船舶三维模型体系
船体结构3D建模ppt课件
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确定零件的基准面、基准点
❖ 选择新建（N）后提示：
❖ 指定新 UCS 的原点或 [Z 轴(ZA)/三点(3)/对象 (OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z] <0,0,0>:
❖ 可见新建的坐标系相对原坐标系可以是平移、绕 某坐标轴旋转、XOY与某对象的面重合或三点共 面重合。通过这些操作可以实现零件的生成和定 位。例如，当前坐标系XOY面为分段横剖面时， 肋板扶强材截面在XOZ面上，这时需要使用UCS 命令新建绕X轴旋转90度的坐标系，并将视图设 置为新的当前坐标平面。
比较多或涉及分段定位基准的零件，在属性表中难于表
达的情况下。
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属性定义
查询零件实体的质量特性的方法是使用Massprop命令， 或从下拉菜单工具中选择查询再选择下一级面域/质量 特性项，系统将提示选择查询对象，选择后在文本窗口 中显示查询结果，并要求回答是否将结果输出到指定文 件。例如图3中的肋板，查询结果如下：
4.理解和掌握建立一体化分段结构三维实体模型 和进行相关操作的方法和过程；
5.理解和掌握利用三维实体的视图功能，生成所 需视图的方法和技巧。
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2
第五章船体结构的三维模型
能力目标
❖6. 熟练掌握建立船体结构三维模型的 方法和过程;
❖7. 熟练掌握将零件定义相关属性后与 零件一起定义成块、提取船体结构零 件属性的方法和操作过程；
四、一种是将先前在其它位置定义的块（包括部件 块）插入到相应位置装配成分段结构三维模型。 这一过程中要注意利用块的插入功能。块插入时 可以重新指定X、Y、Z方向比例、绕Z轴旋转角 度和重新输入插入块的属性值。如图4示。
船舶行业主要3D软件
为造船的全过程提供了集成化的解决方案，包括船型尺寸、船型系数计算、船体结构、机械设备、舾装、电气设施、舱室设计等，所有功能可在分布式工作环境下、应用并行工程的概念完成。
FORAN的开发和维护者SENER Ingeniería y Sistemas SA公司，是西班牙最大的私营独资的工程公司。利用50年的船舶设计经验，SENER保证其最终产品是可信赖的、高效的工具，帮助用户实现其唯一的目标：让船舶的设计和建造更快、更好、更节省。
所有模型结合SQL数据库可以方便工程管理，也可以轻松和其他数据库系统配合使用。
CATIA V5是一个领先的制造业产品开发解决方案。CATIA V5可以应用于各种工业部门，比如航空航天，汽车，工业机械，电器，电子，造船，工厂车间设计，还有消费品，包括设计珠宝和服装等多样产品。它促进了多元化企业真正的工程协作，包括风格和外形设计，机械设计和配件和系统工程，管理数字模型，加工，分析和仿真。
FORAN软件是一个囊括了船、机、电、涂、舾装各个专业的强大设计软件。
在船舶设计和建造中，从开始的方案设计、初步设计和送审设计阶段，直到详细的施工设计阶段，FORAN都是赖以降低成本、提高生产效率的主要工具。
本系统可以应用在所有船型的设计建造，且不受船舶尺寸的限制，同时可以根据不同用户的特定需求进行客户化定制。
vantage marine是AVEVA基于已有著名的PDMS（工厂设计管理系统）发展的新产品。vantage marine的意义在于它是PDMS配件模块和tribonM3船体和基本应用程序的联合产物。
FORAN是另一个综合性船舶设计系统。由SENER开发，一个1956年成立的私营的工程和咨询公司，为高科技方面的问题提供解决方案。FORAN涵盖了船体和配件设计功能，同时还有一个辅助模块。在辅助模块里，设计者既可以基于2D图纸又可以应用3D方法进行工作。两个工作模式都可以模糊的使用以得出相同的结果。FORAN的造船模块包括完整的静水力计算，线型优化，自重计算等等，舱容划分，装载状况，完整的动力学计算和分析，船舶动力和操纵性。
Tribon 船体建模教程PPT课件
2021/3/17 13
Hull Drafting培训教材
2.3 模型中的目标(object)
对于船体专业来讲，结构模型中的目标是板架 板架(Panel)上包括下列构件，也就是说，下面所列
的是板架的属性：
名字 - name 材质 - Quality 坡口 - Bevel 加强筋 - Stiffener 内孔 - Hole 肘板 - Bracket等。
3个级别
2021/3/17 21
Hull Drafting培训教材
2.8 特定英语词汇
Geometry-几何体，如line,arc Block-块、分段 Assembly-装配 Panel-板架 Cable-电缆 Pipe-管系、管路 Equipment-设备
2021/3/17 22
字符 理解编辑图形的不同方法
2021/3/17 6
Hull Drafting培训教材
2 Tribon概念
与Tribon有关的几个概念
并行的信息流
Tribon系统提供一种在船舶建造过程中改进信息流的方法。 不同专业的很多设计工作可以同时开展
基于产品信息模型（PIM）
所有的建模工作就是建立PIM 在计算机内部造船 二维图纸无需一笔一笔画出 直接从模型中得到图纸，三维建模，二维出图
2.8 特定英语词汇
View create-视图建立 View detail-视图的详图 View recreate-视图的重建 View modify-视图的修改 Projection-投影面、投影图 Ruler-标尺
2021/3/17 25
Hull Drafting培训教材
3 开始使用-选择工程
船体三维建模应用技术研究
3、建模成果研究：建模成果主 要包括三维模型、纹理映射、光 照处理等方面
3、建模成果研究：建模成果主要包括三维模型、纹理映射、光照处 理等方面
1、影视制作：在影视制作领域，三维建模技术主要应用于场景设计、角色动 画等方面。通过三维建模技术，制作人员可以更加真实地模拟现实场景和角色， 提高影片的制作水平和真实感。
1、船舶设计领域：在船舶设计过程中，通过船体三维建模应用技术，设计师 可以更加直观地了解船体的结构、性能及特点，有助于提高设计质量和效率。同 时，设计师还可以通过模拟实验，对设计方案进行优化和改进。
三、船体三维建模应用技术的适用场景
2、船舶制造领域：在船舶制造过程中，利用船体三维建模应用技术，可以准 确地将设计图纸转化为三维模型，方便工人和技术人员对制造过程进行有效的监 控和管理。此外，通过模拟实验，可以对制造过程中的各种可能出现的问题进行 预测和解决。
1、数据采集技术：数据采集是船体三Байду номын сангаас建模的第一步，其精度直接影响最终 模型的质量。当前，测量设备如激光扫描仪、相机等得到了广泛应用，能够快速、 准确地获取船体的几何数据。
二、船体三维建模应用技术的关键技术
2、数据处理技术：数据处理主要包括数据预处理、数据建模和数据后处理三 个环节。数据预处理主要是对采集到的数据进行清洗、滤波等操作，去除其中的 噪声和冗余数据；数据建模则是利用这些数据进行三维模型重建；数据后处理主 要是对模型进行优化和修复，提高模型的精度和质量。
研究现状
研究现状
三维建模技术的研究主要包括建模流程、建模方法和建模成果等方面。目前， 基于三维建模技术的研究多种多样，主要包括以下几个方面：
研究现状
1、建模流程研究：三维建模需要一系列复杂的流程，包括数据采集、数据处 理、模型建立、纹理映射等。目前，研究者们正在不断优化这些流程，以提高建 模效率和精度。
《船舶三维模型体系》PPT课件
首尖舱 FPT 外底板
SBTM
纵舱壁纵骨 LL
淡水舱 FWT 横舱壁
TBHD
内底纵骨 NL
污油水舱 SLOP 纵舱壁
LBHD
船底纵骨 BL
机舱
ER 肋板
FLR
横梁
BM
纵桁
GD
肘板
BK
第三十一页，共54页。
模型的分类—船体结构模型
❖构件命名-板材
舱室名称_结构分类名称_位置信息_构件编号.顺序号 例如：COT5P货油舱FR132肋位处的横舱壁上左舷侧
报告主要内容
选题依据 维护保养系统设计 三维模型建制流程及分类 BOM数据处理及模型重组
系统应用 总结与展望
第九页，共54页。
维护保养系统设计
❖为了将船舶设备、船体构件和舱室涂层同时纳入 到维护保养体系中，方便船公司进行周期性的管 理
本文通过建立三维船舶设备模型、船体结构模型和 舱室涂层模型，使用SQL Server数据库管理设备、结 构零件BOM数据和舱室涂层状态信息
船体结构复杂，建立结构模型比较费时，过于详细的 结构模型导致建模周期加大，成本增加，这些工作都 有待于改进和完善。
第五十一页，共54页。
展望
❖随着计算机性能的提高和三维造型技术的发展， 飞机、汽车行业从设计到生产以及服务都已经 实现的三维的应用。
❖船舶行业从设计—制造—营运过程，也将会全面 应用三维造型技术。
（1） 结构模型的详细程度可根据不同船公司的维护
保养要求定制。
（2） 模型中的管理对象的ID在该船的模型内是唯 一命名的，ID是结构化的编码；
（3） 船公司有多条船舶同时管理，可通过船舶登记 号组合结构零件ID做为该结构零件的唯一标识进行数
面向船舶制造的MBD技术应用分析
第49卷第1期2021年02月造船技术ZaochuanJishuVol149No11Feb.,2021文章编号：10003878（2021）01006506DOI：10.12225/j.issn1000-387&20210120210115面向船舶制造的MBD技术应用分析王康，郭瑞振，杜福洲（北京航空航天大学机械工程及自动化学院！北京100191）摘要：系统研究面向船舶制造的基于模型定义（Model Based Definition,MBD）技术。
以船体和舾装为例，定义基于三维模型的船舶三维数据集应用框架，并基于产品结构树建立三维标注模型与数据库之间的关联关系，使得MBD数据的存储与调用更为直观方便。
基于二次开发技术建立基本数据集传递规则，提高数据传递效率。
开发面向船舶制造数字化检测环节的MBD数字化检测系统，验证该应用框架的有效性。
将MBD技术运用于船舶制造中，旨在使用集成化的三维实体模型完成船舶产品信息的表达，实现基于单一产品数据源的数字化设计。
关键词：船舶制造；MBD；三维模型；产品结构树中图分类号：U671199文献标志码：AApplication Analysis of MBD Technology Towards Ship ManufacturingWANG Kang,GUO Ruizhen,DU Fuzhou(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomationIBeihangUniversityIBeijing100191IChina)Abstract=TheModelBasedDefinition(MBD)technologytowardstheshipmanufacturingissystematica l y studied.The hull and outfitting are taken as the examples to define the application framework of ship3D data setbased on the3D model,and based on the product structure tree,the association relationship between the3Dannotation model and database is established to make the storage and call of MBD data more intuitive andconvenient.Basedonthesecondarydevelopmenttechnology,thebasicdatasettransferrulesareestablishedtoimprovethee f iciencyofdatatransfer.TheMBDdigitaldetectionsystemtowardstheshipmanufacturingdigitaldetection is developed to verify the effectiveness of the application framework.The MBD technology is applied inthe ship manufacturing,aiming to use the integrated3D entity model to complete the expression of ship productinformation and to realize the digital design based on the single product data source.Key words：ship manufacturing；MBD；3D model；product structure tree0引言船舶制造是典型的大型装备制造行业!代表一个国家的综合经济实力和技术实力。
《船体结构3D建模》课件
提高设计效率
通过3D建模技术减少设计时间和成本，提高设计 效率。
促进船舶行业创新
通过3D建模技术的应用，推动船舶行业的技术创 新和产业升级。
对未来船舶工业的影响和挑战
促进船舶行业数字化转型
通过3D建模技术的应用，推动船舶行业的数字化转型和升级。
版权问题
在使用第三方素材时，需确保拥有使用权或 遵守相关版权法规。
03
船体结构3D建模实例
船体模型的建立
建立船体框架
根据船只设计图纸，使用 3D建模软件创建船体框架 ，包括船底、船侧和船首 等部分。
船体曲面建模
根据船体设计要求，使用 3D建模软件中的曲面建模 工具，对船体进行平滑过 渡和细节处理。
为了验证模型的准确性，我们进行了详细的对比分析，将3D模型与实
际船体进行了比较，发现误差在可接受的范围内，证明了我们的建模方
法是有效的。
对未来研究和发展的建议和展望
技术升级
随着科技的进步，未来可以考虑引入更先进的建模软件和 技术，如基于云计算的协同设计平台，这将大大提高设计 效率和精度。
模型优化
在未来的研究中，可以进一步优化船体结构3D建模的流 程和方法，例如引入人工智能算法进行自动化设计，或者 使用更先进的算法来优化船体的结构。
船体附件建模
在船体模型的基础上，根 据实际需求，添加船锚、 救生艇、烟囱等附件模型 。
船体结构的细节处理
结构细化
根据船体结构图纸，对船体框架 进行细化处理，添加肋骨、横梁
、舷板等结构部件。
设备布置
根据实际需求，在船体内外布置各 种设备，如发动机、管道、电缆等 。
材质贴图
船舶结构三维建模技术研究
船舶结构三维建模技术研究摘要：传统的船舶工业由于技术简单、工作环境差、劳动力密集，一度被认为是夕阳产业，并且整个造船行业较低迷，因此减少造船成本对提高我国造船行业的竞争力具有很强的现实意义。
随着计算机辅助三维建模软件的发展，快速化和智能化的实现船体结构设计具有重大而现实的意义，可以提高船舶设计效率，加快造船进度，增强船舶工业整体竞争力。
关键词：三维建模技术；船舶结构；研究探讨随着计算机辅助软件的快速发展，在船舶设计、建造领域已经广泛使用三维软件进行船舶的设计建造。
传统的二维设计渐渐被现在的三维设计所取代，成为船舶设计中的一种便捷高效的新方法。
三维设计具有很多优点是传统的二维设计所无法比拟的：能够预估船舶分段的各种类型的钢材使用量，能够预估分段的焊缝长度以及焊条使用量，能够进行分段或者局部的结构强度计算，能够用于船舶任意肋位总纵强度的校核，能够用于船上设备的虚拟装配，用于检查设备之间的干涉问题，也能够用于Unity引擎下的舱室漫游，等等。
其中，三维设计最大的优点是可以直观的呈现产品，并且可以展现出设计者设计产品的思路，又可以非常方便的发现修改其中的不足之处。
最新的船舶三维建模技术涵盖了船舶设计、分析和计算等方面，基于船舶设计、建造和生产管理一体化的思想，逐渐开发出了许多造船集成系统，极大的缩短了船舶设计和生产的周期，提高了造船质量，促进科学管理的形成，推动了造船自动化进程。
1 船体结构三维建模系统应具备的功能船体结构三维建模系统的开发是一个探索、研发、测试和应用的过程，应该与实际应用紧密结合，结构建模系统应该具备以下一些功能：（1）船体总体结构模型的生成，包括外壳板、甲板、内底板、横舱壁、纵舱壁、肋板、内龙骨等各种与船体曲面相关的大表面模型的生成，即船体顶层结构的生成，能够方便的调用曲面建模的结果；（2）具有参数化生成典型结构的功能，如双层底、舷侧分段的参数化生成；（3）具有工程数据库，建有标准零件库、典型结构库，用于存储大量标准件、典型结构，能够有效管理；（4）能够进行各种特征孔类建模，如各种基本开孔、货舱开口和各种贯穿孔等各种节点的定义和建模；（5）能够利用三维模型自动生成各种工程图输出；（6）能够完成理论布置线和各种型材的设计和表达，如纵骨、横梁、扶强材等型材；（7）方便的用户界面，可进行各种结构建模的交互与修改；（8）能够进行关联定义，使所有的结构件定义都具有拓扑关联，完成定义后，当用户修改其中某一结构数据，相关结构自动刷新或自适应更改；（9）船体结构重量重心计算及材料表自动生成；（10）具有与其它交换数据的接口。
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三维模型建制流程
三维船舶模型建模流程：
(2)配置建模环境，定制xyz三个方向的参考平面、 材料库文件、板材厚度库文件、型材库文件、 开孔库文件、肘板库文件；
三维模型建制流程
三维船舶模型建模流程：
(3)使用SFD模块建立船体主要构件模型
三维模型建制流程
三维船舶模型建模流程：
(4)使用SDD模块建立船体详细模型，包括建立 肘板、加强筋，定义型材端部形式；
报告主要内容
选题依据 维护保养系统设计
三维模型建制流程及分类 BOM数据处理及模型重组
系统应用
总结与展望
三维模型建制流程
CATIA软件涉及到的行业众多，根据行业功 能需求的不同划分为若干模块，各个模块之 间转换方便灵活，功能丰富，操作简捷。
船体三维模型采用CATIA的GSD、SFD、 SDD、SR1模块建制和修改。
选题依据
SPECTEC公司的AMOS船舶管理软件、中 远集运船舶管理信息系统（COSCONSMIS）、中海集团航运船舶管理信息系统 目前我国船公司广泛采用的是GB/T 16558.116558.7船舶设备保养体系（CWBT） ，该 体系将传统的船舶设备管理和国际上插卡式 船舶设备管理相结合，形成集计划、管理、 指导于一体的科学、使用的船舶设备管理模 式。
压载水舱 WBT
底边舱
顶边舱 尾尖舱 首尖舱 淡水舱
HOP
TOP APT FPT FWT
顶边舱斜板 TSTS
底边舱斜板 HPPS 内底板 外底板 横舱壁 IBTM SBTM TBHD
选题依据
但由于船体结构复杂，构件数量庞大，单纯 使用二维关系数据库无法准确高效地描述船 体结构状况。 无法应用这些系统实现对船体结构和涂层状 况的管理。
报告主要内容
选题依据 维护保养系统设计
三维模型建制流程及分类 BOM数据处理及模型重组
系统应用
总结与展望
维护保养系统设计
为了将船舶设备、船体构件和舱室涂层同时 纳入到维护保养体系中，方便船公司进行周 期性的管理
模型建制要求
为了保证结构零件模型引用时的唯一性，对 其名称做了如下规定：
名称为多个字段通过连接字符组成； 下划线“_”：用于连接名称中的各名称字段； 连接线“-”：连接字段中并列关系的名称字段； 圆点“.”：用于连接同一构件拆分后形成的顺 序号。
模型建制要求
构件名称简写对照
舱室 干货舱 货油舱 简称 CH COT 结构分类 主甲板 内舷侧 外舷侧 简称 MDK IHU SHL 位置 左舷 右舷 船中 简称 P S C 构件编号 板 加强筋 支柱 简称 PL ST PR
报告主要内容
选题依据 维护保养系统设计
三维模型建制流程及分类 BOM数据处理及模型重组
系统应用
总结与展望
选题依据
在船舶航运过程中，船体结构和船舶设备的 维护保养对于船舶的安全性、提高营运率具 有重要的意义。 从1914年的SOLAS公约到1973年的 MARPOL公约，国际海运界已经制定了一 系列的国际安全公约。这些公约大多是从船 舶设计、航行规则、设备性能、操作规则等 方面给出的一系列安全技术规范。
本文通过建立三维船舶设备模型、船体结构模 型和舱室涂层模型，使用SQL Server数据库管理asic 2005集成3D XML Player插件进 行开发，构建基于船体设备和结构三维模型的 船舶检查维护保养信息管理系统。
维护保养系统设计
维护保养解决方案
Visual Studio 2005
SQL Server
维护保养系统设计
船舶管理公司管理人员或者船上管理人员在 日常维护保养过程中，通过对模型的选择操 作，记录相应船舶设备运行状态、船体结构 件状况以及舱室的涂层腐蚀情况，完成填报 工作，也可以实现维护保养业务计划编制、 下达、调整、跟踪等功能的。
维护保养系统设计
通过使用该系统，可使管理者更直观的显示 船舶构件状况，从整体上查看船舶设备运行 状态以及船体结构件腐蚀、损坏情况，便于 船公司对船舶运营状态的管理。
维护保养系统设计
通过使用该系统，可使管理者更直观的显示 船舶构件状况，从整体上查看船舶设备运行 状态以及船体结构件腐蚀、损坏情况，便于 船公司对船舶运营状态的管理。
选题依据
对于海洋运输公司来说，更需要一套针对运 营中船舶设备、结构零件的管理方案。 只有船公司全面的了解运营船舶的设备状况、 结构腐蚀损坏情况，才能更好地指导船员对 船舶设备进行维护保养，并根据结构状况， 提前定制修理计划，提高营运效率，有效的 保证了船舶运营安全。
选题依据
目前船体结构以及舱室涂层的管理方式主要 是依靠船员日常检查记录、船舶大修或者进 行特殊检查时进行记录。 普遍采用2D图纸和文本描述记录缺陷信息， 无法直观的表述船体结构和舱室涂层状况， 而这些信息对于船舶的安全性又是极为重要 的。
三维模型建制流程
流程图
GSD
通过型值点和型线 生成船体曲面
船体结构总体设计
SFD
SDD
船体结构详细设计
将船体结构以零 件的方式输出，提 取BOM数据
SR1
三维模型建制流程
三维船舶模型建模流程：
(1)使用CATIA软件中的GSD模块构建船壳曲面
三维模型建制流程
(1)使用CATIA软件中的GSD模块构建船壳曲面
三维模型建制流程
三维船舶模型建模流程：
(5)使用SR1模块将船体模型转换为零件模型，输 出结构件BOM数据，用于维护保养系统。
模型的分类
根据维护保养的对象不同，模型的建制方式、 详细程度也不相同，分为以下4类模型：
舱室划分模型
船体结构模型
舱室检查模型
船舶设备模型
模型的分类
舱室划分模型
模型的分类
船体结构模型
模型的分类
舱室检查模型
模型的分类
船舶设备模型
模型建制要求
为了能够快速、有效的管理船体构件信息， 对三维船体模型做如下要求：
（1） 结构模型的详细程度可根据不同船公司 的维护保养要求定制。 （2） 模型中的管理对象的ID在该船的模型内 是唯一命名的，ID是结构化的编码； （3） 船公司有多条船舶同时管理，可通过船 舶登记号组合结构零件ID做为该结构零件的唯 一标识进行数据查询与填报。