船用CAD软件比较.doc

会展信息 制作：大连船舶重工集团有限公司 2011-2-15船用CAD软件比较目前，中国船舶行业应用较多的CAD软件系统主要有TRIBON、CATIA、CADDS5系统以及逐渐崭露头角的FORAN 由于工作需要，笔者有机会不同程度地接触和使用这几种软件，在此就这几种软件的特点结合实际工程做一些分析比较1 TRIBON专业造船系统 TRIBON系统是由瑞典KCS (Kockums Computer System AB)公司设计开发用于辅助船舶设计与建造的计算机软件集成系统，也是一个先进的专家系统TRIBON的前身产品是STEELBEAR，KCS公司从1958年就开始开发此产品，后来该公司兼并了AU-TOKON公司和SCI-IIPPKO公司，将STEEL-BEAR， AUTOKON和SCHIFFKO三大船舶设计系统合并，于1992年推出了TRIBON系统M1版，此后陆续升级到M3版本，2006年该公司被英国AVEVA公司收购，推出AVEVA系列船舶行业版本 该软件的特点在于用计算机建立船舶的生产信息数据库，通过在计算机建立一个实船模型，不仅完成绘制生产用图纸，还能进行各种信息数据的计算、管理和统计，这些生产信息可以提取，用于生产制造，实现设计与生产准备的统一。

图1 TRIBON专业造船系统 进人20世纪90年代以来，我国有多家船舶设计单位和科研院所购买了该软件在一定时期内TRIBON软件的大量使用提高了我国的船舶造船水平，TRIBON软件集成制造系统功能的充分发挥，大大提高设计效率，减少工作量，缩短造船周期，使我国的造船水平与国际接轨，能够参与到国际竞争当中 应用中TRIBON软件的不足之处也显而易见： 1)开发环境落后 TRIBON系统是在DOS系统环境下开发并逐渐完善的系统，这使得在Windows环境下操作繁琐，可视化程度低，一定程度上阻碍了它的应用和发展 2)初始化数据不能共享 在TRIBON系统中，每一个工程项目的建立 (project)都要进行重复的数据准备工作，包括系统的初始化、船号定义、基础数据库设立与拷贝、缺省文件设置、用户权限设置等，缺一不可而初始化文件多为表格和文本文件，填写修改它们不仅浪费大量时间，而且极易造成错误 3)数据库维护及管理不便 TR IBON系统的各个子系统都带有多个共享的数据库如SBD _VOLUME、SB _HULL、SB _CGDB、SB_PSDB、SBP_SKETCH_DB等，这些数据库可以被追加、复制、删除、修改等。

但这些数据库中的数据信息是通过一个文本文件（d065）被调用的，这也能反映出该软件在数据库方面的不足 4)不能完全适应国内船厂情况，二次开发繁琐 TRIBON系统本身提供了两种语言供用户提取数据，一种是宏语言MACRO，另一种是建模语言PLM按照原文件存储性质不同，可分为三类，即图形文件、建模数据文件、标准部件数据文件针对这三种不同类型的数据，又采用了三种不同类型的提取方法目前，只有科研能力较强的造船厂和研究所可以把这些数据抽取到外面的SQL和Oracle数据库中进行后续的处理和输出到其他CAD三维系统中进行更进一步的建模加工处理如在二次开发比较成有沪东中华造船厂、广船国际和渤海造船厂 5)拓扑关系不能动态更新 虽然TRIBON建立了统一的生产信息数据库，建立了构件间的拓扑关系，使得某一构件的数据一旦被修改，有拓扑关系的构件数据同时发生变化（假设修改合理），但它的变化是“假变化”，需要对这些构件的编辑对话框重新运行后，才能在三维视图中看到改动后构件的样貌另外，在系统中，一旦模型修改，相应的图纸也会相应的发生更新，这种更新不是实时更新，需要操作者从数据库中重新调用，这在操作中往往会带来其他小麻烦。

图2 编辑对话框 6)熟悉软件时间长，培训费用高 由于TRIBON软件操作复杂，对技术人员专业素质要求高，使得许多企业和研究院所放弃了正规培训，靠帮助文件在实践中摸索，往往只应用了其中部分功能，并通过二次开发或结合其他软件共同应用 2 CATIA软件系统 CATIA是英文 Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的缩写，是世界上一种主流的CAD/CAE/CAM 一体化软件，隶属于法国Dassault System公司现在的V5版本应用于UNIX和Windows 两种平台，功能强大， 广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造等行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，全球用户超过13000个，目前国内船舶行业的主要的客户是广州文冲船厂和烟台莱佛士船厂，使用CATIA 进行船舶三维设计，取代了传统的二维设计 1)为船厂提供系统级的解决方案 国内造船业的特点是建造船舶种类繁多，批量小，这样就加大了设计、制造和管理的难度同时，从产品全生命周期的角度来讲，一艘船交付以后的整个维护费用，应该是造船本身成本的3–4倍，在几十年的运营周期里随时面临着维护的问题。

CATIA软件系统提供了这种功能，帮助船厂提高在造船行业特别是民船市场的竞争力 2)DMU电子样机功能推动生产力的提高 与CATIA共同构成PLM系列的产品DELIMIA，采用新一代的虚拟仿真技术，在计算机上完全实现设计、制造全部流程，直接可观测到制造结果，可对不合理的地方及时修改，达到全生产过程的最优 3)支持不同应用层次的可扩充性 CATIA V5对于开发过程、功能和硬件平台可以进行灵活的搭配组合，可为产品开发链中的每个专业成员配置最合理的解决方案允许任意配置的解决方案，可满足大中小型船舶企的需要 4)内核与操作平台的选择 CATIA V5是在Windows NT平台和UNIX平台上开发完成的，并在所支持的硬件平台上具有统一的数据、功能、版本发放日期、操作环境和应用支持CATIA V5在Windows平台的应用可使设计师更加简便地同办公应用系统共享数据；而UNIX平台上NT风格的用户界面，可使用户在UNIX平台上高效地处理复杂的工作图3 舾装设 5)可视化程度高，易学易用 CATIA软件的界面友好，三维模型立体逼真，操作符合人们习惯，易学易用。

在国内船舶行业实际应用中表现出的主要不足之处： 1)并非专业造船软件 CATIA软件率先用于飞机航天、汽车行业，后由于其强大的功能和良好的口碑，继而开发出船舶设计模块从软件设计理念、操作习惯来看不是完全符合船舶行业的特点和习惯，这就使得在船舶设计尤其是生产设计中产生一些不便 2)仿真缺陷 CATIA软件是基于点、面、体素开发的实体软件，对于船舶行业中的声、光、电无法做逼真的仿真 与CATIA软件的强大功能和系统技术结构相比，软件在造船模块方面的一些缺陷不影响其成为船舶行业优秀的系统级PLM软件3 FORAN专业造船系统 FORAN专业造船系统是西班牙SENER工程系统公司研发的该公司原是西班牙著名的多学科工程咨询公司，由造船工程师于1956年组建服务领域覆盖了航空航天、民用建筑、动力工程、流程加工业以及船舶与海洋工程，其所有部门和业务活动全部获得了ISO 9001、ISO 14001和OSHAS18001认证 作为进入中国造船领域的新贵，FORAN具有很多优点：图4 FORAN软件主体框架 1)专业性 FORAN是一款包含船舶设计所有专业覆盖船舶设计全过程的全面而完整的解决方案，为造船的全过程提供了集成化的整体解决方案，50多年来，SENER设计的船舶已超过1000艘。

进入中国市场不久，目前拥有七O一所、爱克伦（中国）集团船舶及海洋工程技术中心、江苏科技大学、哈尔滨工程大学等用户 2)软件设计更加合理 目前的版本是基于windows、面向对象体系、Oracle数据库重新开发的，可以实现异地协同设计，很好的实现了单一数据共享的并行工程的设计模式，使得设计系统和管理信息系统之间的数据交换极为简单这就使得用户界面极为友好、操作方式和设计流程符合船舶设计的工程习惯，FORAN成为易于学习、易于操作的系统，无需复杂的IT支持创新与二次开发更易满足客户需求，这也是引起客户兴趣的一个亮点 FORAN彻底避免了TRIBON软件初始化数据不能共享、数据库维护及管理不便、拓扑关系不能动态更新的弊病，真正实现了三维可视化总体设计，2D-3D之间无缝转换，仿真功能，真正实现高效、可靠图5 船体建模（不同颜色表示不同厚度的板） 3)提出了数字化造船解决方案 以实现船舶产品全生命周期管理为目标，现有商业化的PLM软件为框架，采用开放式的船舶CAx软件作为上游的研发设计工具，以及制造过程管理软件MPM为下游的制造工具软件，并能和企业原有的或准备配置的ERP、CRM、SCM、MES等管理软件紧密集成并满足企业个性化需求的全企业统一的数字化造船平台。

4)软件本土化 FORAN是唯一考虑研发中文版的通用造船软件目前，部分模块已有中文版，在即将上市的70版将全面推出中文版的FORAN软件操作上也尽量考虑中国船人的行业习惯 不足之处主要有以下几点： 1)性能计算模块功能较弱 在FORAN的应用过程中，性能计算模块不能满足船舶性能计算的需要，有些还需借鉴其他的性能计算软件 2)个别操作命令需改进 不通类型的船舶结构相差较大，有些建模命令虽能满足建模需求但操作方法复杂，不够直观 据了解这些不足正在软件的推广过程中进行改进，相信这个优秀的软件在中国的船舶行业能够有更快的发展 4 CADDS5 15.0专业造船软件 CADDS5i软件是美国PTC公司提供的、基于UNIX操作系统的计算机辅助设计与绘图系统软件，曾服务于制造业的不同行业CADDS5 15.0是PTC公司专门面向造船业推出的解决方案，它所提供的新特性和扩展功能可以帮助造船企业提高生产能力、改善易用性并增强协作性，解决造船业大装配结构的规模和复杂性的独特需求，并符合行业产品开发标准，已经成为我国军船设计制造的主要软件产品。

目前，CADDS5 15.0已经在武昌造船厂、武汉船舶设计研究所、大连船厂、山海关船舶重工、天津新港造船厂等国内客户中获得成功应用实现了以三维设计为统一平台的数字化产品建模，建立了协同设计制造的工作环境，大大以提高企业的研发效率和设计能力 CADDS5软件对操作环境要求较高，虽然安全性较高，还是限制了它在中国船舶企业的推广，主要客户为军品客户，民船较少另外，CADDS5升级较缓慢，界面不够友好 几个软件的特点汇总如下：5 小结 笔者根据个人的使用、学习、研究，将四种船舶行业常用CAD软件的来源、特点、前景，不足之处等方面予以总结整理，各种软件均有各自的特点，在国内外船舶行业均有成功应用的案例，在此与业内各位同仁交流，由于认识有限，难免有不妥之处和局限性，欢迎批评指正 :86-10-64831141/42/43,64831775,6483177。