NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SHIP CONSTRUCTOR VÀO THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG TÀU THỦY BẰNG MƠ HÌNH 3D TRÊN MÁY VI TÍNH STUDY AND APPLY SHIP CONSTRUCTOR SOFTWERE FOR DETAIL DESIGN OF SHIP’S PIPING SYSTEM IN 3D ON COMPUTER KS CAO NGỌC VI Khoa Đóng tàu, Trường ĐHHH Tóm tắt: Bài báo giới thiệu việc áp dụng phần mềm Ship Constructor vào thiết kế công nghệ hệ thống đường ống tàu thủy mô hình 3D máy vi tính Abstract: This article presents the application of the Ship Constructor softwere for detail design of ship's piping system in 3D on computer Đặt vấn đề Thiết kế công nghệ đường ống tàu thủy với mơ hình 3D áp dụng từ lâu giới đem lại hiệu to lớn Hiện nay, có nhiều phần mềm mạnh, chuyên dụng cho thiết kế thi công tàu thủy như: Tribon, Nupas, Napa, Ship Constructor, Cadmatic, CFCC, Ở nước ta, cơng nghệ đóng tàu giai đoạn phát triển Những năm gần đây, đóng tàu lớn có trọng tải lên tới hàng chục ngàn lớn Chúng ta hướng đến mục tiêu đóng tàu xuất Tuy nhiên, dừng lại mức thiết kế nguyên lí kĩ thuật 2D hệ thống mà chưa có thiết kế cơng nghệ Trong thực tiễn sản xuất, người công nhân dựa vào thiết kế ngun lí kết kinh nghiệm để ống tàu Cách làm cho chất lượng thấp, thời gian thi công kéo dài, gây lãng phí vật tư, cơng sức khơng thể đại hóa q trình sản xuất Áp dụng phần mền để thiết kế thi cơng nhằm đại hóa q trình sản xuất xu hướng phát triển tất yếu thời đại Lựa chọn phần mềm cho phù hợp tùy thuộc vào lực kinh tế khả khai thác đối tượng Số lượng phần mềm chuyên dụng cho thiết kế thi công tàu thủy ngày nhiều, điều kiện nghiên cứu có hạn nên nghiên cứu hết Trong khn khổ báo này, chúng tơi trình bày sơ lược việc sử dụng phần mềm Ship Constructor để thiết kế công nghệ hệ thống đường ống tàu thủy Khái quát chung phần mềm Ship Constructor Ship Constructor phần mềm nhỏ, chuyên dụng cho thiết kế thi cơng tàu thủy cơng trình Nó bao gồm số mơ đun nhỏ như: ShipCam, Structure, Nest, Pipe, Outfit, Manager NC-Pyros - ShipCam dùng để phóng dạng vỏ bao; - Structure dùng để vẽ kết cấu tàu không gian 3D, tạo vẽ lắp ráp, vẽ thi công chi tiết kết cấu, - Nest dùng cho hạ liệu; - Pipe dùng để vẽ vẽ ống không gian 3D, tạo vẽ ống vẽ thi công đường ống; - Outfit dùng để vẽ vẽ sơ đồ bố trí thiết bị không gian 3D; - Manager dùng để theo dõi quản lí tồn q trình thiết kế thi công; - NC-Pyros dùng để chuyển mã vẽ hạ liệu sang mã máy gia công kĩ thuật số So với phần mềm chuyên dụng khác Ship Constructor có nhiều hạn chế Hạn chế lớn khơng tích hợp sẵn ngân hàng thiết bị mà người thiết kế phải tự xây dựng lấy thời gian thiết kế tương đối dài Tuy nhiên, có nhiều ưu điểm trội mà phần mềm mạnh khơng có Ưu điểm bật kích thước nhỏ, giá thành hạ (khoảng 1/10 Tribon) nên đầu tư ban đầu thấp Các bước thực rõ ràng, đơn giản tiện sử dụng Vì vậy, phần mềm sử dụng rộng rãi giới Nhìn chung, phần mềm phù hợp với sở sản xuất nhỏ, sở có vốn đầu tư ban đầu Nó hữu dụng việc đào tạo kĩ sư cơng nghệ đóng tàu nước ta Tạp chí KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI Số 10 - 6/2007 84 Sau chúng tơi trình bày cách ứng dụng phần mềm vào thiết kế công nghệ đường ống tàu thủy Ở đây, lấy hệ thống làm mát nước biển để minh họa, hệ thống khác thiết kế hoàn toàn tương tự Các bước thực 3.1 Thu thập xử lí thơng tin Để q trình thiết kế thuận lợi cơng tác chuẩn bị cần phải tiến hành kĩ càng, công phu Trước hết thu thập xử lí thơng tin hệ thống xét, thông tin hệ thống liên quan, thông tin hệ thống tương tự tàu mẫu Trong trường hợp này, phải có vẽ: thiết kế nguyên lí hệ thống, vẽ hệ thống liên quan, vẽ bố trí chung buồng máy, vẽ kết cấu vỏ bao khu vực buồng máy, vẽ công nghệ hệ thống tương tự tàu mẫu có Trên sở phân tích cấu trúc hệ thống ta thống kê số lượng trang thiết bị có hệ thống, thiết bị phụ trợ hệ thống Phân tích vẽ kết cấu vỏ bao, vẽ bố trí chung buồng máy vẽ công nghệ hệ thống mẫu cho ta hình dạng kết cấu sơ lược hệ thống cần thiết kế Việc xây dựng ngân hàng thiết bị cho hệ thống 3.2 Xây dựng ngân hàng thiết bị Đây việc làm tất yếu thiết kế công nghệ Các trang thiết bị định hình dạng kết cấu hệ thống Đối với hệ thống phục vụ hệ động lực nói chung hệ thống làm mát nói riêng, trang thiết bị hệ thống gồm có: động chính, động lai máy phát, bơm, van, bình trao nhiệt, … Xây dựng ngân hàng thiết bị xây dựng hình thể mơ hình dạng khối 3D chúng Mơ hình lập địi hỏi phải sát với thực thể Tuy nhiên, thiết phải đảm bảo kích thước mơ hình với kích thước thiết bị thực Việc xây dựng mơ hình thiết bị 3D tiến hành mơi trường AutoCad hay phần mềm vẽ 3D khác Phần việc đơn giản nhiều nhà chế tạo thiết bị cung cấp cho ta vẽ thiết bị Đối với series tàu ngân hàng thiết bị cần xây dựng lần cho tàu Các mơ hình thiết bị tạo tiêu chuẩn hóa lập thành ngân hàng thiết bị để sử dụng bước 3.3 Xây dựng mơ hình 3D cho tồn hệ thống Căn vào vẽ bố trí chung buồng máy, vẽ sơ đồ ngun lí hệ thống, mơ hình 3D buồng máy mơ hình 3D trang thiết bị vừa tạo được, ta tiến hành đặt trang thiết bị vào vị trí yêu cầu Khi đặt cần phải ý đến hình dạng kết cấu thiết bị Tiếp theo, ta tiến hành đoạn ống nối thiết bị với Quá trình ống phải tuân thủ nghiêm ngặt nguyên tắc chung, quy định quy phạm quy định riêng nhà cung cấp thiết bị Kết quả, ta thu vẽ toàn đồ hệ thống dạng mơ hình 3D hình Hình Toàn đồ 3D hệ thống đường ống làm mát nước mặn tàu thủy 3.4 Kiểm tra tính hợp lí kết cấu hệ thống Sau có mơ hình 3D hệ thống ta cần phải kiểm tra lại xem kết cấu hợp lí hay chưa, có xung đột với hệ thống khác hay khơng? Kiểm tra tính hợp lí hệ thống bao gồm: kiểm tra va chạm hệ thống, va chạm hệ thống xét với vỏ bao với Tạp chí KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI Số 10 - 6/2007 85 thiết bị buồng máy Việc làm cần thiết, coi nhẹ có nhiều người làm, người đảm nhận hệ thống riêng biệt Ngoài ra, việc phân tích tỉ mỉ kết cấu mơ hình 3D vừa tạo đánh giá tính hợp lí hệ thống kết cấu Từ có điều chỉnh lại cho phù hợp với kết cấu chung khoang máy toàn tàu Sự hợp lí kết cấu thể chỗ có kết cấu đơn giản, hình thức gọn, thuận tiện chế tạo – lắp đặt, dễ dàng cho sử dụng, đảm bảo tính thẩm mỹ cơng nghiệp tiết kiệm vật tư Việc kiểm tra tính hợp lí hệ thống địi hỏi phải người có kinh nghiệm đảm trách khơng khơng tránh khỏi sai sót đáng tiếc không tận dụng hết ưu điểm phương pháp 3.5 Tạo vẽ công nghệ cho hệ thống Mơ hình tạo mơ hình tổng thể hệ thống, kích thước cịn q lớn, khơng thuận tiện cho q trính gia cơng Bên cạnh đó, mơ hình vừa tạo chưa thể mơ tả hết kết cấu thực hệ thống chưa tính đến cách thức liên kết phân đoạn ống với Để tạo thuận lợi cho trình chế tạo hệ thống, ta phải chia nhỏ hệ thống thành phân đoạn nhỏ có kích thước phù hợp Việc chia nhỏ hệ thống phải đảm bảo thành phần có kích a) b) thước vừa phải, tạo số mối liên kết Hình Bản vẽ chế tạo phân đoạn ống nhất, khối lượng gia cơng nhỏ a Kích thước cách thức gia công; tận dụng hết vật tư sẵn có b Hình dạng kết cấu thực phân đoạn Trên sở phân tích tính cơng nghệ kết cấu, khả gia công sở sản xuất để ý đến thuận tiện sửa chữa thay thế, người thiết kế định việc chia nhỏ hệ thống hình thức liên kết phần tử Cuối xây dựng vẽ chế tạo cho phân đoạn nhỏ Trên vẽ ta quy định tỉ mỉ cách thức gia cơng để đạt hình dạng kết cấu dựng, vật liệu chế tạo, quy cách hình thức liên kết phân đoạn Kết thu vẽ công nghệ đoạn ống hình Kết luận kiến nghị Áp dụng phần mềm Ship Constructer vào thiết kế thi công cấu trúc không gian, mà cịn xác định xác vị trí hệ thống, cách thức gia cơng, hình thức liên kết phần tử hệ thống Đặc biệt, thống kê vật tư xác tới milimet ống, cặp bu lơng – đai ốc Ngồi ra, phương pháp cho phép chế tạo hệ thống phân xưởng hoàn toàn độc lập với vỏ tàu hệ thống khác Điều có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, cho phép chuyển sang hình thức đóng tàu đại – đóng tàu theo mơ đun Thiết kế cơng nghệ rút ngắn thời gian gia công, nâng cao suất chất lượng sản phẩm, tăng sức cạnh tranh sản phẩm thị trường Phần mềm Ship Constructer tạo sở để tiếp cận tất phần mềm mạnh chuyên dụng khác Việc đưa phần mềm vào giảng dạy cho sinh viên ngành “ Thiết bị lượng tàu thủy” hoàn toàn phù hợp với xu hướng phát triển Điều quan trọng phải có đầu tư nhân lực sở vật chất cần thiết phục vụ cho đào to Tài liệu tham khảo: [1] Cỏc phn mm: AutoCad 2004, Tribon, Nupas, Ship Constructor 2004 CFCC 2004; [2] Tiêu chuẩn ANSI Mỹ Người phản biện: GS.TS Lê Viết Lượng Tạp chí KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI Số 10 - 6/2007 86 ... ống nối thiết bị với Quá trình ống phải tuân thủ nghiêm ngặt nguyên tắc chung, quy định quy phạm quy định riêng nhà cung cấp thiết bị Kết quả, ta thu vẽ tồn đồ hệ thống dạng mơ hình 3D hình Hình... trang thiết bị có hệ thống, thiết bị phụ trợ hệ thống Phân tích vẽ kết cấu vỏ bao, vẽ bố trí chung buồng máy vẽ cơng nghệ hệ thống mẫu cho ta hình dạng kết cấu sơ lược hệ thống cần thiết kế Việc... nghệ Các trang thiết bị định hình dạng kết cấu hệ thống Đối với hệ thống phục vụ hệ động lực nói chung hệ thống làm mát nói riêng, trang thiết bị hệ thống gồm có: động chính, động lai máy phát, bơm,