[发明专利]一种船舶分段吊装方案的自动化设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶分段吊装方案的自动化设计方法。

背景技术

船舶分段吊装是指施工单位使用起重设备对船体分段进行翻身或移位的作业工作。为保证吊装作业的顺利进行，大多施工单位均要在作业前进行严密的吊装方案设计。吊装方案设计是指在给定的几何、力学、工艺规则等约束中求解分段吊装可行性方案的过程，从几何意义上讲，也就是在特定的空间中，确定吊环的空间位置，并使方案满足稳定性和工艺适用性等要求。吊装方案设计是一个复杂的逐步寻优过程，方案的可行性与合理性，直接决定了吊装工作能否安全、高效的进行，从而影响整个船舶建造周期。

目前，国内大多数船厂可在Tribon等设计软件的辅助下完成分段吊装方案的设计工作。以Tribon系统为例，在先进PDM技术、可视化技术的支持下，用户可在系统中方便地提取分段的重量重心、结构尺寸等信息，并将吊环布置在分段模型的指定位置，按实际要求生成设计图纸。然而，调研发现：由于吊装设计需要反复考量分段尺寸、重量、重心位置、结构形式以及吊装设备参数等多方面因素，以Tribon等软件作为辅助工具进行吊装设计尚不能实现完全自动化，现阶段吊装方案设计工作存在以下问题：

a.设计过程繁琐，效率不高。

①吊运方案设计对人员的技术水平要求较高。设计人员需综合考虑分段结构特征、场地方向、吊车起吊能力、眼板复用性等各种约束条件的制约以完成吊运方案的设计。

②受实际作业的影响，吊运方案要进行多次修改。在方案修改过程中，往往对一个吊点的位置做出调整后，其余吊点也要逐个做出相应的调整。

③信息测算工作量大。吊运方案设计过程中大量的距离、载荷等信息需人工进行测量和计算，极大影响了设计效率。

b.经验估算为主，方案经济性、可靠性受到影响。

受主观经验影响，人工设计的方案在经济性、安全性和易操作性等多个目标之间的协调难以做到最优化，过于保守的设计方案会造成材料的浪费，相反一些过于追求经济性的方案会存在安全隐患。

c.以经验为基础的设计方法不利于科学培训体系的建立。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高船舶分段吊装方案的设计效率，增强船舶分段吊装方案的安全性和经济性的船舶分段吊装方案的自动化设计方法。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案：一种船舶分段吊装方案的自动化设计方法，包括以下步骤：

a、选择吊装分段模型：包括建立包含多个分段模型的模型库及与各个分段模型相关联的包括各类典型分段类型的初始化吊装算法的的初始算法库；从模型库中选择与待吊装的船舶分段相对应的分段模型，所述初始算法库中与所选择的分段模型相关联的初始化吊装算 法被选定；通过Tribon系统提取所选的分段模型中的结构参数信息，并将所述结构参数信息存储于后台数据库；所述结构参数信息包括结构尺寸参数及重量重心信息；

b、选取起吊设备模型：包括建立包含所有起吊设备模型的吊车模型库；依据待吊装分段建造场地，从吊车模型库中选择与待吊装分段建造场地相配适的起吊设备模型，并通过Tribon系统读取所选取的起吊设备模型的工艺参数，所述工艺参数包括：吊车起重能力、吊钩最大载荷；吊钩间最大载荷差值、吊钩间距范围、起重高度、吊绳角度、单钩跨距范围及最佳距离；

c、分段进行特征位置识别，生成初始化吊装方案：读取步骤a中存储于后台服务器中的结构参数信息，对该结构参数信息进行特征识别；所述特征识别包括特征板架和特征板架的特征位置的识别；

所述特征板架的识别方法为：以投影面积识别板架为例，某分段由n个基本板架组成，其全部板架的板边几何特征值A可表示为：