浅析现代化船舶电气智能数字化信息模型的确立

摘要：近年来，随着计算机技术在船舶行业的广泛应用，现代化船舶都设有电气智能数字化信息模型。本文以此为基点，对船舶电气智能数字化信息模型展开论述，主要涉及到三个方面，一是智能设计模式下船舶电气信息的构成；二是船舶电气智能设计中的信息集成；三是如何优化船舶电气智能数字化信息模型的数据库。

关键词：船舶电气智能设计信息模型

近年来，计算机技术在船舶行业中应用的范围愈加广泛，实现了船舶的三维建模和工程数据管理，我们在看到现代船舶管理与运行水平不断提升同时，也应看到当下船舶大多缺乏统一的数字化信息模型，计算机辅助技术的效益仍未获得最大化的发挥。建立完整统一的船舶电气信息模型是实现船舶电气智能化设计的基础，正因如此，有必要深入研究“船舶数字化智能设计系统”这一课题，完善当下船舶电气智能数字化信息模型，从而最大限度地推进我国船舶行业的发展。

一、船舶电气信息的构成

船舶电气信息主要由五方面信息构成，即设计流程信息、设计活动信息、设备信息、电气功能模块信息和与电气设计相关的其他专业设计信息等。现将设计流程信息与设计活动信息具体论述如下：

（一）设计流程信息

为有效缩短设计周期和提升设计质量，本模型特意设置有设计流程信息，涵盖了如下几项内容：

1.设计任务：是船舶设计中特定阶段所要进行的一系列设计活动及生成的新信息模型成果。

2.所受约束：受船舶设计规范、海事局法规、承建厂生产能力、上一阶段设计成果、设计任务及需求等多方面约束，需要确定任务中的相关参数。

3.满足条件：需要满足完成设计任务所需的相关条件。

4.所需资源：与设计任务相关的各类资源，如母型船资料、设备信息、专家建议、历史资料等。

5.设计结果：需要传达给其他任务或作为设计结果予以存档的数据资料。

6.关联任务：与设计任务相关联的其他任务。

（二）设计活动信息

众所周知，船舶电气智能设计是一个众人协作的过程，及时分析、评价产品模型并实施协调性决策，能够缩短设计周期并降低设计成本，为此应对设计活动内容做具体规划：

1.启动条件：是启动设计任务所必须具备的条件，主要指执行设计任务所必需的设计资料与相关工作人员。

2.人员及角色：涉及到参与到此项设计任务的管理、设计与审核人员，这些参与人员在任务中担当着不同的角色，如设计、审定、审核、校验、船东及船级社等。一般而言，不同角色具有不同的权利与义务。

3.约束标准：指认定设计任务已经完成的标志，主要指设计任务需确定的参数及生成文档的完成情况。

4.设计结果：通过设计任务所获得的最终数据及文档。

二、船舶电气智能设计中的信息集成

在船舶电气信息集成方面，可以运用分层分块和自上而下的信息集成模式，即先将船舶电气信息分为三个模块，再将各模块中的信息加以集成，最后是讨论各模块信息间的联系，将各模块信息做总体集成处理。

（一）管理信息集成方面

可就船舶电气智能设计任务、流程与数据方面的信息予以集成，从而建立起管理信息模型。一般而言，管理信息模型由诸多任务组成，可进行如下描述：

1.Task=（Task Code、Task Name、Module Code、Start Qualification、Design Result、Data Bound、Link Task、Work Group、work Time 、Remark）

2. Work Group=( Group Code 、Member Code 、Member Name、Member Role)

3. Member Role=（Designer、Checker、Approver 、Surveyor、Owner、Other）

上述管理信息模型设定任务的控制流程、流程中相同角色的业务流程及权限是不变的，这就使模型可以被重复使用，规模的规模被减小。

（二）产品信息集成方面

众所周知，船舶电气设计各阶段的设计模型是不同的，一般将产品信息模型分为五种，即初步设计模型、详细设计模型、生产设计模型、运营维护模型与退役拆解模型。可将该模型表述为：

Ship Data=（Initial Design 、Detail Design、Product Design、Maintain、Retire）

除此外，我们不能忽视船舶电气智能设计中的循环与回溯现象，因此要在上述每个模型中加入若干缓存模型。

（三）设备信息集成方面

一般将船舶信息分为五个方面，即船体属性、舾装属性、轮机属性、电气属性和通用属性。实施设备信息集成举措，应能够详实反映船舶设备的上述信息。上述信息集成举措的实施，将实现船舶控制管理模型、产品信息模型与设备信息模型间的集成。

三、如何优化船舶电气智能数字化信息模型的数据库

构建船舶电气智能数字化信息数据库时，往往会出现数据冗余和设计操作不便问题，针对上述问题，应基于已然修正的第三范式（BCNF）及船舶电气智能设计系统规范对数据库设计做如下改进：

（一）将电缆表独立开来

船舶电气智能数字化信息数据库中拥有电缆表，而电缆类型、电缆型号、电缆规格等相关信息被分离出来。

（二）建立完善的设备表

建立船舶设备数据库具有深远的意义，而且一只船舶上的一种设备往往有几件甚至是几十件，可以将设备按照型号进行分类，对设备进行编码，从而形成设备表，表中涵盖设备出厂信息和因电气设计而产生的各种附加信息，使得人们通过设备部件编码就能知晓部件的属性值。

(三)建立其他的文档表

除了数字化信息数据库外，也存在一些其他文档，如《设备使用说明》、《电气说明书》、《施工工艺》等，为了便于管理，可以建立其他文档表。

(四)增设数据库符号表

船舶电气智能数字化数据库中涉及到大量的图表，为了便于绘图，可以在数据库中增设符号表，将部件符号进行归类，从而使设计软件界面更趋于简洁与人性化。

参考文献：

[1]陈占阳;任慧龙;李辉;赵晓东.超大型船舶变截面梁分段模型的载荷试验研究[J];哈尔滨工程大学学报;2012年 第03期

[2]柯姜岑;甘露.雾天船舶通航最优限速模型的研究与仿真[J];计算机仿真; 2012年 第10期

[3]周国华;何金灿.船舶溢油赔偿的线性回归模型分析与仿真[j];船海工程;2010年 第04期

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