(武汉船舶设计研究院有限公司湖北省武汉市430064)
摘要：随着工业化及信息化的发展，船舶的功能由简单的货物转运向多功能，多用途的方向发展，相应的船舶自动化系统要求程度越来越高，功能越来越复杂，由此对电力传输的电力电缆、对信息传输的通讯电缆、对数据传递的多功能电缆的应用越来越多，因此在现代高端复杂船舶的设计中，电缆的设计尤为重要，对此深入研究合理规划电缆设计显得意义重大。
关键词：船舶三维电缆设计电缆敷设应用
引言
现代造船业竞争日益激烈，随着三维软件应用在造船业中的普遍应用，三维电缆设计已经成为现代化造船企业必须拥有的技术能力.世界先进造船企业通过三维电缆的实施，降低了采购成本，控制了船舶的建造周期，增加了自身的竞争力.目前世界普遍应用在船舶上的三维设计软件是基于韩国大宇开发的TRIBUN.本文讨论的CATIA软件开始应用在飞机和汽车行业，其设计精度非常高，完全满足船舶建造的精细要求，中集来福士正在努力开发基于CATIA三维软件的三维电缆设计，通过建造项目数据对比完善软件开发。
1.现阶段船舶电缆设计的流程
随着船舶功能越来越复杂，自动化程度越来越高，对船舶电缆设计要求程度越来越高，所以做好电缆设计工作对施工进展及后续报验意义重大，同时如果能合理做好电缆设计工作也会极大程度的减少施工过程中的电缆浪费，达到降本增效的效果。
1.1合理规划主要核心设备的布置
针对船舶的功能及用途，现代化船舶一般都会配备一些重要常用的系统及设备，例如用于配电系统的配电盘，用于数据采集及监测报警系统的监测报警控制柜，及导航相关的无线电设备等，同时针对多种功能及其他多用途船舶也需配备相关方面重要设备及系统，例如用于多功能重吊船，需要配置相关重吊系统，用于打捞作业功能的打捞船，需配置侧推等相关系统及设备。以上简述的重要相关设备，需要在设计初始阶段就要做好全局考量，合理布置，以便能满足规范及船东船检的要求，同时达到美观且方便操作的目的且尽可能的减少电缆使用量。因此，核心设备如何规划布置，显得意义重大，此项工作需要在项目设计启动初始阶段就要着手考虑。
1.2通篇布局主要系统的电缆走势
针对船用重要系统的电缆，需要从整体上考虑如何布置大概走向，尽量做到动力电缆与信号通讯电缆分开敷设，日常主用电缆与备用设备电缆分开敷设，本质安全电路电缆单独分开敷设，危险区域电缆单独敷设，做好全局规划对于后期现场拉放电缆及船东船检报验意义重大，既可以合理利用电缆减少不必要的修改造成的损失，又可以满足各方面规范要求，降低修改率，从而达到降本增效的目的。
1.3搜集审阅详细系统原理图
整理审阅详细原理图是电缆设计必不可缺的一个环节，包括收集设备位置，电缆型号，设备名称描述等基本信息，将整理收集的信息录入到标准表格内，导入电缆设计软件，做好前期信息收集工作，为后来电缆具体设计做基础。
1.4三维模型中建立电缆设计相关信息
在三维设计软件中，建立节点信息用于敷设电缆具体路径，同时把各个节点间的连接关系建入到模型中，然后将相关连接信息，节点间距离及节点坐标位置导出到列表中，利用提取的表格导入电缆设计软件里，建立基本信息.同时需要完善电缆型号规格信息，将本船涉及到的电缆规格全部录入电缆设计软件以备将来电缆设计使用。
1.5根据三维模型具体设计布置电缆
经过前期准备，电缆设计所需要的条件已经具备，可以在设计软件中进行电缆具体设计，具体到每根电缆设计需要设置起始设备节点，起始设备电缆余量，终止设备节点及终止设备电缆余量.经过计算即可获得所需要电缆长度及路径信息，但是此信息系统会默认为最短路径，有的时候需要人为干涉改变路径，需要增加一些干涉节点，以便电缆敷设到我们预先设想好的路径，电缆设计过程中要留有一定余量，以便弥补电缆拉放过程中的差额。起始、终止设备端余量要根据设备高度，接线端子位置留余量，同时电缆路径规划要根据实际线道设计情况合理拉放充分利用，以达到均衡布置，美观的要求.在电缆设计过程中，对于外径较大的电缆，因其单价较贵，成本较高，在设计过程中一定要重点核查仔细校对路径及长度信息，一旦出现错误将损失重大。
2.基于三维模式的船舶舾装设计
2.1船舶机舱三维视景仿真系统组成
此系统主要组成部分包括三维图形引擎与视景数据库、立体视景模块、三维实体交互模块等。系统的核心部分是三维图形引擎以及轮机数值仿真模型，三维图形引擎主要负责视景生成与人机交互，轮机数值仿真模型主要是实现仿真数据和实船相同。系统的图形引擎和仿真模型实现数据交换，主要是利用网络通讯，图形引擎利用的是Virtools，使用UDP作为通讯协议，利用C/S架构，以实现协作式仿真。
2.2几何建模
在进行机舱视景开发时，需要进行几何建模。大型的视景数据库，为了能够确保实时渲染的性能，需要合理的管理与组织模型数据。利用层次结构，进行模型构建。按照船舶结构，划分为多个舱室，包括主机舱与副机舱等，接着按照舱室-系统-设备-零件层次结构，进行模型管理，在进行几何模型构建时，基于实时视景仿真系统需求，采用实例化技术以及纹理映射技术等，进行系统优化。利用3dsMAX进行建模，将构建的模型，按照舱室，以nmo格式，导出文件，以便Virtools引擎使用。在进行建模的过程中，运用纹理映射方法，为电机散热肋片与钢格栅板等，进行贴面处理，能够有效的减少场景多边形面数。对于主机舱中的复杂设备，包括主柴油机与集控台等，合理将其划分成为子模型，避免场景漫游时发生帧频突变情况。
2.3船舶舾装模块化设计
基于三维模型，进行船舶舾装模块化设计，主要分为以下内容：1）系统模块化设计。通常船舶设计多是在原有船型上进行改进，或者改进原有系统，通过模块化设计，以CAD或者而CAM形式，进行模块存档，实现快速改进，减少后期影响。2）全宽式单元模块化设计。因为船舶舾装涉及到管子与设备等的安装与布置，若设计不合理，则极易影响船舶舾装的性能，对此需要按照细化设计内容，按照以下内容设计：将机舱底层的小单元和其他散装管件，结合成为全宽型单元，实现整体制作与分块吊装；管件改装，将原总组阶段泵舱底层的散管，可以改装为整体单元；将干管附件和单元体，形成新的组合件单元，比如压缩空气减压阀；合理控制单元大小。比如将低温淡水泵单元长度控制在3.9m左右，将其宽度控制在2.1m，将重量控制在2.7t左右。3）集控室单元模块化设计。对于机舱甲板顶部，可以在集控室分段顶部，设置甲板，以形成隔离舱。管系和风管的管码，要合理的布设在隔离舱顶部。
3.结束语
综上所述，问题症结主要在于电缆未建模，而前期设计的电缆舾装件都是通过估算进行的，所以会出现有的地方焊接件小了，有的地方缺少焊接件的情况，而且具体路径也有可能录入错误导致现场拉错位置，所以最好的做法是在三维模型中对电缆进行建模，同时也有预警，汇总，报表等功能，对全船总体电缆规划与统计具有重要作用。同时如果对电缆进行建模还可以及时跟踪电缆的修改情况，对电缆订货库存余量把握可以更精确，能达到减少库存积压，提高利用率，同时也可以为同型号船舶电缆提供订货依据，会极大降低订货错误，也会极大的提高施工效率。
参考文献:
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