舾装生产设计图纸信息的提取和发布

颜丽琳，王 睿，刘海滨，张宝民，王 昆

(大连船舶重工集团设计研究院有限公司，辽宁 大连 116005)

0 引 言

船舶设计建造是一项十分复杂的系统工程，具有产品信息量大、专业集成度高、研发周期长和研制环节多等特点[1]。随着数字化设计技术的不断发展，在研制船舶产品过程中，设计部门除了需承担产品建模等设计工作以外，还要承担辅助生产的复杂数据计算工作，如法兰装配预转角的计算等。此外，设计部门还需向生产部门提供详细的产品设计数据，如何保证产品的电子数据信息在设计部门与生产部门之间准确、快速地传输是当前船舶企业的主要研究内容之一。

随着智能制造在船舶行业的深入推进，舾装件生产技术不断朝着精细化、模块化的方向发展[2]。对于承接船舶舾装件制作、配送和单元模块制作配送等任务的舾装公司来说，需将设计部门提供的图纸电子数据录入企业资源计划(Enterprise Resource Planning,ERP)系统中，用于在自动化生产流水线进行船舶舾装件生产制造。舾装公司以往采用的产品数据录入方式通常为人工录入，工作效率较低，出错率较高，严重影响了产品的制造效率。因此，对产品信息数据发布和同步传输方式进行改进势在必行[3]。

基于以上分析，本文对舾装生产设计图纸信息的提取和发布进行研究。通过开发程序，对设计部门提供的图纸信息进行自动提取和电子化发布，实现设计平台与生产部门信息化平台的有效对接，显著提升生产部门的生产效率。

1 图纸信息提取及发布流程

本文以管子制作图为例，研究从Aveva Marine船舶设计平台系统提取模型数据的方式。结合生产对特殊数据的计算需求，采用C#、PML和SQL Server开发语言进行程序开发，研究图纸发布和数据同步传输的途径，并通过管子制作图出图系统完成从图纸信息获取、转换到发布的操作流程，见图1。

图1 系统操作流程

设计人员打印图纸时，程序后台提取图纸或模型信息，并将其保存到数据库中。传输程序根据图纸发放时间节点判断是否打印图纸。针对打印的图纸，将提取的信息与图纸管理系统的信息相比对，筛选出满足条件的图纸信息，并自动传输到生成车间，不满足条件的信息以邮件的形式发给设计人员处理。

2 系统开发中的技术问题

从设计图纸或模型中提取生产所用数据，并将其下发到加工车间，整个过程需解决一系列技术问题，比如设计数据提取的方式及时机、数据保存方式、数据下发节点和数据传输方式等，只有打通每个节点，才能保证数据被准确提取并顺利发布。

2.1 图纸信息的提取和导入

产品电子数据的获取有2种方式，即从模型中抽取和从图纸中读取。本文采用从图纸中读取产品电子数据的方式，将读取的时间节点确定为设计人员生成图纸的时刻，自动提取图纸的所有模型信息，将其作为数据来源。这种数据获取方式的优点是即使设计人员只修改图纸，不修改模型，也能保证产品数据的准确性。

对于不同类型的图纸和同一图纸的不同部分，判断数据的归属和选择获取数据的方式是不同的。以管子制作图为例，图2为图纸信息提取场景，其表头信息是唯一的，只需分别确定每条信息的坐标范围，逐个获取即可得到所需的信息。制作图的材料加工部分由若干行组成，需先给定一个大的范围，在这个范围内逐列、逐行获取信息，然后通过给定的间距循环递进，遍历整个给定区域，最后形成列表。需注意的是，在循环递进过程中，要通过算法排除冗余信息，以保证数据的准确性。

图2 图纸信息提取场景

完成图纸信息提取工作之后，通过PML Net编写程序接口，将从图纸中提取的数据信息保存到后台数据库中。图3为导入到数据库中的制作图纸信息。

图3 导入到数据库中的制作图纸信息

2.2 产品电子数据同步

在发布系统的PDF图纸文件时，需将产品电子数据同步传输到舾装公司的数据库中。图文档数据库中有专门的数据表记录设计人员提交打印作业的详细信息，其中“打印完成时间”列里记载有图纸打印的完成时间，通过监测该信息，在打印时间发生改变时触发产品电子数据进行同步传输。

产品电子数据的自动同步传输有2种方式。

1)实时传输：利用数据库同步复制功能，通过触发数据拷贝程序模块对产品电子数据进行实时传输(见图4)。

图4 产品电子数据实时传输

2)定时传输：利用Window计划任务程序设置自动传输时间，将传输条件写入控制程序中，对于满足条件的数据，以制作图号为单位，将对应的图纸信息从本地数据库服务器同步拷贝到舾装公司数据库中，完成一次产品电子数据同步过程。

2.3 整体页码编排

一本完整的图册通常包含封面、履历和制作图等内容。图册中的封面和制作图是AM(Aveva Marine)软件下的图纸格式，在合成最终PDF文件之前会形成一个列表，每个列表项就代表1页。因此，图册的总页数计算公式为：总页数 = 封面页数 + 履历页数 + 制作图列表项个数。

在设置页码时，一般需先对制作图进行排序，即对制作图列表进行排序；随后设置backing and overlay sheets中的eText属性值，通过程序识别位置并写入页码，完成对页码的排序和填写；最后通过读取上述eText的属性值获得工程号和制作图号，把排序页码同时写入后端数据库中(见图5)。

图5 整体页码编排流程

2.4 法兰装配预转角计算

在设计研制船舶产品过程中，设计部门还要承担辅助生产的复杂数据计算工作，如法兰装配预转角的计算。基于管子先焊后弯工艺的要求，初始角和尾端角是计算预转角的关键数据。通过对批次管子弯曲后补偿量进行测算和对法兰装配过程中的转角进行计算，利用二次开发程序构建数学模型。以建模坐标系为依据，不旋转图形，抽取每个进行曲加工的管段的连接矢量，并判断连接矢量与x轴、y轴和z轴的夹角是否符合要求；同时，通过投影计算夹角，并将结果写入管子小票生成模块中。

基于法兰装配过程中预转角的计算构建管子弯曲后的数学模型，可模拟法兰装配的相关预转角信息，为管子智能化加工的先焊后弯技术的应用提供加工数据，并输出装配预转角信息，体现在管子三维工艺模型中，为管件自动加工提供基础数据。

2.5 流水线识别码分类

流水线识别码是一种用字母表示的用于识别管子加工流水线的编码。该识别码是在管路建模完成、通过管路检查并确定管子属于哪个流水线之后，采用一定的算法生成的。不同的字母表示不同的流水线，具体分类见表1。流水线识别码写入Spool的用户自定义属性(User Defined Attribute,UDA)中，可通过模型数据提取、数据发布等环节传输到生产环境中，指导实际的舾装产品生产。

表1 流水线识别码分类

3 结 语

本文研究了舾装生产设计图纸信息的提取和发布。通过图纸信息数字化打通舾装产品设计和生产的数据流，实现了设计平台与生产部门信息化平台的有效对接，推进了信息数字化在船舶行业设计部门和舾装生产部门的全面应用，满足智能制造的需求和发展趋势，有效降低了数据传输和录入的出错率，显著提升了生产部门的产品生产效率和设计质量。