扩充，工作量会越来越小，为后续的设计工作节约了时间。附件库的建立可以边设计边建立。建库准备是船舶设计的基础，TRIBON系统正是因为有了这些基础的数据库，各子系统的信息才能高度的共享和统一。
1.2.2管系设计
    管系设计包括管系原理设计(General Dia-grams)、管路建模(Pipe Modelling)、生产信息提取( Outfitting Lists)等模块。由于TRIBON采用单一数据库管理，在管系原理图设计时，管材、规格、法兰、设备、阀门等符号均会与附件信息建立联系，同时又可以与管系3维模型信息建立联系。因此，在管系3维放样设计时，可以利用管系原理图，检验设计是否前后一致，或有无缺漏，如图2所示。

    管路建模模块是实现管路综合布置的模块。按照并行设计的原则，在船体的参考背景下，将各专业建立的模型调人并装配定位。设计人员可以在3维界面中直接布放管线，与2维平面放样相比，其直观性大大增强，减少了参考图纸的数量，提高了效率，有效地缩短了管路设计周期。在TRIBON Ml以后的版本中，系统增强了渲染功能，主动式漫游使操作更为方便、快捷、设计人员犹如置身于实境之中。友好的干涉检查功能可以及时发现问题并进行修改，大大减少了实船返工率。图3为某船分段应用TRIBON进行3维设计的渲染图。

    生产信息的生成与输出模块能完成管路制作图(小票)和生产信息统计工作。一旦管路建模完成后，季行小票生成程序，系统自动生成小票图并存放在数据库中，可以被设计人员查看和编辑。各种统计信息的BOM表(托盘)可以由生产信息提取(Outfitting Lists)程序生成。
    通风系统模块与管路系统模块的功能及界面大体是一样的。不同的是，管路系统要求有弯管机信息的输人，而通风系统无需此信息的输人。通风系统用到的所有附件可通过运行几何宏程序产生或由附件库描述生成。
1.2.3电缆设计模块
    电缆设计系统可分为电缆原理图设计和电缆放样2大模块。原理图设计类似于管系原理图设计，系统能自动导出电缆布放原理图和有关清单。
    电缆放样是在3维图形环境中进行的。通过调人相关的船体分段、管路和其他专业设备、电气设备及支架布置等，构成电缆路径、托架和贯通，具有检查电缆路径的连接情况、电缆敷设、电缆路径、真实贯通的填充率等功能。
1.2.4舱室布置模块
    舱室布置系统主要是以计算机为工具，辅助专业人员进行舱室布置设计，实现计算机出图和输出清单，其主要功能如下。国可以直接将船体结构作为舱室布置的甲板。回可以输出任意区域的局部视图，如卫生单元的视图等。国可以以房间(room)为单位进行任意拷贝、删除、修改。国提供了门、窗、家具、设备、壁板、天花板、甲板敷料等的布置功能。国能计算出重量、重心等参数。回能提取有关属性数据。回能方便地为其他专业提供背景图形。
1.2.5铁栖装件《structure)设计模块
    该模块主要用来设计铁栖装件(基座)、支架、扶梯等，所建立的模型存在于独立的模型库中，可以.被其他专业作为参考模型使用。
1.3系统管理及维护
1.3.1新船数据准备
    TRIBON对任何1个项目(project)都要进行数据准备工作，包括系统的初始化、船号定义、基础数据库设立与拷贝、缺省文件设置、用户权限设置等。
1.3.2数据库维护及管理
    TRIBON系统的各个子系统都带有多个共享的数据库。如SBD-VOLUME, SB-HULL, SB _CGDB ,SB_PSDB,SBP_SKETCH DB等，这些数据库可以被追加、复制、删除、修改等。通过d065文件的设置，使这些数据库中的数据信息被引用。
1.3.3数据提取子语言
    数据提取子语言为用户提供提取属性数据的功能。TRIBON系统本身提供了2种语言供用户提取数据。1种是宏语言MACRO，另1种是建模语言PLM。按照原文件存储性质不同，可分为3类，即图形文件、建模数据文件、标准部件数据文件。针对这3种不同类型的数据，采用了3种不同类型的提取方法。
    1）图形数据信息。存储在TRIBON系统的DRAWING数据库(PPIDB)中的图形信息，将其文件转化为AUTOCAD可以接受的DXF文件格式。2）标准部件数据信息。存储在TRIBON系统的GC-DB部件库的附件或其他配件信息可用宏语言MACRO编程，可提取数据库中的有关信息。3）管路建模数据信息。存储在TRIBON系统建模文件PRG文件中的管路建模数据信息采用VB For Windows按建模语言PLM规则提取。
1.3.4其他工具集
    提供绘图仪、打印机驱动程序和其他工具程序。

2系统在某船厂的实际使用情况
    TRIBON系统是集CAD/CAM于一体的集成专家制造系统。某厂159 OOODW'I，原油船采用了该系统进行设计。与其它设计平台相比，使用该软件初步设计、详细设计和生产设计时都不同程度地缩短了设计周期和提高了设计进度，初步实现了壳、舾、涂一体化。结合企业的具体情况，按照以中间产品为对象的模块化建造思想，应用统筹协调理论和成组技术的基本原理组织造船生产，按照并行设计的原则，使船体、机装、管装、电装、内装、外装、涂装等专业在同I个平台上进行设计，克服了传统的船体与胭装专业在设计时相互脱节的矛盾，同时减少了各专业之间协调时的困难。据统计，通过在TRIBON平台上实施船舶数字化生产设计，节省了大量设计工时，设计能力提高 1.5倍，建造工时减少巧%，生产准备周期平均缩短1个月。综合考虑设计建造速度提高及成本降低，仅159 OOODWT船采用数字化生产设计可降低成本100多万元。但在实践中，也反映出一些与企业要求不相适应的地方。例如，1）TRIBON系统程序内干涉检查的间隙太小，目前仅为lmm，与实际管路加工、安装误差相差较大，容易造成实船上管路与管路，管路与其他构件相碰，势必要求提高各专业设甘的准确性和加工安装的准确性。2）目前由TRIBON系统输出的管系安装图，线条较多而且线条密集，这些都给施工人员带来了一定的困难。(江苏船舶 2005 第22卷 第2期)