近些年来，数字化建模和仿真优化技术取得了飞速的发展，在船舶产品的设计阶段，运用虚拟仿真技术，能够实现对生产工艺和物流的仿真。能够实现对生产中可能出现的问题的预测，合理的配置和优化资源，从而找出船舶建造过程中可能出现的问题，制定切实可行的计划，以更好的指导生产，从而提高船舶建造的生产效率。
一、国内国外研究现状
随着造船技术的发展，数字化造船取得了发展。早在2002年，韩国的三星重工正式启动了数字化造船系统的发展计划，并在两年之后建成了数字化造船系统。该系统能够模拟从开工到水下的整个造船过程，这样一来，在造船正式开工之前，就对整个造船的人力负荷、建造方法、物流、自动化的应用进行了模拟和优化，不仅优化了整个造船流程，还大大的提高了造船的生产效率。而在美国，通用动力公司在发展新一代核潜艇的时候，采用数字企业精益制造交互式应用，对潜艇制造的舾装、合拢、搭载等过程进行仿真，为船舶设计、建造专家在设计阶段提供了工艺评价与优化的环境。该技术的使用缩短了船舶建造的周期，降低了建造成本，收到了良好的经济社会效益。近年来，国内也开始研究船舶虚拟仿真技术，系统开发也取得了较快的发展，但在实际运用并不多见，尚处于初步阶段。从目前的研究成果来看，虚拟仿真技术在船舶建造中的运用比较有限，主要集中在结构设计和三维可视化阶段，对于船舶建造过程的物流仿真的研究和运用比较少，因此，有必要对此进行进一步的研究，为实际工作发挥指导作用。
二、DELMIA简介
DELMIA是法国达索公司制造出来的产品，它包括三个部分，DELMIA E5(DPE)、DELMIA V5(DPM)、DELMIAD5(QUEST)。这三个部分是相对独立的，它们可以通过PPR Hub连接到一起。最常规的操作是通过E5来制定制造工艺和资源规划，仿真是通过V5和D5进行的，而数据传输是通过PPR Huh来完成的。DPE经过工艺设计，将EBOM转化为MBOM，并对MBOM进行管理。它是通过项目形式管理数据，在项目中存储和产品相关的所有信息。DELMIA/QUEST是一种建模仿真软件，并且是面向对象的、图形化的、集成的，它将生产线看作是由一系列对象组成，包括物理对象、信息对象和控制对象。这些商用软件有着重要的作用，可以解决工厂、车间和生产线以及产品的设计到实现的转化过程，从而降低了设计到生产制造之间的不确定性。在数字空间中，将生产和制造的过程压缩和提前，这样一来，生产和制造过程在数字空间中得以检验，有利于优化资源配置，有效组织生产，提高整个系统的可靠性，缩短设计到转化的时间，提高生产效率。
三、船舶建造物流仿真系统工作流程
在船舶建造的实际工作中，造船生产效率的提高在很大程度上取决于造船的计划和管理。计划主要凭借经验，南有经验的工程师来确定，但是随着造船规模的越来越大，分段数量也大幅度的增长，凭借经验难以对作业单元的生产能力进行估算，也难以在最大限度上挖掘生产能力。此外，作业细节大多数是由现场决定和协调的，这样往往会导致作业在时间、空间和制造资源上的冲突。有鉴于此，开发出了基于DELMIA的船舶建造流程。在该流程中，主流程通过二次开发一些接口程序，将主计划、三维产品数据、船厂的资源数据导入DPE中，DPE再建立工艺，产品和资源之间的联系，通过启动QUEST，并且在QUEST界面中，对生产计划的合理性进行验证。DPE是数字化工艺规划平台，在新建项目之前，有必要先对项目设置进行相应的处理，因为它直接决定项目的树状工艺结构，并且，一个项目只能对应一个项目设置。
四、应用实例
为了更好的说明该船舶建造流程的仿真情况，下面将通过具体的实例，让人们对此有更加形象直观的了解。按照现在船厂的生产模式，设计出U形布置的虚拟船厂，并选取某船厂的生产计划和产品数据作为实例进行演示。选择CATIA数据作为Products数据的输入，造船生产的主计划MS Project格式。其操作流程如下：首先在DPE软件中，定制PTS模板，然后按照具体的操作流程进行如下操作。(1)从CATIA中读入产品数据结构到DPE的Product节点下。读取产品名称、层次轮廓数据、位置坐标，并写入到iges文件中。在DPE中建立对应Product节点，并写入属性。(2)MS Project文件（主计划）读入到DPE的Process节点下。读取主计划中的信息，比如名称、优先级、开工日期、完工日期、持续周期等等，并根据mmp计划中任务结构和属性，创建Process节点并写入属性。(3)资源数据读入到DPE的Resource节点下。在Resource节点下执行“Read Resource”程序，读入场地信息：长、宽、起重能力。(4)DPE中建立Product和Process的链接。程序读取process的任务名称，收索produCt树结构，查找对应产品节点，并建立链接。(5)将DPE中Process分配到对应的Resource中。(6)从DPE中启动QUEST。Quest自动读取场地模型，读取之前输出的任务及产品信息的Excel到Quest Lihrary。在QUEST软件中，主要是实现特定的开发功能，首先是根据读入的产品信息，创建PartClass。然后根据读取任务对应的产品，实现分段堆放的逻辑，并对分段和场地所剩余的可用面积的大小进行比较。如果没有可用的区域，便将分段放置在保留区域中，并对分段时间和分段信息进行记录。分段转移功能，选择工作区域中，或者保留区中的分段。读取分段开工列表功能，在Quest环境中点击Run后选择模拟执行日期。最后启动分析器，分析工具读取模拟过程数据分析场地占用率，分段完成百分比等数据。在整个造船行业中，设计软件有多种多样，比如TRIBON、CATIA、SPD、CADDS5等软件，造船主计划也有不同的版本，但是只要完成了相应的数据导入，就可以直接运用该方案。
五、结语
文章主要介绍了基于DELMIA的数字化造船解决方案，并提出了相应的工艺规划和三维物流仿真方法。实践表明，该方法能够改进船舶建造的生产计划，对船厂资源进行合理的分配，有利于提高船舶建造的生产效率，在实践中值得进一步推广和运用。
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本文标题：基于DELMIA的船舶建造流程仿真研究
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