بخشی از مقاله
قالب طراحی هماهنگ در ساخت کشتی
چکیده
در یک یارد کشتی سازی ، طراحان بسیاری نظرات مشارکت گونه ای در یک فضای طراحی پیچیده برای طراحی یک کشتی دارند، که برای نیل به امر ساخت کشتی مورد نظر گروهی از تجهیزات نرم افزاری در ایستگاه های متفاوت مشغول بکارند. سیستم های متفاوت CAD در مراحل متفاوت طراحی و بخشهای مختلف استفاده می شوند و نتایج طراحی معمولا بر روی کاغذ ارائه می گردند. با افزایش تعداد سیستم های اطلاعاتی ناکارآمد و نداشتن تبادل اطلاعات این سیستم ها با یکدیگر و نیز عدم همکاری مشترک با یکدیگر سبب تولید نرم افزارهای مدلسازی سه بعدی پیشرفته در بیشتر یاردهای کشتی سازی روبه پیشرفت (برای بهبود و پیشرفت محصولشان) شده است. با وجود این، این مدل های سه بعدی مکرراً به عنوان اجرای طراحی مدل و قابل استفاده قرار می گیرند. در مطالعه پیش رو به معرفی و توسعه قالب مدلسازی هماهنگ و همکار و سیستم طراحی پشتیبان پایگاه داده ها پرداخته می شود. به عبارت دیگر به ساخت یک محیط هماهنگ تبادل اطلاعات اینترنتی که قابلیت و توانمندی در کاربردهای متفاوتی چون طراحی سریع خطوط بدنه سه بعدی ،قابلیت ترجمه و بازگردانی اطلاعات تولید، توانایی تولید پیکربندی مدل XML را داشته باشد. همچنین این سیستم با به اشتراک گذاری سرویس های شبکه از طریق اینترنت استراتژی ویژه یک یارد کشتی سازی را برای هر حالت خاصی طراحی اجرا می کند .
کلمات کلیدی
3D J.A. ship design. Collaborative environment
۱- مقدمه
پروسه هماهنگ سازی در طراحی یک کشتی تجاری موضوعی مهم و اساسی بوده و از آنجاییکه مهلت های زمانی طراحی نسبت به قبلی کوتاه تر شده و مساله پیچیدگی شناورهای تجاری مدرن در حال افزایش است ، بنابراین چاره ای جز جمع آوری و یکپارچه سازی این سیستم های طراحی در صنایع دریایی باقی نمی ماند. پروسه طراحی یک کشتی معمولا نیاز به یکسری ابزار برای ازریابی تعدادی از مشخصات و فاز های مختلف همچون سازه بدنه ، بازده عملکرد، برنامه ریزی ساخت و .....، به منظور برآورده سازی دقیق خواسته های مشتری دارد نرم افزارهای مختلف اساساً راه حل هایی مجزا به یک مساله ویژه با توجه به یک سری از خواسته ها دارند. این نرم افزارها مدل و فرمت های مخصوصی خودشان را داشته و به ندرت از اندرکنش با نرم افزارهای دیگر بهره می برند. یک پروژه عظیم طراحی کشتی می تواند نماینده ای چنذ جانبه از جنبه های مختلف یک مدل واحد طراحی داشته و مدیریت اطلاعات در بین این مدل ها در کنار حفظ سازگاری امری مهم و در عین حال پیچیده می باشد. نرم افزارهای مدلسازی می توانند در صورت لزوم به اطلاعات موجود و انشعابات سایر بخش ها دسترسی داشته و آنالیز و طراحی را در ضمن حفظ سازگاری بین بقیه واحد ها اجرا نماید. بدلیل اینکه این اطلاعات در بین این واحد ها به اشتراک درآمده است، این منبع ذخیره اطلاعات گاهی مدل مشترک نامیده و در صنایع سنگین مانند صنایع دریایی مدل ساخت کشتی نامیده می شود. در مدت زمان تولید یک کشتی مقدار زیادی اطلاعات پیچیده و وابسته بهم ایجاد می شود . این اطلاعات اغلب به جنبه های مختلف تولید از جمله جنبه هندسی و جانمایی ، توپولوژیکی ، نوع مواد ، روش تولید و کار کرد مرتبط می باشند. این جنبه ها قبلا هرگز در تکنیک های مدلسازی تولید دیجیتال لحاظ نمی شدند، بدیل اینکه عمر این تکنیک ها از ۱۰ سال بیشتر نپوده و در گذشسته تنها در مراحل pre Commissioning (شامل مطالعات امکان سنجی و آنالیز درخواست مشتری ها می باشند ) از این روش ها استفاده می گردید. با این وجود، تاکنون از این روش در مراحل poSt CommiSSiOnling مانند مراحل عملکردی، تعمیر و نگهداری و به میزان کمی استفاده شده است. نکته مهم اینکه اطلاعات تولید مدل باید مطابقت کامل با استانداردها داشته باشد. در تکنولوژی های مدلسازی تولید تعدادی از مشخصاتی که مدل های تولید پیشرفته را محتمل می کنند عبارتند از :
- یک پایگاه اطلاعاتی واحد و جامع (integrated database و a Single)
(graphical user interface with a constant format- رابط گرافیکی کاربر با یک فرمت ثابت
- روابط جانمایی و مکانی در میان اجزای مختلف در طراحی یک کشتی
- ماکروها و ابزارهای پارامتریک و ساختار باز برای بازیابی اطلاعات (maCTOS and parametric tools) - ساختاری باز برای ورود اطلاعات جهت پشتیبانی عملکردهای ساخت
مطالعه پیش رو ابتدا راجع به چگونگی طراحی یک کشتی و مسایل مطرح شده بین سیستم های کنونی پرداخته
است و همچنین به بحث راجع به چگونگی کارقالب مدلسازی هماهنگ ga-se all a elase. Asle (knowledge-based design support system) KESS پرداخت شده و سرانجام به ارایه مختصری راجع به نیازها و پیش زمینه ها و توسعه آنها پرداخته است.
۲- شرح چگونگی طراحی
پروسه های طراحی و تولید کشتی می تواند اساسا به چندین فاز فرعی تقسیم گردیده که در هر فاز وظایف متفاوتی برای اطلاعات تولید نهایی انجام می گیرد. مراحل طراحی قابل قبول در قبل شامل مطالعات امکان سنجی و یا طراحی هایی که در سطح تعریف ابتدایی صورت می گیرند بودند ، طراحی مفهومی با سطح تعریفی بالاتر (تعریف سیستم ) ، طراحی اولیه با سطع تعریف سیستم کمکی ، طراحی قراردادی با یک سطجع تعریف جامع و کافی برای تولید یک بسته قراردادی و طراحی جزییات با بالاترین سطح تعریف استفاده می شوند. هدف طراحی عملی بر پایه یک پروسه از راه دور بوده که قیدها و راندمان از ملزومات سیستم های اولیه و پایه آنها بوده و به عنوان المانهای کلیدی طراحی استفاده دارند. همانطور که می دانیم نوع کشتی از ابتدای شروع پروژه به عنوان یک ترکیب از محصولات موقتی طراحی می شود و به عنوان یک بسته کاری بوده که هم مواد و هم نیروی کار برای تولید آن بکار می روند. با بکارگیری یک استراتژی ساخت یک کشتی که بر پایه قوانین ویژه طراحی (عملکرد و تولید) و مهندسی بنا شده است، طراحی کامل یک کشتی که در آن هم به فاکتورهای کاری و هم فاکتور قابلیت تولید توجه می شود می تواند پیشرفت کرده و تکمیل شود. در مرحله طراحی عملی ، در بیشتر یاردهای کشتی سازی به منظور تسریع بخشیدن به طراحی های عملی ، پروسه طراحی توسط سیستم های CAD دو بعدی استفاده می شود. همانطوریکه می دانیم سیستم های Cad دو بعدی و حتی نرم افزارهایی همچون Auto Lisp و عملگرهای Auto Cad اساسا از دستورات نقشه کشی پیروی می کنند و مدلسازی سه بعدی معمولا با توجه به نقشه های دو بعدی انجام می گیرند. با وجود این ، نقشه های دو بعدی از روی برش نقشه های سه بعدی تهیه می شوند. امروزه نیز بدست آوردن اطلاعات از طراحی های عملی کاری بسیار دشوار می باشد، حتی در مرحله طراحی اولیه . مساله بحرانی دیگر در برنامه های طراحی کشتی این بوده است که مخزن مدل سه بعدی قادر به پیشنهاد اطلاعات همساز و هماهنگ با سرعت ممکنه برای استفاده از این اطلاعات نمی باشد. تقریبا تمام طراحی های سازه ای قبلی و بعد از فاز تایید نقشه های دو بعدی به جای مدلسازی سه بعدی استوار می باشند با وجود اینکه مدل های سازه ای سه بعدی از مزایای بیشتری نیز برخوردار می باشند. نقشه های طراحی سازه ای دو بعدی به سرعت توسط Auto Cad از مرحله شروع تا مرحله اجرایی کشیده می شوند و سپس برای اخذ تایید استحکام بدنه به موسسات رده بندی فرستاده شده و سپس به مدلسازی بدنه سه بعدی TRIBON ارجاع داده می شود. درست مانند زمینه Out Fitting به طراحی های لوله کشی و مرتب سازی در PDMS. مدل های سه بعدی بدنه همچنین به عنوان مدلهای سه بعدی برای پیش پردازشگر آنالیز ارتعاشاتی و غیره نیز دوباره ساخته می شوند. نمودار شماره ۱ پروسه کامل مدلسازی سه بعدی در مرحله طراحی و تولید را نشان می دهد.
در حالیکه اطلاعات تولید سه بعدی بتدریج برای تامین نیازهای تولید تجربی جمع آوری می شوند ، هماهنگ سازی طراحی سازه های سه بعدی پیچیده بوسیله یک سری نقشه های ۲ بعدی کاری پیچیده بوده و بنابراین به راحتی با خطاهای طراحی مواجه خواهیم شد. مدل های تولید سه بعدی ساره ها تمام اطلاعات رایج را در اختیار طراحان قرار می دهد (اعم از اطلاعات شامل استحکام و اطلاعات ساخت ). علاوه بر این ، یاردهای کشتی سازی یک دید اولیه به سوی قابلیت ساخت داشته و نرم افزار مدلسازی باید آنقدر قوی باشد تا از عهده جنبه های مختلف طراحی ، نه تنها بدنه به خوبی بر آید. به علاوه مدل های سه بعدی باید ابزارهای FEM/FEA را نیز پشتیبانی کنند. از نقشه های ۲ بعدی مهندسان باید اطلاعات ساخت یک مدل اجزا محدود سه بعدی برای آنالیز اجزای محدود را استخراج نمایند. با وجود این توسط یک مدل طراحی کشتی سه بعدی مدل اجزا محدود به راحتی ساخته می شود.
۳- ضروریات و توسعه مدل KESS
۳-۱- پیش زمینه
از بین یکسری مطالعات معیاری که در بین یاردهای کشتی سازی مختلف انجام گرفته است، تکنولوژی دریایی یک یارد کشتی سازی در تایوان از بهترین سطح خود برخوردار بوده است . در اشاره یه یکی از این جنبه ها می توان به کاربرد تکنولوژی اطلاعات اشاره نمود. در یارد کشتی سازی فوق سیستم های ترایبون و PDMS و CAD/CAM در تولید بدنه و نصب تجهیزات Out Fitting بکار رفته اند(مخصوصا در دهه گذشته ) و تمام نتایج تولیدات سازه ای ، لوله کشی و نصب در مدل تولید اطلاعات ترایبون (PLM) و همچنین در پایگاه داده های PDMS قرار دارند. برای داشتن ارزش بیشتر، یک یارد کشتی سازی زمان بیشتری را برای تکمیل یک طراحی معمول و پروسه ساخت صرف می نماید. بخشی مهم در مرحله طراحی و ارتباطات مرحله طراحی بوده و این تصمیمات به میزان زیادی پتانسیل صرفه جویی در ساخت را تحت تاثیر قرار می دهد.
۳-۲- رسیدن به سطح همکاری
یک روال معمولی در تاریخ کشتی سازی عبارت است از برداشتن یک گام هر پروسه بعد از گام قبلی به عبارتی دیگر انجام هر پروسه گام به گام و مرحله به مرحله . یکی از مهم ترین پیشرفت ها در تبادل هندسه ها توسط یک پایگاه داده با جزییات از اطلاعات طراحی مختلف از سیستم های مدلسازی سه بعدی و پیش نویس دو بعدی توسط تعریف ...A., a meta data با توجه به معماری سازماندهی یک یارد کشتی سازی ، بخش طراحی ، بخش مهندسی ، بخش اداری با یکدیگر از طریق اینترنت و در ارتباط و مکاتبه می باشند. یک مدل تولید هماهنگ که نمایانگر و انعکاس دهنده جزییات
اصطلاعات با فرمت XML تولید باشد طراحی شيده s مراحل سیر پرودیه ایجاد تولید در نمودار آورده شده است.
